煤矿粉尘检测系统

工学院毕业设计（论文）胳题脖灶目有：撕煤矿下井下碌粉尘跑浓度繁的监茅测系电统设琴计盼专块泰业村：锣电子吐信息责工程获班叶抓级略：顿08宇级一雕班三姓典蜻名枕：弃陈建沾宁泪学盯迎号新：两16臣65俘08猾01海04立指导表教师救：巧樊晓矛宇汉日亲咐期堡：巡20温12础.5窜.2输8目录引言11绪论11.1单片机技术的现状及发展前景错误！未定义书签。1.2单片机的应用41.3课题的内容42粉尘浓度控制系统的总体方案设计53系统硬件设计63.1单片机最小系统的设计73.1.1电源8申3.月1.芝2怀复位若电路冒9忆3.以1.挡3旁振荡踏电路离10辜3.识2怨液晶肆显示浙电路田10择3.朴3途语音逐模块凝12兵3.顶4厦传感尘电路购13灶3.麦5控迷制电匙路五14慎库乎3.泡6插键填位路蔑……慢……馒……斧……婚……伯……鞠……蜘……工……态……注……羡……装…湾..抬..招..艇..顽..享..踢..艰..宵..赖..糕..饲.罪苏饥氧捉勇1陶5瓶4如系统务软件昼设计导16饰4.污1旗设计课环境身16所4.菜2凭系统戚程序珍框图祸17掠4.起3坏硬件皂调试南18欠4.及4吉软件额调试孕19恐5混结论锻18霜致谢汗21刷参考宪文献哄22胸煤泼矿井添下粉合尘浓挠度的渗监测匙系统文设计畏摘要辞：角基于使单片础机的滚井下薯安全扎系统帖的控渔制是嫂发展菜迅速筛的一息项技谱术，击它是习微机蚁硬件滔系统采结合戚软件编编程秆和自惧动控遵制技桶术相嫩结合酷的产训物。轻本论愧文是邮利用荒单片兼机及凯其外驴扩设写备设摘计出加一种而简单像的井燥下报比警系韵统。冤硬件货部分久采用绿AT昏89拣C5毁1单声片机没作为培控制岸器，寒外围孙电路彼主要汪包括睁传感水电路幕、控尸制电享路、唐语音亭提示功和液鲁晶显朋示。苗通过乳单片群机的匙硬件守和软甘件控允制，黄完成班对井臣下可针燃气券体浓磨度的董监测执及报献警思，以琴提高疫井下是作业惨的安阅全性矩，从傍而保傅障了抵井下踪工作匀人员得的生咸命安跑全。李关键须字：宏单片闭机叛光酷纤粉油尘浓纽度传循感器削抚液晶话16肢02仆李语音梨提示引言擦随着侦石油贱、天界然气顿工业它以及什煤炭播工业由的发汉展，斥煤矿盲安全绩、环渣境污粗染等季一系仆列问廉题正恋成为设人们翼关注勉的重锣点，宾尤其格井下名粉尘陷浓度列高，参对井志下工欢作人加员的良的身联心健更康造秧成了福极大蕉的威廉胁。爬据介斤绍，理中国娇煤矿窜约9典5％妈是井遮工矿毫，开旧采条供件复蜘杂，眉而且萄随着辩采掘与深度气增加模，煤飘矿瓦栏斯、亿水患剪、冲乒击地捧压等欢灾害众越来扒越严尽重。梢井工巴开采沿矿井仇具有惹灾害兔因素该集中旨、人耀员活诵动景量大秩，矿介粉不并容易宗及时启排除记多种降致灾使因素产共存钩井下尝的特良点，开也容播易引脖发大灿的灾蛙难。折对煤难矿生汇产、疾工业颠生产呀和日纠常生吗活中供产生哗的有非害气蜘体进睬行高点灵敏胃度检英测变漂得十源分重江要。启光谱室吸收侦型光国纤浓忍度传锋感器长因具挠有灵筐敏度麦高、辜响应阁速度亚快、武分辨灾力高竞，抗哄电磁错干扰鹿、适急用于杠易燃虾易爆踩的危谁险场牵合等麻优点产，倍投受国膀内外闷学者皇关注喉，从削而具摆有重晓大的斥研究幕意义屿。回单片劈机的辜应用耍到现买在已吼经有共了近附30竖年的竿历史运了。酿微型肺计算住机的糠迅速貌发展愤，促阻进微疯型计盼算机坝测量历和控已制技赠术的刑迅速诵发展税和广绒泛应喉用，窄单片露机的鸭应用绩已经幼广泛餐渗透待到社饲会公颗共建凡设、竞军事酱、医食疗、熊通信耗等各泉种领厕域，稳尤其枕在粉彼尘测田量中觉的应戚用，深更是榨得到贸了人扫们的映认可各。胀单片址机是廉一种马集成税在性电路办芯片崭，是位采用纹超大蚊规模和集成夕电路欣技术寸把具余有数周据处脱理能年力的矩中央屿处理逃器C维PU啦随机恭储存秘器轧R队AM纹、元只读参储存换器、暖多种沫I/层O口之和中静断系闲统、更定时句器/忆计时浙器缘等功职能集父成到墨一块桶硅片笑上构隆成的巴一个赛小而谱完善盛的轮计时耽器。控因此芳用一赌块芯忌片就分可以勉代替孕一台岩计算召机，三来控兼制对抬粉尘略浓度攀的监绳量及拦控制若，是谊一个搏很大慨的突象破。乒1享绪论搜目前素大多道井下孝作业餐安全胃系数征较低子，没草有较方完善朽预警谱系统纠，尤奶其对果粉尘扎浓度渗的监寿测及绝控制蕉，国摸内一萝直都而没有讨一个纽比较紧完善蔽的系荡统，君所以州开发洽井下害粉尘译浓度风监测疾系统欠势在合必行演，不砍仅具辽有良俗好的利市场府前景欣，而眠且还宪具备疮灵敏拾度高些，抗执干扰赠能力提强，植生产碍成本犹低等泳特点笑。单霸片机休是在挂一块栗芯片蜂上集犹成了隙一台细微型脸计算炭机所席需的盈CP晚U、吊存储船器、赠输入奇、输傲出等扬部分主。单惧片机它自问削世以见来，俊性能苗不断盐提高瓦和完颜善，朋体积植小、接速度尽快、屠功耗责低的宰特点垮使得柄它的现应用金领域贷日益朴广泛悬。工亡业控怒制系播统的推工作械环境乞恶劣鹿，干众扰强烦，故墨要求峰控制使系统青的工御作稳遣定、父抗干那扰能海力强奇。单骄片机终能满顺足这论些要待求，鱼因此窝单片凑机在崖控制蚀领域面得到央了广啦泛的执应用建，利宏用单蔽片机诵控制类井下把粉尘质浓度前检测御系统冷是很蛾好的爽选择同。合单片搁计算棕机即通单片抢微型页计算社机,他是集脾CP突U、订RA寇M、夏RO坏M怀、定围时、鉴计数探和多犬种接笛口于僚一体童的微秧控制淘器。毯它体桨积小铲、成阵本低桂、功柄能强妇、广蝴泛应融用于垮智能命产业脏和工酸业自捞动化迎中。令51舰系列毒单片灭机是弃各单廊片机哗中最洪为典国型和膏最有送代表梦性的光一种讲。这兵次毕既业设昼计通炊过对眼它的县学习种与应严用，需从而炮达到满学习腔设计裂开发李软、老硬件匪的能护力。部1.盗1单熊片机否技术凳的现材状及灶发展永前景弱单片孝机是勇一个织单芯港片形诸态、接面向宵控制浸对象可的嵌至入式桶应用窝计算偶机系前统。炭它的堪出现桶及发拦展使舟计算尾机从捡通用折型数嗓值计闸算领覆域进喘入到密智能打化的航控制墓领域伤。从庭此，蕉计算府机在阿两个虾重要瞒领域颠——拾通用革计算皂机领绸域和必嵌入坚式计籍算机银领域哨都得女到了击极其商重要喇的发虑展，寨并正匆在深世深地闻改变内着我肿们的铸生活讯。夺它具锻有一询个完次整计命算机梢所需姨要的顶大部扁分部既件：俊CP种U、蝇内存让、内剂部和阅外部粘总线慕系统厨，目遇前大撇部分遥还会燥具有今外存升。同突时集扯成诸待如通袋讯接缎口、犬定时相器，残实时牧时钟贺等外宾围设泊备。嫂而现乔在最棚强大狭的单急片机叠系统计甚至椅可以渡将声毕音、丢图像晌、网厨络、供复杂刊的输谢入输龟出系胃统集萄成在样一块童芯片区上。浓单片品机也未被称湾为微荡控制峰器，沙是因其为它示最早伶被用魔在工驶业控辽制领雕域胶。单扔片机朋由芯框片内恐仅有盟CP扒U的叶专用械处理捕器发院展而张来。皱最早淹的设量计理细念是集通过宽将大富量外靠围设而备和定CP耻U集溪成在看一个留芯片烫中，滩使计抗算机登系统爷更小卧，更陷容易桶集成索进复正杂的缝而对狭提及吨要求调严格繁的控剧制设塑备。晚单片涂机作胆为计捞算机垫发展逼的一过个重倍要领辩域，左应用宜一个在较科企学的叉分类舱方法锹。根讯据目绣前发啊展情糟况，惰从不炭同角忙度单朝片机振大致驴可以盏分为糊通用北型/油专用奏型、筑总线骗型/爹非总端线型雄及工隶控型捐/家循电型恒：词（1匆）欧通用垒型/用专用否型跪这是剥按单级片机狐适用喝范围熔来区祝分的隙。例躬如，站80拾C5鲜1是师通用余型单垃片机姑，它袋不是拌为某胶种专狡用途委设计今的；勒专用普型单责片机墙是针笔对一回类产溉品甚咸至某共一个狼产品唯设计崭生产恭的，触例如夜为了暑满足痕电子巧体温抱计的坑要求陶，在舰片内倡集成族AD哪C接珍口等职功能页的温柔度测盼量控安制电链路蕉；枯（2统）鸭总线州型/洽非总才线型龄这去是按识单片余机是末否提课供并航行总常线来门区分绝的。系总线践型单循片机规普遍拐设置侵有并帐行地艰址总皇线、垫数倾据总开线、群控制随总线饱，这梳些引征脚用枪以扩忘展并辟行外蝴围器术件都浇可通鼠过串凉行口宫与单色片机遣连接风，另还外，膊许多忆单片患机已什把所现需要感的外毁围器并件及沃外设望接口临集成垒一片秀内，扒因此腰在许贸多情特况下盼可以吐不要边并行障扩展怒总线蛋，大斜大减恩省封破装成请本和距芯片俘体积钻，这旱类单得片机繁称为随非总怨线型胖单片活机将；劳（3恒）剩控制灿型/解家电什型胳这是给按照宰单片异机大轿致应师用的屿领域宜进行鸭区分气的。壤一般挡而言耕，工里控型贺寻址袄范围炕大，桶运算战能衣力强敬；用鸟于家扛电的酸单片伴机多峡为专浴用型婶，通躲常是混小封年装、粱低价籍格，者外围糊器件延和外死设接功口集沫成度懂高。硬显乡然，艇上述必分类预并不联是惟警一的兴和严饮格的式。例闲如，躺80忙C5腹1类岸单片监机既偏是通蛛用型身又是霸总线出型，熔还可珍以作肃工控吊用。旧可以侨看出近早妙期的月单片踢机都鼓是8灰位或热4位次的。混其中焰最成茶功的水是I坑NT霞EL杰的8水03造1，竞因为跌简单跨可靠慧而性麻能不败错获唱得了嗓很大掀的好动评。照此后毯在8浅03乔1上州发展脾出了罪MC钻S5环1系枝列单鸽片机醉系统组。基似于这驰一系决统的年单片福机系秆统直手到现模在还重在广滚泛使威用。疾随着芬工业滚控制我领域鄙要求俱的提乳高，描开始锈出现匪了1清6位肤单片稳机，擦但因畅为性法价比何不理滨想并湖未得漫到很左广泛序的应支用葬。9如0年贼代后戴随着瓜消费绕电子选产品探大发倾展，尽单片苹机技毕术得宪到了劳巨大邪的提狭高。同随着删IN喇TE杨L查i9熊60法系列厨特别列是后籍来的膊AR炮M系恩列的奴广泛匆应用辉，3敬2位揭单片西机迅变速取受代1塔6位涨单片贵机的仇高端木地位掠，并辈且进铲入主托流市味场。杯而传雁统的叙8位撒单片冈机的赖性能以也得晶到了静飞速殊提高赢，处惕理能惧力比牛起8洗0年铲代提陈高了瞧数百反倍。住目前慈，高泰端的魄32已位单斥片机纯主频宴已经评超过钉30摄0M露Hz联，性傻能直情追9颜0年刊代中现期的宜专用史处理溉器，化而普祥通的梯型号拆出厂放价格墓跌落膛至1轨美元板，最疗高端恒的型雅号也缸只有勺10汇美元张。当摸代单舒片机岩系统式已经辆不再闪只在砌裸机圆环境模下开肥发和特使用笼，大壮量专督用的覆嵌入遍式操葬作系洗统被犹广泛亏应用碰在全辜系列慌的单药片机姑上。罗而在底作为做掌上查电脑模和手血机核修心处面理的劣高端辣单片驱机甚体至可蒸以直委接使环用专调用的耕Wi半nd医ow环s和饱Li鬼nu麻x操嚼作系爆统。方随着掏计算滋机技秒术的些发展缓和在等控制庆系统侄中的销广泛好应用筑，以担及设委备向脉小型随化、甩智能驱化发斥展，孕作为呢高新晨技术雷之一焦的单辫片机带以其静体积荒小、建功能杂强、堪价格衡低廉淡、使烤用灵歪活等缴优势晓，显博示出末很强赛的生毁命力潜。它腹和一渗般的胖集成稳电路辆相比倍有较尼好的纯抗干翼扰能隐力，编对环船境的镇温度弯和湿冤度都帮有较你好的定适应雄性，聋可以曲在工佛业条姨件下唱稳定率工作丰[1鞭]候。正单片叹机也扑广泛翠地应愧用于拖实时抛控制津系统告中，呜例如碎对工聋业上则各种盏窑炉珍的温抽度、探酸度贱、化谁学成荣分的啊测量袖和控摇制。西将测矮量技鸽术、沉自动民控制汪技术绸和单冰片机栽技术拐相结住合，跳充分姐发挥且其数浓据处远理功爱能和潮实时删控制兰功能幼，使诱系统陷工作弦处于奏最佳佩状态寒，提眨高系蔑统的栗生产纺效率键和产嫩品质饺量。虫从航虽空航乏天、增地质宇石油稍、冶畅金采刮矿、怪机械侄电子换、轻才工纺筐织等件行业延的分郑布系每统与堪智能钞控制铃以及季机电状一体岭化设援备和辰产品层，到匆邮电扛通信祖、日避用设营备和愧器械嗓，单步片机歼都发救挥了牺巨大筹作用康。其颈应用崭大致钩可分猾为：牛机电孙一体陵化设通备的熔控制套核心威。机捉电一小体化停是机舒械设谎备发贫展的庄方向悟。单湿片机蝇的出盐现促扔进了蒜机电连一体沸化技援术的能发展钢，它册作为寄机电想产品普的控援制器进，充线分发扬挥其容自身室优点艰，大可大强志化了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3.4传感电路当今关于煤炭井下开采是很普遍的，但是对于井下工作人员的身体健康，相关企业及国家政府都一直很重视，尤其是井下煤炭粉尘浓度高，容易造成矽肺，以及矿井爆炸等突发事故。我所用的传感器是加拿大O/Eland所生产的光纤光栅粉尘浓度传感器，中心波长用的是1550.60nm，反射率要10.5db，3db带宽，正负2nm，当光源通过有一定浓度的粉尘时，发射出的光强会大幅度消弱，当通过光纤的栅区时，光纤的波长会随着浓度发生变化，通过一个光电转换模块，会把波长的变化转换成电流的变化，但是还缺少一个参考系，因此我们又将同样的光通过正常空气，对光纤的波进行分析，光电转化之后把两个数据用数据采集卡采集起来，传输到单片机中进行分析、处理，然后通过显示器、语音提示系统、排尘控制系统进行处理。图3.10传感器原理图激光光源发出的光被调制后，由分光器将光分成两路，由光纤一路传输至被测气室，光被吸收后，光纤又将带有浓度信号的光传输至光电探测器PINl，PINl将光信号转换成电信号；另一路传输至参考气室，然后光纤又将参考光传输至光电探测器PIN2，PIN2将光信号转换成电信号；这两路电信号经前置放大后，送入数据采集卡进行A／D转换，转换后的信号送入计算机进行信号处理、显示、报警。系统主要由硬件和软件组成，其中硬件部分有光源、电路、光纤、数据采集卡、气室、气体和单片机等。3.5控制电路控制电路是利用继电器来控制电机，通过电机来打开或者关闭阀门。当单片机给出粉尘浓度值过高的数字信号时，通过二极管，使继电器内部线圈通电，点机发动，排尘阀门打开。当粉尘浓度不超标的时候，电机停止工作，阀门关闭。控制电路原理图如图3.11所示。图3.11控制电路3.2键盘电路外接三个独立键盘，分别接在单片机的相应端口上，起设定、上调、下调作用。由于在实验板上没有多余的独立键盘，需要将如图3.12所示的矩阵键盘改造为独立键盘。图3.12复位电路因矩阵键盘的工作原理是先将行的二进制的位数赋值为0111，再分别检测键盘的列的位数，当第一行的某一个按键被按下的时候，其列的四位二进制数必然有一位为0，此时再判断这个0的位置，就能检测被按下的是哪个按键。如果第一行没有检测到按键，则将行的二进制赋值为1011，再依次检测列的位数。依次类推，不停的重复着对键盘进行检测[14]。因此，要想将矩阵键盘改为独立键盘，只需将某一列赋值为0，这样就只用检测这一列所对应的行的二进制，或是将某一行赋值为0，然后检测这一行所对应的列的二进制。本次设计是将P1.3赋值为0，再判断P.4、P1.5、P1.6所对应的按键A、B、C是否被按下。图3.13矩阵键盘电路4.系统软件设计4.1设计环境一般来说，编写嵌入式程序可以采用两种程序架构：一种是前后台系统，即整个系统的所有任务构成一个超级无限循环，此称为后台，其余的异步事件，如定时器溢出、串口接收中断等都在中断服务程序里即前台处理。应用前后台系统的优点是程序结构简单，缺点是不能适合于复杂应用。另一种程序结构为采用嵌入式操作系统。本系统采用了基于uCOS—II的嵌入式实时操作系统RTOS(RealTimeOperatingSystem)。实时操作系统具有两个显著的特点：(1)实时性：单片机系统的监测、控制、通信等工作都要求实时性，一旦出现有关情况，CPU能够及时响应，刻不容缓。为此，一个实用的RTOS都应具有完善的中断响应机制，保证中断响应潜伏时间足够短；（2）多任务：半导体技术的发展和应用复杂性的增长促使CPU的处理能力越来越高，在这样强大的处理器上运行应用程序，必然不是整块，而是根据所要实现的若干方面功能，划分为数个任务，这样有利于软件的开发和维护。因此单片机系统中采用的RTOS必然是支持多任务的，并能够根据各个任务的轻重缓急，合理地在它们之间分配CPU和各种资源的占用时间。uCOS—II是源码公开的实时嵌入式内核，其性能完全可以与商业产品竞争。自1992年以来，全世界成千上万的开发者已经成功地将uC／OS-II应用于各种系统。uC／OS—II是著名的、源码公开的实时内核，是专为嵌入式应用设计的，可用于各类8位、16位和32位单片机或DSP。从uC／0S-II算起，该内核已有10余年应用史，在诸多领域得到了广泛应用。uCOS-II提供了诸如定时器、信号量、消息队列、邮箱、事件标志等等系统服务。为了在AVR上应用uCOS-II，需要对其进行移植，即改变uCOS-II当中与处理器有关的代码以实现uCOS-II在该处理器上的正确运行。在基于uCOS-II的嵌入式软件分为实时操作系统内核、与处理器相关部分、与应用相关部分，用户的应用系统等四个部分。编译和连接：在设置好工程后，即可进行编译、连接。选择菜单Project->Buildtarget，对当前工程进行连接或点击工具栏中相应按钮，验证程序是否编译正确。编译结果如图4.2所示。4.1编译图系统开始工作时，单片机初始化，传感电路开始测量井下粉尘的浓度通过光电转换器将光信号转换成数字信号传入单片机，单片机做出反应，将超标值显示于液晶显示屏上。同时系统做出判断井下粉尘浓度超标值是否具有危险性，若浓度值没有超标就继续测量。若超标单片机控制继电器打开阀门进行排尘并打开语音提示报警。在打开阀门排气的同时传感电路仍然继续测量粉尘浓度，此时若分成浓度恢复到不具有危险性，就关闭阀门和语音提示。若可粉尘浓度仍然超标就继续排尘检测直到粉尘浓度达到安全范围。4.2系统程序的框图系统开始工作时，单片机初始化，传感电路开始测量井下气体浓度只通过光电转换器将光信号转换成数字信号传入单片机，单片机做出反应，将浓度值显示于液晶显示屏上。同时系统做出判断井下粉尘浓度值是否超标，若浓度值没有超标就继续监测井下粉尘浓度。若超标单片机控制继电器打开阀门进行排尘并打开语音提示报警。在打开阀门排尘的同时传感电路仍然继续测量粉尘的浓度，此时若粉尘浓度值恢复到不具有危险性是，就关闭阀门和语音提示。若粉尘浓度仍然超标就继续排尘检测直到粉尘浓度恢复正常。4.3硬件调试Protel99是ProtelTechnology公司的产品，是一个基于Windows平台的32位EDA设计系统，用于电路原理图和印制板图的计算机辅助设计。主要分为两大部分：（1）原理图设计系统这是一个易于使用的具有大量元件库的原理图编辑器，主要用于原理图的设计。它可以为印制电路板设计提供网络表。该编辑器除了具有强大的原理图编辑功能以外，其分层组织设计功能、设计同步器、丰富的电气设计检验功能及强大而完善的打印输出功能，使用户可以轻松完成所需的设计任务。（2）印制电路板设计系统它是一个功能强大的印制电路板设计编辑器，具有非常专业的交互式布线及元件布局的特点，用于印制电路板（PCB）的设计并最终产生PCB文件，直接关系到印制电路板的生产。Protel99SE的印制电路板设计系统可以进行多达32层信号层、16层内部电源/接地层的布线设计，交互式的元件布置工具极大地减少了印制板设计的时间。同时它还包含一个具有专业水准的PCB信号完整性分析工具、功能强大的打印管理系统、一个先进的PCB三维视图预览工具。此外，Protel99SE还包含一个功能强大的基于SPICE3f5的模/数混合信号仿真器，使设计者可以方便地在设计中对一组混合信号进行仿真分析。同时，它还提供了一个高效、通用的可编程逻辑器件设计工具【5】。Protel99是应用最广泛的电子线路设计软件，使用简单、易于学习、功能强大。它结合电子电路设计的特点，从实用角度出发，完全可以实现电路原理图的设计及印制电路板的设计方法。具体内容有Prorel99原理图设计环境的设置、电路原理图的设计、层次式原理图的设计、原理图元件的创建、电路板设计的基本知识、电路板设计环境设置、电路板规划和网络表的载入、印制电路板的设计、元件封装的创建、各种报表文件的生成及设计成果的输出等。设计调试：本设计的开发板原理图用Protel99工具完成，在进行元器件的创建、元器件的选择以及元器件的连接以后，在这整体的合理布局以后，我们采用菜单栏上的TOOL工具栏中ERC电气检测对原理图检测，经检验无误，硬件连接正确。5结论本设计利用了单片机与简单外围电路结合的思想，通过对单片机软件程序和硬件电路的合理划分，完成了井下监测粉尘浓度控制功能。利用FBG光学特性，设计了光源调制装置，从而获得适合气体检测的窄带扫描光源，既解决了目前窄带光源相干性高引起的系统附加干涉问题，又降低了光源成本，同时，只要通过更换不同反射波长的光栅就可以实现对不同气体的测量；在本系统中，单片机AT89C51作为电路的核心部分，采用C语言编程。外围电路由控制电路、传感电路、液晶显示电路和语音提示电路组成。控制电路选用继电器来控制电机来打开或者关闭阀门。传感电路采用了布拉格光栅传感器，在电路中的起到主导的作用。液晶显示采用的是1602芯片。语音提示采用WT588D语音芯片。为了保证电源的稳定以及有效，系统的电源部分经行了一系列的稳压及蒸整流，达到了预想的效果。在整个设计过称中，需要实现测出井下粉尘体浓度值，再与平常的空气中的粉尘浓度做对比，老师平时指导我们将设计模块化，首先实现功能，接着逐个地添加功能，最后达到自动监测可粉尘浓度和排放粉尘的功能。在毕业设计过程中，不断调试和修改电路及程序，提高了对单片机的应用能力，以及分析和解决问题的能力。毕业设计设计学习阶段非常重要难得的理论和实践相结合的机会，通过本次以单片机为核心的井下安全系统的设计，我巩固了所学的理论知识。和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，以及在亲身设计整个系统中，培养了自己不断提高产品性能的发散性思维，使我在对以后未来的工作中充满了自信，及希望。总之，通过本次完整的控制系统设计，我各方面的能力得到了提高，今后的学习生活中我将不断的提高与完善自己。致谢经过几个月的设计，我终于完成了这次井下安全系统的设计，这是我对单片机和Protel，C语言等有了更深刻的了解及认识！本次毕业设计能够顺利完成，首先要感谢我的指导老师樊老师。樊老师一直做事严谨，细心并具有创造性思维，在我设计方案的时候，总是能给我好多改良性的意见，设计过程中，给了我很大的帮助。从选题到整个毕业设计的完成，都离不开樊老师的指导。他渊博的知识、严谨求实的作风、对我们无微不至的关心、孜孜不倦的工作精神深深触动了我。在此，我要向樊老师表示深深的感谢，不仅感谢他交给我们知识，更感谢他对我们的鼓励！参考文献[1]刘建英.基于单片机的压力控制系统设计[J].内蒙古石油化工，2005：15-20[2]张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2005:1-4.[3]何立民.锅炉自控系统[M].北京:北京航空航天大学出版社，1990:8-12[4]杨将新,李华军,刘东骏.单片机程序设计及应用[M].电子工业出版社,2006:4-8[5]蒋辉平,周国雄.单片机原理与应用设计[Ｍ].北京:北京航空航天大学出版社,2007.9:1-13[6]徐淑华，程退安，姚万生.单片机微型机原理及应用[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999.6:2-4[7]陈光东.单片机微型计算机原理与接口技术(第二版)[M].武汉：华中理工大学出版社，1999.4：20-22[8]杨宁．单片机与控制技术[M].北京:北京航空航天大学出版社，2005(1):126-145[9]张毅坤，陈善久，裘雪红.单片微型计算机原理及应用[M].西安电子科技大学出版社,1998:2-5[10]曹巧媛.单片机原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2002:122-140[11]张凯,马忠梅.MCS-51单片机综合系统及其设计开发[M].北京:科学出版社,1996：202-208[12]WT588D语音芯片使用说明[M].大连东显电子.[13]电子驿站.手把手教你1602字符型液晶模块使[EB/OL]./blog/item/fda93f6dabcc29f1431694ee.html[14]电子天下.LCD1602中文资料[15]电子天下.LCD1602中文资料..html[16]徐玮.51单片机综合学习系统——1602字符型液晶显示篇[J].电子制作[17]蔡康松,段杏林.基于单片机字符型液晶显示模块控制设计[J].黄山学院学报2005:34-40[18]邓燕妮,常小科等.基于51单片机控制的液晶显示技术[J].工业控制计算2007(03):57-6[19]彭小军.各种压力传感器的应用[J].新余高专学报.2004(9)：54-60[20]吴今哲.基于AT89C51的C语言编程[J].机械与电子,2023:32-38[21]蔡江洪;压力自动控制系统的设计与实现[J].东南大学学报，2005ThemonitoringofCoalminedustconcentrationsystemdesignAbstract:Microcontroller-basedcontrolofthemonitoringcoalminedustconcentrationsystemisatechnologywhichhasdevelopedrapidlyrecentyears.Itishecombinationofcomputerhardwaresystems,softwareprogramsandautomaticcontroltechnology.Microcontrollerandexternalexpansiondeviceareusedinthispaper.AT89C51microcontrollerisusedasacontroller.Themonitoringcircuitisconsistofsensingcircuit,cotrolcircuitvoicepromptsandLCD.ThecontrolofmicroncontrollerhardwareandsoftwarecompeletedtheCoalminedustconcentrationofboilerautomaticcintrolsystemtoimprovelaborproducitivity,tosavehumanandmaterialresources,toimproveworkingconditionsandeconomicandsocialbenefits.Keywords:SCMCoalminedustconcentrationLCDvoiceprompts附录：1.LCD显示程序#include<reg51.h>#include<intrins.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchartypedefunsignedcharBYTE;typedefunsignedintWORD;typedefbitBOOL;sbitrs=P0^0;//sbitrw=P0^1;sbitep=P0^2;//BYTEcodedis1[]={"警告！！"};//BYTEcodedis2[]={"粉尘浓度值"};ucharcodedis3[]={"："};BYTEdatadis_buf[16];BYTEdatabuf[16];delay(BYTEms){//延时子程序BYTEi;while(ms--){for(i=0;i<250;i++){_nop_();nop_();nop_();nop_();}}}BOOLlcd_bz(){//测试LCD忙碌状态BOOLresult;rs=0;rw=1;ep=1;nop_();nop_();nop_();nop_();result=(BOOL)(P1&0x80);ep=0;returnresult;}lcd_wcmd(BYTEcmd){//写入指令数据到LCDwhile(lcd_bz());rs=0;rw=0;ep=0;nop_();nop_();P1=cmd;nop_();nop_();nop_();nop_();ep=1;nop_();nop_();nop_();nop_();ep=0;}lcd_pos(BYTEpos){//设定显示位置lcd_wcmd(pos|0x80);}lcd_wdat(BYTEdat){//写入字符显示数据到LCDwhile(lcd_bz());rs=1;rw=0;ep=0;P1=dat;nop_();nop_();nop_();nop_();ep=1;nop_();nop_();nop_();nop_();ep=0;}lcd_init(){//LCD初始化设定lcd_wcmd(0x38);//delay(1);lcd_wcmd(0x0c);//delay(1);lcd_wcmd(0x06);//delay(1);lcd_wcmd(0x01);//清除LCD的显示内容delay(1);}voidpre_disp(uintlon)//浓度显示函数{ucharbai,shi,ge,i;bai=lon/100;shi=lon%100/10;ge=lon%100%10;//Lcd_WriteCmd(addr_tab[8*x+y]);//写地址delay(1);//Lcd_WriteData(0x3a);//Lcd_WriteData(0x30|bai);//Lcd_WriteData(0x30|shi);//Lcd_WriteData(0x2e);//Lcd_WriteData(0x30|ge);lcd_wdat(0x30|bai);//ASCII编码并显示lcd_wdat(0x30|shi);//ASCII编码//lcd_wdat(0x2e);i=0;while(dis3[i]!='\0'){lcd_wdat(dis3[i]);/i++;}lcd_wdat(0x30|ge);}2.功能函数程序/*REG51.H*/#ifndef__REG51_H#define__REG51_H/*BYTERegister*/sfrP0=0x80;sfrP1=0x90;sfrP2=0xA0;sfrP3=0xB0;sfrPSW=0xD0;sfrACC=0xE0;sfrB=0xF0;sfrSP=0x81;sfrDPL=0x82;sfrDPH=0x83;sfrPCON=0x87;sfrTCON=0x88;sfrTMOD=0x89;sfrTL0=0x8A;sfrTL1=0x8B;sfrTH0=0x8C;sfrTH1=0x8D;sfrIE=0xA8;sfrIP=0xB8;sfrSCON=0x98;sfrSBUF=0x99;/*BITRegister*//*PSW*/sbitCY=0xD7;sbitAC=0xD6;sbitF0=0xD5;sbitRS1=0xD4;sbitRS0=0xD3;sbitOV=0xD2;sbitP=0xD0;/*TCON*/sbitTF1=0x8F;sbitTR1=0x8E;sbitTF0=0x8D;sbitTR0=0x8C;sbitIE1=0x8B;sbitIT1=0x8A;sbitIE0=0x89;sbitIT0=0x88;/*IE*/sbitEA=0xAF;sbitES=0xAC;sbitET1=0xAB;sbitEX1=0xAA;sbitET0=0xA9;sbitEX0=0xA8;/*IP*/sbitPS=0xBC;sbitPT1=0xBB;sbitPX1=0xBA;sbitPT0=0xB9;sbitPX0=0xB8;/*P3*/sbitRD=0xB7;sbitWR=0xB6;sbitT1=0xB5;sbitT0=0xB4;sbitINT1=0xB3;sbitINT0=0xB2;sbitTXD=0xB1;sbitRXD=0xB0;/*SCON*/sbitSM0=0x9F;sbitSM1=0x9E;sbitSM2=0x9D;sbitREN=0x9C;sbitTB8=0x9B;sbitRB8=0x9A;sbitTI=0x99;sbitRI=0x98;#endif/*INTRINS.H*/#ifndef__INTRINS_H#define__INTRINS_Hexternvoidnop_(void);externbittestbit_(bit);externunsignedchar_cror_(unsignedchar,unsignedchar);externunsignedint_iror_(unsignedint,unsignedchar);externunsignedlong_lror_(unsignedlong,unsignedchar);externunsignedchar_crol_(unsignedchar,unsignedchar);externunsignedint_irol_(unsignedint,unsignedchar);externunsignedlong_lrol_(unsignedlong,unsignedchar);externunsignedchar_chkfloat_(float);externvoid_push_(unsignedchar_sfr);externvoid_pop_(unsignedchar_sfr);#endif3.主函数程序#include<reg51.h>#include<int.rins.h>#include<1602h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint//typedefunsignedcharU8;/*definedforunsigned8-bitsintegervariable无符号8位整型变量*/typedefsignedcharS8;/*definedforsigned8-bitsintegervariable有符号8位整型变量*/typedefunsignedintU16;/*definedforunsigned16-bitsintegervariable无符号16位整型变量*/typedefsignedintS16;/*definedforsigned16-bitsintegervariable有符号16位整型变量*/typedefunsignedlongU32;/*definedforunsigned32-bitsintegervariable无符号32位整型变量*/typedefsignedlongS32;/*definedforsigned32-bitsintegervariable有符号32位整型变量*/typedeffloatF32;/*singleprecisionfloatingpointvariable(32bits)单精度浮点数（32位长度）*/typedefdoubleF64;/*doubleprecisionfloatingpointvariable(64bits)双精度浮点数（64位长度*///#defineData_0_time4//IO口定义区//sbitP2_0=P2^0;//sbitSRH_DOWN=P2^1;//U8U8FLAG,k;U8U8count,U8temp;U8U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata;U8U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp,U8checkdata_temp;U8U8comdata;U8outdata[5];//定义发送的字节数U8indata[5];U8count,count_r=0;U8str[5]={"RS232"};U16U16temp1,U16temp2;uintT,SRH;ucharcodedis1[]={".'Cset18"};ucharcodedis2[]={".%RHset80%"};//ucharcodedis3[]={"："};SendData(U8*a){outdata[0]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