电气工程及其自动化专业毕业论文-煤矿瓦斯监测系统设计

I 1 11.2煤矿气体监测系统的国内外发展状况 2 3 3 52.1系统设计要求 52.1.1技术指标要求 52.1.2隔爆仪表设计要求 52.1.3系统的功能 62.2设计原理 62.2.1气体传感器的选择 62.2.2单片机型号的选择 2.2.3AT89552单片机的特点 第三章基于气敏元件的煤矿瓦斯监测系统设计与试验 3.1系统原理框图 3.2系统硬件设计 3.2.1系统电源 3.2.2气体传感器加热及其信号采样 3.2.3传感器信号监测回路及A/D转换参考电源 3.2.4模数转换芯片AD7810的原理及应用 3.2.6I2C总线接口电路 3.2.7RS—485串口通讯 3.2.8看门狗硬件电路 3.3系统软件设计 323.3.1主程序 3.3.2案件中断程序 3.3.3定时器A中断程序 3.3.5软件的低功耗设计 4.1研究工作总结 404.2研究工作展望 40 42 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。能源工业是国家经济发展的命脉，近年来，随着石油资源的紧张、石油价格的腾升，煤炭行业的重要地位和不可替代性也日益显现。然而，中国煤炭行业的安全生产形势却不容乐观，尤其是重、特大伤亡事故屡见报端。在这些事故中，瓦斯爆炸又占绝大多数。这其中，固然有很多诱发因素，但各煤矿生产企业安全本课题采用镇江中煤电子有限公司研发的无火焰燃烧式气体传感器，以讯软件界面显示。论文首先阐述了CH4监测系统的发展及现状，通过对无火焰燃所以，煤矿电气设备必须符合防爆要求，应有接地、过流、漏电保护装置。在此基础上，详细论述了瓦斯气体监测系统的硬件电路设计与系统软件设计及实用分接收处理。串口通讯软件对单片机而言意义重大，不但可以实现将单片机的数据通讯的配套工具。基于串口通讯协议，使用体监测系统的运行状态，读取系统存储器中的数据，并可实时显示系统监测到的通讯软件将所测量的结果显示到软件界面，便于工作人员更直观地了解井下的工Energyindustryisthevitalsofourcountry'seconoyears,incompanywithpetroleumresourcesshortagepetroleumpricesgrowrapidly.Theimportanceandunsubstitutabilityointhenewspaper.Gasexplosionomanyfactorscausedthat,buteachcollieryenterprise'slacequipmentladderofmanagementlagaretheoneofsubstantialreasons.tothemonitoringPC,usethepowerfuldataanalysisabilityofPCandgreytheorytforecasttheCH4aeromeactualityofCH4instrumentation.Thenintroducethedesignrequirementoftheinstrumentation,becausecolliery'sundergrouhasflammableanddetonablegassesandsmut,particularlywithenvironment,sotheelectricinstallationmustoverflowblastmusthavegroundingoverflowithegasconsistencyofCH4.communicationsoftware.TheserialtheSCM,notonlyrealizedatatransfecommunicationsoftwareistheusefultoolandcommunicationbetweenSportcommunicationprotocol,theusingofsoftwarecouldmonitoringthestatusofthegasreal-timeCH4value,sotheworkercanknowtheenvironment'sstaKeywords:sensor;coalmine;datacollec损失，危及矿工的生命。随着煤矿开采技术手段的不断改进和开采规模的扩大及开采深度的不断延伸，安全隐患越来越多。瓦斯事故特别是重、特大瓦斯事故在煤矿事故中所占的比例也越来越高。如果不把瓦斯事故控制住，就不能实现煤矿安全生产状况的稳定，也就无法保障煤炭工业的持续健康发展。所以，对煤矿井下瓦斯气体进行快速准确的监测显得尤其重要，对易燃易爆混合气体监测系统的煤矿气体监测系统是能够监测矿井环境中瓦斯气体的浓度，具有报警功能并能实现数据远传至地面监控室PC的系统。本课题中完整的煤矿气体监测系统山以4)时通讯单元：将采集数据通过RS-485通讯方式进行数据通信煤矿气体监测系统其他的技术参数还有存储数据性能、传输数据性能、使用光学类气体传感器、电化学类气体传感器、高分子材料类气体传感器及电学类气体传感器。利用气体的光学特性来监测气体成分和浓度的传感器为光学类气体传感器，根据具体的光学原理可分为红外吸收式、可见光吸收光度式、光干涉式、化学发光式和试纸光电光度式、光离子化式等气体传感器。电化学类气体传感器池式、固体电解质等种类的气体传感器。高分子气敏材料气体传感器主要有高分子电阻式、高分子电介质式、浓差电池式、声表面波式、石英振子式等。利用材料的电学参量随气体浓度的变化而改变的特性制作的气体传感器为电学类气体传感器。这类气体传感器又可分为电阻式和非电阻式两大类，其中非电阻式气体传感器是利用材料的电流或电压随气体含量变化的特点而制成的传感器，主要包括世界上发达国家用于煤矿井下易燃易爆气体监测的方式主要有光干涉式、载体催化燃烧式两种。光千涉式气体监测仪表是利用了光的干涉原理实现对已知待标准空气室，另一路穿过采样气室后在某处相遇，此时由于满足光的相干条件，体充入采样室后，由于光程差的结果，干涉条纹会相对于原位置移动一段距离，器设备大，价格高，测量不直观，而且无法与监控系统连接，因此在煤矿中的使用量逐年减少。在这二种气体监测仪表中，载体催化燃烧方式监测可燃气浓度的方法因其线性和稳定性较好，以爆炸下限百分体积浓度为单位的浓度标度方法能统一衡量各种可燃气浓度所呈现的爆炸危险度，且量程符合工业要求，故被较多的用于爆炸危险场所可燃性气体的测量。该监测方式使用催化载体型气体传感器电阻增量△凡与可燃气浓度C成正比，即有a,a,Q,q分别为Pt电阻温度系数、催化剂性能常数、可燃气燃烧热、元件伴随气体传感器的发展，气体监测仪器不断更新。其类型根据监测对象可分袖珍式、便携式和固定式。袖珍式仪器的采样方法为扩散式，用于在危险环境中3性的产品有美国MSA公司生产的系统，德国BEBRO公司的PROMOS系统。但是这两合我国煤矿的实际情况，先后由重庆煤科院、辽宁抚顺煤科院等国内知名煤矿科KJ92、KJ95、KJ101等煤矿有害气体监测系很大一部分仪表的传输数据是模拟方式，将气体浓度转化为脉冲量，易受矿井下我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，也是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一。虽然通过煤炭生产、加工和利用等各个环节，提供了相当多的就业机会，但每个环节却同时带来了环境污染、安全等一系列的问题。其中之一便易燃易爆气体，发生爆炸事极易造成人身伤害。因此，认识并研制监测这种气体害最大的气体。瓦斯是一种无色、无味的气体，密度为0.7167kg/m²,对人体的危害是超限时能引起人窒息死亡。其有易燃、易爆等特点，因此煤矿对瓦斯的治理应非常重视。瓦斯的灾害主要表现为四个方面。第一、瓦斯浓度过高，对工人身体健康的影响表现为缺氧，呼吸困难，窒息等。第二、瓦斯煤尘爆炸，瓦斯爆炸所产生的巨大冲击波和高温火焰，往往导致群死群伤参与爆炸，摧毁巷道，毁坏设备，甚至毁灭整个矿井，给国家和人民生命财产造成巨大损失。第二、煤中瓦斯突出。突出直接影响着工人的人身安全。第四、大我国煤矿的瓦斯灾害是比较严重的，瓦斯灾害始终是煤矿安全生产的大敌，日前已成为制约煤矿安全生产的主要矛盾。因此，研制先进适用的煤矿气体监测系统对煤矿工业安全生产，减少事故发生和生命财产损失有重要意义，市场应用传，做到实时监测，本文针对煤矿气体监测系统的现状及发展趋势，阅读了大量第二章煤矿气体监测系统设计的特殊要求及设计原理2.1.1技术指标要求2.1.2隔爆仪表设计要求6隔爆型仪表设计带有接线盒的隔爆外壳，且接线盒的防爆类型为隔爆型。由于隔爆型仪表具有低电压、小电流特点，隔爆型仪表的主腔和接线盒贯通部分，为了使井下工作人员及时地了解瓦斯浓度数据，隔爆型仪表带有指示表。指示表设计在仪表的主腔室，透明窗面积不大于100mm²,透明玻璃厚度大于8mm,与2.1.3系统的功能面板及报警模块、通讯模块等组成。由于在标定和更新系统参数的时候，需要大2.2设计原理本文在实验阶段，采用7只CH4气体传感器进行参数测量。其催化元件是采用一种全新高活性的纳米级过渡金属合金低温反应催化剂作为新的敏感元件，取临界反应温度低，而且具有良好的催化选择性，有利于提高报警器的灵敏性和准确性。同时因反应可在较低温度进行，催化剂性能稳定，因而大大延长了催化剂这种敏感元件的外观图见图2.2.1,其具有抗气体干扰能力强、选择性好、反应速度快、灵敏度高、线性和稳定性好、功耗低、寿命长等特点。适用于煤矿井72)低温实验见表2气敏元件在0°℃一40°℃空气中(25小时)**水水水***6.高浓度甲烷实验将0—7#传感器置于10%的甲烷环境中2小时，放气前后的数据状态单位空气9 735VV%CH4(五小时5.01贮存一周到一年的元件初始零点输出可能不为零，只需在工作点电压稳定十贮存一周到一年的元件刚开始下作时灵敏度可能达不到最佳点，只需在工作随着计算机技术的发展，单片机因具有集成度高、体积小、速度快、价格低等特点而在许多领域如过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电大大提高。正因为如此国内外多家电子生产厂商把目光投向了单片机的生产，其环境比较恶劣，以及实际的运行工况比较复杂，这些都对单片机的干扰较大，所副公司2003年推出的新一代895系列单片机，其典型产品AT89552单片机具有较成，相信日后它将更广泛地应用于工业控制、汽车控制、智能仪器仪表及电机控3)256字节片内RAM4)256作电压吐4.0V到6.0V7)32个可编程1/0口8)3个16位定时/计数器9)6个中断源10)上电复位标志统中的AT89C51/52,而软件硬件均不需作任何修改，这给正使用AT89C52单片机因此，用它作为甲烷气体测量可以满足监控、信息传送的要求。而且，从经济性第三章基于气敏元件的煤矿瓦斯监测系统设计本章将介绍基于甲烷气体传感器的气体监测系统的系统原理框图，及其整体协调丁作实现的功能；系统的硬件电路设计及其主要功能模块；系统程序流程等内3.1系统原理框图基于气体传感器的甲烷气体监测系统主要由气体传感器、单片机、数据存储器以及LED显示器以及RS—485通讯接口等部分组成，其原理框图如图3.1所示。采用单片机AT89S52构成煤矿气体监测系统的核心部分，根据气体传感器及测量的信号，实现对CH4的成分识别和浓度测量；使用按键面板输入外部命令；采用ATMEL公司的DataFlash存储器AT24CO2存储设定的参数及大量的测量数据；通过8只8段LED数码管显示气体浓度：也可以在PC机控制模式下，采用RS—485协议，实现数据远传。图3.1系统硬件原理框图3.2系统硬件设计系统硬件设计原理图见附录，下面介绍其主要组成部分以及它们实现的功能。机等集成芯片需要5V的下作电压。半公司的三端一可调整流稳压器集成电路，输出电压范围是1.25v至37v,负载电流最人为1.5A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压，此外线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。内置过载保护、安全区保护等多种保护电路。输出引脚3与调节引脚1之间保持1.25V的参考电压Vref,并且流来调整A川端的电压，便可在Vout端得到比较大的输出电流，并且输出电压比ADJ立品电压高出恒定的1.25V。气体传感器加热及其信号采样电路图如图3.3所示，由LM317提供加热电压。路不在同一个电路板!,而是用了比较长的数据线相连。如果采样地与加热地共用一条回路，采样地就会流过较大的电流，这样就能在信号采样线上产生很大的压降，从而导致采集的信号受信号采集线的长短影响较大。必须把加热地与信号图3.3气体传感器加热及信号采样电路图模数转换芯片选用的是美国模拟器件公司(AnalogDeviceS)生产的一种低功耗10位高速串行A/D转换器AD7810,其转换精度为模数转换时，参考电源的稳定性很重要，在本系统中外部电源是由TL431及其外围电路供给。根据欧姆定律，得到气体传感器的输出电压：经A/D转换后，换算出气体传感器输出电压：由以上两式联立得：从上式可以看出，R。与采样回路电压VH无关，只要保证参考电压VH稳定就可以。如果确定了采样电阻R.,以及A/D转换结果，就可以得到气体传感器得敏感3.2.3传感器信号监测回路及A/D转换参考电源传感器信号监测回路及A/D转换参考电源电路图如图3.4所示，主要由三极管和TL431组成。TL431是Tl公司生产的一个有良好的热稳定性能的三端可调精输出电压范围是2.5v到：36v;典型动态阻抗为0.2Ⅱ,输出杂波低。在很多应用中可以用它代替齐纳二极管，例如，数字电压表，运放电路、可调压电源，开关电源等等。该器件内部有一个的2.5V基准源V工，接在内部运放的反相输入端。由运放的特性可知，只有当REF(同相端)的电压非常接近VI时，三极管中才会有一个稳定的非通过从阴极到阳极很宽范围的分流来控制输出电压。需要注意的是，在选择电阻时必须保证TL431工作的必要条件，即通过阴极的电流要大于1mA。图3.4中，R₈和R对VH的分压引入反馈。若输出增大，则反馈量增大，TL431的分流也就增加，从而又导致VH下降。可见，这个深度的负反馈电路必然在VI等于基准电爪处稳定，此时TL431的输出：为了降低系统功耗，用单片机I/0口控制该电源的工作状态。当I/0为高电平“1”时,NPN三极管Q导通，其集电极为低电平，从而使PNP三极管Q₂基极拉低，其射极输出高电平，这样就能满足TIJ431的工作条件，从而可以得到VH=3V的输出电压；当I/0为低电平“0”时，NPN二极管Q₁截止，其集电极为高电平，输出电压。3图3.4传感器信号监测回路及A/D转换参考电源电路图AD7810是美国模拟器件公司(AnalogDeviCeS)生产的一种低功耗10位高速串行A/D转换器。该产品有8脚DIP和SOIC两种封装形式，并带有内部时钟。它的和单一电源(2.7V一5.5V)供电。在自动低功耗模式下，该器件在转换吞AD7810引脚排列如图1所示，各引脚的功能如下：4脚GND:接地端口图3.5AD7810引脚功能3.1高速模式图3.6是AD7810工作在高速模式时的时序图。在此模式下，启动信号CONVST采用内部时钟，那么,转换需要2uS的时间(图中t1)。当转换结束时，AD7810会在转换还未结束之前就发出SCLK信号来启动数据输出，那么,在DOUT上出现的4.AD7810的应用电路VrefVIN-CCV图3.8AD7810应用电路3.2.5MAX7219显示电路发光数码粉的优点在于防潮防湿，温度特性极佳，而且有远距离视觉效果，很适通常小管采用哪种显示方式，单片机往往都工作于并行工/0或动器MAX7219构成显示接口电路，仅需使用单片机3个引脚，即可实现对8位LED个芯片实现以往用软件完成的动态显示电路扫描工作的器件。每片可控制显示8个七段LED数码管、条形图或64个发光二极管，控制字简单。为24引脚芯片，除与显示器连接外，与微机串行口为3线连接，芯片外部电路仅为一限制峰值段电流的电阻，线路简单，极大地方便了对显示器件的控制。该芯片控制的显示位数多，控制字少，可对全部或个别显示位的数据进行更新。并可方便地进行多个D7为数据位，其形式与显示出的数字间的关系与解码方式有关。表3.2中X可为16进制任意值，一般取为0。每组16位数据中，首先接收的为最高有效位，最后XXXX解码方式寄存器可设置各位数码管为解码显示方式，或非解码的数据位与显示段直接对应的显示方式。亮度寄存器用于与外部电阻配合控制数码管的显示亮度。扫描限制寄存器控制显示的位数。停机寄存器控制显示器为停机或正常工作状态，停机状态下描振荡器停止工作，消隐所有显示位。显示测试寄存器设置器所有控制寄存器复位。解码方式寄存器的值为非解码方式，亮度寄存器的值设置为最小，扫描寄存器设置为仅显示1位，停机寄存器处于停机状态，显示消隐。MAX7219的工作时序如图3.9所示。将最后移入的16位数据锁存入相的寄存器中，LOAD信号的上升沿必须与CIK的上升沿同时，或在其后。从DIN输入的数据经过16.5个CLK脉冲后移到DOUT引脚表3.2MAx7219地址格式位1扫描范围关闭0ololololol0l01(2)单片机的串行工作方式AT89S52单片机串行口有四种发送工作方式，其中方式0每帧共发送8位数，其他下作方式下每帧发送均不为8位数或其倍数。因此只能考虑使用方式0。串行口工作于方式0时，通过P1.0引脚发送/接收串行数据，通过P1.1引脚发送移位片机时序上看，只需在发送前将显示数据和地址码的高低位顺序颠倒，利用串行方式0进行发送，每发送两次，就可向MAX7219输出一个要显示的数据或控制寄存器参数。而在单片机与MAX7219的时序图3.9MAX7219时序图控制系统单片机与MAX7219及显示器件的连接如图3.10所示。单片机的是在脉冲信号控制下工作的，抗干扰非常关键，在线路上，MAX7219应尽量与显示器件相靠近，以减少外部的干扰。(4)控制程序设计本系统中单片机采用中断方式对MAX7219进行控制，传送16位数据的地址位和数据位。在主程序中，包括串行方式的设置、显示缓冲单元和各控制寄存器的地址码及数据单元的分配、对MAX7219的初始化等。由于MAX7219易受干扰影响，3.2.6l²C总线接口电路(1)I²C总线的基本结构输入CL(2)双向传输的接口特性总线上主和从(即发送和接收)的关系不是一成不变的，而是取决于此时数据两根线都是高电平。连接总线的器件的输出级必须是集电极或漏极开路，以具有线“与”功能。工艺C总线的数据传送速率在标准工作方式下为100kbit/s,在快速方式下，最高传送速率可达400kbit/s。在I℃总线上传送信息时的时钟同步信号是由挂接在SCL时钟线上的所有器件所有器件开始低电平期。此时，低电平周期短的器件的时钟由低至高的跳变并不(4)数据的传送开始和结束信号(也称启动和停止信号)的定义如图3图3.12I℃总线开始和结束信号定义图用来选择从器件地址的，其中前7位为地址码，第8位为方向位(R/W)。方向位为将从从器件读信息。开始信号后，系统中的各个器件将自己的地址和主器件送到总线上的地址进行比较，如果与主器件发送到总线上的地址一致，则该器件即为被主器件寻址的器件，其接收信息还是发送信息则由第8位(R/w)确定。在I℃总线土侮次传送的数据字节数不限，但每一个字节必须为8位，而且每个传送的字节后面必须跟一个认可位(第9位),也叫应答位(ACK)。每次都是先传平，准备接收下一个数据字节，主器件可继续传送。如果从器件正在处理一个实SD八保持高电平，此时主器件产生1个结束信号，使传送异常结束，迫使主器件D/ALED驱动器等器件，也越来越多地应用于计算机及自动控制系统中。储空间，具有工作电压宽(2.5一5.5V)、擦写次数多(大于10000次)、写入速度快(小于10ms)等特点。AT24C02与AT89S52连接电路见图3.13。882365654图3.13AT24C02与AT89S52连接电路图图中AT24C02的1、2、3脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址。它们本节主要介绍RS—485的标准，并从几个方面简要介绍了本课题在用RS一485进行数据通讯时提高可靠性的一些措施。RS—485作为一种多点差分数据传输的电气规范现已成为业界应用最为广泛的标准通信接口之一，这种通信接口允许在简单的一对双绞线上进行多点双向通信。它所具有的噪声抑制能力、数据传输速率、电缆长度及可靠性等方面是其他标准无法比拟的。因此，许多不同领域都采用RS—485作为数据传输链路。例如：汽车电子电信设备局域网、蜂窝基站工业控制仪器仪表等等。这项标准得到广泛接受的另外一个原因是它的通用性。RS—485标准只对接口的电气特性做出规定而不涉及接插件电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。尽管RS—485标准已被广泛接受，但是对于它在实际应用中的一些具体问题并没有得到深入广泛的认识，甚至存在着种种误区以至于影响到整个系统的性能。本节在介绍RS—485标准的基础上重点讨论几个在本课题实际应用中注意的几个方面。RS—485标准最初山电子工业协会EIA于1983年制订并发布，后由TIA通讯 提高到10Mbps,传输距离延长到4000英尺(速率低于I100kbpS时),并允许在一(2)RS—485通信硬件电路设计1#分机图3.14RS—485系统示意图1)硬件电路的设计之间采用光耦隔离。电路原理图如图3.15所示。ABAB图3.15485通信电路原理图1)RO:接收数据的TTL电平输出6)B:485差分信号的反向端1.MAX85芯片DE控制端的设计由于应用系统中，主机与分机相隔较远，通信线路的总长度往往超过400米，端电位为“1”,那么它的455总线输出将会处于发送状态，也就是占用了通信总线，这样其它的分机就无法与主机进行通信。这种情况尤其表现在某个分机出现异常情况下(死机),会使整个系统通信崩溃。因此在电路设计时，应保证系统上在瓦斯数据采集系统中，由于要对现场情况进行实时监控及响应，通信数据并不是现场的导线(现场施工一般使用5类非屏蔽的双绞线),而是在与单片机系慢，所以这两只电阻的数值要精心选取，不同型号的光藕及驱动电路使得这两个电阻的数值略有差异，这一点在电路设计中要特别慎重，不能随意，通常可以由3.485总线输出电路部分的设计输出电路的设计要充分考虑到线路上的各种干扰及线路特性阻抗的匹配。由于工程环境比较复杂，现场常有各种形式的干扰源，所以485总线的传输端一定能够抗浪涌的TVS瞬态杂波抑制器件，或者直接选用能抗雷击的485芯片(如在应用系统的现场采集中，由于通信载体是双绞线，它的右，所以线路设计时，在RS—485网络传输线的始端和末端各应接1只120Ⅱ的匹配电阻(如图3.15中R8),以减少线路上传输信号的反射。由于RS一485芯片的特性，接收器的监测灵敏度为士200mV,即差分输入端器输出逻辑0,这会误认为通信帧的起始引起工作不正常。解决这个问题的办法是人为地使A端电位高于B两端电位，这样RXD的电平在485总线不发送期间(总线在485电路的A、B输出端加接3.3K的上拉、下拉电阻R7、R8,即可很好地解决485芯片的软件编程对产品的可靠性也有很大影响。由于485总线是异步半双工的通信总线，在某一个时刻，总线只可能呈现一种状态，所以这种方式一般适用于主机对分机的查询方式通信，总线上必然有一台始终处于主机地位的设备在巡检其它的分机，所以需要制定一套合理的通信协议来协调总线的分时共用。这长度码、地址码、命令码、内容、校验码等部分组在485芯片的通信中，尤其要注意对485控制端DE的软件编程。为了可靠的工作，在485总线状态切换时需要做适当延时，再进行数据的收发。具体的做法是在数据发送状态下，先将控制端置“1”,延时1ms左右的时间，再发送有效的3.2.8看门狗硬件电路在监测系统中为了保证单片机可靠而稳定的运行，使单片机系统尽快摆脱因一旦系统在现场受到突发干扰使程序跑飞，单片机没有自我保护能力，不能系统4)独立的1.6秒时长watchdog;图3.16看门狗电路P1.3作为喂狗信号，CPU只要在1.6s内给P1.3一个正脉冲，看门狗定时器RST复位输出引脚输出大约200ms:宽度的的电平脉冲，使单片机控制系统可靠复3.3系统软件设计本系统软硬件底层设计软件是采用美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统KEILuVIS工ONZ。KEILuVISIONZ是众多单片机应用上述功能主要由主程序、气体传感器信号测量子程序、按键中断程序、定时时进行气体传感器预热：最后程序进入主循环，开启中断，进入低功耗模式3,等待中断唤醒。其工作流程如图3.17所示。NYNYYYYYYN3.3.2按键中断程序NYNYNYNNtYNNYYYY3.3.3定时器A中断程序NN文Y图3.19定时器A中断程序流程图本文利用定时器A定时中断来实现对环境气体的循环测量，3.19所示。进入定时中断后，关闭定时器A,关中断；设置A如柒数据采集停止标志位复位，则关闭定时器A,退出定时器A程序中断，停止数3.3.4串行中断程序NNNNY3.3.5软件的低功耗设计才能达到最佳效果。常规单片机软件结构和实时多任务程序结构一般采用顺序程程序完成各种随机事件和各种实时操作的处理。在一个循环中各功能模块依次得到执行，主程序可被中断中止，待中断程序执行完毕后再返回到断点顺序执行。而在实际应用中，各功能模块的执行频率往往不同，如一些系统在多次测量后方进行数据处理，必要时才有输出控制，按固定顺序及次数执行各功能模块，将增实时多任务程序结构是一种分层次的软件结构，由控制程序和应用程序两部务司一运行但由于其’已任务正在运行，只能排队等待，任务不具备运行条件，需等待某些条件驱动(如时间驱动、消息驱动、中断驱动)。采用层次结构的单片机系统，各功能模块山系统调度程序启动，彼此处于同等地位，其执行次数以需可解决低功耗单片机的低工作频率与系统快速处理间的矛盾，最大限度满足低功耗和实时性的要求。由于低功耗单片机有多级中断源及内部定时计数器，因而具各引入多任务操作机制的硬件条件。在低功耗单片机系统中，实时多任务操作系系统资源，因此如何在满足实际要求的条件下，以最少的资源来完成任务的描述中断驱动、时间驱动、消息驱动或几种方式的结合来完成不同任务的状态转换。任务调度程序采用循环执行方式，每次最多只执行一个任务。程序执行时从最高优先级的任务开始扫描各任务的状态，发现状态值为0的任务时即执行该任务，任务执行后返回该任务的执行时间并将其自身关闭，开始另一轮的循环。任务划互斥的操作放在一个任务中，或把控制使用该资源的功能作为一个任务，其它任务需使用该资源时，通过任务间通讯启动。如几个任务都需显示，可把显示驱动程序化为一个任务，