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1、毕业设计（论文）摘要在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。在工业生产的很多领域中，都需要对压力进行检测。而井下压力的检测对矿井安全更是尤其重要。为了获取井下待测地层的压力，提出了一种利用传感器将压力转化为电信号，把脉冲数据信号与直流能量叠加，以电流形式馈入电缆，实现能量/数据的耦合传输。该测量方法能够满足井下远距离传输的要求，可与电子压力计配合实现地面直读测量，精确度较高。采用单片机对压力进行检测不仅具有检测方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被测压力的精确度。因此，单片机对压力的检测问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。 单片机是一种集
2、CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件，只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。因此，单片机广泛用于现代工业控制中。 本论文侧重介绍“单片机压力检测系统”的软件设计及相关内容。论文的主要内容包括：采样、滤波、键盘、LED显示和报警系统，单片机AT89S52的开发以及系统应用软件开发等。作为控制系统中的一个典型实验设计，单片机压力检测系统综合运用了微机原理、自动控制原理、模拟电子技术、数字控制技术、键盘显示技术等诸多方面的知识，是对所学知识的一次综合测试关键词：压力测量；AT89S52； CAN总线；安全检测系统 3ABSTRACTWith scientifi
3、c constant progress, in industrial production, electric current, voltage, temperature, pressure are mainly commonly used. especially in the underground mine industry, the accurate test of pressure is very important.To obtain pressures of the formations in well tell testing ,a downhole wireline remot
4、e telemetry method is developed by using time division frequency transmission technology in the mode.It also enables to supply power to the downhole tool on a single-core wered-armored camored cable.The coded pulse data are modulated on power signals. Then the surface processor uses double countered
5、 synchronism method to measure the pressure frequencies. Adopt Single-Chip Microcomputer is it control convenient, simple, flexibility advantage such as being heavy to have not merely to control to go on to pressure to come, and can raise by technical indicator not to accuse of pressure by a large m
6、argin, thus can big improvement quality and the quantity of products. So the control problem to the pressure of Single-Chip Microcomputer is the control problem constantly be able to encounter in the industry manufacture.This thesis introduces the design and debugging of “the pressure control system
7、 by microcomputer”. As a typical experimental design in control system, it uses much control knowledge and comprehensively tests students ability in control system.The content of this thesis mainly includes: introduces, filtering ware, keyboard, man-computer dialogue supported by LED indication, hea
8、t control method, the development of micro-computer MCS-51 and systemic applied software.Key words： pressure control；AT89S52；CAN bus; Safety monitoring system .毕业设计（论文）目录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1 课题分析11.1.1 问题的提出11.1.2问题研究的意义11.2 国内外发展状况11.3 问题及发展趋势21.4 本文研究的内容及实现的功能31.4.1 研究内容31.4.2 功能32 检测系统设计及单片机介绍42
9、.1 检测系统设计42.1.1 整个煤矿安全检测系统简介42.1.2 检测系统硬件设计42.1.3 检测系统软件流程图52.2 AT89C52单片机基本知识63 硬件电路设计103.1 看门狗电路103.2 A/D转换电路113.3 开关量输入153.4 开关量输出163.5 稳压电源电路183.6 LED显示电路183.7 地址开关电路203.8 声光报警电路204 系统的软件设计234.1 主程序流程图234.2 中断子程序流程图244.3 数据采集子程序流程图254.4 数字滤波子程序流程图254.5 压力标度变换流程图265 总结28参考文献29致谢301 绪论1.1 课题分析1.1.
10、1 问题的提出煤炭是我国的主要能源，在一次性能源中，所占比例在70%以上。我国煤田遍布全国，但煤层的赋存条件和地质情况差异很大，很多矿井自然环境恶劣，受到水、火、瓦斯、粉尘、顶板事故等自然灾害的威胁。在这些自然灾害所造成的事故中，瓦斯事故死亡人数占总死亡人数的30%40%。特别是瓦斯煤尘爆炸事故，危害更为严重。因此，预防事故是煤矿安全工作的重点。在煤矿中，装备矿井安全监控装置是防止煤矿事故的重要手段，这就要求有更多的煤矿监控系统的研究。在煤矿监控系统中，井下监控分站担负着非常重要的作用，主要包括对井下甲烷、一氧化碳、氧气、二氧化碳等气体浓度的检测；对风速、风量、气压、温度、粉尘浓度等环境参数的
11、检测；对生产设备运行状态的监测、监控等。1.1.2问题研究的意义近几年来，信息技术被迅速地应用到了煤矿安全生产领域，并取得了明显的经济和社会效益。国家对煤矿安全生产的管理力度在不断加强，同业各单位都在进行数字化矿井的建设和改造。尽管煤矿安全监控技术已得到发展和应用，但由于多数矿井技术基础薄弱，监控装置的装备情况与有关规定相距甚远。国有重点煤矿中，尚有布部分瓦斯灾害严重的矿井没有装备监控系统，瓦斯断电装置、便携式瓦斯检测仪器的装备数量也不足，国有地方煤矿和乡镇集体煤矿的差距很大。在已经装备了监控装置的矿井中，设备的使用、维护和进一步更新改造方面尚存在不少问题。煤矿安全监控是综合性技术，涉及到计算
12、机、电子技术、通讯、物理、化学、电工等多种学科，与矿山采、掘、机、运、通等生产环节密切相关，功能复杂，技术难度高。因此，在相当长的时期内，对于监控装置的装备、管理和培训任务十分艰巨。 为了从根本上解决煤矿安全问题，需要依靠科技进步手段提高煤矿整体安全技术装备与管理水平。其中在高瓦斯矿井建立煤矿安全监测监控系统，从而改善煤矿安全环境和建立包括煤矿安全隐患全面查排、实时监督管理、安全保障等内容的安全管理体系是长治久安防止煤矿安全事故的最重要的两个方面。1.2 国内外发展状况井下安全检测系统是矿井安全监控技术的一部分，是随着煤炭工业发展而逐步发展起来的。1815年，英国发明了世界上第一种瓦斯监测仪器
13、瓦斯检定灯，利用火焰的高度来测量瓦斯浓度。20世纪30年代，日本发明了光干涉瓦斯检定器，一直沿用至今。40年代，美国研制了检测瓦斯气体的敏感元件铂丝催化元件。1954年，英国采矿安全研究所（SMRE）制成了最早的载体催化元件。60年代以后，主要产煤国家都把发展载体催化元件作为瓦斯检测仪器的主攻方向。电子技术的进步推动了瓦斯监测装置的进一步发展，首先是研制小型化个人携带式仪器，以后是矿井监控系统，如70年代后期法国研制的CTT63/40矿井监控系统、英国的MINOS系统、美国的SCADA系统等。我国监控分站技术经历了从简单到复杂、从低水平到高技术的发展过程。从建国初期到70年代，煤矿下井人员主要
14、使用光学瓦斯检定器、瓦斯检定灯、检知管、风表等携带式仪器检测井下环境参数。60年代初期，我国开始研制载体催化元件，1964年煤炭部组织有关研究所、制造厂攻关，研制了第一种达到使用水平的载体催化元件；接着，抚顺煤矿安全仪器厂研制出以该元件为传感器的AQR-1型瓦斯测量仪。随着敏感元件制造水平的提高和电子技术的发展，特别是大规模集成电路的、微型计算机的广泛应用，使监控分站技术进入了新的发展阶段。70年代瓦斯断电仪问世，80年代以后，国内有多种型号的监控分站通过了技术鉴定。目前，我国已有数十家科研、制造单位生产矿井监控系统、各种传感器、瓦斯报警断电仪、瓦斯遥测报警断电仪、风电瓦斯闭锁装置等，这些装置
15、的推广与应用，改善了煤矿安全技术装备的面貌。缩小了与国外先进技术水平的差距。1.3 问题及发展趋势如前所述，测量瓦斯主要采用载体催化元件，它具有宜于将非电量转化为电量、便于采用电子技术、灵敏度高、响应时间快、测量精度高、不受温度和湿度影响等优点。其主要缺点是：工作温度高（500以上），只能做成隔爆型；遇H2S气体有“中毒”问题，在有H2S气体 的矿井中不能使用；元件稳定性较差，有零点漂移和灵敏度漂移问题。因此，必须继续开发研制稳定性好、寿命长的新型本质安全型敏感元件。监控装置的电路设计要向数字化、集成化、智能化的方向发展。携带式仪器应提高集成度，采用表面安装技术，实现开机自检和运行中自检功能。程序设计各种参量、报警点，自动校正零点及误差，监视电池状况。扩大数据存储容量，设置外接计算机接口，开发相应的数据处理软件。推广自动充电和防过充、过放的电池充电器，开发瓦斯、氧气、一氧化碳三参数及多参数检测仪。向小型化、多参数、多功能、智能化的方向发展。为适应不同类型矿井的需要，监控系统应具有灵活的配置方式。大型矿井可以配置主扇监测、皮带运输、瓦斯抽放等子系统，并实现分站智能化、系统化。掘进工作面的分站应具有风电瓦斯闭锁功能。小型矿井因测点较少，只布置分站和智能化传感器就可以满足需要。要进一步开发传感功能和信息处理功能一体化的智能化传感器，传感器之间的联锁功能由
