进行设置，显示其瓦斯浓度值，如若超 过预警值则由单片机控制启动声光报警装置进行声光报警并且进行排风用于降低瓦 斯浓度。 显示 键盘控制 瓦斯探测器 电源 排风 蜂鸣器发光二 极管声光报警煤矿瓦斯监测报警的设计 各器件的选择 气体传感器 气体传感器是气体检测系统的核心，通常安装在探测头内。从本质上讲，气体传 感器是种将种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器 对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体干燥或制冷处理样品抽吸， 甚至对样品进行化学处理，以便化学传感器进行更快速的测量。 气体传感器通常以气敏特性来分类，主要可分为半导体型气体传感器电化学 型气体传感器固体电解质气体传感器接触燃烧式气体传感器光化学型气体传感 器高分子气体传感器等。 气体传感器的选择 现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的测量对象以及 测量环境合理地选用传感器，是在进行个量的测量时首先要解决的问题。当传感器 确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在 很大程度上取决于传感器的选用是否合理。 所以要进行个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，而这需要 分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同物理量，也有多种原理的传 感器可供选用，哪种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的 使用条件考虑以下些具体问题量程的大小被测位置对传感器体积的要求测量 方式为接触式还是非接触式信号的引出方法，有线或是非接触测量传感器的来源， 国产还是进口，还是自行研制，价格能否承受。 在考虑上述问题之后就能大致确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的 具体性能指标，其具体性能指标见下。 气体传感器的主要特性 灵敏度 灵敏度是指传感器输出变性存储 器技术，而且其输出引脚和指令系统和系列单片机兼容。片内的存储器允许在线 重新编程或用常规的非易失性存储器编程器来编程。同时已具有三级程序存储器保密 的性能。在众多的系列单片机中，要算公司的更实用，因为它 不仅和系列单片机指令管脚完全兼容，而且它将通用和在线可编程 集成在个芯片上。这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。 写入单片机的程序还可以加密，功能较之更加强大，使用也更加灵活。 主要功能特性 的在线可编擦除只读存储器，擦写可达次 具有断电标志具有两个数据指针和 兼容指令系统个双向口 两个位可编程定时计数器振荡频率 个串行中断内部 两个外部中断源共个中断源 可直接驱动包含级程序锁定位 低功耗空闲和掉电模式具有片内看门狗定时器 由上可知与相比，具有更突出的优点，主要表现在新增加 了在线可编程功能，在现场程序调试和修改更加方便灵活数据指针增加到两个， 方便了对片外的访问过程新增加了片内看门狗定时器，提高了系统的 抗干扰能力增加了断电标志增加了掉电状态下的中断恢复模式。 的引脚说明 是个低功耗高性能单片机，个引脚，个外部双向输入输出 端口，同时内含个外中断口，个位可编程定时计数器,个全双工串行通信口，煤矿瓦斯监测报警的设计 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和 存储器结合在起，特别是可反复擦写的存储器可有效地降低开发成本。 图引脚图 脚供电电压。 脚接地。 口脚脚口为个位漏级开路双向口，每脚可吸收 门电流。当口的管脚第次写时，被定义为高阻输入。能够用于外部程 序数据存储器，它可以被定义为数据地址的第八位。在编程时，口作为 原码输入口，当进行校验时，输出原码，此时外部必须被拉高。 口脚脚口是个内部提供上拉电阻的位双向口，口缓冲 器能接收输出门电流。口管脚写入后，被内部上拉为高，可用作输入， 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在编 程和校验时，口作为第八位地址接收。 口脚脚口为个内部上拉电阻的位双向口，口缓冲器 可接收，输出个门电流，当口被写时，其管脚被内部上拉电阻拉高， 且作为输入。并因此作为输入时，口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于 内部上拉的缘故。口当用于外部程序存储器或位地址外部数据存储器进行存取 时，口输出地址的高八位。在给出地址时，它利用内部上拉优势，当对外部 八位地址数据存储器进行读写时，口输出其特殊功能寄存器的内容。口在 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 口脚脚口管脚是个带内部上拉电阻的双向口，可接收输 出个门电流。当口写入后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。煤矿瓦斯监测报警的设计 作为输入，由于外部下拉为低电平，口将输出电流这是由于上拉的缘故。 口也可作为的些特殊功能口，口管脚备选功能如下表所示 表口第二功能 引脚第功能 串行口输入端 串行口输出端 外部中断请求输入端，低电平有效 外部中断请求输入端，低电平有效 定时器计数器计数脉冲输入端 定时器计数器计数脉冲输入端 外部数据存储器写选通信号输出端，低电平有效 外部数据存储器读选通信号输出端，低电平有效 口同时为闪烁编程和编程校验接收些控制信号。 脚复位输入。当振荡器复位器件时，要保持脚两个机器周期的 高电平时间。 脚当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存 地址的地位字节。在编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，端 以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的。因此它可用作对外 部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是每当用作外部数据存储器时，将跳 过个脉冲。如想禁止的输出可在地址上置。此时，只 有在执行，指令是才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微 处理器在外部执行状态禁止，置位无效。 脚外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间， 每个机器周期两次有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的信 号将不出现。 脚当保持低电平时，则在此期间外部程序存储器 ，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式时，将内部锁定为 当端保持高电平时，此间内部程序存储器。在编程期间，此引脚也用于 施加编程电源。 脚反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 脚来自反向振荡器的输出。 煤矿瓦斯监测报警的设计 转换器 转换器简称是将输入的模拟电压或电流转换 成数字量的器件或设备，即能把被控对象的各种模拟信息变成计算机可以识别的数字 信息，它是模拟系统与数字系统或计算机之间的接口。其种类很多，按其转换原理分， 主要有逐次逼近式转换器积分式转换器计数器式转换器和并行 转换器。其中双积分式转换器以其转换精度高灵敏度高抑制干扰能力 强性能价格比高等特点广泛应用于各类数字仪表和低速数据采集系统中。 转换器的选型 转换器是测试系统的个非常重要的环节，其芯片种类多，性能各异，功 能引脚不尽相同，实际应用中应根据分辨率和转换时间两个重要参数选择适当的芯 片。其中分辨率就是指转换器可转换成二进制数的位数或码的位数。与 般测量仪表的分辨率表达方式不同，转换器不采用可分辨的输入模拟电压相对值 表示，例如转换器的分辨率为位，即该转换器的输出数据可以用 个二进制数进行量化，其分辨率为。如果用百分数表示分辨率，则分辨率为  码输出的转换器般用位数表示分辨率，例如双积分转换器， 分辨率为位，满度字位为用百分数表示分辨率时，分辨率为  换而言之，分辨率就是转换器可以转换成数字量的最小电压。如位 满量程为，则它能分辨的最小电压为,既模拟电压小于， 就不能转换了。同样的电压，若采用位，则它能分辨的最小电压为 。可见，转换器的位数越多，其分辨率越高，但转换速度就 越慢。其中转换器的转换时间是指完成次转换所需要的时间，即从输入启动 转换信号开始到转换结束所用的时间。转换速度是转换时间的倒数。通常，转换速度 越快越好，特别是对动态信号采集。 在选用转换之前，主要应根据使用的场合的具体要求，按照转换速度，精 度，价格，功能以及接口条件来决定选择何种类型。根据其性能指标，考虑到系统的 精度我们这次选用了转换器,它是种高精度低噪声低漂移和低价格的煤矿瓦斯监测报警的设计 绪论 课题背景及意义 我国是世界上煤炭生产大国，随着煤矿机械化程度的提高，矿井生产能力和生产 效率普遍加大，煤炭年产量居世界首位，产煤量占世界总产煤量的。但同时我国 也是煤矿安全形势最为严峻的国家之。近年来，瓦斯爆炸煤与瓦斯突出等灾害， 严重威胁着煤矿的安全生产和数百万名矿工的生命安全，瓦斯灾害已成为制约我国煤 矿安全生产和煤炭工业发展的重要因素，可以毫不夸张地说瓦斯爆炸已经成为矿难的 第大祸首。据统计表明，我国煤矿发生的重特大事故中，与瓦斯有关的事故占 以上。但是目前我国现实状况是，所有煤矿均为瓦斯矿井。据相关资料调查，在 个国有重点煤炭生产企业的处矿井中，高瓦斯矿井占，煤与瓦斯突出矿井 占，低瓦斯矿井占。国有地方和乡镇煤矿中，高瓦斯矿井和煤与瓦斯突 出矿井占左右。在许多发达国家中为了减少事故的发生，般不会开采高瓦斯灾 害隐患严重的矿井。但中国是个能源饥渴大国，煤炭是我国的主要能源，占次性 能源构成的,所以不论是低瓦斯还是高瓦斯，都在积极创造条件，照采不误。面 对这样的现实情况，要想做到有效的减少煤矿安全生产事故，只能采取个办法那就 是有效的控制住瓦斯。而要做到控制瓦斯首先要解决的问题就是要对瓦斯的浓度实施 监测，只有这样才能在当空气中瓦斯浓度超限的时候及时发出声光报警，以此来确保 井下人员立即得到警报并组织其安全撤离生产现场，然后煤矿可以采取有效的应对措 施比如说对井下进行通风瓦斯抽放等办法来降低瓦斯的浓度，从而避免瓦斯爆炸的 发生。 多年来的实践证明，瓦斯浓度的监测监控器在监测煤矿井下安全状况，防范安全 隐患方面起着重要作用，充分发挥其作用，是我国煤矿安全形势实现好转的关键。近 年