煤礦主扇壓力監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設計

緒論課題背景通風機是煤礦四大主要設備（空壓機、通風機、提升機、排水泵）之一?？諌簷C—壓縮空氣；提升機—提運原煤和礦工；排水泵—排水，而通風機的作用就是為了保證礦井安全生產(chǎn)，需要不斷地向井下提供足夠的新鮮空氣供人員呼吸，同時稀釋和排除井下各種有毒、有害、有爆炸性的氣體和粉塵，它對礦井的重要性就象肺臟對人體的作用。礦井通風是礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最基本的一環(huán)，它供給礦井新鮮風量，以沖淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性的氣體和粉塵，保證井下風流的質(zhì)量（成分、溫度和速度）和數(shù)量符合國家安全衛(wèi)生標準，提供良好的工作環(huán)境，防止各種傷害和爆炸事故，保障井下人員身體健康和生命安全，保護國家資源和財產(chǎn)，在礦井建設和生產(chǎn)期間始終占有非常重要的地位。礦井通風技術是煤礦治理瓦斯、煤塵及火災的基礎，合理高效的礦井通風系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的基本保障。隨著企業(yè)信息化的不斷深入，安全生產(chǎn)信息化成為企業(yè)信息化首當其沖的重要內(nèi)容。利用現(xiàn)代化的信息技術手段，建設安全生產(chǎn)監(jiān)督管理信息網(wǎng)絡系統(tǒng)，才能將安全生產(chǎn)監(jiān)督管理工作做好。通風機是礦井安全的重要設備，礦井人員必須隨時掌握主扇的運行狀況和主扇的各種參數(shù)，主扇在線監(jiān)測系統(tǒng)能在主扇運行中準確地反映和記錄風機的運行曲線、風道的負壓、靜壓、動壓和溫度參數(shù)，并能進行數(shù)據(jù)記錄、存檔和故障報警，能隨時從微機中調(diào)出主扇的運行情況。主扇在煤礦安全中起著非常重要的作用，對煤礦的安全有保障的功能。煤礦主扇是建立在地面上的一個大型通風設備，它被安放在一個有兩個口的地下通道的一端地面上，負責向井下吹風，然后從另一個通風口出來，將里面的瓦斯排出，從而有效的保護井下的安全，減輕了井下的安全隱患。礦井通風是煤礦安全生產(chǎn)的基礎，它不但具有向井下各用風地點輸送新鮮風流，保障井下作業(yè)人員呼吸的重要功能，同時，還肩負著稀釋、排除礦井瓦斯與粉塵以及作業(yè)區(qū)間的降溫等重任。軸承作為主扇的主要部件，由于軸承的不正常發(fā)熱，輕則熱軸、固化造成機破，影響風機的正常運轉(zhuǎn)，重則造成熱切軸，使井下停止供風，形成各種安全隱患和重大安全事故的引線，嚴重影響煤礦安全，對國家造成巨大的經(jīng)濟損失。所以要保證煤礦正常工作，對主扇軸承溫度和風壓得監(jiān)測具有非常重要的意義。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)：我國監(jiān)測監(jiān)控技術應用較晚，80年代初，從波蘭、法國、德國英國和美國等（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200）引進了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)，裝備了部分煤礦；在引進的同時，通過消化、吸收并結(jié)合我國煤礦的實際情況，先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等監(jiān)控系統(tǒng)，在我國煤礦已大量使用。實踐表明安全監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用，各局礦已作為一項重大安全裝備。由于當時相當一部分監(jiān)控系統(tǒng)由于技術水平低、功能和擴展性能差、現(xiàn)場維修維護和技術服務跟不上等原因，或者已淘汰、或者停產(chǎn)。因此造成相當一部分礦井無法繼續(xù)正常使用已裝備的系統(tǒng)。特別是近年來由于老系統(tǒng)服務年限將至，已無繼續(xù)維修維護的必要，系統(tǒng)面臨更新改造的機遇。國外：日前愛普生東洋通信公司開發(fā)出一種使用水晶振蕩器高精度測量壓力的傳感器產(chǎn)品“TSU”系列。配備水晶振蕩器的頻率隨壓力不同而變化，該產(chǎn)品就是利用這一原理測定壓力。新產(chǎn)品共包括4個型號，最大測量壓力從100k?1MPa不等，產(chǎn)品配備的是穩(wěn)定性高且響應速度快的雙音叉水晶振蕩器。特點是Q值（共振尖銳度）較高。通過采用該元件，使得產(chǎn)品再現(xiàn)性能較高、溫度特性優(yōu)秀、磁滯損耗較小。此外，通過內(nèi)置的振蕩電路發(fā)出頻率，減小了來自導線長度的影響，更易于在設備中組裝。MEMS傳感器成為全世界增長最快的產(chǎn)品之一，MEMS產(chǎn)品的可靠性高，技術附加值高，市場回報率大于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。MEMS傳感器與系統(tǒng)將會有更大的市場增長，慣性測量器件、微流量器件、光MEMS器件、壓力傳感器、加速度傳感器、微型陀螺和汽車領域應用的MEMS器件（壓力傳感器、加速度傳感器、微型陀螺）等的應用將具有巨大的潛力。本課題的主要任務本課題主要任務設計煤礦主扇溫度以及風道壓力的監(jiān)測系統(tǒng)，以保證主扇的正常運轉(zhuǎn)。此系統(tǒng)利用數(shù)字溫度傳感器和壓力傳感器將軸承溫度和風壓轉(zhuǎn)換成相應的電信號，經(jīng)過處理再傳輸?shù)絾纹瑱C上，單片機不僅可以對數(shù)據(jù)進行顯示和暫時存儲，還能設置軸承溫度和風壓的整定值，進行報警處理。由于單片機存儲容量較小，本課題考慮到實時監(jiān)測的需要以及數(shù)據(jù)存儲的要求，還應引入一臺上位機進行大量的數(shù)據(jù)存儲和處理。因為上位機（主機）和下位機（從機）傳輸距離較遠，故本課題采用RS-485進行通訊。本課題是上述系統(tǒng)的子系統(tǒng)之一，本人在本課題中承擔的主要任務有：（1）對本系統(tǒng)的總體設計即煤礦主扇溫度、風道壓力監(jiān)測系統(tǒng)的設計；2） 確定軸承溫度及風壓的變化范圍以選取合適的溫度和壓力傳感器；3） 溫度、壓力采集硬件電路的設計；4）本課題中涉及的軟件部分的設計；系統(tǒng)總體設計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成本系統(tǒng)主要由上位機、下位機、和傳感器三個部分，而本人的設計任務是下位機的主控制器（單片機），溫度和壓力數(shù)據(jù)采集部分。溫度、壓力數(shù)據(jù)采集部分循環(huán)采集傳入單片機內(nèi)與存儲在外部存儲器中的溫度參數(shù)進行比較，同時由顯示部分顯示，若溫度超限，由聲光報警部分發(fā)出報警信號，同時將數(shù)據(jù)上傳到上位機終端進行儲存和處理。其中每部分所選擇的器件及功能實現(xiàn)見后續(xù)章節(jié)。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖見圖2.1。圖2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖各部分所選器件及其特點數(shù)據(jù)采集部分隨著現(xiàn)代信息技術的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實現(xiàn)和網(wǎng)絡技術的普遍應用，溫度自動檢測和顯示系統(tǒng)在很多領域得到廣泛應用，傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測元件如熱敏電阻、AD590，以低成本，操作簡單，可靠性強的特點在個式新產(chǎn)品爭雄的市場中還是占有一席之地的。壓力傳感器選用的是具有自動溫度補償、高靈敏度、低漂移、長期穩(wěn)定性好、防浪涌電壓極性反向保護、低功耗遲滯誤差小的微差壓傳感器，經(jīng)變送器將傳感器發(fā)出的壓力信號調(diào)節(jié)成為符合國際標準的4?20mA電流量輸出。所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過A\D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號，經(jīng)過轉(zhuǎn)換進入AT89C51單片機，再通過RS-485進行長距離的數(shù)據(jù)通訊，然后利用轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)換成為RS-232的標準與計算機相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的功能。鍵盤顯示部分鍵盤/顯示部分采用的專用鍵盤/顯示芯片HD7279是一片具有串行接口的，可同時可驅(qū)動8位共陰式數(shù)碼管的智能顯示驅(qū)動芯片，本設計采用5位共陰極式數(shù)碼顯示，該芯片同時能對多達8X8的鍵盤矩陣的按鍵情況進行監(jiān)視，而本設計采用4X4的鍵盤設置，完成數(shù)據(jù)的輸入，確定，運行，復位等功能，內(nèi)部具有自動消除鍵抖動電路并可識別按鍵代碼，使用該芯片可大大減輕單片機的負擔。聲光報警部分聲光報警部分采用發(fā)光二極管和蜂鳴器等級報警，當溫度超出所設定的第一溫度警戒值的時候二極管發(fā)光做提示報警，當溫度超出報警值時，發(fā)光二極管燈亮，同時蜂鳴器響，顯示報警狀態(tài)。該部分所選用的器材價格低廉，外圍電路簡單，只占用2位I/O口線，就達到了聲光報警提示的作用。看門狗電路及外部存儲部分現(xiàn)代單片機的應用系統(tǒng)要求功能齊全、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉。在單片機系統(tǒng)的設計中，設計人員必須考慮單片機系統(tǒng)的抗干擾能力和數(shù)據(jù)長期可靠保存，并且具有看門狗功能、斷電后能保存數(shù)據(jù)和上電、掉電時復位功能。因此本系統(tǒng)采用了Xicor公司的X25045芯片。這是帶可編程看門狗和電源監(jiān)控功能的E2PROM，可編程的看門狗定時器，低電壓檢測和復位信號提供，5種標準復位電壓，可重復編程，有512字節(jié)，每字節(jié)可擦寫10萬次，數(shù)據(jù)可保存100年。使用塊保護功能，可使存入數(shù)據(jù)不被以外改寫，3.3MHz時鐘頻率，片內(nèi)偶然性寫保護，寫鎖存，寫保護引腳，最小編程時間，16位頁寫模式，寫周期5ms（典型）。上電時自動提供200ms咼電平復位脈沖；有三種可編程看門狗周期；電源欠壓，Vcc降到轉(zhuǎn)折點時，自動提供復位脈沖°E2PROM采用三線總線的串行外設接口SPI，既節(jié)省了I/O口線和電路板空間，又降低了系統(tǒng)成本。因此，該芯片是性價比非常好的組合芯片。更是符合本設計所要求的最佳芯片。RS-485總線介紹隨著數(shù)字技術的發(fā)展和計算機日益廣泛的應用，現(xiàn)在一個系統(tǒng)往往由多臺計算機組成，需要解決多站、遠距離通信的問題。在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485收發(fā)器。RS-485收發(fā)器采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力，加上接收器具有咼的靈敏度，能檢測低達200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。使用RS-485總線，一對雙絞線就能實現(xiàn)多站聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成分布式系統(tǒng)，設備簡單、價格低廉、能進行長距離通信的優(yōu)點使其得到了廣泛的應用。（1）阻抗不連續(xù)信號在傳輸過程中如果遇到阻抗突變，信號在這個地方就會引起反射，這種信號反射的原理，與光從一種媒質(zhì)進入另一種媒質(zhì)要引起反射是相似的。消除這種反射的方法，就是盡量保持傳輸線阻抗連續(xù)，實際工程中在電纜線的末端跨接一個與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻的原理就是為了減小信號反射。從理論上分析，在傳輸電纜的末端只要跨接了與電纜特性阻抗相匹配的終端電阻，就能有效的減少信號反射。但是，在實現(xiàn)應用中，由于傳輸電纜的特性阻抗與通訊波特率等應用環(huán)境有關，特性阻抗不可能與終端電阻完全相等，因此或多或少的信號反射還會存在。信號反射對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?，歸根結(jié)底是因為反射信號觸發(fā)了接收器輸入端的比較器，使接收器收到了錯誤的信號，導致CRC校驗錯誤或整個數(shù)據(jù)幀錯誤。這種情況是無法改變的，只有盡量去避免它。（2）RS-485接地問題僅僅用一對雙絞線將各個接口的A、B端連接起來，而不對RS-485通信鏈路的信號接地，在某些情況下也可以工作，但給系統(tǒng)埋下了隱患。RS-485接口采用差分方式傳輸信號并不需要對于某個參照點來檢測信號系統(tǒng)，只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但應該注意的是收發(fā)器只有在共模電壓不超出一定范圍（-7V至+12V）的條件下才能正常工作。當共模電壓超出此范圍，就會影響通信的可靠直至損壞接口。如圖1所示，當發(fā)送器A向接收器B發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送器A的輸出共模電壓為V0S,由于兩個系統(tǒng)具有各自獨立的接地系統(tǒng)存在著地電位差VGPD，那么接收器輸入端的共模電壓就會達到VCM二VOS+VGPD。RS-485標準規(guī)定V0SW3V,但VGPD可能會有很大幅度（十幾伏甚至數(shù)十伏），并可能伴有強干擾信號致使接收器共模輸入VCM超出正常圍，在信號線上產(chǎn)生干擾電流輕則影響正常通信，重則損壞設備。（3）RS-485的總線結(jié)構(gòu)及傳輸距離RS-485支持半雙工或全雙工模式。網(wǎng)絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結(jié)構(gòu)不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡，最好采用一條總線將各個節(jié)點串接起來。從總線到每個節(jié)點的引出線長度應盡量短，以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低。在使用RS485接口時，對于特定的傳輸線經(jīng)，從發(fā)生器到負載其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的最大電纜長度是數(shù)據(jù)信號速率的函數(shù)，這個長度數(shù)據(jù)主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。當數(shù)據(jù)信號速率降低到90Kbit/S以下時，假定最大允許的信號損失為6dBV時，則電纜長度被限制在1200M。實際上，在實用時是完全可以取得比它大的電纜長度。當使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。綜上所述，RS-485總線，具有高噪聲抑制、寬共模范圍、長傳輸距離沖突保護等特性，但還需要考慮合理的應用和網(wǎng)絡布局、連續(xù)的信號通道、周全的保護措施等，在設計之初就應有總體規(guī)劃。隨著光纖通信和以太網(wǎng)技術的發(fā)展，RS-485總線的數(shù)據(jù)傳輸距離會更遠。本課題所選芯片介紹眾所周知，在電路設計過程中如果用分立元件組成的電路和用集成芯片組成的電路都能實現(xiàn)相同的功能，我們通常選擇后者。原因有如下幾個：（1）各個分立元件之間，雖然選用相同的型號但由于制作工藝的局限總是存在參數(shù)上的差別，這就會影響系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。而選用集成芯片就避免了這個缺點；（2）從成本的角度考慮，如今隨著科學技術的突飛猛進，尤其在集成電路方面的進步其集成規(guī)模更是越來越大，而由于各個生產(chǎn)廠家之間的競爭價格又在下降，因此我們沒有必要不選擇集成芯片；（3）從設計的角度考慮，功能強大的芯片會帶給我們很多方便，只要我們弄清楚其工作原理正確的使用它，就會減少很多我們本來需要考慮的因素，這樣就給我們的設計工作帶來很多方便。在本系統(tǒng)中，為了使硬件電路簡單、可靠、經(jīng)濟，使其具有更強的抗干擾性能，主要選擇了如下幾種芯片。3.1AT89C51本課題選用AT89C51，它是一種低功耗、高性能的8位單片機，它采用CHMOS（互補金屬氧化物的HMOS）工藝。較之早期的MCS-51系列芯片采用的HMOS（高密度短溝道MOS）工藝，有了長足的進步。CHMOS是CMOS和HMOS的結(jié)合，除保持了HMOS高速度和高密度的特點之外，還具有CMOS低功耗的特點。其內(nèi)含4K字節(jié)的FLASH程序存儲器，可在現(xiàn)場進行在線編程，指令與MCS-51完全兼容。它含有4K字節(jié)的FLASHROM,128字節(jié)的RAM，32條I/O口線，兩個16位的定時/計數(shù)器，5個中斷源，兩個優(yōu)先級，一個全雙工串行口，工作頻率0-24MHz。AT89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和80C51相近，主要含有如下一些部件：

（1）803lCPU；（2）時鐘電路；（3）總線控制部件；（4）中斷控制部件；（5）片內(nèi)4KBFlash存儲器；（6）片內(nèi)128字節(jié)RAM；（7）4個并行I/0接口； （8）2個定時/計數(shù)器；（9）串行I/O接口；（10）位處理器。AT89C51的引腳及其說明如表3.1所示。表3.1AT89C51引腳說明引腳符號功能說明1?8P1.0?P1.7P1口8位雙向口線9RST復位信號當輸入的復位信號延續(xù)2個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復位操作。10?17P3.0?P3.7P3口8位雙向口線18、19XTAL、XTAL12外接晶體引線端當使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。20GND地線21?28P2.0?P2.7P2口8位雙向口線29PSEN外部程序存儲器讀選通信號在讀外部ROM時PSEN有效（低電平），以實現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。30ALE地址鎖存控制信號在系統(tǒng)擴展時，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址送入鎖存器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。此外由于ALE是以六分之一晶振頻率的固定頻率輸出的正脈沖，因此可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用。31EA訪問程序存儲器控制信號低電平時，對ROM的讀操作限定在外部程序存儲器；而當其為高電平時，則對ROM的讀操作從內(nèi)部程序存儲器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲器。32?40P0.0?P0.7P0口8位雙向口線

其引腳圖如圖3.1所示。P]*cPj、匚Tt.C叭.tURSTC?xrjJ'j■匸空"…匸:U'l^Til*jiGToPL*[j「卩八口wi>廣i:cXLAi.^CXTAE.tCGNDaPf*<AMr-u(ADOi5P-!i<ADIPf*<AMr-u(ADOi5P-!i<ADIJnF.>{AfJ2J-PajCADjj3Pqj{ATj^》nP&^ADS)5Pa..(AD^*Pn>(3ET/v^3ALLIr?ajj>□FttCAiO3PtUA1S>P..CA17>r>d<Ain由AT89C51做微控制器所構(gòu)成的此應用系統(tǒng)具有如下特點：有可供用戶使用的大量I/O口線。因本設計沒有外部存儲器擴展，這時EA接高電平，PO、Pl、P2、P3都可作用戶I/0口使用。內(nèi)部含有Flash存儲器，因此在系統(tǒng)的開發(fā)過程中可以十分容易地進行程序的修改。一般的OTP產(chǎn)品，一旦錯誤編程就成了廢品。而AT89C51單片機內(nèi)部采用了Flash存儲器，所以，錯誤編程之后仍可以重新編程，直到正確為止，故不存在廢品。同時，在系統(tǒng)工作過程中，能有效地保存一些數(shù)據(jù)信息，即使外界電源損壞也不影響信息的保存。應用系統(tǒng)程序量不大，外電路簡單，便于采用模擬開發(fā)手段。本設計中使用星研集成開發(fā)軟件及其仿真器SuperIce51S。和AT80C51插座兼容。AT89C51單片機的引腳和80C51是一樣的，所以，當用AT89C51單片機取代80C51時，可以直接進行代換。這時，不管采用40引腳還是44引腳的產(chǎn)品，只要用相同引腳的AT89C51單片機取代80C51的單片機即可。（5）性價比相對較高?，F(xiàn)在市場上較為流行的幾中品牌的單片機芯片中ATMEL公司的AT89C51單片機芯片的功能能夠滿足一般用戶的要求，而價格較同類產(chǎn)品相比較低。AT89C5l其內(nèi)部資源豐富，芯片功耗較低，其成本低、體積小，可達性好、擴展容易的優(yōu)點是我們選擇它的主要原因。3.2DS18B203?2?DS18B20簡介DS18B20數(shù)字式溫度傳感器是由美國DALLAS公司生產(chǎn)的。它使用了在板（Onboard）專利技術，無需外圍元件。傳統(tǒng)的溫度檢測可以使用熱敏電阻作為溫度敏感元件，熱敏電阻主要優(yōu)點是成本低，但徐后續(xù)信號處理電路，而且可靠性相對較差，準確度和精確度都較低。而DS18B20數(shù)字式溫度傳感器與傳統(tǒng)的熱敏電阻溫度傳感器不同，它能夠直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9?12位的數(shù)字值讀數(shù)方式，可以分別在93.75ms和750ms內(nèi)將溫度值轉(zhuǎn)化9位和12位的數(shù)字量。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單，可靠性更高。芯片的耗電量很小，從總線上“偷”一點電（空閑時幾iW,工作時幾mW），存儲在片內(nèi)的電容就可正常工作，一般不用另加電源。最可貴的是這些芯片在檢測點已把被測信號數(shù)字化了，一次在單總線上傳送的是數(shù)字信號，這是的系統(tǒng)的抗干擾性好，可靠性高，傳輸距離遠。它充分利用了單總線的獨特特點，可以輕松的組建傳感器網(wǎng)絡，提高系統(tǒng)的抗干擾性，使系統(tǒng)設計更靈活方便，而且

適合于在惡劣的環(huán)境下進行現(xiàn)場溫度測量。由DS18B20和單片機構(gòu)成的系統(tǒng)具有如下特點：(1)單線接口，只有一根信號線與CPU連接;不需要備份電源，可通過信號線供電，電源電壓范圍從3.3V?5V;(3)傳送串行數(shù)據(jù)，不需要外部元件；溫度測量范圍從-55?+125，-10?+85時測量精度為±0.5；(5)用戶可自設訂非易失性的報警上下限值；報警搜索命令可以識別哪片DS18B20溫度超限；通過編程可實現(xiàn)9?12位的數(shù)字值讀數(shù)方式；在93.7ms和750ms內(nèi)將數(shù)字值轉(zhuǎn)化9位和12位的數(shù)字量。DS18B20的引腳及功能NC1NC2VDD3DQ4DALLASDS18B208NC7NC6NC5GND1：GND2:DQ3:VDDDS18B20T0-92封裝DS18B20引腳如圖3.2所示，器件只有3NC1NC2VDD3DQ4DALLASDS18B208NC7NC6NC5GND1：GND2:DQ3:VDDDS18B20T0-92封裝GND：地VDD：電源NC：空腳DQ：數(shù)據(jù)輸入/輸出DS18B208腳SOIC封裝圖3.2DS18B20封裝及引腳圖

內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成及工作原理數(shù)字溫度傳感器DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.3所示。它有4個主要的數(shù)據(jù)部件組成：64位激光ROM。64位激光ROM從高位到低位依次由8位CRC、48位列號和8位家族代碼(28H)組成。溫度靈敏元件。非易失性溫度報警觸發(fā)器TH與TL?？赏ㄟ^軟件寫入用戶報警上下限值。配置寄存器。配置寄存器為中間結(jié)果暫存器中的字節(jié)4，配置寄存器可以設置DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的精度，可以設置成精度為9位、10位、11位、12位，上電缺省的分辨率為12位精度。用戶可根據(jù)需要改寫配置寄存器以獲得合適的分辨率。存儲器和控制邏輯64位ROM和單64位ROM和單線接口高速

暫存

器溫度傳感器高溫度觸發(fā)器底溫度觸發(fā)器配置寄存器電源監(jiān)測■>8位電源監(jiān)測■>圖3.3DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個中間結(jié)果暫存器和一個非易失性的電可擦除EEPROM，后者存放高溫度報警TH、低溫度報警TL和配置寄存器的值。暫存器包含了8個連續(xù)字節(jié)，前兩個字節(jié)是測得的數(shù)字溫度數(shù)值，第一個字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第二個字節(jié)是溫度的高八位。第三個和第四個字節(jié)是TH、TL,第五個字節(jié)是配置寄存器，這三個字節(jié)的值可以存在電可擦除的只讀存取器（EEPR0M）中，掉電后數(shù)據(jù)不丟失，上電復位時數(shù)據(jù)從EEPROM載入中間結(jié)果暫存器。第六、七、八個字節(jié)內(nèi)部保留。第九個字節(jié)是循環(huán)冗余檢驗CRC字節(jié)。DS18B20有三個主要的數(shù)據(jù)部件：64位激光ROM;溫度靈敏元件；非易失性溫度告警觸發(fā)器TH和TL。器件從單線的通信線取得其電源，在信號線為高電平的時間周期內(nèi)，把能量貯存在內(nèi)部的電容器中，在單信號線為低電平的時間內(nèi)斷開此電源，直到信號線變?yōu)楦唠娖街匦陆由霞纳娙荩╇娫礊橹?，作為另一種可供選擇的方法，DS18B20也可用外部5V電源供電。其它設備與DS18B20進行數(shù)據(jù)通信要經(jīng)過一個單線接口。在單線接口情況下，在ROM操作未定之前不能使用存貯器和控制操作。主機必須首先提供五種ROM操作命令之一：ReadROM（讀ROM）、MatchROM（匹配ROM）、SearchROM（搜索ROM）、SkipROM（跳過ROM）、AlarmSearch（告警搜索）。這些命令對每一器件的64位激光ROM部分進行操作。如果在單線上有許多器件，那么可以挑選出一個特定的器件，并給總線上的主機指示存在多少器件及其類型。在成功地執(zhí)行了ROM操作序列之后，可使用存貯器和控制操作，然后主機可以提供六種存貯器和控制操作命令。一個控制操作命令會指示DS18B20完成溫度測量。該測量的結(jié)果將放入DS18B20的高速暫存（便箋式）存貯器（ScratchpadMemory），通過發(fā)出讀暫存存儲器內(nèi)容的存儲器操作命令就可以讀出此結(jié)果。每一溫度告警觸發(fā)器TH和TL構(gòu)成一個字節(jié)的EEPR0M。如果不對DS18B20施加告警搜索命令，這些寄存器可用作通用用戶存儲器。使用存儲器操作命令可以寫TH和TL。對這些寄存器的讀訪問通過便箋存儲器。所有數(shù)據(jù)均以最低有效位在前的方式讀寫。供電方式DS18B20的電源供電方式有兩種：外部供電方式和寄生電源方式。工作于寄生電源方式時，VDD和GND均接地，它在需要遠程溫度探測和空間受限的場合特別有用，原理是當1-Wire總的信號線DQ為高電平時，竊取信號能量給DS18B20供電，同時一部分能量給內(nèi)部電容充電，當DQ為低電平時釋放能量為DS18B20供電。但寄生電源方式需要強上拉電路，軟件控制變得復雜（特別是在完成溫度轉(zhuǎn)換和拷貝數(shù)據(jù)到EEPROM時），同時芯片的性能也有所降低。因此，在條件允許的場合，盡量采用外供電方式。圖3.4描述了外部供電方式的硬件連接關系。圖3.4外部供電方式硬件連接圖當I/O或VDD引腳為高電平時，這個電路便“取”得電源。只要符合指定的定時和電壓要求，I/O將提供足夠的功率。寄生電源的優(yōu)點有：①利用此引腳，遠程溫度檢測無需本地電源；②缺少正常電源條件下也可以讀ROM。為了使DS18B20能完成準確的溫度變換，當溫度變換發(fā)生時，I/O線上必須提供足夠的功率。因為DS18B20的工作電流高達lma,5K的上拉電阻將使I/O線沒有足夠的驅(qū)動能力。如果幾個DS18B20在同一條I/O線上而且企圖同時變換，那么這一問題將變得特別尖銳。有兩種方法確保DS18B20在其有效變換期內(nèi)得到足夠的電源電流。第一種方法是發(fā)生溫度變換時，在I/O線上提供一強的上拉。強上拉在溫度變換期內(nèi)向DS18B20供電如圖3.5所示。當使用寄生電源方式時，VDD引腳必須連接到地。向DS18B20供電的另一種方法是通過使用連接到VDD引腳的外部電源，這種方法的優(yōu)點是在I/O線上不要求強的上拉。這就允許在變換時間內(nèi)其它數(shù)據(jù)在單線上傳送。此外，在單線總線上可以放置任何數(shù)目的DS18B20,而且如果他們都使用外部電+5V圖3.5強上拉在溫度變換期內(nèi)向DS18B20供電源，那么通過發(fā)出跳過（SkipROM）命令和接著發(fā)出變換（Convert）命令,可以同時完成溫度變換。注意只要外部電源處于工作狀態(tài)，GND（地）引腳不可懸空。在總線上主機不知道總線DS18B20是寄生電源供電還是外部VDD供電的情況下，在DS18B20內(nèi)采取了措施來通知采用的供電方案?？偩€上主機通過發(fā)出跳過（skip）ROM的操作約定，然后發(fā)出讀電源命令，可以決定是否有需要強上拉德DS18B2在總線上。在此命令發(fā)出后，主機接著發(fā)出讀時間片。如果是寄生供電，DS18B2將在單線總線上送回“0”；如果VDD引腳供電它將送回“1”。如果主機接受到一個“0”，它知道它必須在溫度變換期間在I/O線上供一強的上拉。DS18B20通過門開通期間內(nèi)的溫度系數(shù)震蕩器經(jīng)歷的時鐘周期個數(shù)計數(shù)來測量溫度，而門開通期由高溫度系數(shù)震蕩器決定。計數(shù)器予置對應-55°C的基數(shù)，如果在門開通期結(jié)束前計數(shù)器達到零，那么溫度寄存器也被予置至U-55C的數(shù)值將增量，指示溫度高于-55°C。同時，計數(shù)器用斜率累加器電路所決定的值進行予置。為了對遵循拋物線規(guī)律的震蕩器溫度特性進行補償，這種電路是必需的。時鐘再次使計數(shù)器計值至它達到零。如果門開通時間仍未結(jié)束，那么此過程再次重復。斜率累加器用于補償震蕩器溫度特性的非線性，以產(chǎn)生高分辨率的溫度測量。通過改變溫度每升高一度，計數(shù)器必須經(jīng)歷的計數(shù)個數(shù)來實行補償。因此為了獲得所需的分辨率，計數(shù)器的數(shù)值以及在給定溫度處每一攝氏度的計數(shù)個數(shù)（斜率累加器的值）二者都必須知道。計算在DS18B20內(nèi)部完成以提供0.5°C的分辨率。溫度讀數(shù)以16位、符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供。數(shù)據(jù)在單線接口上串行發(fā)送DS18B20可以以0.5的增量值、在0.5°C到+125C的范圍內(nèi)測量溫度。對于應用華氏溫度的場合，必須使用查找表或變換系數(shù)。溫度數(shù)據(jù)關系如表3.2所示。

表3.2溫度數(shù)據(jù)關系溫度數(shù)字輸出（二進制）安息字輸出（十六進制）+125C000000001111101000FAh+25C00000000001100100032h+1/2C00000000000000010001h+0C00000000000000000000h-1/2C1111111111111111FFFFh-25C1111111111001110FFCEh-55C1111111110010010FF92h在DS18B20中溫度是以1/2°CLSB（最低有效位）形式表示時，產(chǎn)生溫度的9位格式如圖3.6所示。MSB（最咼有效位）1MSB（最咼有效位）11001110（最低有效位）LSB圖3.6溫度的九位格式最高有效（符號）位被復制到存儲器內(nèi)兩字節(jié)的溫度寄存器中較咼MSB的所有位，這種“符號擴展”產(chǎn)生了16位的溫度讀數(shù)。以下的過程可以獲得較高的分辨率。首先讀溫度，并從讀得的值截去0.5C位（最低有效位）。這個值便是TEMP_READ。然后讀留在計數(shù)器內(nèi)的值。此值是門開通期停止后計數(shù)剩余。用戶可以使用下式計算實際溫度：TEMPRATURE（溫度）=TEMP_READ-0.25+（C0UNT_PER_C-C0UNT_REMAIN）/C0UNT_PER_CDS18B20設計中應注意的幾個問題DS18B20具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用接口線少等優(yōu)點，但在實際應用中也應注意以下幾方面的問題：較小的硬件開銷需要相對復雜的軟件進行補償，由于DS18B20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對DS18B20進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。在DS18B20的有關資料中均未提及1-Wire上所掛DS18B20數(shù)量問題，容易使人誤認為可以掛任意多個DS18B20，在實際應用中并非如此。當1-Wire上所掛DS18B20超過8個時，就需要考慮微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設計時要加以注意。連接DS18B20的總線電纜是有長度限制的。試驗中，當采用普通信號電纜傳輸長度超過50米時，讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通信距離可達150米。這主要是由于總線布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。因此，在用DS18B20進行長距離測溫系統(tǒng)設計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。實際應用中，測溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線，其中一對線接地線與信號線，另一組接VCC和地線，屏蔽層在源端單點接地。3.3壓力傳感器JYB-DW壓力傳感器是實現(xiàn)煤礦壓力自動監(jiān)測必不可少的組成部件。壓力傳感器的性能好壞會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生直接影響。壓力傳感器一般分為表壓式和絕壓式由于本系統(tǒng)要測量的風壓是在0—3000Pa之間，因此只能采用測量絕對壓力的絕壓式傳感器。經(jīng)過對傳感器性能和價格的比較，本系統(tǒng)采用了昆侖海岸生產(chǎn)的型壓JYB-DW壓力傳感器。它是表面安裝的硅壓力傳感器，采用硅一硅熔接技術和高穩(wěn)定性的超小壓阻芯片封存，采用集成電路的引腳結(jié)構(gòu)，適于安裝在空間狹小的場合，廣泛應用于高干擾，體積小、重量輕、成木低，適應自動化裝置的應用領域。傳感器特點?長期穩(wěn)定性好?防浪涌電壓，極性反向保護?抗干擾設計，適合惡劣使用環(huán)境?功耗低、遲滯誤差小，可靠穩(wěn)定?靈敏度高，溫漂小?可配各種ICD、IED現(xiàn)場顯示技術參數(shù)量程-5?+5Kpa 最小量程：500Pa介質(zhì)溫度TO?60°C環(huán)境溫度0?50C供電電壓12?32VDC（通常24VDC）輸出信號 0?10mA/4?20mA/0?5VDC負載特性電流輸出型W600Q，250Q（帶顯示）電壓輸出型23KQ絕緣電阻＞100MQ準確度±1％F.S非線性V±0.2%F.S遲滯性與可重復性W±0.2%F.S長期穩(wěn)定性W±0.2%F.S/年熱力零點漂移W±0.04%F.S/°C響應時間V30mS最大工作壓力2倍量程電氣連接電纜連接過程連接M8*l外螺紋/外徑為C8倒刺外部零件的材料鋁合金殼體材料ABS測量介質(zhì)干燥氣體及其他與316不銹鋼兼容氣體TLC1543數(shù)模轉(zhuǎn)換器一般說明TLC1543是CMOS、10位開關電容逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器。這些器件有三個輸入端和一個3態(tài)輸出端，片選（CS）、輸入/輸出時鐘（I/OCLOCK）、地址輸入（ADDRESS）和數(shù)據(jù)輸出（DATAOUT），這樣就和主處理器的串行口有一個直接的4線接口。這些器件可以從主機高速傳輸數(shù)據(jù)。除了高速的轉(zhuǎn)換器和通用的控制能力外，這些器件有一個片內(nèi)的14通道多路器可以選擇11個輸入中的任何一個或3個內(nèi)部自測試（self-test）電壓中的一個。采樣-保持是自動的。在轉(zhuǎn)換結(jié)束時，“轉(zhuǎn)換結(jié)束”（EOC）輸出端變高以指示轉(zhuǎn)換的完成。這些器件中的轉(zhuǎn)換器結(jié)合外部輸入的差分高阻抗的基準電壓，具有簡化比率轉(zhuǎn)換、刻度以及模擬電路與邏輯電路和電源噪聲隔離的特點。開關電容的設計可以使在整個溫度范圍內(nèi)有較小的轉(zhuǎn)換誤差。特點（1） 10位分辨率A/D轉(zhuǎn)換器（2） 11個模擬輸入通道

（3） 3路內(nèi)置自測試方式（4） 固有的采樣、保持（5） 總的不可調(diào)整誤差士1LSBMax（6） 片內(nèi)系統(tǒng)時鐘（7） 轉(zhuǎn)換結(jié)束（End-of-Conversion,EOC）輸出（8）采用CMOS技術引腳排列及說明161EOC161116TLC1543161EOC161116]WOCLOCK]ADDRESSJMTAOUTICTJREA-reeGNDtA10UA9GNDt圖3.7引腳排列中國礦業(yè)大學（北京）2002級本科生畢業(yè)設計（論文）TLC1413引腳說明見表3.3。表3.3引腳說明引腳號無稱I/O說明1.11，12AC?A10I棋擬輸入瑞.fell個模擬們號輸入山內(nèi)部蚩路器選擇-驅(qū)動源的阻抗必煩小「或等丁lkQ15CSI片選端.在頁端的一個由高至低變化將復位內(nèi)部計數(shù)器井控制和使能DATAOUT、ADDRESS-flI/OCLOCK.一個E：l低至髙D勺變化將在一個設置時間內(nèi)焼ll：ADDRESS[\I/OCLOCK17ADDRESSI串f丁數(shù)據(jù)輸入瑞.一個4位的串廳地址選擇卜一個即將被轉(zhuǎn)換的所需的揆擬輸入或測試電小串疔數(shù)據(jù)UMSB如麗導并在I/OCLOCK的削4個1：卄沿被移入-在斗個地址位被讀入地址寄存器后"這個輸入端對后續(xù)的信號無效16DATAOUT0用LA/D轉(zhuǎn)換皓果輸出的3態(tài)出行輸出瑞.DATAOUTSC?如高時處?「高阻抗狀態(tài)，1訕迪匚$為低時處F激活狀卷cs-ei,7效.捲照麗一次轉(zhuǎn)換皓果的MSB值稼DATAOU丁城高阻抗狀態(tài)轉(zhuǎn)變戍相向的邏mill'■■-■ I/OCLOCK的卜-個卜-陸沿將根據(jù)MSB的卜一位穆DATAOU丁驅(qū)動成相噸的邏輸電彩剩下的各位依枚移i-1-li'ULSB在I/OCLOCK的第九牛卜降沿皿現(xiàn)。在POCLOCK的第卜個卜降沿,DATAOU丁端被驅(qū)動旳邏輯低電帕因此釦卜個時鐘時串行接口代送的是一些"零”19EOC0轉(zhuǎn)換結(jié)束歸-在第卜個I/OCLOCKS輸出端從邏輯高電平變列低電T井尿持低直到轉(zhuǎn)換完戊從數(shù)據(jù)準備祐輸1(|GND地.OMD是內(nèi)部電路的地回路端.除另有說明外.所荷電壓測量都相對LGND18I/OCLOCKI輸；V輸出時鐘端.I/OCLOCK接收串行輸人并完成U卜四個功能：在I/OCLOCK的前斗個1：汗沿.它將4個輸入地址位瑯入地址寄存霽在第4牛1：升沿之后多路器地址肓效在I/OCLOCK的第斗個卜降沿.在選定的霧路器輸入瑞上購欖擬諭入屯壓開始向電容器充電井繼續(xù)到I/OCLOCK的第卜個卜降沿它跡前一次轉(zhuǎn)換的數(shù)抵的其金9位移門DATAOU丁端I/OCLOCKS第1-個下降沿它將轉(zhuǎn)換的控制伯號傳送到內(nèi)部的狀態(tài)控制器14REF+I正基準電壓端-基準電壓的正端〔通常為Vcc）被加到REF+.雖大的輸入電用范圍取決pin卩本端與加JREF端的屯壓13REFI熱基準電壓端.基準電Fl；.的低瑞（通常對地]被加到REF2(.|Vcc&屯遞瑞4硬件部分的設計經(jīng)過對所用器件和所設計系統(tǒng)的的原理的分析和研究，我們設計出了系統(tǒng)的硬件電路，從圖中可以看出，溫度采集部分由九個DS18B20芯片和單片機AT89C51連接構(gòu)成。DS18B20與單片機的接口設計極其簡單，只需將DS18B20的信號線與單片機的一位雙向端口相連即可。同時我們可采用兩種供電方式為DS18B20提供電源，前已說明，此處不必贅述。本文選用AT89C51的P1.0口與DS18B20的數(shù)據(jù)線相連，并采用外部電源方式為DS18B20供電。DS18B20與單片機連接圖前已交代，此處不贅述。壓力傳感器JYB-DW輸出模擬信號，因此將其輸出端接數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片TLC1543的A0引腳，其將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再通過ADDRESS引腳聯(lián)接單片機AT89C51的P2.2引腳，單片機從DATAOUT引腳讀入數(shù)據(jù)后進行數(shù)據(jù)處理。聲光報警部分采用發(fā)光二極管和蜂鳴器等級報警，當溫度超出所設定的第一溫度警戒值的時候二極管發(fā)光做提示報警，當溫度超出報警值時，發(fā)光二極管燈亮，同時蜂鳴器響，顯示報警狀態(tài)。系統(tǒng)硬件設計圖如圖4.1。pT 1OUTvtetES-izVCCEKKTOCLOCK內(nèi)CKESEA4DAT占ourASREFlREFAZA\ti曲口PI1POQ[A(1JFliF111[如：lFliFUj[A-2：lFl4FiiFlSFU4訕)FlGF11S[AS：IFl?FilCif.-iid)P:iTFii?[A-P：lP5嚇:XDiEACFFpiirDtD：iALZ-f-Pir-OPiir^Tu：!円申f-5iriiTi-iF-i-?rMS：IPi耳㈣F-idr.!i1州P55fTI)F-i 1jiP5咿旳F-igI-Il2?rP：o：iF-i緲11)MTAL-iPiirAIli'iXTALIF-ji〔M：iF-juf>!<S'l圖4.1系統(tǒng)硬件設計圖5軟件部分的設計5.1編程語言的選擇軟件設計與編程語言是密不可分的，在我們熟悉的領域中，存在著各種各樣的語言，這就需要我們在編寫程序之前，根據(jù)自己的需要以及各種語言的特點，來選擇適合我們所設計的系統(tǒng)的語言。匯編語言是以助記符表示的指令，每一條指令都是一條語句，助記符指令和機器指令一一對應，所以使用匯編語言編寫的程序效率高，占用存儲空間小，運行速度快，匯編語言可以編寫出最優(yōu)化的程序；但匯編語言缺乏通用性，不易移植，各種計算機都有自己的匯編語言，不同計算機之間的匯編語言不能通用；匯編語言可以直接訪問存儲器及接口電路，可以直接管理和控制硬件設備；但匯編語言編程比使用高級語言困難，匯編語言是面向計算機的，要求程序員對計算機硬件有深入了解。本文所設計的是溫度采集系統(tǒng)，采用匯編語言來實現(xiàn)，它需要單片機直接對硬件設備進行控制，而且匯編語言的速度快，又不會占用CPU大量時間。溫度采集程序設計本系統(tǒng)的溫度采集程序采用MCS-51匯編語言編寫，在軟件編程中，采用模塊化設計，包SETUP設置子程序、中斷子程序、寫命令子程序、傳送ROM碼子程序等實現(xiàn)具體功能的子程序構(gòu)成。整個系統(tǒng)的主程序是通過調(diào)用子程序來完成一系列的具體功能的，本設計的子程序流程圖見圖5.1。

YESNO超標循環(huán)加取出NUM路18B20序列號入RAM單元中發(fā)送RAM單元中64位DS18B20YESNO超標循環(huán)加取出NUM路18B20序列號入RAM單元中發(fā)送RAM單元中64位DS18B20編碼讀溫度值8位有效位入A發(fā)送匹配ROM命令溫度檢測初始化DE1汨加聲光報警子程序初始化DE1汨加發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)跳過ROM命令延時0.2S開始圖5.1溫度采集子程序流程圖子程序是為完成一項項具體的功能而編寫的，以下為編程中用到的子程序段：DEKEYS：；按鍵處理子程序DEKEYS：SETDE：；“設定”功能鍵處理子程序SHOWNOW：;顯示當前溫度子程序，入口參數(shù)NUM,ASHOWING：；顯示子程序，入口參數(shù)@R0SEND：；HD7279發(fā)送子程序，入口參數(shù)DATA_0UTRECEIVE：；從7279接收一個字節(jié)，高位在前，出口參數(shù)DATA_OUTLONG_DELAY：；延時50》sSHORT_DELAY：；延時8》sOUTDATA：；向X25045發(fā)送1字節(jié)數(shù)據(jù)，入口為AINDATA：；從X25045讀取數(shù)據(jù)到AWREN_RDI：；寫使能鎖存器置位WRDI_INST：；寫使能鎖存器復位WRSR_INST：；寫狀態(tài)寄存器，入口STATUSRDSR_INST：；讀狀態(tài)寄存器WRITE_BYTE：；向X25045存儲器寫入個字節(jié)。入口地址ADDH,ADDLREAD_BYTE：；從存儲器中讀取個字節(jié)。入口地址ADDH，ADDLWD_RESET：；選中x25045，復位看門狗WIP_POLL：；初始化EEPROM操作程序延時值SEND_1BYTE：；向18B20發(fā)送個字節(jié)的數(shù)據(jù)，出口參數(shù)A中國礦業(yè)大學（北京）2002級本科生畢業(yè)設計（論文）RD_2BYTE：；DS18B20接收子程序，用TIMER1,TIMER2做計數(shù)TO器，；出口為WENDUH,WENDUL，延時用至【」timer3和R7BEGINSET：;DS18B20初始化子程序LINGCL：；聲光報警子程序DELINGCL：；取消聲光報警子程序ADDLTAL：；ADDL入口地址表溫度采集程序見附錄1。壓力采集程序設計本系統(tǒng)的壓力采集程序采用MCS-51匯編語言編寫，在軟件編程中，采用模塊化設計，整個系統(tǒng)的主程序是通過調(diào)用子程序來完成一系列的具體功能的，本設計的子程序流程圖見圖5.2。圖5.2壓力主程序流程圖6結(jié)論與展望經(jīng)過四個多月的緊張而又充實的畢業(yè)設計，我的論文終于完成了。我所設計的是主扇軸承溫度與風壓檢測采集裝置?；仡欉@段日子真是感觸良深，這次設計不僅僅是對以往所學知識的檢驗，它更是一個培養(yǎng)個人實際工作能力和團隊精神的機會。針對主扇軸承不正常發(fā)熱和風壓過大對煤礦安全的影響，本文設計了這個系統(tǒng)，可以說它的實用性非常強。為了保證系統(tǒng)運行能夠達到預先設計的標準，在設計制作的過程中，對各個方面要求的更規(guī)范更嚴謹更貼近實際。設計初期，我翻閱了各類資料，和同組的同學一起討論主扇軸承溫度和風壓檢測裝置的設計任務和思路。對整個系統(tǒng)有了總體把握，掌握了系統(tǒng)的組成原理及實現(xiàn)方法。在蘭老師的悉心指導下，我對自己的設計部分有了進一步的了解，熟悉設計思路后，我開始著手進行硬件選型的工作，同時，我深入研究各種溫度和壓力采集方法以及檢測方法及存儲原理后，通過查閱大量資料，在綜合比較各芯片性能的基礎上，我采用了AT89C51作為主控制器，DS18B20作為溫度傳感器，JYB-DW作為壓力傳感器之后，我對我要用的各個芯片進行了深入的了解和研究，通過自己的學習和師兄師姐以及同學的幫助，終于完成了硬件電路的設計并編譯通過了相應的程序。畢業(yè)設計是對大學四年所學知識的一個總結(jié)和考察，同時也給自己一個自我檢驗自我提高的機會，因此我很認真地對待了這次畢業(yè)設計。令我欣慰的是，我的畢業(yè)設計獲得了圓滿成功！我相信它是我生命中的一朵美麗的浪花。參考文獻胡漢才編著.單片機原理及其接口技術.北京：清華大學出版社，1995王幸之編著.8051/8098單片機原理及接口設計.北京：兵器工業(yè)出版社，1998朱定華，劉玉編著.單片機原理及接口技術學習輔導.電子工業(yè)出版社，2001何立民編著.MCS-51系列單片機應用系統(tǒng)設計（系統(tǒng)配置與接口技術）.北京:北京航空航天大學出版社，1990何立民主編.單片機中級教程.北京:北京航空航天大學出版社，2000何立民主編.單片機高級教程.北京:北京航空航天大學出版社，2000陳書開等.單片計算機的硬件軟件及應用.長沙:中南工業(yè)大學出版社，1994康華光編著.電子技術基礎（模擬部分）.高等教育出版社，1998周成剛等編著.AD590集成電路溫度傳感器特性測量與應用.大學物理實驗，1998金偉正編著.單線數(shù)字溫度傳感器的原理與應用.電子技術應用，2000（6）:66?68陳光東編著.單片微型計算機原理與接口技術.華中理工大學出版社.1998許興在編著.傳感器近代應用技術.同濟大學出版社.1994金偉正編著，《單線數(shù)字溫度傳感器的原理及應用》施仁，劉文江編著.自動化儀表與過程控制.電子工業(yè)出版社，1991.3曲波，肖圣冰等編著.工業(yè)常用傳感器選型指南.清華大學出版社.2002/6/17劉廣玉編著.新型傳感器技術及應用.北京:北京航空航天大學出版社1995DALLAS公司半導體手冊.1996DS1820One-wireDigitalThermometer.DallasSemiconductorCorporation.PrintedinU.S.A.1993范逸之.VisualBasic與分布式監(jiān)控系統(tǒng)——RS-232/485串行通信.北京：清華大學出版社，2002鄭阿奇.VisualC++實用教程.北京：電子工業(yè)出版社，2000致謝本論文是在蘭西柱老師的悉心指導下完成的，在這短短的四個月期間，蘭老師在學術上給予了悉心指導，他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、勤奮的工作作風、助人成才的高尚品質(zhì)以及忘我的奉獻精神給我們留下了深刻的印象。盡管工作很忙他仍以不斷進取、精益求精的工作作風抽出時間來悉心指導學生的論文，從選題、制作電路板到電路板的測試及發(fā)送程序的測試修改等各個方面給予了精心安排和具體的指導。在即將畢業(yè)之際，謹向蘭老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！感謝論文中所引用的參考文獻的作者！四年的學習生活，是人生中值得紀念的重要一節(jié)。生活和學習在老師身邊，深受新一代學者兢兢業(yè)業(yè)，孜孜不倦，不斷進取的敬業(yè)精神所鼓舞本人深深感到，一個人的成長，離不開前輩，老師，領導，親人，同學的導，關心，幫助和鼓勵。感謝母校的培養(yǎng)，還有黨，政，團的領導和干部對我的教誨和幫助。并向本02-1班全體同學以及班主任張麗老師表示衷心的感謝和美好的祝愿！感謝父母親對我的支持和鼓勵！感謝在百忙中評審本論文的各位專家和學者！本人再次感謝上文中提到的以及限于篇幅未能提到的所有幫助，關心和支持過自己的人，并衷心地祝愿他們工作順利，學術進步，身體健康，萬事如意！

附錄DS18B20溫度采集程序TEMP_LOOP：LCALLRESETTEMP_LOOP：LCALLRESETMOVA,#0CCH令LCALLSEND_1BYTE;跳過ROM操作RAM,發(fā)忽略命BIT_COUNTEQU07FHHUDEQU07EHTENEQU07DHTIMER1EQU07CHTIMER2EQU07BHTIMER3EQU07AHTIMEREQU079HDS9EQU069HDS8EQU068HDS7EQU067HDS6EQU066HDS5EQU065HDS4EQU064HDS3EQU063HD