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I工学院毕业设计（论文）题目：煤矿井下粉尘浓度的监测系统设计专业：电子信息工程班级：08级一班姓名：陈建宁学号：1665080104指导教师：樊晓宇日期：2012.5.28II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..........................................................................................................................83.1.2复位电路..................................................................................................................93.1.3振荡电路................................................................................................................103.2液晶显示电路....................................................................................................................103.3语音模块............................................................................................................................123.4传感电路............................................................................................................................133.5控制电路.............................................................................................................................................143.6键位路………………………………………………………………….......................154系统软件设计...............................................................................................................................164.1设计环境...........................................................................................................................164.2系统程序框图....................................................................................................................174.3硬件调试............................................................................................................................184.4软件调试............................................................................................................................195结论...............................................................................................................................................18致谢..................................................................................................................................................21参考文献..........................................................................................................................................221煤矿井下粉尘浓度的监测系统设计摘要：基于单片机的井下安全系统的控制是发展迅速的一项技术，它是微机硬件系统结合软件编程和自动控制技术相结合的产物。本论文是利用单片机及其外扩设备设计出一种简单的井下报警系统。硬件部分采用AT89C51单片机作为控制器，外围电路主要包括传感电路、控制电路、语音提示和液晶显示。通过单片机的硬件和软件控制，完成对井下可燃气体浓度的监测及报警，以提高井下作业的安全性，从而保障了井下工作人员的生命安全。关键字：单片机光纤粉尘浓度传感器液晶1602语音提示引言随着石油、天然气工业以及煤炭工业的发展，煤矿安全、环境污染等一系列问题正成为人们关注的重点，尤其井下粉尘浓度高，对井下工作人员的的身心健康造成了极大的威胁。据介绍，中国煤矿约95％是井工矿，开采条件复杂，而且随着采掘深度增加，煤矿瓦斯、水患、冲击地压等灾害越来越严重。井工开采矿井具有灾害因素集中、人员活动量大，矿粉不容易及时排除多种致灾因素共存井下的特点，也容易引发大的灾难。对煤矿生产、工业生产和日常生活中产生的有害气体进行高灵敏度检测变得十分重要。光谱吸收型光纤浓度传感器因具有灵敏度高、响应速度快、分辨力高，抗电磁干扰、适用于易燃易爆的危险场合等优点，倍受国内外学者关注，从而具有重大的研究意义。单片机的应用到现在已经有了近30年的历史了。微型计算机的迅速发展，促进微型计算机测量和控制技术的迅速发展和广泛应用，单片机的应用已经广泛渗透到社会公共建设、军事、医疗、通信等各种领域，尤其在粉尘测量中的应用，更是得到了人们的认可。单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机储存器RAM、只读储存器、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计时器。因此用一块芯片就可以代替一台计算机，来控制对粉尘浓度的监量及控制，是一个很大的突破。1绪论目前大多井下作业安全系数较低，没有较完善预警系统，尤其对粉尘浓度的监测及控制，国内一直都没有一个比较完善的系统，所以开发井下粉尘浓度监测系统势在必行，不仅具有良好的市场前景，而且还具备灵敏度高，抗干扰能力强，生产成本低等特点。单片机是在一块芯片上集成了一台微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部分。单片机自问世以来，性能不断提高和完善，体积小、速度快、功耗低的特点使得它的应用领域日益广泛[2]。工业控制系统的工作环境恶劣，干扰强，故要求控制系统的工作稳定、抗干扰能力强。单片机能满足这些要求，因此单片机在控制领域得到了广泛的应用，利用单片机控制井下粉尘浓度检测系统是很好的选择。单片计算机即单片微型计算机,是集CPU、RAM、ROM、定时、计数和多种接口于一体的2微控制器。它体积小、成本低、功能强、广泛应用于智能产业和工业自动化中。51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习与应用，从而达到学习设计开发软、硬件的能力。1.1单片机技术的现状及发展前景单片机是一个单芯片形态、面向控制对象的嵌入式应用计算机系统。它的出现及发展使计算机从通用型数值计算领域进入到智能化的控制领域。从此，计算机在两个重要领域——通用计算机领域和嵌入式计算机领域都得到了极其重要的发展，并正在深深地改变着我们的生活。它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微控制器，是因为它最早被用在工业控制领域[4]。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备。单片机作为计算机发展的一个重要领域，应用一个较科学的分类方法。根据目前发展情况，从不同角度单片机大致可以分为通用型/专用型、总线型/非总线型及工控型/家电型：（1）通用型/专用型这是按单片机适用范围来区分的。例如，80C51是通用型单片机，它不是为某种专用途设计的；专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，例如为了满足电子体温计的要求，在片内集成ADC接口等功能的温度测量控制电路；（2）