基于單片機(jī)的礦用壓差檢測儀智能電路設(shè)計(jì)

（隴東學(xué)院 電氣工程學(xué)院，甘肅 慶陽 745000）

受井下環(huán)境限制，所使用的壓差檢測儀表大多數(shù)為U型管、傾斜壓力計(jì)等進(jìn)行測量，但這些方法無法實(shí)現(xiàn)自動化檢測，得到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較差。

基于單片機(jī)的礦用壓力檢測儀智能電路設(shè)計(jì)具有數(shù)字顯示、頻率信號輸出、連續(xù)檢測、異常情況報(bào)警等功能，可以有效掌握所監(jiān)控位置的壓差情況，大幅度提高了礦山工程施工的安全性。

1 硬件設(shè)計(jì)

1.1 總體方案

本設(shè)計(jì)選用STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制芯片，用獨(dú)立的開關(guān)按鍵構(gòu)成按鍵掃描電路，而時鐘頻率電路和鍵盤掃描電路構(gòu)成了系統(tǒng)的輸入部分。采用了74HC573鎖存器及七段共陰極數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)了選手編號的鎖存及時間的顯示，采用蜂鳴器實(shí)現(xiàn)了報(bào)警電路。礦用壓力檢測儀系統(tǒng)框圖如圖1所示。

1.2 控制電路設(shè)計(jì)

控制電路部分總共由六個獨(dú)立按鍵組成，分別為“開始按鍵（START）”，“復(fù)位按鍵（RESET）”，“設(shè)置時間加1按鍵（ADD1）”，“報(bào)警減1按鍵（DEC1）”，“緊急情況時加1按鍵（ADD2）”，“設(shè)備檢修時減1按鍵（DEC2）”。如圖2，3所示。

1.3 電路設(shè)計(jì)

選用獨(dú)立式鍵盤，即只要用八個開關(guān)按鍵分別連接到STC89C52單片機(jī)的P2的八個I/O口上，就形成了八路獨(dú)立的按鍵，以此作為本設(shè)計(jì)的搶答電路。如圖3所示，圖中八個按鍵K1-K8分別表示選手1到8號。

1.4 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)

采用了無源蜂鳴器，設(shè)計(jì)中我們只需要控制P1.3的高低電平即可實(shí)現(xiàn)報(bào)警。報(bào)警電路原理圖見圖4所示。在礦區(qū)固定的地點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)檢測時，若檢測到的壓差數(shù)據(jù)超出安全規(guī)定的范圍，所設(shè)計(jì)的電路會自動發(fā)出報(bào)警，74HC573的P2作為普通口使用，通過程序控制，輸出交替信號，報(bào)警燈閃爍報(bào)警。如圖4所示。

2 智能芯片的軟件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)相互對應(yīng)，先編程主程序即完成內(nèi)部各存儲單元的初始化，擴(kuò)展接口電路的初始化，內(nèi)部定時器的初始化，中斷的初始化等，再講將設(shè)計(jì)的整體功能分成多個不同的程序模塊，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試。

數(shù)碼管的初始狀態(tài)顯示A30，然后檢測電路檢測工作人員否按下開始按鍵，在礦山壓差監(jiān)測儀設(shè)置規(guī)定時間范圍內(nèi)，程序不斷檢測八個按鍵的輸入情況，判斷程序按鍵的鍵值并顯示信息。主程序功能是開機(jī)以后，先進(jìn)入單片機(jī)的初始化、進(jìn)入調(diào)用與管理各個主程序，遇到電路異常自動調(diào)用報(bào)警系統(tǒng)。

圖1 智能儀器原理系統(tǒng)工作圖

圖2 仿真控制電路圖

圖3 主程序電路圖

圖4 報(bào)警電路

3 結(jié)語

本次設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)作為核心控制芯片，電路采用串行數(shù)據(jù)傳輸，對硬件要求較低，所用元器件靈敏度高、穩(wěn)定性好。能夠有效提高礦山安全管理，在礦山通風(fēng)管理中有較好的應(yīng)用前景。

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