基于单片机的矿用压差检测仪智能电路设计

（陇东学院 电气工程学院，甘肃 庆阳 745000）

受井下环境限制，所使用的压差检测仪表大多数为U型管、倾斜压力计等进行测量，但这些方法无法实现自动化检测，得到数据准确度较差。

基于单片机的矿用压力检测仪智能电路设计具有数字显示、频率信号输出、连续检测、异常情况报警等功能，可以有效掌握所监控位置的压差情况，大幅度提高了矿山工程施工的安全性。

1 硬件设计

1.1 总体方案

本设计选用STC89C52单片机作为系统的控制芯片，用独立的开关按键构成按键扫描电路，而时钟频率电路和键盘扫描电路构成了系统的输入部分。采用了74HC573锁存器及七段共阴极数码管实现了选手编号的锁存及时间的显示，采用蜂鸣器实现了报警电路。矿用压力检测仪系统框图如图1所示。

1.2 控制电路设计

控制电路部分总共由六个独立按键组成，分别为“开始按键（START）”，“复位按键（RESET）”，“设置时间加1按键（ADD1）”，“报警减1按键（DEC1）”，“紧急情况时加1按键（ADD2）”，“设备检修时减1按键（DEC2）”。如图2，3所示。

1.3 电路设计

选用独立式键盘，即只要用八个开关按键分别连接到STC89C52单片机的P2的八个I/O口上，就形成了八路独立的按键，以此作为本设计的抢答电路。如图3所示，图中八个按键K1-K8分别表示选手1到8号。

1.4 报警电路的设计

采用了无源蜂鸣器，设计中我们只需要控制P1.3的高低电平即可实现报警。报警电路原理图见图4所示。在矿区固定的地点进行连续检测时，若检测到的压差数据超出安全规定的范围，所设计的电路会自动发出报警，74HC573的P2作为普通口使用，通过程序控制，输出交替信号，报警灯闪烁报警。如图4所示。

2 智能芯片的软件设计

该系统的软件设计与硬件设计相互对应，先编程主程序即完成内部各存储单元的初始化，扩展接口电路的初始化，内部定时器的初始化，中断的初始化等，再讲将设计的整体功能分成多个不同的程序模块，分别进行设计、编程和调试。

数码管的初始状态显示A30，然后检测电路检测工作人员否按下开始按键，在矿山压差监测仪设置规定时间范围内，程序不断检测八个按键的输入情况，判断程序按键的键值并显示信息。主程序功能是开机以后，先进入单片机的初始化、进入调用与管理各个主程序，遇到电路异常自动调用报警系统。

图1 智能仪器原理系统工作图

图2 仿真控制电路图

图3 主程序电路图

图4 报警电路

3 结语

本次设计采用STC89C52单片机作为核心控制芯片，电路采用串行数据传输，对硬件要求较低，所用元器件灵敏度高、稳定性好。能够有效提高矿山安全管理，在矿山通风管理中有较好的应用前景。

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