基于AT89C51的智能矿井环境质量监控系统

　　4软件设计

　　该系统软件采用汇编语言编写，在WAVE6000版本的集成开发环境下进行编译连接。图3给出系统的软件结构。

　　(1)初始化模块

　　主要用于对时钟器件和显示屏的初始化，同时可以检测单片机引脚，以实现时钟的调解。

　　(2)控制模块

　　完成对3个空气指标的检测。根据测量结果发出响应的控制信号或报警信号，同时调用显示模块中的相应部分。通过驱动44780由LCD显示测试数据及测试状态。

　　(3)显示模块

　　包含各个显示部分，在控制模块中被调用。

　　4.1主程序设计

　　由于系统对实时性的要求不高。因此软件部分采用顺序执行方式，此外，对各功能的实现使用模块化设计。图4给出主程序系统流程图，用以完成硬件初始化和子程序调用等功能。

　　4.2 RS232通信子程序

　　PC通信是准确采集测试数据的关键，二者间的通信采用RS232C接口，该接口是专为PC间通信设计的，其连接电路如图5所示。PC间通信采用ASCII码，前7位是数据，第8位是奇偶校验位，而单片机的串行通信格式是8位，因此不能采用奇偶校验纠错，必须采用查询方式纠错。即PC将接收到的数据再发送给单片机，单片机若比较接收数据和发送数据，若相同，则不再发送该组数据，等待发送下组数据；若不同，则再重发原数据，直到PC接收正确为止。实现通信双方约定：波特率为2 400 bit／s；帧格式为10位一帧，包括1个起始位，8个数据位和1个停止位；传送方式是PC机采用查询方式收发数据，单片机采用中断方式收发数据。

　　AT89C51单片机采用中断方式接收PC机发过来的字符，并回送给主机。程序清单如下：

　　PC机的通信程序采用Turbo C编写，程序清单如下：

　　5抗干扰设计

　　为确保整个系统的可能性和安全性，采用了由硬件和软件相结合的抗十扰措施。

　　硬件的抗干扰措施是：(1)滤波技术。将电源变压器的进线段加入滤波器，以消弱瞬变噪声干扰；存直流电源线和地线之间接滤波电容以抑制电源噪声。(2)去耦电路。在印刷电路板的各个集成电路的电源线端与地线端之间配置去耦电容。(3)屏蔽技术。采用电场屏蔽和电磁场屏蔽的方法。电场屏蔽主要使用低电阻材料。磁场屏蔽使用高导磁率的材料。(4)光电隔离。在I／O通道上接光电隔离器，将单片机系统与各种传感器和开关隔离开。

　　软件的抗干扰措施是：(1)数字滤波技术。采用数字滤波技术除去输入信号中掺杂的随机干扰。(2)软件陷阱技术。当系统受到干扰，PC值发生变化，程序出现"乱飞"等情况时，可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态。具体的讲，可以在RAM中埋一些标志，在每次程序复位时，通过这些标志，可以判断复位原因并根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不易察觉程序被重新复位。