基于单片机AT89S52的智能岩体声发射监测仪的设计

论文摘要

声发射是一种应力波发射,大多数材料变形和断裂时有声发射发生,人耳不能直接听见,需要借助灵敏的电子仪器,即声发射监测仪。声发射监测仪用于岩体监测方面,可以预报多种灾害,避免人员伤亡和设备损坏。本论文采用单片机AT89S52作为控制器,实现岩体声发射监测仪的智能化,具有体积小、成本低、可与计算机通信等优点,研究内容如下:首先介绍了声发射有关概念,叙述了声发射监测仪的智能化设计的结构,一般都包括硬件和软件设计两个部分。接着根据对控制方案的论证,选择了低功耗、可在线编程的单片机AT89S52作为主控制器,完成对信号的采集、记录和显示控制。然后进行硬件部分的设计,根据信号的流向,把硬件部分划分为模拟和数字部分。模拟部分将由声发射探头转换而来的微弱电信号进行处理、分析,得到三个参数(大事件、总事件、能率)的脉冲信号,由数字电路进行计数、记录和显示,并且还可以与计算机进行通信。软件部分采用模块化设计,将设计分为若干模块,如串口模块、键盘显示模块等等,每个模块调试成功后,汇总进行总调,从而实现声发射的实时监测和处理。最后针对设计过程中会出现的各种干扰,分别提出各种抗干扰措施,从硬件和软件两方面加以总结。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 什么是声发射
• 1.2 声发射技术的应用领域
• 1.3 声发射技术及监测仪器的发展史及现状
• 1.4 声发射监测仪器的智能化
• 1.5 本文研究内容
• 1.5.1 课题的背景
• 1.5.2 本论文内容和结构
• 第二章 单片机AT89S52 介绍
• 2.1 单片机的发展及现状
• 2.1.1 单片机的发展
• 2.1.2 单片机的现状
• 2.2 单片机的选型
• 2.3 AT89S52 单片机的功能特性
• 2.4 AT89S52 的引脚说明
• 2.5 AT89S 系列单片机的应用领域
• 2.6 小结
• 第三章 智能岩体声发射监测仪硬件部分的设计
• 3.1 模拟电路设计
• 3.1.1 主放大器
• 3.1.2 信号处理系统
• 3.1.3 信号分析系统
• 3.2 数字电路设计
• 3.2.1 ISP 模块
• 3.2.2 串口模块
• 3.2.3 键盘显示处理模块
• 3.2.4 计数模块
• 3.2.5 存储模块
• 3.2.6 时钟模块
• 3.2.7 打印机模块
• 3.3 小结
• 第四章 智能岩体声发射监测仪软件部分的设计
• 4.1 看门狗模块
• 4.2 串口模块
• 4.3 键盘显示模块
• 4.4 信号采集模块
• 4.5 时钟模块
• 4.6 打印模块
• 4.7 程序调试及结果
• 4.8 小结
• 第五章 仪器的抗干扰措施
• 5.1 干扰造成的后果
• 5.2 仪器的硬件抗干扰措施
• 5.3 仪器的软件抗干扰措施
• 5.4 小结
• 第六章 结语
• 6.1 论文总结
• 6.2 进一步工作的设想
• 参考文献
• 附录一 模拟部分电路图
• 附录二 数字部分电路图
• 附录三 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢