CN108195930B - 一种磁记忆移动扫描式声光报警系统 - Google Patents

一种磁记忆移动扫描式声光报警系统 Download PDF

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Abstract

一种新型磁记忆移动扫描式声光报警系统属于金属材料的移动扫描探伤监控检测技术领域，尤其涉及一种新型磁记忆移动扫描式声光报警系统。本发明提供一种成本低、适用于野外作业的新型磁记忆移动扫描式声光报警系统。本发明包括单片机、传感器、A/D转换器、外接参数存储器、报警部分、复位部分和外部中断部分，其结构要点传感器的检测信号输出端口与A/D转换器的检测信号输入端口相连，A/D转换器的检测信号输出端口与单片机的检测信号输入端口相连，单片机的复位信号输入端口与复位部分的的复位信号输出端口相连，单片机的中断信号输入端口与外部中断部分的中断信号输出端口相连。

Description

一种磁记忆移动扫描式声光报警系统
技术领域
本发明属于金属材料的移动扫描探伤监控检测技术领域，尤其涉及一种磁记忆移动扫描式声光报警系统。
背景技术
随着现代生产力的发展，金属已经应用到我们生活的各个领域，可由于金属的损伤所带来的经济损失也逐年增多。但一般的无损检测技术只能检测已经形成的裂纹或缺陷，而不能对由于应力集中引起的疲劳破坏进行早期检测。而金属磁记忆原理是铁磁材料在应力作用下形成磁性与弹性相互作用能, 使磁化强度重新取向, 从而导致磁场强度发生变化达到测量的目的，所以可对金属材料进行早期检测。但传统的移动扫描式的磁记忆检测仪体积相对较大且需要台式电脑辅助分析，所以携带极为不便，不利于野外长期作业，且价格昂贵。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供一种成本低、适用于野外作业的磁记忆移动扫描式声光报警系统。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括单片机、传感器、A/D转换器、外接参数存储器、报警部分、复位部分和外部中断部分，其结构要点传感器的检测信号输出端口与A/D转换器的检测信号输入端口相连，A/D转换器的检测信号输出端口与单片机的检测信号输入端口相连，单片机的复位信号输入端口与复位部分的的复位信号输出端口相连，单片机的中断信号输入端口与外部中断部分的中断信号输出端口相连，单片机的报警信号输出端口与报警部分的报警信号输入端口相连，单片机的存储信号输出端口与外接参数存储器的存储信号输入端口相连；
单片机的程序包括系统调用及数据处理主程序、双通道数据采集子程序、水平分量H p ( x )判断子程序，法向分量H p ( y )判子程序和作为中断服务程序的临界值采集子程序，
系统调用及数据处理主程序利用汇编伪指令设置ADTURN1作为水平分量H p(x)数据存放地址；ADTURN2作为法向分量H p ( y ) 数据存放地址；ADTURN3作为临时处理数据存放地址；LINEADR0作为水平分量H p ( x )极值存放地址；LINEADR1临界值数据存放地址，LINE0作为水平分量H p ( x )极值位置标记量，LINE1作为法向分量H p ( y ) 零值位置标记量；
系统调用及数据处理主程序首先调用双通道数据采集子程序，将水平分量H p (x ) 以及法向分量H p ( y )数据分别存入ADTURN1、ADTURN2为首地址的存储区中；调用水平分量H p ( x )判断子程序，判断水平分量H p ( x )极值大小，并判断极值点的位置；调用法向分量H p ( y )判断子程序，判断法向分量H p ( y )零值点的位置；判断极值点与零值点是否在同一位置，如果在不同一位则结束程序，如果在同一位置则判断极值是否大于临界值，如果极值小于临界值则结束程序，如果极值大于临界值，则系统启动声光报警系统进行报警；
双通道数据采集子程序将寄存器R2中值设为100D作为计数使用，将R0作为数据指针指向水平分量H p ( x )数据存储区首地址ADTURN1，将R1作为数据指针指向法向分量Hp ( y ) 数据存储区首地址ADTURN2，启动IN0通道进行A/D转换，延时等待一段时间，将转换后的数值放入R0指向区，R0指针指向下一存储单元，启动IN1通道进行A/D转换，延时等待一段时间，将转换后的数值放入R1指向区，R1指针指向下一存储单元，将R2寄存器中数值减一后再存回R2寄存器中，判断R2寄存器中数值是否为零，不为零则再次启动IN0通道进行A/D转换，完成一次新的循环，为零则跳出循环，经过多次的循环，将水平分量H p ( x ) 以及法向分量H p ( y )数据分别存入ADTURN1、ADTURN2为首地址的存储区中；
水平分量H p ( x )判断子程序首先将R0指向Hp（X）分量存储区首地址ADTURN1，再将R1指向临时存储区首地址ADTURN3，将R2寄存器中数值设为100D作为计数使用，将R0指向值放入R1指向存储单元中，再将R0、R1指针分别指向下一存储单元，经过多次的循环，将ADTURN1为首地址的存储区数据复制到ADTURN3为首地址的存储区中作为临时计算存储区；将R0指向临时计算存储区首地址ADTURN3，再将R0指向值放入3CH寄存器中，将R0指向下一存储单元，将3CH寄存器中值与R0指向值比较大小，当R0寄存器指向值大时，将3CH寄存器值与R0指向值互换位置，当3CH寄存器中值大时，将R0指向下一存储单元进行继续循环，循环多次后ADTURN3为首地址的存储区中值按从小到大排列，并且将最大值放到3CH寄存器中；将R1寄存器中值设为‘0’作为数据记录位置初始值，将R0指向Hp（X）分量存储区首地址ADTURN1，R1寄存器加‘1’进行数据位置记录，判断R0指向值是否与3CH寄存器中值相同，不相同则将R0指向下一存储单元并将R1寄存器中值加‘1’进行一轮新的循环，相同则将R0寄存器中值放入LINEADR0存储单元中作为极值使用，将R1寄存器中值放入LINE0存储单元中作为水平分量H p ( x )数据的位置记录值；
法向分量H p ( y )判子程序将R0指向Hp（Y）分量存储区首地址ADTURN2，R1寄存器内容设为‘0’，作为Hp（Y）分量数据位置记录初始值，将R1寄存器内容作加‘1’记录处理，判断是否到限定次循环，当到达限定次循环时将R1寄存器内容放入LINE1存储区作为Hp（Y）分量数据位置记录值，当没有到限定次循环时，判断R0指向值是否为‘0’，不为‘0’R0指针指向下一存储单元并返回将R1寄存器内容作加‘1’记录处理进行新的循环；为‘0’则将R1寄存器内容放入LINE1存储区作为Hp（Y）分量数据位置记录值；
临界值采集子程序将R1中寄存器值设为100D作为循环数值，将R0指向存储区首地址ADTURN1，启动IN0通道进行A/D转换，延时等待采集一段时间，将转换后的数值放入指向R0指向区，R0指针指向下一存储单元，经过多次循环将临界值采集多次等待滤波处理；将R0指向Hp（X）分量数据存储区首地址ADTURN1，将R0指向值放入寄存器3CH中，将R0指向下一存储单元，将3CH寄存器中值与R0指向值比较大小，当R0指向值大于寄存器3CH中值时3CH寄存器中值与R0指向值互换位置，然后将R0指向下一存储单元，如果R0指向值小于于寄存器3CH中值时，R0直接指向下一存储单元，循环多次，将Hp（X）分量数据存储区的值按从小到大排列；将R0指向存储区值，将R0指向值放入3CH寄存器中，将R0指向下一地址单元，将R0指向值与3CH寄存器中值相加，结果放入3CH寄存器中，然后将R0指向下一地址单元，循环多次将Hp（X）分量数据存储区中间多个值相加，并将结果放入3CH寄存器中，再将3CH寄存器中值除以循环次数得到平均值即为滤波后的临界值，将其放入LINEADR1存储区中等待使用；
所述临界值通过外部中断部分采集。
作为一种优选方案，本发明所述经过100次的循环，将水平分量H p ( x ) 以及法向分量H p ( y )数据分别存入ADTURN1、ADTURN2为首地址的存储区中。
作为另一种优选方案，本发明所述经过100次的循环，将ADTURN1为首地址的存储区数据复制到ADTURN3为首地址的存储区中作为临时计算存储区。
作为另一种优选方案，本发明所述循环100次后ADTURN3为首地址的存储区中值按从小到大排列，并且将最大值放到3CH寄存器中。
作为另一种优选方案，本发明所述限定次循环为101次循环。
作为另一种优选方案，本发明所述单片机采用80C51芯片。
作为另一种优选方案，本发明所述外部中断部分包括开关K2，开关K2一端分别与电容C2一端、电源VGG相连，开关K2另一端分别与电容C2另一端、电阻R2一端、第一非门输入端相连，电阻R2另一端接地，第一非门输出端与80C51芯片的11脚相连。
作为另一种优选方案，本发明所述当80C51芯片的11脚为‘0’时执行中断服务程序，中断服务程序首先保护‘程序现场’和‘断点’后开中断，执行临界值采集子程序，执行子程序后关中断，然后恢复‘程序现场’和‘断点’，继续执行主程序。
作为另一种优选方案，本发明所述经过100次的循环将临界值信号采集100次并转换成数字信号存入ADTURN1为首地址的存储区中。
作为另一种优选方案，本发明所述经过100次循环将临界值采集100次等待滤波处理。
作为另一种优选方案，本发明所述循环100次，将Hp（X）分量数据存储区的值按从小到大排列；将R0指向存储区第40个值，将R0指向值放入3CH寄存器中，将R0指向下一地址单元，将R0指向值与3CH寄存器中值相加，结果放入3CH寄存器中，然后将R0指向下一地址单元，循环20次将Hp（X）分量数据存储区中间20个值相加，并将结果放入3CH寄存器中，再将3CH寄存器中值除以20得到平均值即为滤波后的临界值，将其放入LINEADR1存储区中等待使用。
作为另一种优选方案，本发明所述传感器采用49E型霍尔传感器。
作为另一种优选方案，本发明所述外接参数存储器包括74LS373芯片和HM628128RAM芯片，80C51芯片的32～39脚分别与74LS373的芯片18、17、14、13、8、7、4、3脚对应相连，80C51芯片的32～39脚分别与HM628128RAM芯片的21～13脚对应相连，74LS373的芯片19、16、15、12、9、6、5、2脚分别与HM628128RAM芯片的5～12脚对应相连，80C51芯片的17、18脚分别与HM628128RAM芯片的24、29对应相连；
80C51芯片的1、2脚分别与HM628128RAM芯片的2、31脚对应相连，80C51芯片的27～21分别与HM628128RAM芯片的3、28、4、25、23、26、27脚对应相连；HM628128RAM芯片的22脚与译码电路相连；80C51芯片的30脚与74LS373芯片的11脚相连。
作为另一种优选方案，本发明所述A/D转换器采用AD0809芯片，80C51芯片的P0端口与AD0809芯片的数据接入端口D端口相连，74LS373芯片的A0、A1、A2端口分别与AD0809芯片的A、B、C端口对应相连；
80C51芯片的13脚与第二非门输出端相连，第二非门输入端与AD0809芯片的EOC端口相连，80C51芯片的16脚与第一与门的第一输入端相连，0C51芯片的21脚分别与第一与门的第二输入端、第二与门的第一输入端相连，80C51芯片的17脚与第二与门的第二输入端相连；
第一与门的输出端与第三非门输入端相连，第三非门输出端分别与AD0809芯片的ST端口、ALE端口相连；第二与门的输出端与第四非门输入端相连，第四非门输出端与AD0809芯片的OE端口相连；80C51芯片的30脚通过取二分之一值电路与AD0809芯片的CLK端口相连；
AD0809芯片的IN0口作为信号接入口与霍尔传感器C口相连，霍尔传感器A口接电源，霍尔传感器B口接地。
其次，本发明所述报警部分包括蜂鸣器，蜂鸣器的正极端分别与电阻R1一端、电阻R2一端、电源VCC相连，电阻R1另一端通过绿色LED与80C51芯片的3脚相连，电阻R2另一端通过红色LED与80C51芯片的4脚相连；
蜂鸣器的负极端与NPN三极管Q1的集电极相连，NPN三极管Q1的发射极接地，NPN三极管Q1的基极通过电阻R3与80C51芯片的5脚相连。
另外，本发明所述复位部分包括开关K1，开关K1一端分别与电源VCC、电容C1一端相连，开关K1另一端分别与电容C1另一端、电阻R1一端、80C51芯片的9脚相连，阻R1另一端接地。
本发明有益效果。
本发明采用双通道采集数据，根据磁记忆信号在应力集中位置其法向分量H p (y ) 过零点, 水平分量H p ( x ) 具有最大值的特点，利用汇编语言编程，单片机控制进行移动扫描探伤监控检测。
本发明利用金属磁记忆原理，可以实现金属材料的早期探伤监控，通过单片机控制，并采用传感器、A/D转换器、外接参数存储器、报警部分、复位部分和外部中断部分的相互结合，利于装置的小型化，易于携带，且成本低，适用于野外作业。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1系统调用及数据处理主程序图；
图2双通道数据采集子程序图；
图3水平分量H p ( x )判断子程序图；
图4法向分量H p ( y )判断子程序图；
图5中断服务程序图；
图6 中断服务子程序-临界值采集程序图；
图7是本发明结构图；
图8是霍尔传感器结构图；
图9是数据采集系统电路图；
图10是存储器扩展电路图；
图11是声光报警电路图
图12是复位系统与中断控制电路图
具体实施方式
如图所示，本发明包括单片机、传感器、A/D转换器、外接参数存储器、报警部分、复位部分和外部中断部分，传感器的检测信号输出端口与A/D转换器的检测信号输入端口相连，A/D转换器的检测信号输出端口与单片机的检测信号输入端口相连，单片机的复位信号输入端口与复位部分的的复位信号输出端口相连，单片机的中断信号输入端口与外部中断部分的中断信号输出端口相连，单片机的报警信号输出端口与报警部分的报警信号输入端口相连，单片机的存储信号输出端口与外接参数存储器的存储信号输入端口相连；
单片机的程序包括系统调用及数据处理主程序、双通道数据采集子程序、水平分量H p ( x )判断子程序，法向分量H p ( y )判子程序和作为中断服务程序的临界值采集子程序，
系统调用及数据处理主程序利用汇编伪指令设置ADTURN1作为水平分量H p(x)数据存放地址；ADTURN2作为法向分量H p ( y ) 数据存放地址；ADTURN3作为临时处理数据存放地址；LINEADR0作为水平分量H p ( x )极值存放地址；LINEADR1临界值数据存放地址，LINE0作为水平分量H p ( x )极值位置标记量，LINE1作为法向分量H p ( y ) 零值位置标记量；
如图1所示，系统调用及数据处理主程序首先调用双通道数据采集子程序，将水平分量H p ( x ) 以及法向分量H p ( y )数据分别存入ADTURN1、ADTURN2为首地址的存储区中；调用水平分量H p ( x )判断子程序，判断水平分量H p ( x )极值大小，并判断极值点的位置；调用法向分量H p ( y )判断子程序，判断法向分量H p ( y )零值点的位置；判断极值点与零值点是否在同一位置，如果在不同一位则结束程序，如果在同一位置则判断极值是否大于临界值，如果极值小于临界值则结束程序，如果极值大于临界值，则系统启动声光报警系统进行报警；
利用双通道传感器扫描一段金属，将水平分量H p ( x ) 磁记忆数据和法向分量H p ( y ) 磁记忆数据分别存入ADTURN1、ADTURN2为首地址的存储区中，由于双通道同时采集将水平分量H p ( x ) 磁记忆数据和法向分量H p ( y ) 磁记忆数据，所以同一点的H p ( x ) 磁记忆数据和法向分量H p ( y ) 磁记忆数据在存储区的对应同一位置，所以可以由查找极值与零值时的循环次数作为位置标记量，进而通过判断位置标记量是否相同来判定水平分量H p ( x )的极值点与法向分量H p ( y )的零值点是否在同一位置；具体处理步骤如图2所示，双通道数据采集子程序将寄存器R2中值设为100D作为计数使用，将R0作为数据指针指向水平分量H p ( x )数据存储区首地址ADTURN1，将R1作为数据指针指向法向分量H p ( y ) 数据存储区首地址ADTURN2，启动IN0通道进行A/D转换，延时等待一段时间，将转换后的数值放入R0指向区，R0指针指向下一存储单元，启动IN1通道进行A/D转换，延时等待一段时间，将转换后的数值放入R1指向区，R1指针指向下一存储单元，将R2寄存器中数值减一后再存回R2寄存器中，判断R2寄存器中数值是否为零，不为零则再次启动IN0通道进行A/D转换，完成一次新的循环，为零则跳出循环，经过多次的循环，将水平分量Hp ( x ) 以及法向分量H p ( y )数据分别存入ADTURN1、ADTURN2为首地址的存储区中；
通过‘水平分量H p ( x )判断子程序’与‘法向分量H p ( y )判断子程序’分别找出水平分量H p ( x )极值位置标记量与法向分量H p ( y ) 零值位置标记量，并求出水平分量H p ( x )的极值，首先水平分量‘H p ( x )判断子程序’找出水平分量H p(x)极值并判断其所在位置，方法为将ADTURN1为首地址的存储区中数值放入ADTURN3为首地址的临时存储区，将临时存储区中数值按大小排序，找出最大值即极值，并放入3CH寄存器中，再将ADTURN1为首地址的存储区中数值与极值循环比较，找到极值，记录循环次数，即为水平分量H p ( x )极值位置标记量，将极值与水平分量H p ( x )极值位置标记量存储等待调用；具体步骤如图3所示，水平分量H p ( x )判断子程序首先将R0指向Hp（X）分量存储区首地址ADTURN1，再将R1指向临时存储区首地址ADTURN3，将R2寄存器中数值设为100D作为计数使用，将R0指向值放入R1指向存储单元中，再将R0、R1指针分别指向下一存储单元，经过多次的循环，将ADTURN1为首地址的存储区数据复制到ADTURN3为首地址的存储区中作为临时计算存储区；将R0指向临时计算存储区首地址ADTURN3，再将R0指向值放入3CH寄存器中，将R0指向下一存储单元，将3CH寄存器中值与R0指向值比较大小，当R0寄存器指向值大时，将3CH寄存器值与R0指向值互换位置，当3CH寄存器中值大时，将R0指向下一存储单元进行继续循环，循环多次后ADTURN3为首地址的存储区中值按从小到大排列，并且将最大值放到3CH寄存器中；将R1寄存器中值设为‘0’作为数据记录位置初始值，将R0指向Hp（X）分量存储区首地址ADTURN1，R1寄存器加‘1’进行数据位置记录，判断R0指向值是否与3CH寄存器中值相同，不相同则将R0指向下一存储单元并将R1寄存器中值加‘1’进行一轮新的循环，相同则将R0寄存器中值放入LINEADR0存储单元中作为极值使用，将R1寄存器中值放入LINE0存储单元中作为水平分量H p ( x )数据的位置记录值；
法向分量H p ( y )判断子程序判断法向分量H p ( y )零值所在位置，方法为将ADTURN2为首地址的存储区数值与‘0’循环比较不相同继续循环，相同跳出循环并将循环次数记录，作为法向分量H p ( y ) 零值位置标记量，并将法向分量H p ( y ) 零值位置标记量存储等待调用；具体步骤如图4所示，法向分量H p ( y )判子程序将R0指向Hp（Y）分量存储区首地址ADTURN2，R1寄存器内容设为‘0’，作为Hp（Y）分量数据位置记录初始值，将R1寄存器内容作加‘1’记录处理，判断是否到限定次循环，当到达限定次循环时将R1寄存器内容放入LINE1存储区作为Hp（Y）分量数据位置记录值，当没有到限定次循环时，判断R0指向值是否为‘0’，不为‘0’R0指针指向下一存储单元并返回将R1寄存器内容作加‘1’记录处理进行新的循环；为‘0’则将R1寄存器内容放入LINE1存储区作为Hp（Y）分量数据位置记录值；
如图1所示，主程序将水平分量H p ( x )极值位置标记量与法向分量H p ( y )零值位置标记量进行比较，即将LINE0存储单元内容与LINE1存储单元内容进行比较，如果不相同则说明不满足‘应力集中位置其法向分量H p ( y ) 过零点, 水平分量H p ( x )具有最大值’的特点，所以跳出循环不报警。当相同时进一步检验水平分量H p ( x )的极值是否大于临界值，即LINEADR0存储单元的值是否大于LINEADR1存储单元的值，不大于跳出循环，大于则启动声光报警系统进行报警。
如图6所示，临界值采集子程序将R1中寄存器值设为100D作为循环数值，将R0指向存储区首地址ADTURN1，启动IN0通道进行A/D转换，延时等待采集一段时间，将转换后的数值放入指向R0指向区，R0指针指向下一存储单元，经过多次循环将临界值采集多次等待滤波处理；将R0指向Hp（X）分量数据存储区首地址ADTURN1，将R0指向值放入寄存器3CH中，将R0指向下一存储单元，将3CH寄存器中值与R0指向值比较大小，当R0指向值大于寄存器3CH中值时3CH寄存器中值与R0指向值互换位置，然后将R0指向下一存储单元，如果R0指向值小于于寄存器3CH中值时，R0直接指向下一存储单元，循环多次，将Hp（X）分量数据存储区的值按从小到大排列；将R0指向存储区值，将R0指向值放入3CH寄存器中，将R0指向下一地址单元，将R0指向值与3CH寄存器中值相加，结果放入3CH寄存器中，然后将R0指向下一地址单元，循环多次将Hp（X）分量数据存储区中间多个值相加，并将结果放入3CH寄存器中，再将3CH寄存器中值除以循环次数得到平均值即为滤波后的临界值，将其放入LINEADR1存储区中等待使用；
所述临界值通过外部中断部分采集。
所述经过100次的循环，将水平分量H p ( x ) 以及法向分量H p ( y )数据分别存入ADTURN1、ADTURN2为首地址的存储区中。
所述经过100次的循环，将ADTURN1为首地址的存储区数据复制到ADTURN3为首地址的存储区中作为临时计算存储区。
所述循环100次后ADTURN3为首地址的存储区中值按从小到大排列，并且将最大值放到3CH寄存器中。
所述限定次循环为101次循环。
所述单片机采用80C51芯片。
如图12所示，所述外部中断部分包括开关K2，开关K2一端分别与电容C2一端、电源VGG相连，开关K2另一端分别与电容C2另一端、电阻R2一端、第一非门输入端相连，电阻R2另一端接地，第一非门输出端与80C51芯片的11脚相连。当开关按下启动中断服务程序，进而启动临界值采集子程序。
所示电容C2采用10uF电容，电阻R2采用10K欧姆电阻。
由于磁记忆信号的临界值是随环境的变化而变化的，所以必须现场采集。将传感器与准备好的临界值材料接触，利用K2开关开启中断子程序采集临界值。利用中断服务程序实现中断，进而执行中断服务子程序-临界值采集程序，当K2开关被按下，80C51芯片的11脚为‘0’，执行中断服务程序，如图5所示，中断服务程序首先保护‘程序现场’和‘断点’后开中断，执行临界值采集子程序，执行子程序后关中断，然后恢复‘程序现场’和‘断点’，继续执行主程序。
所述经过100次的循环将临界值信号采集100次并转换成数字信号存入ADTURN1为首地址的存储区中。
所述经过100次循环将临界值采集100次等待滤波处理。
所述循环100次，将Hp（X）分量数据存储区的值按从小到大排列；将R0指向存储区第40个值，将R0指向值放入3CH寄存器中，将R0指向下一地址单元，将R0指向值与3CH寄存器中值相加，结果放入3CH寄存器中，然后将R0指向下一地址单元，循环20次将Hp（X）分量数据存储区中间20个值相加，并将结果放入3CH寄存器中，再将3CH寄存器中值除以20得到平均值即为滤波后的临界值，将其放入LINEADR1存储区中等待使用。
如图8所示，所述传感器采用49E型霍尔传感器。
本发明由于需要采集水平分量H p ( x )与法向分量H p ( y )两组数据，所以需要一个双通路的磁信号采集转换系统。如图9、10所示，所述外接参数存储器包括74LS373芯片和HM628128RAM芯片，80C51芯片的32～39脚分别与74LS373的芯片18、17、14、13、8、7、4、3脚对应相连，80C51芯片的32～39脚分别与HM628128RAM芯片的21～13脚对应相连，74LS373的芯片19、16、15、12、9、6、5、2脚分别与HM628128RAM芯片的5～12脚对应相连，80C51芯片的17、18脚分别与HM628128RAM芯片的24、29对应相连；
80C51芯片的1、2脚分别与HM628128RAM芯片的2、31脚对应相连，80C51芯片的27～21分别与HM628128RAM芯片的3、28、4、25、23、26、27脚对应相连；HM628128RAM芯片的22脚与译码电路相连；80C51芯片的30脚与74LS373芯片的11脚相连。
设置外接参数存储器可满足采集大量数据进行分析比对的需要。
所述A/D转换器采用AD0809芯片，80C51芯片的P0端口与AD0809芯片的数据接入端口D端口相连，74LS373芯片的A0、A1、A2端口分别与AD0809芯片的A、B、C端口对应相连；
80C51芯片的13脚与第二非门输出端相连，第二非门输入端与AD0809芯片的EOC端口相连，80C51芯片的16脚与第一与门的第一输入端相连，0C51芯片的21脚分别与第一与门的第二输入端、第二与门的第一输入端相连，80C51芯片的17脚与第二与门的第二输入端相连；
第一与门的输出端与第三非门输入端相连，第三非门输出端分别与AD0809芯片的ST端口、ALE端口相连；第二与门的输出端与第四非门输入端相连，第四非门输出端与AD0809芯片的OE端口相连；80C51芯片的30脚通过取二分之一值电路与AD0809芯片的CLK端口相连；
AD0809芯片的IN0口作为信号接入口与霍尔传感器C口相连，霍尔传感器A口接电源，霍尔传感器B口接地。
如图11所示，所述报警部分包括蜂鸣器，蜂鸣器的正极端分别与电阻R1一端、电阻R2一端、电源VCC相连，电阻R1另一端通过绿色LED与80C51芯片的3脚相连，电阻R2另一端通过红色LED与80C51芯片的4脚相连；
蜂鸣器的负极端与NPN三极管Q1的集电极相连，NPN三极管Q1的发射极接地，NPN三极管Q1的基极通过电阻R3与80C51芯片的5脚相连。
本发明报警部分可通过输送‘0’、‘1’代码来控制并能同时进行声与光两种报警方式，适用于野外作业及与单片机相连。
如图12所示，所述复位部分包括开关K1，开关K1一端分别与电源VCC、电容C1一端相连，开关K1另一端分别与电容C1另一端、电阻R1一端、80C51芯片的9脚相连，阻R1另一端接地。
所示电容C1采用10uF电容，电阻R1采用10K欧姆电阻。
当系统报警或遇到其他情况可以通过按钮开关将单片机 ‘RST’引脚置为‘1’进行复位，当需要采集临界值时可以通过按钮开关将单片机‘INT0’引脚置为‘0’开启中断服务子程序进即‘临界值采集程序’来采集临界值；本发明的重启与中断可通过外部控制来实现，便于野外作业。
当开关按钮K1没有被按下单片机 ‘RST’引脚接地置为‘0’系统执行主程序正常工作，当有报警或其他情况时开关按钮K1被按下，单片机 ‘RST’引脚接电源置为‘1’系统从新启动。同理开关按钮K2没有被按下单片机 ‘INT0’引脚通过非门接地置为‘1’系统执行主程，当需要采集临界值时开关按钮K2被按下单片机 ‘INT0’引脚通过非门接电源置为‘0’，系统跳出主程序执行‘临界值采集子程序’，执行完后自动回到主程序。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁记忆移动扫描式声光报警系统，包括单片机、传感器、A/D转换器、外接参数存储器、报警部分、复位部分和外部中断部分，其特征在于传感器的检测信号输出端口与A/D转换器的检测信号输入端口相连，A/D转换器的检测信号输出端口与单片机的检测信号输入端口相连，单片机的复位信号输入端口与复位部分的复位信号输出端口相连，单片机的中断信号输入端口与外部中断部分的中断信号输出端口相连，单片机的报警信号输出端口与报警部分的报警信号输入端口相连，单片机的存储信号输出端口与外接参数存储器的存储信号输入端口相连；
单片机的程序包括系统调用及数据处理主程序、双通道数据采集子程序、水平分量H p( x )判断子程序，法向分量H p ( y )判子程序和作为中断服务程序的临界值采集子程序，
系统调用及数据处理主程序利用汇编伪指令设置ADTURN1作为水平分量H p ( x )数据存放地址；ADTURN2作为法向分量H p ( y ) 数据存放地址；ADTURN3作为临时处理数据存放地址；LINEADR0作为水平分量H p ( x )极值存放地址；LINEADR1临界值数据存放地址，LINE0作为水平分量H p ( x )极值位置标记量，LINE1作为法向分量H p ( y ) 零值位置标记量；
系统调用及数据处理主程序首先调用双通道数据采集子程序，将水平分量H p ( x )以及法向分量H p ( y )数据分别存入ADTURN1、ADTURN2为首地址的存储区中；调用水平分量H p ( x )判断子程序，判断水平分量H p ( x )极值大小，并判断极值点的位置；调用法向分量H p ( y )判断子程序，判断法向分量H p ( y )零值点的位置；判断极值点与零值点是否在同一位置，如果在不同一位置则结束程序，如果在同一位置则判断极值是否大于临界值，如果极值小于临界值则结束程序，如果极值大于临界值，则系统启动声光报警系统进行报警；
双通道数据采集子程序将寄存器R2中值设为100D作为计数使用，将R0作为数据指针指向水平分量H p ( x )数据存储区首地址ADTURN1，将R1作为数据指针指向法向分量H p (y ) 数据存储区首地址ADTURN2，启动IN0通道进行A/D转换，延时等待一段时间，将转换后的数值放入R0指向区，R0指针指向下一存储单元，启动IN1通道进行A/D转换，延时等待一段时间，将转换后的数值放入R1指向区，R1指针指向下一存储单元，将R2寄存器中数值减一后再存回R2寄存器中，判断R2寄存器中数值是否为零，不为零则再次启动IN0通道进行A/D转换，完成一次新的循环，为零则跳出循环，经过多次的循环，将水平分量H p ( x ) 以及法向分量H p ( y )数据分别存入ADTURN1、ADTURN2为首地址的存储区中；
水平分量H p ( x )判断子程序首先将R0指向Hp（X）分量存储区首地址ADTURN1，再将R1指向临时存储区首地址ADTURN3，将R2寄存器中数值设为100D作为计数使用，将R0指向值放入R1指向存储单元中，再将R0、R1指针分别指向下一存储单元，经过多次的循环，将ADTURN1为首地址的存储区数据复制到ADTURN3为首地址的存储区中作为临时计算存储区；将R0指向临时计算存储区首地址ADTURN3，再将R0指向值放入3CH寄存器中，将R0指向下一存储单元，将3CH寄存器中值与R0指向值比较大小，当R0寄存器指向值大时，将3CH寄存器值与R0指向值互换位置，当3CH寄存器中值大时，将R0指向下一存储单元进行继续循环，循环多次后ADTURN3为首地址的存储区中值按从小到大排列，并且将最大值放到3CH寄存器中；将R1寄存器中值设为‘0’作为数据记录位置初始值，将R0指向Hp（X）分量存储区首地址ADTURN1，R1寄存器加‘1’进行数据位置记录，判断R0指向值是否与3CH寄存器中值相同，不相同则将R0指向下一存储单元并将R1寄存器中值加‘1’进行一轮新的循环，相同则将R0寄存器中值放入LINEADR0存储单元中作为极值使用，将R1寄存器中值放入LINE0存储单元中作为水平分量H p ( x )数据的位置记录值；
法向分量H p ( y )判子程序将R0指向Hp（Y）分量存储区首地址ADTURN2，R1寄存器内容设为‘0’，作为Hp（Y）分量数据位置记录初始值，将R1寄存器内容作加‘1’记录处理，判断是否到限定次循环，当到达限定次循环时将R1寄存器内容放入LINE1存储区作为Hp（Y）分量数据位置记录值，当没有到限定次循环时，判断R0指向值是否为‘0’，不为‘0’R0指针指向下一存储单元并返回将R1寄存器内容作加‘1’记录处理进行新的循环；为‘0’则将R1寄存器内容放入LINE1存储区作为Hp（Y）分量数据位置记录值；
临界值采集子程序将R1中寄存器值设为100D作为循环数值，将R0指向存储区首地址ADTURN1，启动IN0通道进行A/D转换，延时等待采集一段时间，将转换后的数值放入指向R0指向区，R0指针指向下一存储单元，经过多次循环将临界值采集多次等待滤波处理；将R0指向Hp（X）分量数据存储区首地址ADTURN1，将R0指向值放入寄存器3CH中，将R0指向下一存储单元，将3CH寄存器中值与R0指向值比较大小，当R0指向值大于寄存器3CH中值时3CH寄存器中值与R0指向值互换位置，然后将R0指向下一存储单元，如果R0指向值小于寄存器3CH中值时，R0直接指向下一存储单元，循环多次，将Hp（X）分量数据存储区的值按从小到大排列；将R0指向存储区值，将R0指向值放入3CH寄存器中，将R0指向下一地址单元，将R0指向值与3CH寄存器中值相加，结果放入3CH寄存器中，然后将R0指向下一地址单元，循环多次将Hp（X）分量数据存储区中间多个值相加，并将结果放入3CH寄存器中，再将3CH寄存器中值除以循环次数得到平均值即为滤波后的临界值，将其放入LINEADR1存储区中等待使用；
所述临界值通过外部中断部分采集。
2.根据权利要求1所述一种磁记忆移动扫描式声光报警系统，其特征在于经过100次的循环，将水平分量H p ( x ) 以及法向分量H p ( y )数据分别存入ADTURN1、ADTURN2为首地址的存储区中。
3.根据权利要求1所述一种磁记忆移动扫描式声光报警系统，其特征在于经过100次的循环，将ADTURN1为首地址的存储区数据复制到ADTURN3为首地址的存储区中作为临时计算存储区。
4.根据权利要求1所述一种磁记忆移动扫描式声光报警系统，其特征在于所述循环100次后ADTURN3为首地址的存储区中值按从小到大排列，并且将最大值放到3CH寄存器中。
5.根据权利要求1所述一种磁记忆移动扫描式声光报警系统，其特征在于所述限定次循环为101次循环。
6.根据权利要求1所述一种磁记忆移动扫描式声光报警系统，其特征在于所述单片机采用80C51芯片。
7.根据权利要求6所述一种磁记忆移动扫描式声光报警系统，其特征在于所述外部中断部分包括开关K2，开关K2一端分别与电容C2一端、电源VGG相连，开关K2另一端分别与电容C2另一端、电阻R2一端、第一非门输入端相连，电阻R2另一端接地，第一非门输出端与80C51芯片的11脚相连。
8.根据权利要求6所述一种磁记忆移动扫描式声光报警系统，其特征在于当 所述80C51芯片的11脚为‘0’时执行中断服务程序，中断服务程序首先保护‘程序现场’和‘断点’后开中断，执行临界值采集子程序，执行临界值采集子程序后关中断，然后恢复‘程序现场’和‘断点’，继续执行主程序。
9.根据权利要求1所述一种磁记忆移动扫描式声光报警系统，其特征在于经过100次的循环将临界值信号采集100次并转换成数字信号存入ADTURN1为首地址的存储区中。
10.根据权利要求1所述一种磁记忆移动扫描式声光报警系统，其特征在于经过100次循环将临界值采集100次等待滤波处理。
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