單片機(jī)控制的室內(nèi)有毒氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u11215單片機(jī)控制的室內(nèi)有毒氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)案例 1263691.1主控芯片的選型 244431.1.1單片機(jī)的介紹和選用 2200121.1.2STC89C51單片機(jī)功能特性概述 2135781.1.3STC89C51的內(nèi)存空間 3301241.1.4管腳說明 411397.2氣體傳感器的選型 5216141.1.1傳感器的概述 549291.3轉(zhuǎn)換器的選型 880161.3.1ADC0832參數(shù): 874181.3.2各個(gè)管腳的作用： 931101.4LCD1602液晶顯示屏 9本方案主要用來監(jiān)控室內(nèi)空氣中各類有毒、易燃、有害的氣體。當(dāng)測(cè)量的數(shù)據(jù)超越了所設(shè)定的濃度值或者是污染物濃度改變很快的情況下，會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，并自動(dòng)顯示測(cè)量所得到的污染物濃度[6]。采用先進(jìn)的數(shù)字一氧化碳及其他二氯甲烷化學(xué)氣體濃度傳感器技術(shù)來自動(dòng)檢測(cè)其在空氣環(huán)境中的氣體濃度，將我們檢測(cè)到的結(jié)果經(jīng)高頻濾波、放大輸入電路之后自動(dòng)送到電路A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換控制芯片中再對(duì)其進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，傳給電路相應(yīng)的監(jiān)控單片機(jī)對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量數(shù)據(jù)處理，處理后的空氣濃度和質(zhì)量信息將經(jīng)由電路相應(yīng)的監(jiān)控單片機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制，驅(qū)動(dòng)送到相應(yīng)的數(shù)字聲光報(bào)警控制電路。按照射頻設(shè)計(jì)技術(shù)需求所要求能實(shí)現(xiàn)的各種信號(hào)基本功能，設(shè)計(jì)主要功能包括射頻信號(hào)矢量采集、信號(hào)矢量處理、信號(hào)質(zhì)量控制及其他信號(hào)處理響應(yīng)四個(gè)基本方面。信號(hào)自動(dòng)采集：該驅(qū)動(dòng)部件主要是通過電壓傳感器自動(dòng)檢測(cè)采集到的含有一氧化碳、甲烷和有害金屬氣體的驅(qū)動(dòng)濃度，并將這些氣體濃度發(fā)生變化的相關(guān)數(shù)值然后轉(zhuǎn)化成稱為驅(qū)動(dòng)電壓或者也就是驅(qū)動(dòng)電流等數(shù)據(jù)來對(duì)其進(jìn)行信號(hào)模擬。信號(hào)放大器：對(duì)接受部分獲取的電壓或者輸出的電流等信號(hào)變化做出必要的放大，為后面部分的信號(hào)控制工作提供了準(zhǔn)備。信號(hào)控制：指通過事先預(yù)定的控制模型和方式等來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)需要的準(zhǔn)確運(yùn)行。信號(hào)的響應(yīng)和報(bào)警部件：使用蜂鳴器或LED燈對(duì)其進(jìn)行響應(yīng)。根據(jù)對(duì)上面的各個(gè)設(shè)計(jì)體系的分析，可以直觀地得到其設(shè)計(jì)理念框圖為：圖1.SEQ圖\*ARABIC1設(shè)計(jì)思想框1.1主控芯片的選型1.1.1單片機(jī)的介紹和選用單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其功能齊全，體積小，成本低，因此可以應(yīng)用到任何電子系統(tǒng)中去，同樣，它也可以運(yùn)用于室內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，使系統(tǒng)的功能更加完善，提高可靠性[9]。單片機(jī)就像是室內(nèi)有害氣體監(jiān)視器和報(bào)警系統(tǒng)的核心，它是一種用于接收室內(nèi)有害氣體的信號(hào)和啟動(dòng)溫度報(bào)警的系統(tǒng)。在采用單片機(jī)技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的各種檢測(cè)功能中，需要這些單片機(jī)具備有較快的計(jì)算運(yùn)行速度，使得檢測(cè)設(shè)備操作人員和用戶在自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)正常運(yùn)行工作時(shí)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確觀察得到實(shí)時(shí)有害化學(xué)物質(zhì)的濃度數(shù)據(jù)值，并對(duì)其進(jìn)行了相應(yīng)的處理[10]。同時(shí)，在一些能夠完全滿足報(bào)警控制系統(tǒng)所需要的計(jì)算運(yùn)行速度和對(duì)接口功能的要求相同類型的單片機(jī)中，要充分考慮到如何選用價(jià)格便宜而又體積較輕巧的單片機(jī)，在充分保證了該報(bào)警儀的準(zhǔn)確性、可靠性和抗干擾能力的基礎(chǔ)上，能夠不斷地提高其成本，縮小了體積。在目前我國測(cè)控單片式整機(jī)這個(gè)產(chǎn)業(yè)家族的許多重要成員中，MCS系列測(cè)控單片機(jī)以其他優(yōu)越的產(chǎn)品特點(diǎn)和卓越性能、成熟的生產(chǎn)技術(shù)及良好的產(chǎn)品高可靠性和較低的產(chǎn)品價(jià)格作為對(duì)比，迅速地成功占領(lǐng)了目前我國測(cè)控工業(yè)質(zhì)量測(cè)控和工程自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)備應(yīng)用的整個(gè)主導(dǎo)技術(shù)市場(chǎng)，成為國內(nèi)測(cè)控單片式整機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域整個(gè)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中的一種技術(shù)主流。其中，51系列超微單片機(jī)的一個(gè)重要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)之一就是由于價(jià)格便宜，I/O口多，程序數(shù)和存儲(chǔ)占用空間大。因此，在工業(yè)測(cè)控管理系統(tǒng)中，使用51系列的測(cè)控單片化主機(jī)被廣泛認(rèn)為應(yīng)該是最理想的測(cè)控選型，因此本文的測(cè)控設(shè)計(jì)主要采用了STC89C51單片機(jī)[11]。1.1.2STC89C51單片機(jī)功能特性概述 目前運(yùn)用比較廣泛的51系列單片機(jī)是STC89C51。STC89C51是低電壓，高性能的CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kbytes可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ROM）和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，STC89C51功能強(qiáng)大，性價(jià)比高，適用于各種控制領(lǐng)域。其主要性能參數(shù)為：與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容4k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲(chǔ)器壽命為100次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz--24MHz三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器128字節(jié)內(nèi)部RAM32個(gè)可編程I/O口線2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)時(shí)器5個(gè)中斷源可編程串行UART通道低功耗空閑和掉電模式數(shù)據(jù)保留時(shí)間為10年STC89C51單片機(jī)提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路[12]。同時(shí)，STC89C51可以實(shí)現(xiàn)0HZ精度的靜態(tài)邏輯運(yùn)算，并且支持兩種不同工作類型，用戶可自行選擇動(dòng)態(tài)節(jié)電模式和工作控制模式?？臻e的網(wǎng)絡(luò)方式可能會(huì)暫時(shí)讓它停止CPU的正常工作，但是它需要等到允許使用RAM，定時(shí)/視頻計(jì)數(shù)器，串行網(wǎng)絡(luò)通訊口及網(wǎng)絡(luò)中斷口等系統(tǒng)接口才能讓它繼續(xù)正常進(jìn)行工作。掉電的解決方式可能是自動(dòng)保存RAM其中的部分硬件內(nèi)容，但是這個(gè)振蕩器可能會(huì)自動(dòng)停止它的工作并且自動(dòng)禁止其他所有元件或部件在這里繼續(xù)工作，直到它的下一個(gè)所有硬件被自動(dòng)復(fù)位回來為止。1.1.3STC89C51的內(nèi)存空間（1）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（Flash）4k字節(jié)。（2）外部程序存儲(chǔ)器（ROM）64k字節(jié)。（3）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）256k字節(jié)。（4）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）64k字節(jié)。表1.SEQ表\*ARABIC1程序存儲(chǔ)器的5個(gè)特殊地址0000H上電位或復(fù)位入口地址0003H外部中斷0入口地址000BH定時(shí)器T0中斷入口地址0013H外部中斷1入口地址001BH定時(shí)器T1中斷入口地址0023H串口中斷入口地址當(dāng)沒有上述情況再次發(fā)生時(shí)，PC系列指針就會(huì)取代CPU指針獲得一個(gè)固定文件地址，然后這個(gè)CPU就有機(jī)會(huì)開始執(zhí)行這個(gè)基于PC系列指針在其內(nèi)部所指的固定地址控制單元內(nèi)部的啟動(dòng)程序。1.1.4管腳說明 VCC：供電電壓 GND：接地 P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開關(guān)雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P0口被定義為數(shù)據(jù)地址的低八位時(shí)能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高電平，可以直接用作一個(gè)外部輸入，P1口被外部輸出電壓下拉成低電平時(shí)，就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生內(nèi)部輸出降壓電流。P2口：P2口是作為一個(gè)內(nèi)部上或下拉門電阻的8位雙向I/O口，P2口可接收緩沖器中的電流，輸出4個(gè)上拉門電阻或TTL門的輸出電流，當(dāng)每個(gè)P2口被用戶讀取字母的大寫"1"時(shí)，其中一個(gè)輸入管腳被內(nèi)部上或下拉門的電阻信號(hào)大幅度均勻地拉高，且可以作為電流輸入。同時(shí)，在P2口的電源管腳不能作為電源輸入時(shí)，P2口的內(nèi)部電源管腳被外部電源引線電壓拉低，將不能輸出一定的輸入電流。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。P3口：P3口管腳為8個(gè)帶雙向內(nèi)部上壓下拉穩(wěn)壓電阻的雙向輸入I/O口，能夠同時(shí)自動(dòng)接收對(duì)應(yīng)到進(jìn)入輸出4個(gè)雙向TTL門的輸出電流。例如，當(dāng)兩個(gè)P3口被外部寫入"1"時(shí)，被內(nèi)部上拉成高電平，并且被外部用作控制輸入。由于外部輸入電壓被下拉成低電平，P3口就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生輸出端的電流。P3口也可作為STC89C51的一些特殊功能口，如下表所示：表1.2STC89C51的一些特殊功能口管腳備選功能P3.0RXD串行輸出口P3.1TXD串行輸入口P3.2/INT0外部中斷0P3.3/INT1外部中斷1P3.4T0計(jì)時(shí)器0外部輸入P3.5T1計(jì)時(shí)器1外部輸入P3.6WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通P3.7RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通P3口的另外還可以能夠接受作為一個(gè)閃爍信號(hào)編程器及閃爍編程器的校驗(yàn)所能夠接受的幾些微微控制器的信號(hào)。RST：RST為復(fù)位輸入端口，當(dāng)振蕩器復(fù)位時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PRO：當(dāng)我們需要訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，地址電平鎖存所指的需要得到允許的內(nèi)存輸出地址電平就被我們用于鎖定內(nèi)存這個(gè)輸入地址。在FLASH中的編程期間，此引腳被我們?cè)O(shè)計(jì)為用來執(zhí)行控制讀出輸入的一個(gè)編程函數(shù)脈沖。在高電平時(shí)，ALE端以固定不變的高頻率脈沖周期作為脈沖振蕩器輸出的脈沖頻率信號(hào)，此脈沖頻率大約為整個(gè)脈沖振蕩器正常工作頻率的1/6。所以它們可以被用來直接作為向外部信號(hào)輸入的定時(shí)脈沖，也可以被用來作為實(shí)現(xiàn)定時(shí)。但是需要特別注意的一點(diǎn)是：每當(dāng)主機(jī)使用外部的數(shù)據(jù)脈沖存儲(chǔ)器時(shí)，都會(huì)自動(dòng)跳過一個(gè)被稱為ALE的脈沖。若欲暫時(shí)禁止其在ALE的地址輸出則我們可以將其地址符號(hào)設(shè)置為0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時(shí)ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，則置位無效。是需要特別注意的一點(diǎn)是：每當(dāng)主機(jī)使用外部的數(shù)據(jù)脈沖存儲(chǔ)器時(shí)，都會(huì)自動(dòng)跳過一個(gè)被稱為ALE的脈沖。若欲暫時(shí)禁止其在ALE的地址輸出則我們可以將其地址符號(hào)設(shè)置為0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時(shí)ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，則置位無效。PSEN：外部網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序所在存儲(chǔ)器接口中的一個(gè)自動(dòng)選擇導(dǎo)通信號(hào)。在由外部應(yīng)用程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器自動(dòng)讀取的數(shù)值期間，每個(gè)編程機(jī)器人工作周期內(nèi)只讀取兩次PSEN有效。但是當(dāng)我們同時(shí)訪問外部的數(shù)據(jù)庫和存儲(chǔ)器時(shí)，這兩個(gè)有效的大于PSEN的信號(hào)可能會(huì)不再同時(shí)發(fā)生。XTAL1：反向高頻振蕩信號(hào)放大器的信號(hào)輸入及內(nèi)部驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘器的工作控制電路。XTAL2：反向振蕩器的輸出。.2氣體傳感器的選型1.1.1傳感器的概述（1）傳感器的定義人們通常將一種能把非額定電量變化轉(zhuǎn)換為額定電量的元件稱之為傳感器，而這種傳感器本身實(shí)質(zhì)就是一種功能性的模塊，作用主要是將來自于外界的各種信號(hào)變化轉(zhuǎn)換為額定的無線電信號(hào)，是我們實(shí)現(xiàn)測(cè)試和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的第一個(gè)重要環(huán)節(jié)[13]。（2）傳感器的作用傳感器也被我們稱之為測(cè)量機(jī)械五官，它是人類從大氣和機(jī)械等生產(chǎn)活動(dòng)中獲得信息的一種主要方式與手段。在我們的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，要用各類傳感器的功能來實(shí)時(shí)地監(jiān)視和檢測(cè)生產(chǎn)環(huán)境中的各種參數(shù)，使得設(shè)備能夠保持正常的狀態(tài)或者是最佳的狀態(tài)，并且能夠使得產(chǎn)品能夠達(dá)到最高的質(zhì)量。優(yōu)良的傳感器為現(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)提供了更加堅(jiān)實(shí)的基石。現(xiàn)如今，全球范圍內(nèi)的許多國家都非常重視該領(lǐng)域的研究。（3）傳感器的組成傳感器通常由敏感元件、傳感器控制元件及測(cè)量電路等三個(gè)大的組合而成，有時(shí)甚至可以再附加一個(gè)輔助電源。敏感性測(cè)量元件——能夠感受被感覺測(cè)量，并通過讀入輸出其他與被感受測(cè)量之間關(guān)系形成可以確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的其他測(cè)量數(shù)據(jù)源的元件。傳感元件——變換器又稱轉(zhuǎn)子或電容器，傳感元件是一種能夠直接地感受到被測(cè)量而將輸出和被測(cè)量之間形成確定的關(guān)系的高壓電子。也就是我們可以不直接地感受到被測(cè)量，而只能夠感受到和被測(cè)量之間有一個(gè)確定性關(guān)系的其它非電量。測(cè)量電路——將傳感器輸出的無線電信號(hào)接收成為一種便于實(shí)時(shí)顯示、記錄、控制以及方法便于被檢測(cè)者所利用的無線電信號(hào)。在實(shí)際生活中使用較多的電路有：高阻抗的輸入電路，脈沖調(diào)寬電路、電橋電路等[14]。（4）傳感器的分類傳感器按照其日常工作的基本原理，可以將其劃分為：各種物理輻射傳感器和各種化學(xué)傳感器等這兩類；各種物理輻射效應(yīng)化學(xué)傳感器主要廣泛應(yīng)用于各種類的物理輻射效應(yīng)，比如說地磁電輻射效應(yīng)、光電輻射效應(yīng)、極化效應(yīng)以及壓電效應(yīng)等?；瘜W(xué)傳感器的應(yīng)用化學(xué)傳感器主要是以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等物理現(xiàn)象作為因果關(guān)系的傳感器，即使被檢測(cè)到的信號(hào)很微小但又可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛芯€和無線電信號(hào)。傳感器按照實(shí)際使用的不同途徑，可以將其細(xì)分為：壓力位置位移傳感器、壓力位移傳感器、液面位移傳感器、加速度位移傳感器、溫度傳感器等。1.1.2氣體傳感器的型號(hào)選擇室內(nèi)監(jiān)視系統(tǒng)首要考慮的環(huán)節(jié)是氣體傳感器。氣體傳感器主要是將被測(cè)氣體的種類和其與氣體濃度密切有關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后依靠電信號(hào)的頻率和強(qiáng)弱來獲得被檢測(cè)氣體在被稱為"天堂"的環(huán)境中是否存在等各種相關(guān)數(shù)據(jù)信息，從而完成對(duì)氣體的檢測(cè)、監(jiān)視和報(bào)警等功能[15]。氣體傳感器作為該設(shè)計(jì)系統(tǒng)中不可或缺的中心器件，決定著氣體濃度信息的準(zhǔn)確性和可靠性，真實(shí)性等。圖1.3氣體傳感器及結(jié)構(gòu)圖 氣體運(yùn)動(dòng)傳感器本身就是一種仿真氣體傳感器。它指的是一種主要能把處于空氣環(huán)境中的各種化學(xué)氣體中的濃度通過變數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)化為各種具有一定濃度對(duì)應(yīng)性相互關(guān)系的信號(hào)輸入和輸出信號(hào)的電子設(shè)備。例如當(dāng)被測(cè)煙霧敏感探頭直接觸及或者探測(cè)接近某些特殊質(zhì)量氣體時(shí)，煙霧敏感探頭內(nèi)部的模擬阻抗數(shù)值可能會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)產(chǎn)生模擬阻抗數(shù)值時(shí)，氣體質(zhì)量傳感器阻抗的探頭利用被測(cè)煙霧敏感元件的內(nèi)部電阻值感受到被測(cè)氣體質(zhì)量濃度的變化而使阻抗數(shù)值發(fā)生改變的工作原理。隨著我國科技的不斷發(fā)展和產(chǎn)品的不斷更新，傳感器日益實(shí)現(xiàn)了小型化、集成程度不斷地增大，使得對(duì)氣體的監(jiān)控裝置在設(shè)計(jì)上的體積也逐步地變小，提高了該裝置的便攜性，更有助于其生產(chǎn)、運(yùn)輸以及市場(chǎng)的推廣。1.1.3氣體傳感器選擇及工作原理 為了準(zhǔn)確檢測(cè)到室內(nèi)有害氣體濃度，需要對(duì)空氣中具有放射性、有毒氣體和污染物進(jìn)行一定程度的凈化。但是，由于有害氣體的來源種類繁多，我們?nèi)粘Ｊ褂玫臍怏w傳感器并不能檢測(cè)到所有的有害氣體，通常只能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)到某一種或兩種具有特定性質(zhì)的氣體。其中氧化物和半導(dǎo)體煙霧傳感器主要用來檢測(cè)各種還原性的氣體，如CO、H2、C2H50H、CH30H等。固體煙霧電解質(zhì)檢測(cè)煙霧識(shí)別傳感器主要用途是用來識(shí)別檢測(cè)無機(jī)量的氣體，例如O2、CO2、H2、Cl2、SO2等。因而目前我國市場(chǎng)上所需要使用的新型氣體檢測(cè)傳感器各種類型主要有很多個(gè)，各自的氣體檢測(cè)原理工作以及原理也不盡相同，下面對(duì)本人在研究課題中所需要采用的一些新型氣體檢測(cè)傳感器類型進(jìn)行了詳細(xì)介紹。(1)MQ-7半導(dǎo)體氣體傳感器MQ-7氣體傳感器采用的是氣敏檢測(cè)材料，主要用于檢測(cè)清潔新鮮空氣和其中的電導(dǎo)率較低的氣體二氧化錫(SnO2)。首先對(duì)低溫(1.5v低溫加熱)的空氣進(jìn)行檢測(cè)，如果空氣中檢測(cè)的一氧化碳和其他有害氣體的濃度不斷增加，那么傳感器的電導(dǎo)率將逐漸減小，高溫(5.0v加熱)則因?yàn)樾枰皶r(shí)清洗檢測(cè)低溫時(shí)所含的能夠被空氣吸附的各種雜散有害氣體。通過直接使用簡(jiǎn)易轉(zhuǎn)換電路就已經(jīng)能夠把電導(dǎo)率的一個(gè)改變轉(zhuǎn)換成與此改變相應(yīng)的給定氣體產(chǎn)物濃度信號(hào)相反的一個(gè)輸入電壓信號(hào)。MQ-7傳感器對(duì)于富含一氧化碳的氣體檢測(cè)靈敏性很好，這種低碳傳感器不僅能夠同時(shí)檢測(cè)多種類型富含大量一氧化碳的復(fù)雜氣體，它也是一款特別安全適合于多種氣體應(yīng)用的低耗高成本低碳傳感器。Al2O3陶瓷傳感管、SnO2敏感層、測(cè)量器的電極和腔體加熱器等部件構(gòu)成的敏感元件均被直接固定在一塊由單層塑料或鋁和不銹鋼兩種材質(zhì)焊接制成的腔體內(nèi)，為了大大限度改善腔體傳感器的環(huán)境選擇性，傳感器的密封氣室內(nèi)部使用了一種活性炭作為過濾層將其與腔體外部環(huán)境進(jìn)行分隔或斷開。封裝好的新型氣敏電路元件設(shè)置了6只呈指針形的電源管腳，其中4只是拿來用于將輸出信號(hào)的電源取出，2只拿來用于給它們分別提供一次快速加熱的額定電流。表1.3靈敏度特性符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)參數(shù)備注Rs敏感體電阻2-20KΩ在100ppmCO中a濃度斜率小于0.6Rs（300ppm）/Rs(100ppm)標(biāo)準(zhǔn)工作條件溫度：20℃±2℃相對(duì)濕度：65%±5%Vc：5.0V±0.1VVH（高）：5.0V±0.1VVH（低）1.5V±0.1V預(yù)熱時(shí)間不短于48小時(shí)探測(cè)范圍：10ppm-1000ppm 煙霧氣體傳感器也被簡(jiǎn)統(tǒng)稱為氣敏氣體傳感器，是一種具有氣敏性的電子信號(hào)變換器，可以把各種可能具有一定放射性的有害氣體在室內(nèi)和室外空氣環(huán)境中的濃度含量轉(zhuǎn)換成輸入電壓或者輸出電流控制信號(hào)，通過數(shù)字轉(zhuǎn)換控制電路把這個(gè)模擬量轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)字并測(cè)量后發(fā)送到連接相應(yīng)的氣敏單片機(jī)，進(jìn)而由接到相應(yīng)的氣敏單片發(fā)電機(jī)來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理、濃度的自動(dòng)處理及對(duì)煙霧報(bào)警的自動(dòng)控制等各種操作。該煙霧傳感器主要是被用來用于作為對(duì)室內(nèi)煙霧狀態(tài)監(jiān)視和溫度檢測(cè)煙霧報(bào)警器的煙霧信號(hào)數(shù)據(jù)采集和圖像顯示部分，也是該煙霧儀表重要的幾個(gè)核心部件之一。1.3轉(zhuǎn)換器的選型 ADC0832型A/D轉(zhuǎn)換器，不僅轉(zhuǎn)換速度快、分辨率高，而且價(jià)格便宜，易購買，被普遍應(yīng)用于微電腦的接口設(shè)計(jì)上[16]。1.3.1ADC0832參數(shù):工作電壓：+5V，即VCC=+5V。模擬的輸入電壓范圍:0~+5v，即0≤vin≤+5v。分辨率:8位，即其分辨率范圍為1/2=1/256，轉(zhuǎn)換的數(shù)值范圍在0~255之間。轉(zhuǎn)換時(shí)間：100us(fa=640KHz時(shí))。轉(zhuǎn)換誤差：士1LSB.參考電壓：1.5V，即Vref=1.5V。圖1.4ADC0832引腳分布1.3.2各個(gè)管腳的作用：CH0：模擬輸入通道0，或作為IN+/-使用；CH1：模擬輸入通道1，或作為IN+/-使用；CLK：脈沖信號(hào)，時(shí)鐘頻率計(jì)算方式是：fck=1/(1.1×R×C)CS：片選信號(hào)，低電平芯片使能；D1：數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制；D0：數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出；Vcc/REF：電源輸入及參考電壓輸入；1.4LCD1602液晶顯示屏1602液晶顯示屏又叫1602字符型液晶顯示屏，是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。圖1.5LCD1602引腳圖第1腳：VSS為電源地第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最強(qiáng)(對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可通過10K的電位器調(diào)整對(duì)比度)。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)讀操作有效，低電平時(shí)寫操作有效。第6腳:E(E或EN)端口可作為自動(dòng)使用信號(hào)功(enable)的一個(gè)終端，高電平時(shí)終端可以自動(dòng)讀取訊號(hào)信息，正負(fù)電平跳變時(shí)終端可以自動(dòng)執(zhí)行一個(gè)信號(hào)指令。第7~14腳：D0~D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15腳：腳背光正極。第16腳：腳背光負(fù)極。本研究課題設(shè)計(jì)的室內(nèi)有害氣體監(jiān)視系統(tǒng)中涵蓋了我在大學(xué)時(shí)期所需要掌