【正文】 檢查的方式，對各個連接電路部分進(jìn)行 仔細(xì)測試檢查，保證整體系統(tǒng)的連通性正確。 圖 MAX232典型電路連接 34 、電源轉(zhuǎn)換 電路設(shè)計 系統(tǒng)中電源除了 +5V 以外，還包括了 +，其電源轉(zhuǎn)換電路采用了芯片 實現(xiàn) +5V到 +，其電路連接如圖 所示。 DC24V 消費電力 ： AC10W~300W 關(guān)閉時間 ： 8sec / 58sec 0176。 氣動活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用壓縮空氣作動力源，通過活塞的運動帶動曲臂進(jìn)行90 度回轉(zhuǎn)，達(dá)到使閥門自動啟閉。 31 、主控制器與顯示屏的接口設(shè)計 液晶屏采用 1602 液晶屏（單 +5V電源供電） 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中 : 第 1 腳： VSS 為地電源 第 2 腳： VDD 接 5V正電源 第 3 腳： V0 為液晶顯示器 對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生 ―鬼影 ‖，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 （ 2）接地 對模擬器件和數(shù)字器件，電源的地線回路必須分開，以防止數(shù)字部分的噪聲電流通過模擬地回路引入，產(chǎn)生噪聲電壓，從而對模擬信號產(chǎn)生干擾。這個數(shù)據(jù)串是前一次轉(zhuǎn)換的結(jié)果 ,在第一個輸出數(shù)據(jù)位之后的每個后續(xù)位均由后續(xù)的 I/O 時鐘下降沿輸出。器件進(jìn)入 I/O 周期后同時進(jìn)行兩種操作。 AIN0～ AIN10： 11 路模擬量輸入引腳。LM324 的引腳排列見 右 圖。 Q LM324 與 構(gòu)成恒壓電路，為電橋提供恒壓。其輸入共模范圍很寬，允許比地電壓低 150mV的共模電壓。 圖 系統(tǒng)總體硬件原理 圖 26 使用 Rabbit RCM5700 芯片 PB3接虛擬時鐘線，利用 PB5 口線接虛擬數(shù)據(jù)線DATA。 空氣中的氣體濃度信號同時進(jìn)入主芯片，主芯片對其進(jìn)行分析，并輸出信號到顯示器，控制其提示出“好、優(yōu)、良、中、差”等 5個等級的空氣質(zhì)量提示?？捎猛瑯拥姆椒ㄟx用另外三個測試電壓 [ ?REFV , ?REFV ,? ? 2/?? ? REFREF VV ]用于轉(zhuǎn)換器的枝正或其它用途。 高精度 DC 性能： %增益誤差（ G=1） %增益誤差（ G1） 25ppm增益漂移（ G=1） 200μ V最大輸入失 調(diào)電壓（ AD623A） 2μ V /℃最大輸入失調(diào)漂移（ AD623A） 100μ V最大輸入失調(diào)電壓（ AD623B） 1μ V /℃最大輸入失調(diào)漂移（ AD623B） 25nA 最大輸入偏置電流 噪聲： 35nV/ Hz 針對輸入端（ RTI）噪聲 1kHz（ G=1） 良好的 AC 特性： 最小 90dB 共模抑制比（ CMRR）（ G=10） 最小 84dB 共模抑制比（ CMRR）（ G=5） （ 60Hz， 1k 非平衡信號源） 800kHz 帶寬（ G=1） 到終值 %的建立時間 20μ s（ G=10） 引腳排列 極限參數(shù)如下： 電源電 壓 177。 至177。 右 圖是典型的靈敏度特性，全部是在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下得出的結(jié)果。這個VH 用于維持敏感素子處于與對象氣體相適應(yīng)的特定溫度而施加在集成的加熱器上。 用途：工廠一氧化碳濃度檢測儀器；氣體計量器具；空氣質(zhì)量監(jiān)測器；氣體變送器；便攜式儀器配套元件等等。 （ 1） NGCO001 電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器基本原理 電化學(xué)氣體傳感器由工作電極、參比電極、對電極構(gòu)成，根據(jù)外部恒電位電路，傳感器工作電極保持一個穩(wěn)定的工作電位，一氧化碳?xì)怏w傳感器基本工作原理如下面公式所示： UCTURE 工作電極： CO+H2O=CO2+2H++2e 對電極： O2+4H++4e=2H2O 總反應(yīng)： 2CO+O2=2CO2 這樣電化學(xué)氣體傳感器根據(jù)電化學(xué)反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移，從而定性并定量的檢測出被測氣體。 圖 RCM5700模塊接口定義 根據(jù) RCM5700 模塊接口定義可知， 52 個接口可以劃分為幾個主要部分：端口 Port A、 Port B、 Port C、 Port D、 Port E、 Serial Port A、 RAM、 Misc. I/O 等，具體如圖 所示。 5）參考設(shè)計使集成的以太網(wǎng)能利用無需特許權(quán)的 TCP/IP 軟件實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。RCM5700 開發(fā)包還包括你評測 RCM5700 所需要的開發(fā)板。 主要特點： (1) 微處理器為 Rabbit5000(內(nèi)含 128 KB 的 SDRAM)，主頻為 50MHz； (2) 程序存儲器為 1 MB 閃存； (3) 32 個 GPIO(可配置 )； (4) 6個 (可配置 )CMOS兼容的串 El； (5) 帶實時時鐘 (電池供電 )； (6) 10個 8位定時器， 10位和 l6位定時器各 1個； (7) 有兩路觸發(fā)輸入和兩路正交解碼輸入； (8) 帶有看門狗； (9) 支持 10／ 100Base—T 以太網(wǎng)功能； (10) 接口為 Mini PCI Express 接口。 Rabbit Semiconductor 公司專注于此，推出的產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)被廣泛應(yīng)用，十幾年來，以其產(chǎn)品質(zhì)量的高穩(wěn)定性、容易開發(fā)、資源豐富、支持聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)點獲得業(yè)界的高度認(rèn)可，譬如 RCM3200、 LP3500 在工控和水利、電力領(lǐng)域已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)的經(jīng)典應(yīng)用。由于該模塊具有設(shè)計靈活，外圍擴(kuò)展功能強(qiáng)大的特點，可以構(gòu)成當(dāng)今體積最緊湊、成本最低的嵌入式解決方案，可以為系統(tǒng)方便可靠增加網(wǎng)絡(luò)連接。 圖 基于 Mini Core的實現(xiàn) 、 方案選擇 方案 1 中采用的是 8051 單片機(jī)實現(xiàn) 煤氣報警器 ，該方案具有結(jié)構(gòu)化設(shè)計簡單，器件成本較低的特點，是一種較為廣泛采用的實現(xiàn)方案。 、 系統(tǒng)實現(xiàn)方案與選擇 針對目前主要處理芯片的不同，本文提出了 2 種實現(xiàn)方案，分別為基于 8051單片機(jī)實現(xiàn)方案以及基于 Rabbit RCM5700 實現(xiàn)方案。氣敏傳感器用來檢測空氣中煤氣的濃度，當(dāng)空氣中煤氣含量超過允許標(biāo)準(zhǔn)濃度后，感應(yīng)器所獲得的感應(yīng)信號均被感應(yīng)器控制器所接收，再由感應(yīng)器控制器對各感應(yīng)信號進(jìn)行相應(yīng)識別和處理，并將處理后的感應(yīng)信號通過串口送至 主控器 ，由 主控器 對其采取相應(yīng)的警報動作。 氣敏元件傳感器作為新型敏感元件傳感器在國家列為重點支持發(fā)展的情況下，國內(nèi)已有一定的基礎(chǔ)。隨著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，氣體傳感器發(fā)展的趨勢是微型化、智能化和多功能化。美國目前已有 6 個州立法，規(guī)定家庭、公寓等都要安裝 CO 報警器。單片機(jī)有利于 為現(xiàn)代人工作、科研 、生活、提供更好的更方便的設(shè)施。特別是冬春季高發(fā)，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國 2021 年因非職業(yè)性一氧化碳中毒，造成至少 3850 人中毒， 142 人死亡。 整個系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計合理，性能安全可靠。但是隨著社會的發(fā)展，煤氣報警器也在發(fā)展。有甚者，因室內(nèi)煤氣濃度過高，引起煤氣爆炸的事故也不少見。燃?xì)鈱＜抑赋?，燃?xì)庑孤┗驈U氣排放而大量 產(chǎn)生的一氧化碳是燃?xì)庵卸臼马憫?yīng)的根源，如采有用燃?xì)庑孤﹫缶骶湍艿玫郊皶r的警示。為此我們開發(fā)研制了智能煤氣報警系統(tǒng)。氣體檢測技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了智能化、多功能化。因此，國外氣體傳感器技術(shù)得到了較快發(fā)展，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計猜測，美國 1996年 —2021 年氣體傳感器年均增長率為（ 27～ 30）％。 總的看來，我國氣敏元件傳感器及其應(yīng)用技術(shù)有了較快進(jìn)展，但與國外先進(jìn)水平仍有較大的差距，主要是產(chǎn)品制造技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用等方面的差距，與日本比較仍要落后 10 年。 系統(tǒng)軟件設(shè)計方面的分析設(shè)計包括主機(jī)和從機(jī)程序設(shè)計分析等。該方案主要包括了 可燃?xì)怏w傳感器 、 A/D 轉(zhuǎn)換器、鍵盤控制電路、 8051 單片機(jī)電路、晶振、蜂鳴器以及 LED 顯示電路 [1]。從你的計算機(jī)通過 USB 端口或串口下載程序，立即在目標(biāo)硬件上進(jìn)行調(diào)試 ——無需在線仿真器。 、 Mini Core 芯片選擇 、 RCM5700 的簡介 Mini Core RCM5700 是 Rabbit半導(dǎo)體公司在 2021 年 9 月 30 日推出的一款尺寸緊湊的經(jīng)濟(jì)型核心模塊，設(shè)計人員可以將其用于小尺寸、低價格、可實現(xiàn)控制或采集且支持網(wǎng)絡(luò)功能的系統(tǒng)中去，是高性能低成本的嵌入式解決方案。另外的一個好處是， MiniCore RCM5700 為任何嵌入式解決方案提供可極小的結(jié)構(gòu)尺寸。 從計算機(jī)通過 USB 端口或串口下載程序，立即在目標(biāo)硬件上進(jìn)行調(diào)試 ，無需在線仿真器。 、 RCM5700 的優(yōu)點 1）使用完整設(shè)計和生產(chǎn)的，具有“運行就緒 / 編程就緒”的微處理器模塊，能使您快速完成產(chǎn)品開發(fā)并投入市場。 ? RCM5700 模塊。 16 、一氧化碳傳感器的選擇 市面上的煤氣感應(yīng)器多種多樣，特性價格也各有不同。 圖 17 圖 電化學(xué)傳感器原理 圖 （ 2） 傳感器基本結(jié)構(gòu)： 氣體傳感器由工作電極、對電極、參比電極、電解質(zhì) 、液體保持材料、過濾干擾氣體物質(zhì)、貴金屬引線、接線柱等組成，使用的典型電極材料包括鉑、金、銀、銠、碳、釕、鈀等，傳感器信號通過引線傳導(dǎo)到外部電路，通過放大等處理進(jìn)行顯示。10nAppm 重復(fù)性誤差 177。只要能滿足傳感器的電性要求， VC和 VH可以共用同一個電源電 路。 AD623 允許使用單個增益設(shè)置電阻進(jìn)行增益編程，以得到更好的用戶靈活性，且符合 8 引腳的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引腳配置 [13]。在低電源電壓下工作時，滿電源幅度輸出級使動態(tài) 范圍達(dá)到最大。它除具有高速的轉(zhuǎn)換器和通用的控制能力外，還具有通用靈活的串行接口 (SPI)。 24 基于 RCM5700 的系統(tǒng)電路設(shè)計 、 系統(tǒng)硬件電路總體設(shè)計 系統(tǒng)的工作原理是利用煤氣傳感器將煤氣濃度變換為 mV 級模擬電流信號，放大器把信號放大后，經(jīng)低通濾波濾掉干擾信號送到 A/D 轉(zhuǎn) 換器，變換成數(shù)字量送主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。故障排除后，報警完畢自動回到警戒狀態(tài)，等待下一次報警。 蜂鳴器則有 RCM5700 模塊 PD1 輸出端口實現(xiàn)控制。 ～177。與單電源 28 應(yīng)用場合的標(biāo)準(zhǔn)運算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點。 圖 中 AIN0—AIN10 為模擬輸入端；／ CS 為片選端； DIN 為串行數(shù)據(jù)輸入端； DOUT為 A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端； EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束端； CLK 為 I／ O 時鐘； REF+為正基準(zhǔn)電壓端； REF 一為負(fù)基準(zhǔn)電壓端； VCC 為電源； GND 為地。 I／ O CLOCK：控制輸入輸出的時鐘，由外部輸入。 I/O 周期的時鐘脈沖個數(shù)與輸出數(shù)據(jù)長度 (位數(shù) )同時由輸入數(shù)據(jù)的 D D2 位選擇為 12 或 16。 I/O 周期和轉(zhuǎn)換周期交替進(jìn)行 ,從而可減小外部的數(shù)字噪聲對轉(zhuǎn)換精度的影響。 TLC2543 對時序要求特別嚴(yán)格，數(shù)每隔一小段時間就會有變化。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推力部件，它按控制信號壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動作。 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是 EIARS232C 標(biāo)準(zhǔn)，其中 EIA(Electronic Industry Association)代表美國電子工業(yè)協(xié)會，其中 RS 是 Remended Standard的縮寫，代表推贈標(biāo)準(zhǔn)， 232 是標(biāo)識符， C 代表 RS232 的最新一次修改（ 1969年），在這之前，有過 RS232A、 RS232B 標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號功能及傳送過程。 系統(tǒng)電路調(diào)試 在進(jìn)行 硬件電路的 實驗 調(diào)試 時，首先檢測電路板 各個主要模塊之間的連通性，即保證硬件電路焊接及連接 無誤，是否有短路、虛焊現(xiàn)象發(fā)生 ；對系統(tǒng)各硬件電路進(jìn)行檢測，保證各 模塊 可以正常工作，同時保證各主要硬件電路可以由主控芯片 Rabbit RCM5700 模塊進(jìn)行控制；對系統(tǒng)主控芯片 Rabbit RCM5700 模塊的通信進(jìn)行測試；結(jié)合系統(tǒng)軟件測試，利用硬件平臺進(jìn)行功能性檢測， 最終 驗證系統(tǒng)軟硬件綜合 功能的 實現(xiàn) 。同時為了保證各硬件控制性，利用主控芯片 Rabbit RCM5700 模塊完成對各部分硬件電路控制性的測試，保證硬件電路各個環(huán)節(jié)工作正常且均可以由 Rabbit RCM5700 模塊實現(xiàn)控制。 36 、 系統(tǒng)軟硬件綜合性能測試 結(jié)合系統(tǒng)軟件測試，利用硬件平臺進(jìn)行功能性檢測，即驗證系統(tǒng)軟硬件綜合測試正常。V/℃；放大倍數(shù) G1 是有 %的偏差。 本課題實用性強(qiáng)，綜合應(yīng)用了數(shù)字電路、模擬電路、傳感器技術(shù)、單片機(jī)通信與控制技術(shù)等電子信息工程大學(xué)本科教育的主要基礎(chǔ)知識，具有較高的技術(shù)含量。而且 發(fā)現(xiàn)了在做工作中自己的許多不足，認(rèn)識到了知識的重要性 ， 體會出只有不 斷的充實自己，不斷的挑戰(zhàn)自己，才能在今后的工作生活中獲得更