【文章內(nèi)容簡介】 器由甲醛探頭CH20傳感器組成。甲醛傳感器/甲醛模塊（CH2O傳感器）詳細(xì)介紹如下表33：MQ5氣體傳感器的選擇：MQ5氣體傳感器由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感層,測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件組成。MQ5氣體傳感器詳細(xì)介紹如下表34。(3)測量電路測量電路由CH20/S10甲醛傳感器，MQ5氣體傳感器，ADC0832組成。 甲醛傳感器由甲醛探頭和CH20傳感器組成。當(dāng)空氣被內(nèi)部的采樣系統(tǒng)吸收后，產(chǎn)生一個(gè)與甲醛濃度成正比的電壓信號， 該電壓信號經(jīng)AD0832與AT89C52單片機(jī)相連，在顯示器上顯示出甲醛的濃度值，當(dāng)超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)報(bào)警。MQ5傳感器通過+熱氣對敏感層加熱，當(dāng)有煙霧性煤氣接觸單敏感層會產(chǎn)生電壓信號經(jīng)AD0832與AT89C52單片機(jī)相連超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)報(bào)警。表33甲醛傳感器參數(shù)表名稱甲醛傳感器 CH2O/S10:測量范圍0 10 ppm最大負(fù)荷50ppm工作壽命空氣中3年輸 出1200177。300nA/ppm420mA(甲醛模塊分辨率 ppm溫度范圍20℃ to 45℃壓力范圍大氣壓177。10%響應(yīng)時(shí)間 (T 90)〈 50 seconds濕度范圍20℃ to 45℃零點(diǎn)輸出 (純凈空體，20℃)〈 ppm最大零點(diǎn)漂移(20℃to 40℃) ppm長期漂移〈2% /每月推薦負(fù)載值10Ω線性度輸出線性重 量約32克表34 MQ5氣體傳感器參數(shù)表名稱MQ—5氣體傳感器加熱電壓177。 AC or DC負(fù)載電阻可調(diào)加熱電阻31Ω177。3Ω室溫加熱功耗≤900mW回路電壓≤15V AC or DC使用溫度10℃50℃儲存溫度20℃70℃相對濕度小于95%Rh氧氣濃度21%(標(biāo)準(zhǔn)條件)敏感體電阻10KΩ60KΩ濃度斜率≤標(biāo)準(zhǔn)工作條件溫度：20℃177。2℃Vc:177。相對濕度：65%177。5%Vh:177。預(yù)熱時(shí)間不少于24小時(shí)探測范圍3005000ppm液化氣，天然氣，煤氣。 模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇與簡介（1）實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的基本方法很多，有計(jì)數(shù)法、逐次逼近法、雙斜積分法和并行轉(zhuǎn)換法。由于逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換具有速度，分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，而且采用這種方法的ADC芯片成本低，所以我們采用逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。逐次逼近型ADC包括1個(gè)比較器、一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器、1個(gè)逐次逼近寄存器（SAR）和1個(gè)邏輯控制單元。逐次逼近型是將采樣信號和已知電壓不斷進(jìn)行比較，一個(gè)時(shí)鐘周期完成1位轉(zhuǎn)換，依次類推,轉(zhuǎn)換完成后，輸出二進(jìn)制數(shù)。這類型ADC的分辨率和采樣速率是相互牽制的。優(yōu)點(diǎn)是分辨率低于12位時(shí)，價(jià)格較低，采樣速率也很好。（2）由于ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換、輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容、5V電源供電時(shí)輸入電壓在0～5V之間、工作頻率為250KHZ 、轉(zhuǎn)換時(shí)間為32 微秒、一般功耗僅為15MW等優(yōu)點(diǎn)，適合本系統(tǒng)的應(yīng)用，所以我們采用ADC0832為模數(shù)轉(zhuǎn)換器件。電路圖見圖36如下：圖36 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖 ADC0832 具有以下特點(diǎn)：　　 8位分辨率；　　 雙通道A/D轉(zhuǎn)換；　　 輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容；　　 5V電源供電時(shí)輸入電壓在0~5V之間；　　 工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為32μS； 一般功耗僅為15mW；　　 8P、14P—DIP（雙列直插）、PICC 多種封裝；　　 商用級芯片溫寬為0176。C to +70176。C，工業(yè)級芯片溫寬為?40176。C to +85176。C；　　芯片接口說明：　　 CS_ 片選使能，低電平芯片使能；　　 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；　　 GND 芯片參考0 電位（地）；　　 DI 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制；　　 DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出；　　 CLK 芯片時(shí)鐘輸入；　　 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）；ADC0832 為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。單片機(jī)對ADC0832 的控制原理：正常情況下ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO和DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)ADC0832未工作時(shí)其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用，CLK 和DO/DI 的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時(shí)芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端CLK 輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號。在第1 個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號。在第3個(gè)脈沖下沉之前DI端應(yīng)輸入2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能，（4）測量量程本系統(tǒng)的量程為010ppm。由于我所使用的是8位ADC0832,所以本系統(tǒng)的精度為：10ppm/256=。 按鍵選擇與簡介本系統(tǒng)應(yīng)用有人機(jī)對話功能，該功能即能隨時(shí)發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入以及和LCD連接顯示運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行結(jié)果。鍵盤分為：獨(dú)立式和矩陣式兩類，每一類按其編碼方法又可以分為編碼和非編碼兩種。由于本系統(tǒng)只有UP、DOWN 、OK 、CANCEL4個(gè)控制命令，所需按鍵較少，所以本系統(tǒng)選擇獨(dú)立式按鍵。電路圖見圖37：圖37 按鍵電路圖獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。每個(gè)獨(dú)立式按鍵占有一根I/O口線。各根I/O口線之間不會相互影響。在此電路中，按鍵輸入部采用低電平有效，上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)，I/O口線有確定的高電平，（AT89C52 .P1口內(nèi)部接有上拉電阻）所以就不需要再外接上拉電阻。鍵盤抖動的消除：抖動的消除大致可以分為硬件削抖和軟件削抖。硬件削抖是采用硬件電路的方法對鍵盤的按下抖動及釋放抖動進(jìn)行削抖，經(jīng)過削抖電路后使按鍵的電平信號只有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。軟件削抖的基本原理是當(dāng)檢測出鍵盤閉合時(shí)，先執(zhí)行一個(gè)延時(shí)子程序產(chǎn)生數(shù)毫秒的延時(shí)，待接通時(shí)的前沿抖動消失后再判別是否有健按下。當(dāng)按鍵釋放時(shí)，也要經(jīng)過數(shù)毫秒延時(shí)，待后沿抖動消失后再判別鍵是否釋放。由于應(yīng)用硬件削抖還需要外加器件，成本相對較高，所以本系統(tǒng)選擇軟件延時(shí)削抖的方法。 外圍擴(kuò)充存儲器基于AT89C52單片機(jī)具有8KB的程序存儲器（ROM），256B的數(shù)據(jù)存儲器（RAM），由于考慮到本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與存儲所需的容量，現(xiàn)在需要擴(kuò)充存儲器的容量。在應(yīng)用中要保存一些參數(shù)和狀態(tài)，據(jù)了解基于EEPROM的存儲芯片是一種很好的選擇，選定了AT24C128存儲器。電路圖見圖38： 圖38 外圍擴(kuò)充存儲電路圖 時(shí)鐘芯片選擇與簡介因?yàn)榇讼到y(tǒng)需要記錄測量發(fā)生的時(shí)間，所以需要時(shí)鐘芯片來記錄不同人在不同時(shí)間的監(jiān)測數(shù)據(jù)，因此我們在系統(tǒng)中加入了時(shí)鐘芯片。對時(shí)鐘芯片的要求首先是低功耗，其次是編程簡單，縮短程序開發(fā)時(shí)間，實(shí)際上也就縮短了系統(tǒng)用于實(shí)際生產(chǎn)所用的開發(fā)周期以及成本，在本系統(tǒng)，我們選擇了DS1302時(shí)鐘芯片。時(shí)鐘電路選擇的芯片是 DS1302，其內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過串行接口與單片機(jī)通信。而通信時(shí)，僅需要3個(gè)口線：（1）RES（復(fù)位），（2）I/O數(shù)據(jù)線，（3）SCLK（串行時(shí)鐘）。時(shí)鐘/RAM的讀/寫數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達(dá)31字節(jié)的字符組方式通信。其工作時(shí)功耗很低，廣泛應(yīng)用于電話，傳真，便攜式儀器等產(chǎn)品領(lǐng)域[3]。DS1302主要性能有：時(shí)實(shí)時(shí)鐘能計(jì)算2100年之前的秒、分、時(shí)、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年的調(diào)整能力；讀/寫時(shí)鐘或RAM數(shù)據(jù)時(shí)，有單字節(jié)和多字節(jié)傳送兩種方式；與DS1202/TTL兼容。DS1302引腳概述：X1,X2：振蕩源，外接32。768KHZ晶振；SCLK：串行時(shí)鐘輸入端。其電路圖如圖39：