【正文】 一般認(rèn)為下列六個(gè)因素會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。②為了改善元件的選擇性和靈敏度，一般往金屬氧化物中添加催化劑，為提高元件強(qiáng)度還需要添加粘合劑。④元件在較高的溫度下（一般100－400℃）。⑥吸附過(guò)程本身比較復(fù)雜，既有物理型吸附，又有化學(xué)型吸附等。最常見(jiàn)的SNOZNO半導(dǎo)體傳感器的氣敏機(jī)理就是用能級(jí)生成理論來(lái)解釋的。由于還原性氣體時(shí)候容易給出電子，使得N型半導(dǎo)體中電子數(shù)目增大，載流子增加，電阻降低；當(dāng)它遇到氧化性氣體（如O2）時(shí)，由于氧化性氣體容易奪取電子，使得N型半導(dǎo)體中電子數(shù)目減少，載流子減少，電阻增大【7】。(2)固體電解質(zhì)氣體傳感器固體電解質(zhì)氣體傳感器是一種以離子導(dǎo)體為電解質(zhì)的化學(xué)電池。該種傳感器主要分為以下三類：一類：材料中吸附由待測(cè)氣體派生的離子與電解質(zhì)中的移動(dòng)離子相同的傳感器，例如氧傳感器等；二類：材料中吸附由待測(cè)氣體派生的離子與電解質(zhì)中的移動(dòng)離子不相同的傳感器，例如用于測(cè)量氧氣的由固體電解質(zhì)SRF2H和PT電極組成的氣體傳感器；三類：材料中吸附由待測(cè)氣體派生的離子與電解質(zhì)中的移動(dòng)離子以及材料中的固定離子都不相同的傳感器。(3)接觸燃燒式氣敏傳感器接觸燃燒式氣敏傳感器的基本原理是在一根鉑絲上涂上高阻的燃燒催化劑，另一根鉑絲上以惰性氣體密封，組成阻值相等的一對(duì)元件，常稱為黑元件、白元件，有時(shí)也用其它金屬絲代替鉑絲。這種元件成本低廉，性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)，便于推廣使用，但是它要消耗一定的被檢氣體。(4)電化學(xué)式氣敏傳感器電化學(xué)式氣敏傳感器可以分為原電池式、定電位電解式、電量式、離子電極式四種類型。定電位式傳感器是通過(guò)測(cè)量電解時(shí)流過(guò)的電流來(lái)檢測(cè)氣體的濃度，和原電池式不同的是，它需要由外界施加特定的電壓，它除了能檢測(cè)CO、NO、NOOSO2等氣體以外，還能檢測(cè)血液中氧濃度。離子電極式氣體傳感器出現(xiàn)的較早，通過(guò)測(cè)量離子極化電流來(lái)檢測(cè)氣體的濃度。(5)光學(xué)式氣體傳感器光學(xué)式氣體傳感器主要是以紅外線吸收式氣體分析儀為主，由于不同氣體的紅外吸收峰不同，通過(guò)測(cè)量和分析紅外吸收峰來(lái)檢測(cè)氣體。該傳感器具有高抗振能力和抗污染能力，與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，能連續(xù)測(cè)試分析氣體，具有自動(dòng)校正、自動(dòng)運(yùn)行的功能。(6)高分子氣敏傳感器近年來(lái)，國(guó)外在高分子氣敏材料的研究和開(kāi)發(fā)上有了很大的進(jìn)展。(7)導(dǎo)熱式傳感器導(dǎo)熱式傳感器的檢測(cè)電路與接觸燃燒式基本相同，將測(cè)量元件（鉑或其它金屬電阻線圈）和補(bǔ)償元件(以惰性氣體密封)接在橋式檢測(cè)電路中，基本工作原理是，將鉑電阻通電流加熱使之保持一定的溫度，當(dāng)待測(cè)氣體流過(guò)傳感器時(shí)，由于向待測(cè)氣體傳送熱量會(huì)造成溫度降低，不同種類，不同濃度氣體的熱導(dǎo)系統(tǒng)不同，引起的溫度變化也不同；溫度變化引起電阻值的變化，使原來(lái)平衡的電橋失去平衡，輸出一個(gè)電信號(hào)，這一信號(hào)與被測(cè)氣體的濃度有很好的線性關(guān)系。測(cè)量范圍大，可以測(cè)高達(dá)100％的濃度。常規(guī)色譜儀中所用的熱導(dǎo)池監(jiān)測(cè)器（TCD）的氣敏原理與這種傳感器類似。 各種氣敏傳感器可檢測(cè)氣體的種類傳感器種類H2COCO2CH4C2H4,C2H2,C2H6半導(dǎo)體能能能能能接觸燃燒能不太好不能能能電化學(xué)能能能不能不能導(dǎo)熱能能能能能 各種氣敏傳感器性能比較半導(dǎo)體 接觸燃燒式 電化學(xué)式 導(dǎo)熱式靈敏度非常好好非常好差測(cè)量精度好非常好好好選擇性好不太好好差響應(yīng)速度非常好好不太好好長(zhǎng)期穩(wěn)定性好好差好維修性非常好好差好經(jīng)濟(jì)性非常好非常好好好本課題選用的是MQ3型氣敏傳感器。MQ3型氣敏傳感器由微型A12 O3 陶瓷管和SNO2 敏感層、測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件的工作提供了必要的工作條件。其一為加熱回路，其二為信號(hào)輸出回路，它可以準(zhǔn)確反映傳感器表面電阻值的變化 傳感器的表面電阻RS的變化，是通過(guò)與其串聯(lián)的負(fù)載電阻RL上的有效電壓信號(hào)URL 輸出面獲得的 二者之間的關(guān)系表述為：RS／RL=(UC—URL)／URL，其中UC為回路電壓為10V。上述這些參數(shù)使得傳感器輸出電壓為05V。為了使測(cè)量的精度達(dá)到最高，誤差最小，需要找到合適的溫度，一般在測(cè)量前需將傳感器預(yù)熱5分鐘[6]。其中R0為元件在潔凈空氣中的電阻值，RS為元件在不同氣體，不同濃度下的電阻值。ADC0809芯片引腳如圖52所示。ADDC、ADDB、ADDA為地址線，用于對(duì)模擬通道進(jìn)行選擇，在與單片機(jī)的連接關(guān)系中，、[7]。START為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。START下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。MSB2L~LSB28為數(shù)據(jù)輸出線，三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連。當(dāng)EOC=0時(shí)，正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換。該狀態(tài)信號(hào)既可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，又可以作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。當(dāng)OUTPUT ENABLE=0時(shí)，輸出數(shù)據(jù)線呈高電阻。八路模擬信號(hào)通道選擇C、B、再經(jīng)過(guò)74LS373鎖存器的輸出。 數(shù)據(jù)采集硬件連接8279對(duì)鍵盤(pán)部分提供一種掃描工作方式，能對(duì)64個(gè)按鍵鍵盤(pán)陣列不斷掃描，自動(dòng)消抖，自動(dòng)識(shí)別出閉合的鍵并得到鍵號(hào)，能對(duì)雙鍵或N鍵同時(shí)按下進(jìn)行處理。傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)ADCO809和單片機(jī)采集、處理后輸出的信號(hào)為BCD碼形式，它經(jīng)過(guò)8279及顯示電路處理后送人LCD顯示。鍵盤(pán)有兩種工作方式:編碼式鍵盤(pán)和非編碼式鍵盤(pán)。編碼式鍵盤(pán)使用很方便，目前已有數(shù)種大規(guī)模集成電路鍵盤(pán)編碼器出售，例MM5740AA芯片就是一種專用于64鍵打字機(jī)的鍵盤(pán)編碼器，其輸出為ASCⅡ碼。顯然，非編碼鍵盤(pán)的軟件是比較復(fù)雜的，并且要占用較多的CPU時(shí)間，這是非編碼鍵盤(pán)的不足之處。本課題選用非編碼鍵盤(pán)，鍵盤(pán)工作方式為編程掃描方式[8]。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，鍵盤(pán)和顯示部分是一個(gè)非常重要的部分，它可以讓觀測(cè)對(duì)當(dāng)前氣調(diào)庫(kù)中的各個(gè)參數(shù)和各個(gè)控制部分的狀態(tài)有一個(gè)清楚的了解，并可值進(jìn)行修改。128*64液晶顯示模塊是12864點(diǎn)陣的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字(1616點(diǎn)陣)、128個(gè)字符(816點(diǎn)陣)及64256點(diǎn)陣顯示RAM(GDRAM)。具有多種功能:光標(biāo)顯示、畫(huà)面移位、睡眠模式等[9]。 液晶顯示硬件連接圖由上圖可知，128*64模塊的8位數(shù)據(jù)口分別與單片機(jī)的P0口經(jīng)上拉電阻連接，片選信號(hào)CS1和CS2公用一個(gè)非門(mén)用以選擇左右半屏，復(fù)位和讀寫(xiě)信號(hào)分別與P1口的其他口相連接。報(bào)警電路分為蜂鳴器報(bào)警電路和LED發(fā)光報(bào)警電路組成。LED點(diǎn)亮報(bào)警。 報(bào)警電路硬件連接圖第3章 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)包括分析系統(tǒng)對(duì)軟件功能要求，程序總流程設(shè)計(jì)和各模塊的子程序設(shè)計(jì)，畫(huà)出每一子程序的詳細(xì)流程圖，選擇合適語(yǔ)言編寫(xiě)程序。本設(shè)計(jì)的主要思路是由AT89C51進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，先對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，看是否有鍵按下并查表進(jìn)行相應(yīng)的處理。 主程序流程圖 3. 1數(shù)據(jù)處理子程序設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理子程序主要是系數(shù)調(diào)整和數(shù)制轉(zhuǎn)換，將ADC0809采集的模擬電壓值轉(zhuǎn)換為8位二進(jìn)制數(shù)。系數(shù)調(diào)整是為了使十六進(jìn)制與十進(jìn)制轉(zhuǎn)換方便。 數(shù)據(jù)采集子程序流程圖 數(shù)據(jù)處理子程序流程根據(jù)以上流程的分析，可以得出數(shù)據(jù)采集及采集后數(shù)據(jù)處理的程序并為其后的顯示提供了資源。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)得出數(shù)據(jù)采集子程序與數(shù)據(jù)處理字程序如下：數(shù)據(jù)采集子程序： ORG 0000HINDAC: CLR A MOV DPTR，7FF8H 。啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 MOV R6，0CH 。讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOV 3FH，A 。 返回ADC0809進(jìn)行數(shù)據(jù)采集得到的是0255之間的一個(gè)數(shù)值，而這個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)著酒精濃度01500ppt。數(shù)據(jù)處理程序： ORG 1000HSJCL: MOV A , 3FH 。將十進(jìn)制數(shù)59送B MUL AB 。將10送R7D457: CLR C MOV A, R4 SUBB A, R7 。不夠除轉(zhuǎn)移 SETB OV RETDV50：MOV R6,8H 。并根據(jù)鍵值判斷是進(jìn)人提示界面還是完成閾值設(shè)定的輸入，或返回。鍵控模塊8279首先進(jìn)行初始化，然后判斷是否有鍵按下，若按下的是”D”鍵，則進(jìn)入閾值設(shè)定界面。 提示界面鍵盤(pán)子程序流程框圖在此環(huán)節(jié)主要是判斷是否”D”鍵被按下，其關(guān)鍵是設(shè)計(jì)查”D”子程序，而本設(shè)計(jì)采用的是4*4鍵盤(pán)，其中設(shè)立0F共16個(gè)鍵，可以轉(zhuǎn)化為對(duì)其ASCⅡ碼的查詢，并建立表格進(jìn)行排查，一旦發(fā)現(xiàn)”D”閉合就會(huì)馬上進(jìn)入閾值設(shè)定的提示畫(huà)面，由用戶選擇自己需要操作的數(shù)值，從而可以判斷出是否飲酒過(guò)量。與8279有關(guān)的初始化程序：INIT0: CLR EA 。允許外部中斷1中斷 MOV DPTR，0BFFFH 。清除命令 MOVX DPTR，A 。讀入狀態(tài)字 JB ，WAIT 。程序時(shí)鐘分頻對(duì)ALE20分頻得100kHz MOVX DPTR，A 。鍵盤(pán)/顯示器工作方式命令 MOVX DPTR，A 。開(kāi)中斷 ORG 0000H 。跳轉(zhuǎn)到主程序 ORG 0003H 。開(kāi)中斷 …鍵盤(pán)閾值設(shè)定子程序首先判斷是否有鍵按下，若有鍵按下，判斷是”09”鍵，還是”F”鍵。鍵盤(pán)輸人的數(shù)字鍵即為閾值，將其保存在50H開(kāi)始的4個(gè)單元，為了便于比較和顯示，閾值的千位50H中，百位51，十位放人52H，個(gè)位放人53H中。 鍵盤(pán)閾值設(shè)定子程序流程圖根據(jù)流程圖設(shè)計(jì)出鍵盤(pán)閾值設(shè)定的子程序的關(guān)鍵是查表，找出”F”鍵和”09”這些數(shù)字鍵并根據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，最后設(shè)定一個(gè)理想的閾值。閾值設(shè)定子程序：ORG 1000LCALL TSJPSFSZK: INC DPTR MOV A, 60HMOV DPTR, LIST MOVC A , A+DPTR 。判斷是否為數(shù)字鍵按下 CLR CSUBB A, 30H JC NOSHU0MOV A, 50H CLR CSUBB A, 3AHJNC NOSHU0 …本課題顯示為L(zhǎng)CD顯示。 顯示子程序流程圖 其實(shí)LCD的功能就是顯示，使人們更直觀方便的弄清楚這個(gè)濃度到底有多少，從而減少了事故的發(fā)生概率；同時(shí)也是本設(shè)計(jì)的目的所在。顯示子程序：E BIT 。讀/寫(xiě)信號(hào)線RS BIT 。左半屏控制信號(hào)線1為左2為右。指令專用寄存器DAT EQU 21H 。字在表格中的位置專用寄存器YE EQU 23H 。字所在的列專用寄存器ALL_YE EQU 25H 。圖形的總列數(shù)專用寄存器CS EQU 27H 。 所在行寄存器ORG 1000HLCALL INIT 。傳感器輸入值A(chǔ)/D轉(zhuǎn)換后，調(diào)用比較程序，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后顯示的測(cè)量值與閾值比較，小于閾值則繼續(xù)執(zhí)行顯示程序。40H、4lH、42H、43H單元存放A/D轉(zhuǎn)換后，并進(jìn)行十進(jìn)制轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。程序首先對(duì)40H、50H中的值進(jìn)行比較大小，如果40H中的值大于50H中的值，則進(jìn)行報(bào)警。 報(bào)警子程序流程框圖此報(bào)警程序的設(shè)置比較簡(jiǎn)單就是從高位比到低位，只要采集到的數(shù)據(jù)大于設(shè)定的閾值就可以實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能。聲光報(bào)警子程序：ORG 1000HCLR CMOV R0,43H MOV R1,53H MOV R3,04H SETB SETB PDCX:MOV A,R0。轉(zhuǎn)聲光報(bào)警子程序 DEC R0 DEC R1 DJNZ R3,PDCX RETSGBJ: CLR CLR RET