【正文】 uckolls，J．T．Yardley．Alcohol vapor sensors based on singlewalled carbon nanotube field effect transistors[M]．Nano Letters，2003[20] F．Rettig，R．Moos．Direct thermoelectric gas sensors Design aspects and first gas sensors[M]．Sens Actuators B，2007[21] M．Penza et al．Alcohol detection using carbon nanotubes acoustic and optical sensors[M]．Applied Physics Letters，2004附 錄附錄1 軟件詳細(xì)代碼includeincludedefine uint unsigned intdefine uchar unsigned char////////按鍵接口///////////////////sbit key1=P3^3。sbit key3=P3^5。sbit en=P2^7。//蜂鳴器端口定義sbit jdq=P2^1。//ADC0832片選端sbit CLK=P1^0。//ADC0832數(shù)據(jù)輸入輸出//////////////////////////////////////////uchar code table[]={0123456789}。//AD值uint dat1。//比較濃度值uchar CH。//定時(shí)器計(jì)數(shù)變量void delay(uint i){ uchar j。i0。j0。}void di()//蜂鳴器滴滴聲{ beep=0。//開啟蜂鳴器，延時(shí)300ms beep=1。//關(guān)閉蜂鳴器，延時(shí)300ms}void yj1602_write_(uchar ) //液晶寫地址{ en=0。 en=1。 rs=0。 P0=。delay(1)。delay(1)。delay(1)。delay(1)。 en=0。}void yj1602_init() //液晶初始化{ yj1602_write_(0x38)。 yj1602_write_(0x06)。}void display(){ yj1602_write_(0x80)。N39。 yj1602_write_date(39。)。d39。 yj1602_write_date(39。)。:39。 yj1602_write_date(table[dat1/100])。.39。 yj1602_write_date(table[(dat1%100/10)])。 yj1602_write_date(table[0])。m39。 yj1602_write_date(39。)。/39。 yj1602_write_date(39。)。 yj1602_write_date(39。)。e39。 yj1602_write_date(39。)。_39。 yj1602_write_date(39。)。d39。 yj1602_write_date(39。)。 yj1602_write_date(39。)。 yj1602_write_date(table[dat2%10])。 yj1602_write_date(39。)。g39。 yj1602_write_date(39。)。L39。}void disp()//歡迎使用WELCOME TO WYU ALCOHOL TESTING{ yj1602_write_(0x80)。 39。 yj1602_write_date(39。)。E39。 yj1602_write_date(39。)。C39。 yj1602_write_date(39。)。M39。 yj1602_write_date(39。)。 39。 yj1602_write_date(39。)。O39。 yj1602_write_date(39。)。W39。 yj1602_write_date(39。)。U39。 yj1602_write_(0x80+0x40)。 39。 yj1602_write_date(39。)。L39。 yj1602_write_date(39。)。O39。 yj1602_write_date(39。)。O39。 yj1602_write_date(39。)。 39。 yj1602_write_date(39。)。E39。 yj1602_write_date(39。)。T39。 yj1602_write_date(39。)。N39。 yj1602_write_date(39。)。 if(key1==0) { delay(10)。 yj1602_init()。 yj1602_write_date(39。)。*39。 yj1602_write_date(39。)。*39。 flag=1。 } while(flag==1) { display()。 if(key1==0) { di()。 yj1602_init()。 } while(!key1)。 if(key2==0) { di()。 yj1602_write_date(39。)。*39。 yj1602_write_date(39。)。*39。 dat2+=10。 } while(!key2)。 if(key3==0) { di()。 yj1602_write_date(39。)。*39。 yj1602_write_date(39。)。*39。 dat2。 } while(!key3)。 uchar Value1 = 0。 AD_CS = 1。 CLK = 0。 AD_CS = 0。//開始位 CLK = 0。 DIO = 1。 CLK = 1。//通首選擇位 CLK = 0。 DIO = 1。 CLK = 1。i 8 。 CLK = 0。 } } for(i = 0。 i++) //讀第二次數(shù)據(jù) { if(DIO) { Value2 |= 0x01 i。 CLK = 0。 //關(guān)掉芯片 if(Value1 == Value2) //數(shù)據(jù)校難 { return Value1。 }}void bao_jing()//報(bào)警處理函數(shù){ bit flag。//開啟定時(shí)器 flag=1。//開啟繼電器 } while(flag) { if(num10)beep=0。//停止 dat=ADC0832()。//數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 else dat1=0。//顯示濃度值 if(dat1dat2)//小于設(shè)定值停止報(bào)警 { flag=0。//關(guān)閉蜂鳴器 TR0=0。//關(guān)閉繼電器 } }}void main(){ uint i。 //定時(shí)器初始化 TMOD=0x01。 TL0=(6553650000)%256。 ET0=1。//關(guān)閉定時(shí)器 //上電封鎖延時(shí)一分鐘等待傳感器加熱穩(wěn)定//歡迎使用 di()。i2000。 di()。//滴一聲 yj1602_init()。//讀出數(shù)據(jù) if(dat14)dat1=dat*80/5122。 display()。//按鍵掃描函數(shù) bao_jing()。 TL0=(6553650000)%256。 if(num==20)num=0。這篇應(yīng)用手冊(cè)描述了這兩種低成本的A/D轉(zhuǎn)換方式。RC 模數(shù)轉(zhuǎn)換器這種變換方法組成簡(jiǎn)單，但準(zhǔn)確性下降，轉(zhuǎn)換時(shí)間變長(zhǎng)。如圖一所示，如果采用RC模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換方法只需要一個(gè)AT89CX051單片機(jī)，兩個(gè)電阻器和一個(gè)電容器。它交替為電容充放電。單片機(jī)計(jì)算電容器電壓達(dá)到與內(nèi)部變換比較器輸入電壓的時(shí)間。未知電壓是所測(cè)時(shí)間的函數(shù)。電壓分辨率不利用RC轉(zhuǎn)換軟件的判別，它在提供調(diào)試工具的同時(shí)也給出了一個(gè)方法。放電部分曲線和充電部分曲線相同，大約都在VC=VCC=2線上。電壓?jiǎn)挝粸榉瑫r(shí)間單位為秒。乘積RC為時(shí)間恒量，影響網(wǎng)絡(luò)的波形。不能用浮點(diǎn)計(jì)算和超函數(shù)來求解指數(shù)方程是RC變換方法的首要問題。曲線在橫向的持續(xù)變化超過了橫向變化，產(chǎn)生了很大的誤差。而且它不能解決曲線在漸近線VCC附近劇烈震動(dòng)的問題。這種方法在簡(jiǎn)化變換軟件時(shí)，可以根據(jù)應(yīng)用需要把數(shù)據(jù)編碼和格式化。RC轉(zhuǎn)換方法的第二個(gè)問題是方程各項(xiàng)值變化引起的固有誤差。如圖所示，隨著電容電阻乘積中電壓減小，電容電壓隨之減小。這是通過周期充電部分的計(jì)算電壓小于Vcc/2，放電部分的計(jì)算電壓大于Vcc/2。在RC被賦值之前，比較器輸出采樣時(shí)間間隔必須確定。采樣時(shí)間間隔執(zhí)行必要的編碼時(shí)間限制。在電壓表應(yīng)用中，單片機(jī)在12MHz的時(shí)鐘下運(yùn)行，5微秒為一個(gè)采樣間隔。時(shí)間恒量必須選擇合適的值以試波形最陡的部分達(dá)到所要的分辨水平。由于波形對(duì)稱，兩部分的波形可用同一時(shí)間恒量來計(jì)算。圖中，△ V是轉(zhuǎn)換器達(dá)到所需分辨率的電壓。曲線坐標(biāo)Vc表示電筒電壓，在曲線中是直線。實(shí)際要偏小或者偏大一些。采樣時(shí)間間隔從原點(diǎn)偏移1/2 △t以后，中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)第一次電壓間隔采集點(diǎn)。在第一個(gè)采樣點(diǎn)R和C的乘積不能小于計(jì)算出的時(shí)間恒量的最小值。得到一個(gè)最小時(shí)間恒量近似為另外一個(gè)約束條件是R的值。這個(gè)電阻是單片機(jī)內(nèi)部上拉。產(chǎn)生不對(duì)稱的充放電波造成誤差。在電壓表應(yīng)用是，R的值選為267歐，此值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于內(nèi)阻值。是所需轉(zhuǎn)換分辨率的函數(shù)。電容充放電所需時(shí)間通過計(jì)算電容電壓從漸近線上升到最小可晰電壓間隔一半所需的時(shí)間來近似得到。由于波形的對(duì)稱，定值同時(shí)用在周期充放電部分。如果電容電壓上升緩慢，而電容電阻值很大，時(shí)間常數(shù)用最大值計(jì)算。由方程3得：半周期最小采樣書為：為了提高準(zhǔn)確度，在充電部分電壓從0到Vcc/2，而放電部分從Vcc到Vcc/2。查找表包含特定于應(yīng)用程序的值和每次采樣計(jì)算電壓值對(duì)應(yīng)。對(duì)充電的半個(gè)周期，通過求解方程1來算出電容開始充電消耗的時(shí)間，從而得出每次采樣電壓。其中N表示采樣數(shù)，在充電半周期中也用同一個(gè)值。電壓在錢半周期中上升，在后半周期中下降。如表所示。記下N=0，N=1時(shí)采樣計(jì)算電壓差。在一個(gè)周期中，這反映了此電路電壓和時(shí)間的復(fù)雜非線性關(guān)系。在電壓表中，結(jié)果存儲(chǔ)在packedBCD表格中，每個(gè)字節(jié)兩個(gè)數(shù)字。電壓表的精度是1個(gè)單位（），但即便用精密元件，RC模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)化也無法達(dá)到這個(gè)精度。計(jì)算最差情況下誤差Vc=，第一要用方程3確定R和C對(duì)應(yīng)的t：。轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度和線性受電容特性的影響。沒檢測(cè)的誤差有：比較器的比較器的局限性，充放電周期的不對(duì)稱性，電容電壓達(dá)不到起點(diǎn)或者Vcc，Vcc變化。連續(xù)近似模數(shù)轉(zhuǎn)化這種轉(zhuǎn)化方法雖然增加元件數(shù)但提高了分辨率和準(zhǔn)確度而且縮短了轉(zhuǎn)化時(shí)間。但DAC反饋時(shí)，SAR通過執(zhí)行二進(jìn)制代碼搜索，講產(chǎn)生與電壓相配的輸出。SAR開始搜索控制最寬輸出變化的DAC位，由于DAC輸出在未知值下為零輸入SAR在最小位周圍移動(dòng)。在一個(gè)8位轉(zhuǎn)化器中，要重復(fù)8次才能找到正確的編碼導(dǎo)致相對(duì)快速的轉(zhuǎn)化。DAC軟件是選擇一個(gè)MC14088的8位低消耗的電流輸出類型。25攝氏度時(shí)的輸出電流確保準(zhǔn)確。DAC輸出設(shè)定時(shí)間為300納秒。通過一個(gè)LF355B電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓，運(yùn)算放大器連接作為一個(gè)電流電壓(I / V)轉(zhuǎn)換器。當(dāng)被編譯電壓超過未知電壓，比較器的輸出就會(huì)變大。(Vref)。在DAC尺度電流中用8比特從0/256到255/256二進(jìn)制編碼，輸出結(jié)果從零到（Io）（Iref 0/256）（Iref 255/256）。輸出電壓由DAC輸出電流（Io）以I/V轉(zhuǎn)換器的值的乘積來確定。Ro）=。由于LF355B運(yùn)算放大器振幅有較低的偏移電壓，所以偏移電路不用調(diào)整。隨著I/V轉(zhuǎn)化器獲得電阻值的變化，結(jié)果也會(huì)發(fā)生變化。1240歐姆電阻連接DAC的15管腳，2500歐姆電阻和運(yùn)算放大器3管腳連接可以相抵消，性能稍降低。也可根據(jù)需要用15v代替。A到D變換的速度受DAC輸出設(shè)定時(shí)間，運(yùn)算放大器的轉(zhuǎn)換速度和設(shè)定時(shí)間，比較器相應(yīng)時(shí)間和轉(zhuǎn)換速度和執(zhí)行連續(xù)近似算法所需時(shí)間的限制。從輸入到運(yùn)算放大器最大電壓是5v，需要1微秒的轉(zhuǎn)換時(shí)間和（參考LF355B數(shù)據(jù)表）4微秒的停滯時(shí)間?！∫粋€(gè)12 MHz處理器時(shí)鐘和由此產(chǎn)生的1微秒作為指令周期,一個(gè)八位轉(zhuǎn)換可以在300微秒內(nèi)進(jìn)行。這個(gè)連續(xù)近似法模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)化器的明顯缺陷是需要雙極的電源和大量單片機(jī)的I/O管腳來控制DAC。控制DAC的單片機(jī)的I/O管腳數(shù)可以用7或者6位的DAC代替以便減少。另外，邏輯可以從添加到單片機(jī)的串行數(shù)據(jù)和DAC的并行數(shù)據(jù)。AnalogtoDigital Conversion Utilizing the AT89CX051 MicrocontrollersThe Atmel AT89C1051 and feature onchip Flash,low pin count, wide operating voltage,range and an integral analog application note describes two lowcost analogtodigital conversiontechniques which utilize the analog parato r in the AT89C1051 and AT89C2051 microcontrollers.