基于AT89S51的多參數(shù)氣體檢測(cè)儀的研制

　　硬件電路主要包括：傳感器及信號(hào)處理部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、時(shí)鐘校準(zhǔn)輸入部分、I/O擴(kuò)展（鍵盤(pán)輸入、微型打印輸出）、液晶顯示系統(tǒng)、聲光報(bào)警系統(tǒng)以及吸氣泵的控制。

　　2.1傳感器采樣電路設(shè)計(jì)

　　本文以測(cè)量CO的電化學(xué)傳感器采樣電路設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。CO傳感器是由北京康派爾科貿(mào)發(fā)展公司生產(chǎn)的7E/F三電極電化學(xué)傳感器，該型傳感器輸出線性范圍寬，線性穩(wěn)定，額定輸出為0.1uA/ppm, 最小分辨率為0.5ppm,測(cè)量的最小范圍和最大范圍分別為0-20ppm和0-1000ppm。CO的測(cè)量范圍是0-150mg/m3,CO的最大測(cè)量范圍轉(zhuǎn)換為ppm是：Ymax=150/1.25=120（ppm）

　　轉(zhuǎn)換為傳感器輸出的最大電流為：Imax=0.1＊120=12（uA）

　　輸出的電流分辨率為：Ii=0.1＊0.5=0.05（uA）

　　由此可得出其檢測(cè)精度為：ε= 0.5ppm/120ppm＊100%=0.42%

　　2.2A/D及時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)

　　采用ADC0809作為A/D轉(zhuǎn)換器芯片。

　　系統(tǒng)要對(duì)環(huán)境的氣體質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)并記錄，記錄信息中各種氣體的濃度是一個(gè)關(guān)鍵的信息，在記錄數(shù)據(jù)的同時(shí)，必須保存有關(guān)時(shí)間的信息，以便用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并采取正確的應(yīng)對(duì)措施。系統(tǒng)擴(kuò)展了一片DS12887來(lái)為系統(tǒng)提供一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。

　　2.3顯示電路設(shè)計(jì)及I/O擴(kuò)展

　　系統(tǒng)采用KS0713液晶顯示器。

　　KS0713液晶模塊具有24個(gè)指令控制字。通過(guò)寫(xiě)入不同的控制字，設(shè)置液晶顯示器的初始條件以及各種運(yùn)行條件，以實(shí)現(xiàn)液晶顯示器的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行模式。

　　I/O擴(kuò)展采用8255A芯片。

　　利用I/O擴(kuò)展芯片8255A，連接鍵盤(pán)和微型打印機(jī)。8255A設(shè)置為工作方式0，5個(gè)鍵盤(pán)輸入接PA0-PA4，作為輸入口;打印機(jī)的數(shù)據(jù)端口接至8255A的PB口，作為輸出口，打印機(jī)的狀態(tài)信號(hào)輸入給PC0，打印機(jī)忙時(shí)BUSY=1。打印機(jī)的數(shù)據(jù)輸入采用選通控制，將PC4接至打印機(jī)的STB端，當(dāng)STB有負(fù)跳變時(shí)數(shù)據(jù)輸入。

　　2.4驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

　　采用NPN型三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，當(dāng)端口電壓為高時(shí)，負(fù)載的電壓能夠達(dá)到最大。系統(tǒng)中用到的抽氣泵性能十分的良好，它只需直流+5V便可以可靠的工作。對(duì)于發(fā)光二極管需要10-20mA的電流，其結(jié)型壓降和三極管的發(fā)射極壓降都為0.7V，則其分壓電阻的分壓值為3.6V，由此可得其阻值大概在180-360歐之間，本設(shè)計(jì)采用310歐的電阻做其分壓電阻。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件采用模塊化方式編制，系統(tǒng)主程序流程圖如圖3所示。

圖3 主程序流程圖

　　鍵盤(pán)掃描子程序流程圖如圖4所示。

圖4 鍵盤(pán)掃描子程序流程圖