專利名稱：二氧化硫氣體濃度探測電路的制作方法
技術領域：
本發明屬于環保和電子技術領域，具體涉及一種二氧化硫氣體濃度探測電路。
背景技術：
二氧化硫是最常見的硫氧化物，無色、有強烈刺激性氣味。是大氣中的主要污染物之一。汽車尾氣、火山爆發、許多工業過程中都會產生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃燒時會生成二氧化硫。當二氧化硫溶于水中，會形成酸雨的主要成分亞硫酸，S02還能與大氣中的飄塵黏附，當人體呼 吸時吸入帶有S02的飄塵，會使S02的毒性增強，S02對金屬，特別是對鋼結構的腐蝕。每年給國民經濟帶來很大的損失。職業接觸二氧化硫工種主要有燃燒含硫燃料、熔煉硫化礦石、燒制硫磺、制造硫酸和亞硫酸、硫化橡膠、制冷、漂白、消毒、熏蒸殺蟲、鎂冶煉、石油精煉、某些有機合成等作業工人和有關人員皆有可能接觸。職業性急性二氧化硫中毒，是在生產勞動或其他職業活動中，短時間內接觸高濃度，二氧化硫氣體所引起的，以急性呼吸系統損害為主的全身性疾病。在生產生活中，尤其是在作業環境中，二氧化硫氣體的濃度有嚴格的限制要求，二氧化硫氣體濃度探測電路可以用來探測空氣中二氧化硫氣體的濃度，可以用于工人作業環境防護及其它需要探測二氧化硫氣體濃度的場合。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供了一種二氧化硫氣體濃度探測電路。為解決上述技術問題，本發明所采取的具體技術方案是本發明包括微控制器、電源電路、信號調理電路、模數轉換電路、存儲電路、調試接口電路和狀態指示及按鍵電路。信號調理電路、模數轉換電路與微控制器IIC接口信號連接，存儲電路與微控制器I/o 口信號連接，調試接口電路與微控制器調試接口信號連接，狀態指示及按鍵電路與微控制器I/o 口信號連接，模數轉換電路還與信號調理電路信號連接，所述的微控制器采用飛思卡爾公司的型號為MC9RS08KB12CTG的芯片。所述的電源電路包括第一濾波電容CI、第二濾波電容C2、第三濾波電容C3、第四濾波電容C4、快恢復二極管D1、功率電感LI、降壓穩壓芯片U1、第五濾波電容C7、穩壓二極管DZ1、參考電壓芯片U2、可恢復保險絲F1、第一接插件J1，第一濾波電容Cl的正端與第二濾波電容C2的一端、降壓穩壓芯片Ul的3腳、降壓穩壓芯片Ul的5腳連接并與12V電源連接；可恢復保險絲Fl的一端與12V電源連接；參考電壓芯片U2的3腳、參考電壓芯片U2的4腳、穩壓二極管DZl的陰極與12V電源連接；第一濾波電容Cl的負端與第二濾波電容C2的另一端連接并接地；降壓穩壓芯片Ul的I腳與降壓穩壓芯片Ul的2腳、快恢復二極管Dl的陽極連接并接地；第三濾波電容C3的負端與第四濾波電容C4的一端連接并接地；第一接插件Jl的2腳接地連接；參考電壓芯片U2的2腳接地連接；第五濾波電容C7的一端接地連接；快恢復二極管Dl的陰極、降壓穩壓芯片Ul的4腳與功率電感LI的一端連接，功率電感LI的另一端與降壓穩壓芯片Ul的6腳、第三濾波電容C3的正端、第四濾波電容C4的另一端連接3. 3V電源；第五濾波電容C7的另一端、參考電壓芯片U2的5腳接VREF參考電源，參考電壓芯片U2的I腳懸空，可恢復保險絲Fl的另一端與第一接插件Jl的3腳連接，第一接插件Jl的I腳與微控制器11腳連接，所述的降壓穩壓芯片Ul采用美信公司的MAX1836EUT33-T,參考電壓芯片U2采用德州儀器公司的LM4120AM5-3. 3，第一接插件Jl采用2. 54mm間距3芯單排接插件。所述的信號調理電路包括第六濾波電容C8、第七濾波電容C9、第八濾波電容C10、第九濾波電容CU、第十濾波電容C12、第^^一濾波電容C13、第十二濾波電容C14、第十三濾波電容C15、第十四濾波電容C16、第一運算放大器U4、第二運算放大器U5、數字電位器U7、第一匹配電阻R1、第二匹配電阻R2、第三匹配電阻R3、第四匹配電阻RL、第五匹配電阻R5、第六匹配電阻R6、第一上拉電阻R4、電化學S02傳感器U6、場效應管Ql,第六濾波電容C8的一端、第一匹配電阻Rl的一端與第二匹配電阻R2的一端連接，第六濾波電容C8的另一 端、電化學S02傳感器U6的C腳與第一運算放大器U4的6腳連接,第七濾波電容C9的一端、第一運算放大器U4的7腳連接3. 3V電源；第一上拉電阻R4的一端與3. 3V電源連接；第九濾波電容Cll的一端、第二運算放大器U5的7腳連接3. 3V電源；數字電位器U7的I腳、第i^一濾波電容C13的正端、第十二濾波電容C14的一端與3. 3V電源連接；數字電位器U7的8腳、第十三濾波電容C15的正端、第十四濾波電容C16的一端連接3. 3V電源；第三匹配電阻R3的一端與第一運算放大器U4的4腳連接并接地；第五匹配電阻R5的一端與第二運算放大器U5的4腳連接并接地；第十三濾波電容C15的負端、第十四濾波電容C16的另一端接地；第^^一濾波電容C13的負端、第十二濾波電容C14的另一端接地；第七濾波電容C9的另一端、第九濾波電容Cll的另一端、第十濾波電容C12的一端、數字電位器U7的5腳均接地；第八濾波電容ClO的一端、第四匹配電阻RL的一端與第二運算放大器U5的2腳連接，同時還與數字電位器U7的2腳連接，第八濾波電容ClO的另一端、第二運算放大器U5的6腳、第六匹配電阻R6的一端與數字電位器U7的3腳連接,第十濾波電容C12的另一端、第六匹配電阻R6的另一端與模數轉換電路中模數轉換器U8的I腳連接，第一運算放大器U4的I腳、5腳、8腳懸空，第一運算放大器U4的2腳與第二匹配電阻R2的另一端連接，第一運算放大器U4的3腳與第三匹配電阻R3的另一端連接，第二運算放大器U5的I腳、5腳、8腳懸空，第二運算放大器U5的3腳與第五匹配電阻R5的另一端連接，數字電位器U7的6腳與微控制器13腳連接，數字電位器U7的7腳與微控制器14腳連接，第一匹配電阻Rl的另一端、電化學S02傳感器U6的R腳與場效應管Ql的S腳連接，第四匹配電阻RL的另一端、電化學S02傳感器U6的S腳與場效應管Ql的D腳連接，第一上拉電阻R4的另一端與場效應管Ql的G腳連接，數字電位器U7的4腳懸空，所述的第一運算放大器U4采用Analog Devices 公司的 0P77EZ、第二運算放大器 U5 米用 Analog Devices 公司的 0P77EZ、數字電位器U7采用Analog Devices公司的AD5110BCPZ80-500R7、電化學S02傳感器U6采用CITY公司的7SH電化學S02傳感器。所述的模數轉換電路包括第十五濾波電容C17、第十六濾波電容C18、第二上拉電阻R7、第三上拉電阻R8、模數轉換器U8，第十五濾波電容C17的正端、模數轉換器U8的5腳接VREF參考電源，第十五濾波電容C17的陰極、第十六濾波電容C18的一端、模數轉換器U8的2腳、模數轉換器U8的6腳均接地，第十六濾波電容C18的另一端接模數轉換器U8的I腳，第二上拉電阻R7的一端、模數轉換器U8的3腳與微控制器13腳連接，第二上拉電阻R7的另一端、第三上拉電阻R8的一端均接3. 3V電源，第三上拉電阻R8的另一端、模數轉換器U8的4腳與微控制器14腳連接,所述的模數轉換器U8采用Analog Devices公司的ADS1100A1-7IDBV。所述的存儲電路包括第一下拉電阻R11、非易失性存儲器U9，第一下拉電阻Rll的一端、非易失性存儲器U9的I腳與微控制器5腳連接，第一下拉電阻Rll的另一端、非易失性存儲器U9的5腳、非易失性存儲器U9的6腳均接地，非易失性存儲器U9的2腳與微控制器6腳連接，非易失性存儲器U9的3腳與微控制器7腳連接，非易失性存儲器U9的4腳與微控制器8腳連接，非易失性存儲器U9的7腳懸空，非易失性存儲器U9的8腳接3. 3V電源，所述的非易失性存儲器U9采用Atmel公司的AT93C46。所述的調試接口電路包括第四上拉電阻R10、第十七濾波電容C19、第二接插件J2，第四上拉電阻RlO的一端、第二接插件J2的6腳均接3. 3V電源，第四上拉電阻RlO的另一端、第十七濾波電容C19的一端、第二接插件J2的4腳與微控制器I腳連接,第十七濾 波電容C19的另一端、第二接插件J2的2腳均接地，第二接插件J2的I腳與微控制器2腳連接，第二接插件J2的3腳、第二接插件J2的5腳懸空，所述的第二接插件J2采用2. 54mm間距6芯雙排接插件。所述的狀態指示及按鍵電路包括第一限流電阻R9、第一發光二極管D2、第一按鍵SI、第二按鍵S2、第三按鍵S3，第一限流電阻R9的一端與微控制器12腳連接，第一限流電阻R9的另一端與第一發光二極管D2的陽極連接，第一發光二極管D2的陰極、第一按鍵SI的一端、第二按鍵S2的一端、第三按鍵S3的一端均接地，第一按鍵SI的另一端與微控制器16腳連接，第二按鍵S2的另一端與微控制器9腳連接，第三按鍵S3的另一端與微控制器10腳連接。本發明所具有的有益效果(I)、信號放大倍數可靈活調整；(2)、傳感器讀數矯正方便；(3)、功耗低，精度高；(4)、支持多種電化學S02傳感器，并支持數字形式的濃度值輸出。
圖I為本發明二氧化硫氣體濃度探測電路示意圖；圖2為圖I中微控制器模塊示意圖；圖3為圖I中電源電路模塊示意圖；圖4為圖I中信號調理電路示意圖；圖5為圖I中模數轉換電路模塊示意圖；圖6為圖I中存儲電路模塊示意圖；圖7為圖I中調試接口電路模塊示意圖；圖8為圖I中狀態指示及按鍵電路模塊示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的說明。如圖I所示，二氧化硫氣體濃度探測電路包括微控制器1-1、電源電路1-2、信號調理電路1-3、模數轉換電路1-4、存儲電路1-5、調試接口電路1-6、狀態指示及按鍵電路1-7。如圖2所示，所述的微控制器采用飛思卡爾公司的型號為MC9RS08KB12CTG的芯片，微控制器I腳連接調試接口電路，用來向微控制器提供復位信號，微控制器2腳連接調試接口電路，用來在線調試微控制器，微控制器3腳連接3. 3V電源，微控制器4腳接地，微控制器5腳連接存儲電路，用來向非易失性存儲器U9提供片選信號，微控制器6腳連接存儲電路，用來向非易失性存儲器U9提供時鐘信號，微控制器7腳連接存儲電路，用來向非易失性存儲器U9提供數據，微控制器8腳連接存儲電路，用來從非易失性存儲器U9獲取數據，微控制器9腳連接狀態指示及按鍵電路，用來獲取第二按鍵S2的接通與斷開，微控制器10腳連接狀態指示及按鍵電路，用來獲取第三按鍵S3的接通與斷開，微控制器11腳連接電源電路，用來發送串行通訊數據，微控制器12腳連接狀態指示及按鍵電路，用來控制第一發光二極管D2的導通和截止，微控制器13腳連接信號調理電路和模數轉換電路，用做IIC通訊的時鐘信號，微控制器14腳連接信號調理電路和模數轉換電路，用做IIC通訊的數據信號，微控制器15腳懸空，微控制器16腳連接狀態指示及按鍵電路，用來獲取第一按鍵SI的接通與斷開。如圖3所示，所述的電源電路包括第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、第三濾波電容C3、第四濾波電容C4、快恢復二極管D1、功率電感LI、降壓穩壓芯片U1、第五濾波電容C7、穩壓二極管DZ1、參考電壓芯片U2、可恢復保險絲F1、第一接插件J1，第一濾波電容Cl的正端、第二濾波電容C2的一端、降壓穩壓芯片Ul的3腳、降壓穩壓芯片Ul的5腳、可恢·復保險絲Fl的一端、參考電壓芯片U2的3腳、參考電壓芯片U2的4腳、穩壓二極管DZl的陰極與12V電源連接，第一濾波電容Cl的負端、第二濾波電容C2的另一端、降壓穩壓芯片Ul的I腳、降壓穩壓芯片Ul的2腳、第三濾波電容C3的負端、第四濾波電容C4的一端、快恢復二極管Dl的陽極、第一接插件Jl的2腳、參考電壓芯片U2的2腳、第五濾波電容C7的一端、穩壓二極管DZl的陽極接地，快恢復二極管Dl的陰極、降壓穩壓芯片Ul的4腳與功率電感LI的一端連接，功率電感LI的另一端、降壓穩壓芯片Ul的6腳、第三濾波電容C3的正端、第四濾波電容C4的另一端接3. 3V電源，第五濾波電容C7的另一端、參考電壓芯片U2的5腳接VREF參考電源，參考電壓芯片U2的I腳懸空，可恢復保險絲Fl的另一端與第一接插件Jl的3腳連接，第一接插件Jl的I腳與微控制器11腳連接。第一濾波電容Cl采用100uF/25V電解電容、第二濾波電容C2采用O. luF/25V瓷片電容、第三濾波電容C3采用IOOuF/IOV電解電容、第四濾波電容C4采用O. 1UF/25V瓷片電容、快恢復二極管Dl采用NIHON公司的EP05Q03L、功率電感LI采用SUMIDA公司的CDR!BD28-470、降壓穩壓芯片Ul采用美信公司的MAX1836EUT33-T、第五濾波電容C7采用O. 022uF/25V瓷片電容、穩壓二極管DZl采用13V穩壓管1N4743、參考電壓芯片U2采用德州儀器公司的LM4120AM5-3. 3、可恢復保險絲Fl采用15V/350mA貼片自恢復保險絲、第一接插件Jl采用2. 54mm間距3芯單排接插件，電源電路為二氧化硫氣體濃度探測電路其它電路模塊提供12V電源、3. 3V電源和VREF參考電源，其中的第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2用來為12V電源提供濾波，第三濾波電容C3、第四濾波電容C4用來為3. 3V電源提供濾波，快恢復二極管D1、功率電感LI、降壓穩壓芯片Ul用來產生3. 3V電源，第五濾波電容C7用來為VREF參考電源提供濾波，穩壓二極管DZl用來為12V電源進行穩壓，參考電壓芯片U2用來產生VREF參考電源，可恢復保險絲Fl用來在電路出現短路故障時切斷電源，第一接插件Jl用于外部電源輸入和串行通訊數據輸出。如圖4所示，所述的信號調理電路包括第六濾波電容CS、第七濾波電容C9、第八濾波電容C10、第九濾波電容C11、第十濾波電容C12、第^^一濾波電容C13、第十二濾波電容C14、第十三濾波電容C15、第十四濾波電容C16、第一運算放大器U4、第二運算放大器U5、數字電位器U7、第一匹配電阻R1、第二匹配電阻R2、第三匹配電阻R3、第四匹配電阻RL、第五匹配電阻R5、第六匹配電阻R6、第一上拉電阻R4、電化學S02傳感器U6、場效應管Ql,第六濾波電容C8的一端、第一匹配電阻Rl的一端與第二匹配電阻R2的一端連接,第六濾波電容C8的另一端、電化學S02傳感器U6的C腳與第一運算放大器U4的6腳連接,第七濾波電容C9的一端、第一運算放大器U4的7腳、第一上拉電阻R4的一端、第九濾波電容Cll的一端、第二運算放大器U5的7腳、數字電位器U7的I腳、數字電位器U7的8腳、第i^一濾波電容C13的正端、第十二濾波電容C14的一端、第十三濾波電容C15的正端、第十四濾 波電容C16的一端接3. 3V電源,第七濾波電容C9的另一端、第三匹配電阻R3的一端、第一運算放大器U4的4腳、第五匹配電阻R5的一端、第二運算放大器U5的4腳、第九濾波電容Cll的另一端、第十濾波電容C12的一端、第^ 濾波電容C13的負端、第十二濾波電容C14的另一端、第十三濾波電容C15的負端、第十四濾波電容C16的另一端接地，第八濾波電容ClO的一端、第四匹配電阻RL的一端、第二運算放大器U5的2腳與數字電位器U7的2腳連接，第八濾波電容ClO的另一端、第二運算放大器U5的6腳、第六匹配電阻R6的一端與數字電位器U7的3腳連接，第十濾波電容C12的另一端、第六匹配電阻R6的另一端與SIG信號連接(與模數轉換電路連接)，第一運算放大器U4的I腳、5腳、8腳懸空，第一運算放大器U4的2腳與第二匹配電阻R2的另一端連接，第一運算放大器U4的3腳與第三匹配電阻R3的另一端連接，第二運算放大器U5的I腳、5腳、8腳懸空，第二運算放大器U5的3腳與第五匹配電阻R5的另一端連接，數字電位器U7的6腳與微控制器13腳連接，數字電位器U7的7腳與微控制器14腳連接,第一匹配電阻Rl的另一端、電化學S02傳感器U6的R腳與場效應管Ql的S腳連接，第四匹配電阻RL的另一端、電化學S02傳感器U6的S腳與場效應管Ql的D腳連接，第一上拉電阻R4的另一端與場效應管Ql的G腳連接。第六濾波電容C8采用O. luF/25V瓷片電容、第七濾波電容C9采用O. luF/25V瓷片電容、第八濾波電容ClO采用O. 01uF/25V瓷片電容、第九濾波電容Cll采用O. luF/25V瓷片電容、第十濾波電容C12采用O. 01uF/25V瓷片電容、第i^一濾波電容C13采用10uF/10V電解電容、第十二濾波電容C14采用O. luF/25V瓷片電容、第十三濾波電容C15采用10uF/10V電解電容、第十四濾波電容C16采用0. luF/25V瓷片電容、第一運算放大器U4采用Analog Devices公司的0P77EZ、第二運算放大器U5采用Analog Devices公司的0P77EZ、數字電位器U7采用AnalogDevices 公司的 AD5110BCPZ80-500R7、第一匹配電阻 Rl 采用 1%精度 10K Ω/0. 125W電阻、第二匹配電阻R2采用1%精度10ΚΩ/0. 125W電阻、第三匹配電阻R3采用1%精度10ΚΩ/0. 125W電阻、第四匹配電阻RL采用1%精度10Ω/0. 125W電阻、第五匹配電阻R5采用1%精度10KΩ/0. 125W電阻、第六匹配電阻R6采用100KΩ/0. 125W電阻、第一上拉電阻R4采用IM Ω /0. 125W電阻、電化學S02傳感器U6采用CITY公司的7SH電化學S02傳感器、場效應管Ql采用Fairchild半導體公司的MMBFJ177，信號調理電路把電化學S02傳感器U6的輸出電流信號轉化為電壓信號并提供給模數轉換電路，其中的第六濾波電容CS為第一運算放大器U4的負輸入端提供濾波，第七濾波電容C9為第一運算放大器U4的3. 3V電源提供濾波，第八濾波電容ClO為第二運算放大器U5的負反饋通路提供濾波，第九濾波電容Cll為第二運算放大器U5的3. 3V電源提供濾波，第十濾波電容C12、第六匹配電阻R6為第二運算放大器U5的輸出端提供RC濾波，第H^一濾波電容C13、第十二濾波電容C14用來為數字電位器U7的I腳電源提供濾波，第十三濾波電容C15、第十四濾波電容C16用來為數字電位器U7的8腳電源提供濾波，第一運算放大器U4、第二運算放大器U5構成一個恒電勢電路，用來把電化學S02傳感器的電流信號轉化為電壓信號，數字電位器U7用來為第二運算放大器U5提供合適的放大倍數，第一匹配電阻R1、第二匹配電阻R2、第三匹配電阻R3用來為第一運算放大器U4提供匹配，第四匹配電阻RL用來作為電化學S02傳感器U6的電流負載，第五匹配電阻R5用來為第二運算放大器U5提供匹配，第一 上拉電阻R4用來把場效應管Ql的G腳上拉到3. 3V電源，電化學S02傳感器U6用來和外部的S02氣體發生反應，產生微弱的電流信號，場效應管Ql用來在電路斷電時端接電化學S02傳感器U6的S和R腳，以保持電化學S02傳感器U6的活躍。如圖5所示，所述的模數轉換電路包括第十五濾波電容C17、第十六濾波電容C18、第二上拉電阻R7、第三上拉電阻R8、模數轉換器U8，第十五濾波電容Cl7的正端、模數轉換器U8的5腳接VREF參考電源，第十五濾波電容C17的陰極、第十六濾波電容C18的一端、模數轉換器U8的2腳、模數轉換器U8的6腳接地，第十六濾波電容C18的另一端、模數轉換器U8的I腳與SIG信號連接(與信號調理電路連接)，第二上拉電阻R7的一端、模數轉換器U8的3腳與微控制器13腳連接，第二上拉電阻R7的另一端、第三上拉電阻R8的一端接3. 3V電源，第三上拉電阻R8的另一端、模數轉換器U8的4腳與微控制器14腳連接。第十五濾波電容C17采用4. 7uF/10V電解電容、第十六濾波電容C18采用O. 01uF/25V瓷片電容、第二上拉電阻R7采用10ΚΩ/0. 125W電阻、第三上拉電阻R8采用IOK Ω/0. 125W電阻、模數轉換器U8采用Analog Devices公司的ADS 1100A1-7IDBV，模數轉換電路把信號調理電路輸出的SIG電壓信號量化為數字信號，并通過IIC接口傳送給微控制器，其中的第十五濾波電容C17用來為VREF參考電源提供濾波，第十六濾波電容C18用來為信號調理電路輸出的SIG電壓信號濾波，第二上拉電阻R7用來上拉IIC接口的時鐘線，第三上拉電阻R8用來上拉IIC接口的數據線，模數轉換器U8用來把SIG電壓信號量化為數字信號。如圖6所示，所述的存儲電路包括第一下拉電阻R11、非易失性存儲器U9，第一下拉電阻Rll的一端、非易失性存儲器U9的I腳與微控制器5腳連接，第一下拉電阻Rll的另一端、非易失性存儲器U9的5腳、非易失性存儲器U9的6腳接地，非易失性存儲器U9的2腳與微控制器6腳連接，非易失性存儲器U9的3腳與微控制器7腳連接，非易失性存儲器U9的4腳與微控制器8腳連接，非易失性存儲器U9的7腳懸空，非易失性存儲器U9的8腳接3. 3V電源。第一下拉電阻Rll采用100KΩ/0. 125W電阻、非易失性存儲器U9采用Atmel公司的AT93C46，存儲電路把對傳感器的標定信息存儲于非易失性存儲器，需要時讀出使用，其中的第一下拉電阻Rll用來上拉非易失性存儲器U9的I腳到3. 3V電源，非易失性存儲器U9用來存儲數據。如圖7所示，所述的調試接口電路包括第四上拉電阻R10、第十七濾波電容C19、第二接插件J2，第四上拉電阻RlO的一端、第二接插件J2的6腳接3. 3V電源，第四上拉電阻RlO的另一端、第十七濾波電容C19的一端、第二接插件J2的4腳與微控制器I腳連接,第十七濾波電容C19的另一端、第二接插件J2的2腳接地，第二接插件J2的I腳與微控制器2腳連接，第二接插件J2的3腳、第二接插件J2的5腳懸空。第四上拉電阻RlO采用4. 7ΚΩ/0. 125W電阻、第十七濾波電容C19采用O. luF/25V瓷片電容、第二接插件J2采用
2.54mm間距6芯雙排接插件，調試接口電路用來對系統進行調試。如圖8所示，所述的狀態指示及按鍵電路包括第一限流電阻R9、第一發光二極管D2、第一按鍵SI、第二按鍵S2、第三按鍵S3，第一限流電阻R9的一端與微控制器12腳連接，第一限流電阻R9的另一端與第一發光二極管D2的陽極連接，第一發光二極管D2的另一端、第一按鍵SI的一端、第二按鍵S2的一端、第三按鍵S3的一端接地，第一按鍵SI的另一端與微控制器16腳連接，第二按鍵S2的另一端與微控制器9腳連接，第三按鍵S3的另一端與微控制器10腳連接。第一限流電阻R9采用1ΚΩ/0. 125W電阻、第一發光二極管D2采用紅色發光二極管、第一按鍵SI、第二按鍵S2、第三按鍵S3采用貼片按鍵，狀態指示及按鍵 電路用來輸出系統狀態和獲取用戶按鍵狀態，其中的第一限流電阻R9用來對第一發光二極管D2進行限流，第一按鍵SI、第二按鍵S2、第三按鍵S3用來獲取用戶的按鍵輸入。本發明的工作過程為二氧化硫氣體濃度探測電路提供基于串行通訊的二氧化硫濃度值輸出，可以配合其它空氣質量監測系統的工作。在二氧化硫氣體濃度探測電路正常工作前，首先對不同的二氧化硫氣體濃度進行標定，標定得到的參數存儲于存儲電路中的非易失性存儲器中；正常使用時，讀取微控制器中的非易失性存儲器中的標定參數到內存中；信號調理電路把電化學二氧化硫傳感器的濃度信號轉化為電壓信號，模數轉換電路把該電壓信號轉化為數字信號；微控制器獲取到數字信號后，結合軟件算法進行當前二氧化硫濃度的計算；微控制器把計算得到的二氧化硫氣體濃度信息通過串行通訊接口發送給其它系統，其它系統可以利用該濃度值實現特定功能；在二氧化硫氣體濃度探測電路工作過程中，如果出現故障，通過狀態指示電路作出提示。電源電路為各個模塊提供電源，調試接口電路用于對二氧化硫氣體濃度探測電路進行在線調試和程序寫入。
權利要求
1.二氧化硫氣體濃度探測電路，包括微控制器、電源電路、信號調理電路、模數轉換電路、存儲電路、調試接口電路和狀態指示及按鍵電路，其特征在于 信號調理電路、模數轉換電路與微控制器Iic接口信號連接，存儲電路與微控制器I/O 口信號連接，調試接口電路與微控制器調試接口信號連接，狀態指示及按鍵電路與微控制器I/o 口信號連接，模數轉換電路還與信號調理電路信號連接，所述的微控制器采用飛思卡爾公司的型號為MC9RS08KB12CTG的芯片； 所述的電源電路包括第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、第三濾波電容C3、第四濾波電容C4、快恢復二極管D1、功率電感LI、降壓穩壓芯片U1、第五濾波電容C7、穩壓二極管DZ1、參考電壓芯片U2、可恢復保險絲F1、第一接插件J1，第一濾波電容Cl的正端與第二濾波電容C2的一端、降壓穩壓芯片Ul的3腳、降壓穩壓芯片Ul的5腳連接并與12V電源連接；可恢復保險絲Fl的一端與12V電源連接；參考電壓芯片U2的3腳、參考電壓芯片U2的4腳、穩壓二極管DZl的陰極與12V電源連接；第一濾波電容Cl的負端與第二濾波電容C2的另一端連接并接地；降壓穩壓芯片Ul的I腳與降壓穩壓芯片Ul的2腳、快恢復二極管Dl的陽極連接并接地；第三濾波電容C3的負端與第四濾波電容C4的一端連接并接地；第一接插件Jl的2腳接地連接；參考電壓芯片U2的2腳接地連接；第五濾波電容C7的一端接地連接；快恢復二極管Dl的陰極、降壓穩壓芯片Ul的4腳與功率電感LI的一端連接，功率電感LI的另一端與降壓穩壓芯片Ul的6腳、第三濾波電容C3的正端、第四濾波電容C4的另一端連接3. 3V電源；第五濾波電容C7的另一端、參考電壓芯片U2的5腳接VREF參考電源，參考電壓芯片U2的I腳懸空，可恢復保險絲Fl的另一端與第一接插件Jl的3腳連接，第一接插件Jl的I腳與微控制器11腳連接，所述的降壓穩壓芯片Ul采用美信公司的MAX1836EUT33-T,參考電壓芯片U2采用德州儀器公司的LM4120AM5-3. 3，第一接插件Jl采用2. 54mm間距3芯單排接插件； 所述的信號調理電路包括第六濾波電容C8、第七濾波電容C9、第八濾波電容CIO、第九濾波電容Cl I、第十濾波電容C12、第^^一濾波電容C13、第十二濾波電容C14、第十三濾波電容C15、第十四濾波電容C16、第一運算放大器U4、第二運算放大器U5、數字電位器U7、第一匹配電阻R1、第二匹配電阻R2、第三匹配電阻R3、第四匹配電阻RL、第五匹配電阻R5、第六匹配電阻R6、第一上拉電阻R4、電化學S02傳感器U6、場效應管Ql,第六濾波電容C8的一端、第一匹配電阻Rl的一端與第二匹配電阻R2的一端連接，第六濾波電容C8的另一端、電化學S02傳感器U6的C腳與第一運算放大器U4的6腳連接,第七濾波電容C9的一端、第一運算放大器U4的7腳連接3. 3V電源；第一上拉電阻R4的一端與3. 3V電源連接；第九濾波電容Cll的一端、第二運算放大器U5的7腳連接3. 3V電源；數字電位器U7的I腳、第i^一濾波電容C13的正端、第十二濾波電容C14的一端與3. 3V電源連接；數字電位器U7的8腳、第十三濾波電容C15的正端、第十四濾波電容C16的一端連接3. 3V電源；第三匹配電阻R3的一端與第一運算放大器U4的4腳連接并接地；第五匹配電阻R5的一端與第二運算放大器U5的4腳連接并接地；第十三濾波電容C15的負端、第十四濾波電容C16的另一端接地；第^^一濾波電容C13的負端、第十二濾波電容C14的另一端接地；第七濾波電容C9的另一端、第九濾波電容Cll的另一端、第十濾波電容C12的一端、數字電位器U7的5腳均接地；第八濾波電容ClO的一端、第四匹配電阻RL的一端與第二運算放大器U5的2腳連接，同時還與數字電位器U7的2腳連接，第八濾波電容ClO的另一端、第二運算放大器U5的6腳、第六匹配電阻R6的一端與數字電位器U7的3腳連接，第十濾波電容C12的另一端、第六匹配電阻R6的另一端與模數轉換電路中模數轉換器U8的I腳連接，第一運算放大器U4的I腳、5腳、8腳懸空，第一運算放大器U4的2腳與第二匹配電阻R2的另一端連接，第一運算放大器U4的3腳與第三匹配電阻R3的另一端連接，第二運算放大器U5的I腳、5腳、8腳懸空，第二運算放大器U5的3腳與第五匹配電阻R5的另一端連接，數字電位器U7的6腳與微控制器13腳連接，數字電位器U7的7腳與微控制器14腳連接，第一匹配電阻Rl的另一端、電化學S02傳感器U6的R腳與場效應管Ql的S腳連接，第四匹配電阻RL的另一端、電化學S02傳感器U6的S腳與場效應管Ql的D腳連接,第一上拉電阻R4的另一端與場效應管Ql的G腳連接，數字電位器U7的4腳懸空，所述的第一運算放大器U4采用AnalogDevices公司的0P77EZ、第二運算放大器U5采用Analog Devices公司的0P 77EZ、數字電位器 U7 采用 Analog Devices 公司的 AD5110BCPZ80-500R7、電化學 S02 傳感器 U6 采用 CITY公司的7SH電化學S02傳感器； 所述的模數轉換電路包括第十五濾波電容C17、第十六濾波電容C18、第二上拉電阻R7、第三上拉電阻R8、模數轉換器U8，第十五濾波電容C17的正端、模數轉換器U8的5腳接VREF參考電源，第十五濾波電容C17的陰極、第十六濾波電容C18的一端、模數轉換器U8的2腳、模數轉換器U8的6腳均接地，第十六濾波電容C18的另一端接模數轉換器U8的I腳，第二上拉電阻R7的一端、模數轉換器U8的3腳與微控制器13腳連接，第二上拉電阻R7的另一端、第三上拉電阻R8的一端均接3. 3V電源，第三上拉電阻R8的另一端、模數轉換器U8的4腳與微控制器14腳連接,所述的模數轉換器U8采用Analog Devices公司的ADS1100A1-7IDBV ； 所述的存儲電路包括第一下拉電阻R11、非易失性存儲器U9，第一下拉電阻Rll的一端、非易失性存儲器U9的I腳與微控制器5腳連接，第一下拉電阻Rll的另一端、非易失性存儲器U9的5腳、非易失性存儲器U9的6腳均接地，非易失性存儲器U9的2腳與微控制器6腳連接，非易失性存儲器U9的3腳與微控制器7腳連接，非易失性存儲器U9的4腳與微控制器8腳連接，非易失性存儲器U9的7腳懸空，非易失性存儲器U9的8腳接3. 3V電源，所述的非易失性存儲器U9采用Atmel公司的AT93C46 ； 所述的調試接口電路包括第四上拉電阻R10、第十七濾波電容C19、第二接插件J2，第四上拉電阻RlO的一端、第二接插件J2的6腳均接3. 3V電源，第四上拉電阻RlO的另一端、第十七濾波電容C19的一端、第二接插件J2的4腳與微控制器I腳連接，第十七濾波電容C19的另一端、第二接插件J2的2腳均接地，第二接插件J2的I腳與微控制器2腳連接，第二接插件J2的3腳、第二接插件J2的5腳懸空，所述的第二接插件J2采用2. 54mm間距6芯雙排接插件； 所述的狀態指示及按鍵電路包括第一限流電阻R9、第一發光二極管D2、第一按鍵SI、第二按鍵S2、第三按鍵S3，第一限流電阻R9的一端與微控制器12腳連接，第一限流電阻R9的另一端與第一發光二極管D2的陽極連接，第一發光二極管D2的陰極、第一按鍵SI的一端、第二按鍵S2的一端、第三按鍵S3的一端均接地，第一按鍵SI的另一端與微控制器16腳連接，第二按鍵S2的另一端與微控制器9腳連接，第三按鍵S3的另一端與微控制器10腳連接。
全文摘要
本發明涉及一種二氧化硫氣體濃度探測電路。本發明包括微控制器、電源電路、信號調理電路、模數轉換電路、存儲電路、調試接口電路和狀態指示及按鍵電路。信號調理電路、模數轉換電路與微控制器IIC接口信號連接，存儲電路與微控制器I/O口信號連接，調試接口電路與微控制器調試接口信號連接，狀態指示及按鍵電路與微控制器I/O口信號連接，模數轉換電路還與信號調理電路信號連接。本發明信號放大倍數可靈活調整且傳感器讀數矯正方便。
文檔編號G01N27/26GK102914574SQ20121042485
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月30日 優先權日2012年10月30日
發明者仇建, 李二濤, 樊謹, 趙備, 張翔, 劉鵬 申請人:杭州電子科技大學