1.3 檢測電路的設計

　
圖3  二氧化碳檢測電路圖

　　按照上述設計原理，設計的二氧化碳檢測電路如圖3所示。工作原理是首先由紅外傳感器將探測到二氧化碳氣體的濃度并轉換成電信號，濾波電路提取電信號并輸出到放大電路，經過單片機系統處理后輸出，再由74AC138送入顯示電路，以實現對二氧化碳氣體濃度的檢測。

　　電路中由R1、R2、R3、R4、C1、C2和運放組成濾波電路〔2〕，在電路中既引入了負反饋，又引入了正反饋。當信號頻率趨于零時，由于C1的電抗趨于無窮大，因而正反饋很弱；當信號頻率趨于無窮大時，C2的電抗趨于零。這樣就保證了當信號頻率在趨于零和無窮大之間的任何一個值，濾波電路都可以正常提取相應的電信號。

　　濾波電路之后的放大電路，其作用是將濾波電路輸出的信號放大到一定的程度，以便驅動負載。R6和C4串聯構成校正網絡用來對電路進行相位補償。

　　單片機系統主要由MC14433和8031構成，MC14433是一種雙積分A/D轉換芯片，與8031單片機如圖方式連接。MC14433的轉換結果Q-Q接8031的P1.0-P1.3，選通輸出脈沖DS1-DS4接8031的P1.4-P1.7。轉換結果標志EOC，一方面接至更新轉換控制信號輸入線DU，另一方面接至8031的中斷輸入線INT1，表明單片機既可采用中斷方式讀入A/D轉換的結果，也可以采用查詢方式。最后的結果送入74AC138并驅動數碼管顯示具體數值[3][4]。

　　2 檢測處理程序流程框圖

　　檢測處理程序流程框圖如圖4所示。采用MCS系列匯編語言〔5〕編程，由于有硬件設計的保證，使得整個系統既可以工作在循環查詢的方式，也可工作在中斷管理的方式。

3 結束語

　　該設計已成功運用于延安市農科所花卉示范園，運行效果良好。實踐證明本檢測電路操作簡單，數值顯示，體積小便于攜帶，非常直觀，連續快速檢測，可隨時檢測室內、外各種場合二氧化碳氣體的含量。

　
圖4  檢測處理程序流程圖

　　本電路設計簡捷，價格低廉，普適性強，克服了需要頻繁校準、使用壽命較短、價格貴等不足。

　　參考文獻：

　　[1] 琚雪梅等.紅外吸收型CO2氣體傳感器的設計[J].傳感器技術,2005,8:62-64.

　　[2] 童詩白,華成英.模擬電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社,2001.

　　[3]牛強軍,高峰.基于單片機的通信系統控制器[J].微計算機信息,2004,8:21-22.

　　[4]聶毅,聶輝.植物溫室單片機控制系統[J].微計算機信息,2002,8:36-37.

　　[5] 薛鈞義,張彥斌.MC551/96系列單片微型計算機及應用[M].西安交通大學出版社,1990