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我國(guó)每年都發(fā)生多起室內(nèi)一氧化碳中毒死亡事故，其他各種室內(nèi)一氧化碳中毒事故也頻繁發(fā)生，一氧化碳已成為危害人們身體健康的一大殺手。

少量一氧化碳中毒的癥狀并不明顯，很多人開(kāi)始以為自己得了感冒，但長(zhǎng)期如此，就會(huì)造成積蓄性的中毒，出現(xiàn)頭暈、乏力、惡心等癥狀。因此，針對(duì)目前的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了超低功耗、高可靠性、高適應(yīng)性、高靈敏性、低成本性的一氧化碳報(bào)警器。該報(bào)警器的核心部分由性能優(yōu)越的MSP430F147和高靈敏性的電化學(xué)傳感器NT-C0-6D構(gòu)成。

1硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1．1 電化學(xué)傳感器NT-Co一6D

報(bào)警器選擇了電化學(xué)氣體傳感器NT-C0-6D，他采用了3個(gè)多孔性電極進(jìn)行一氧化碳濃度的測(cè)量一氧化碳報(bào)警器，有效地防止了電解液的泄漏。該傳感器具有反應(yīng)時(shí)間短(

1．2 MSP430F147微控制器

報(bào)警器選擇MSP430F147作為控制器，其共有5種低功耗工作模式(LPM0～LPM4)和1個(gè)激活模式(AM)，本系統(tǒng)選用其中的4種低功耗模式LPM0，LPM2，LPM3和LPM4進(jìn)行工作。其中對(duì)MSP430F147的功耗控制是通過(guò)系統(tǒng)交替工作于高、低速2種時(shí)鐘和通過(guò)軟件設(shè)置其不同工作模式來(lái)完成，在電源電壓為3．O V時(shí)，各種模式和其工作電流分別為AM：340 μA；LPM0：70μA；LPM2：17 μA；LPM3：2μA；LPM4：O．1 μA。任何低功耗的模式都可以由任何的中斷喚醒，從而回到激活模式，且轉(zhuǎn)換時(shí)間低于6 μs。利用MSP430F147的高集成度二氧化硫檢測(cè)儀，可與電源管理電路、時(shí)鐘電路、外部存儲(chǔ)器、復(fù)位電路和反饋電路等聯(lián)合使用。

1．3 ICL7663管理電路

報(bào)警器選擇了ICL7663管理電路作為電源管理控制系統(tǒng)，其靜態(tài)工作電流只有10μA，輸入電壓范圍為1．5～16 V一氧化碳報(bào)警器，輸出電壓范圍為1．3～16 V二氧化碳報(bào)警器，由于他的功耗極低，非常適合該報(bào)警器的要求。硬件電路如圖1所示。

1．4 時(shí)鐘電路簡(jiǎn)介

本系統(tǒng)配置2個(gè)外部時(shí)鐘源，一個(gè)為低速的輔助時(shí)鐘(ACLK)，一個(gè)為高速的主時(shí)鐘(MCLK)，其中ACLK時(shí)鐘源搭配的是32．768 Hz的手表晶振，他可以為報(bào)警器提供穩(wěn)定的時(shí)間基準(zhǔn)，還可以降低微控制器的功耗，而為MCLK時(shí)鐘源配置4 MHz的晶振，采用此電路作為微控制器的外部時(shí)鐘源部分。

1．5 X25045外部存儲(chǔ)器和復(fù)位電路簡(jiǎn)介

參照?qǐng)?bào)警器的功能要求一氧化碳報(bào)警器，選用X25045作為報(bào)警器的外部存儲(chǔ)器和復(fù)位電路。X25045將E2PROM、看門狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控3種功能組合在單個(gè)芯片內(nèi)，集成度高，大大簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，縮小了報(bào)警器的整體體積，降低了功耗和成本；而且還可以拓展看門狗定時(shí)器的功能--可根據(jù)不同的要求，對(duì)其進(jìn)行不同的定時(shí)沒(méi)置，而當(dāng)報(bào)警器系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，利用其中的復(fù)位功能，可慢報(bào)警器恢復(fù)正常工作，提高了報(bào)警器的穩(wěn)定性。

1．6 D-AB反饋電路簡(jiǎn)介

為了盡可能地完善報(bào)警器的功能，保障其工作狀態(tài)，設(shè)計(jì)D-AB電路作為報(bào)警器的反饋控制電路部分，其可以分為信號(hào)選擇分配系統(tǒng)D和濃度反饋控制系統(tǒng)B 3部分，其中D系統(tǒng)主要由脈沖發(fā)生器構(gòu)成，A，B系統(tǒng)共用一個(gè)雙二一四譯碼器74LS139，以便進(jìn)行相應(yīng)反饋調(diào)節(jié)。該反饋電路原理簡(jiǎn)單、元件數(shù)目很少、且都是集成器件、體積小、功耗極低、穩(wěn)定性高、成本低。

整個(gè)硬件系統(tǒng)的原理如圖2所示。

2軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一氧化碳傳感器將所測(cè)得的濃度數(shù)據(jù)ω傳送到微處理器，并將其和設(shè)定值β1，β2，β3相比較：當(dāng)ω

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