专利名称：一种二氧化硫气体浓度探测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于环保和电子技术领域，具体涉及一种二氧化硫气体浓度探测电路。
背景技术：
二氧化硫是最常见的硫氧化物，无色、有强烈刺激性气味。是大气中的主要污染物之一。汽车尾气、火山爆发、许多工业过程中都会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中，会形成酸雨的主要成分亚硫酸，S02还能与大气中的飘尘黏附，当人体呼吸时吸入带有S02的飘尘，会使S02的毒性增强，S02对金属，特别是对钢结构的腐蚀。每年给国民经济带来很大的损失。职业接触二氧化硫工种主要有燃烧含硫燃料、熔炼硫化矿石、烧制硫磺、制造硫酸和亚硫酸、硫化橡胶、制冷、漂白、消毒、熏蒸杀虫、镁冶炼、石油精炼、某些有机合成等作业工人和有关人员皆有可能接触。职业性急性二氧化硫中毒，是在生产劳动或其他职业活动中，短时间内接触高浓度，二氧化硫气体所引起的，以急性呼吸系统损害为主的全身性疾病。在生产生活中，尤其是在作业环境中，二氧化硫气体的浓度有严格的限制要求，二氧化硫气体浓度探测电路可以用来探测空气中二氧化硫气体的浓度，可以用于工人作业环境防护及其它需要探测二氧化硫气体浓度的场合。
发明内容本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种二氧化硫气体浓度探测电路。为解决上述技术问题，本实用新型所采取的具体技术方案是本实用新型包括微控制器、电源电路、信号调理电路、模数转换电路、存储电路、调试接口电路和状态指示及按键电路。信号调理电路、模数转换电路与微控制器IIC接口信号连接，存储电路与微控制器I/o 口信号连接，调试接口电路与微控制器调试接口信号连接，状态指示及按键电路与微控制器I/o 口信号连接，模数转换电路还与信号调理电路信号连接，所述的微控制器采用飞思卡尔公司的型号为MC9RS08KB12CTG的芯片。所述的电源电路包括第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、快恢复二极管D1、功率电感L1、降压稳压芯片U1、第五滤波电容C7、稳压二极管DZ1、参考电压芯片U2、可恢复保险丝F1、第一接插件J1，第一滤波电容Cl的正端与第二滤波电容C2的一端、降压稳压芯片Ul的3脚、降压稳压芯片Ul的5脚连接并与12V电源连接；可恢复保险丝Fl的一端与12V电源连接；参考电压芯片U2的3脚、参考电压芯片U2的4脚、稳压二极管DZl的阴极与12V电源连接；第一滤波电容Cl的负端与第二滤波电容C2的另一端连接并接地；降压稳压芯片Ul的I脚与降压稳压芯片Ul的2脚、快恢复二极管Dl的阳极连接并接地；第三滤波电容C3的负端与第四滤波电容C4的一端连接并接地；第一接插件Jl的2脚接地连接；参考电压芯片U2的2脚接地连接；第五滤波电容C7的一端接地连接；快恢复二极管Dl的阴极、降压稳压芯片Ul的4脚与功率电感LI的一端连接，功率电感LI的另一端与降压稳压芯片Ul的6脚、第三滤波电容C3的正端、第四滤波电容C4的另一端连接3. 3V电源；第五滤波电容C7的另一端、参考电压芯片U2的5脚接VREF参考电源，参考电压芯片U2的I脚悬空，可恢复保险丝Fl的另一端与第一接插件Jl的3脚连接，第一接插件Jl的I脚与微控制器11脚连接，所述的降压稳压芯片Ul采用美信公司的MAX1836EUT33-T,参考电压芯片U2采用德州仪器公司的LM4120AM5-3. 3，第一接插件Jl采用2. 54mm间距3芯单排接插件。所述的信号调理电路包括第六滤波电容C8、第七滤波电容C9、第八滤波电容C10、第九滤波电容CU、第十滤波电容C12、第^^一滤波电容C13、第十二滤波电容C14、第十三滤波电容C15、第十四滤波电容C16、第一运算放大器U4、第二运算放大器U5、数字电位器U7、第一匹配电阻R1、第二匹配电阻R2、第三匹配电阻R3、第四匹配电阻RL、第五匹配电阻R5、第六匹配电阻R6、第一上拉电阻R4、电化学S02传感器U6、场效应管Ql,第六滤波电容C8 的一端、第一匹配电阻Rl的一端与第二匹配电阻R2的一端连接，第六滤波电容C8的另一端、电化学S02传感器U6的C脚与第一运算放大器U4的6脚连接,第七滤波电容C9的一端、第一运算放大器U4的7脚连接3. 3V电源；第一上拉电阻R4的一端与3. 3V电源连接；第九滤波电容Cll的一端、第二运算放大器U5的7脚连接3. 3V电源；数字电位器U7的I脚、第i^一滤波电容C13的正端、第十二滤波电容C14的一端与3. 3V电源连接；数字电位器U7的8脚、第十三滤波电容C15的正端、第十四滤波电容C16的一端连接3. 3V电源；第三匹配电阻R3的一端与第一运算放大器U4的4脚连接并接地；第五匹配电阻R5的一端与第二运算放大器U5的4脚连接并接地；第十三滤波电容C15的负端、第十四滤波电容C16的另一端接地；第^^一滤波电容C13的负端、第十二滤波电容C14的另一端接地；第七滤波电容C9的另一端、第九滤波电容Cll的另一端、第十滤波电容C12的一端、数字电位器U7的5脚均接地；第八滤波电容ClO的一端、第四匹配电阻RL的一端与第二运算放大器U5的2脚连接，同时还与数字电位器U7的2脚连接，第八滤波电容ClO的另一端、第二运算放大器U5的6脚、第六匹配电阻R6的一端与数字电位器U7的3脚连接,第十滤波电容C12的另一端、第六匹配电阻R6的另一端与模数转换电路中模数转换器U8的I脚连接，第一运算放大器U4的I脚、5脚、8脚悬空，第一运算放大器U4的2脚与第二匹配电阻R2的另一端连接，第一运算放大器U4的3脚与第三匹配电阻R3的另一端连接，第二运算放大器U5的I脚、5脚、8脚悬空，第二运算放大器U5的3脚与第五匹配电阻R5的另一端连接，数字电位器U7的6脚与微控制器13脚连接，数字电位器U7的7脚与微控制器14脚连接，第一匹配电阻Rl的另一端、电化学S02传感器U6的R脚与场效应管Ql的S脚连接，第四匹配电阻RL的另一端、电化学S02传感器U6的S脚与场效应管Ql的D脚连接，第一上拉电阻R4的另一端与场效应管Ql的G脚连接，数字电位器U7的4脚悬空，所述的第一运算放大器U4采用Analog Devices 公司的 0P77EZ、第二运算放大器 U5 米用 Analog Devices 公司的 0P77EZ、数字电位器U7采用Analog Devices公司的AD5110BCPZ80-500R7、电化学S02传感器U6采用CITY公司的7SH电化学S02传感器。所述的模数转换电路包括第十五滤波电容C17、第十六滤波电容C18、第二上拉电阻R7、第三上拉电阻R8、模数转换器U8，第十五滤波电容C17的正端、模数转换器U8的5脚接VREF参考电源，第十五滤波电容C17的阴极、第十六滤波电容C18的一端、模数转换器U8的2脚、模数转换器U8的6脚均接地，第十六滤波电容C18的另一端接模数转换器U8的I脚，第二上拉电阻R7的一端、模数转换器U8的3脚与微控制器13脚连接，第二上拉电阻R7的另一端、第三上拉电阻R8的一端均接3. 3V电源，第三上拉电阻R8的另一端、模数转换器U8的4脚与微控制器14脚连接,所述的模数转换器U8采用Analog Devices公司的ADS1100A1-7IDBV。所述的存储电路包括第一下拉电阻R11、非易失性存储器U9，第一下拉电阻Rll的一端、非易失性存储器U9的I脚与微控制器5脚连接，第一下拉电阻Rll的另一端、非易失性存储器U9的5脚、非易失性存储器U9的6脚均接地，非易失性存储器U9的2脚与微控制器6脚连接，非易失性存储器U9的3脚与微控制器7脚连接，非易失性存储器U9的4脚与微控制器8脚连接，非易失性存储器U9的7脚悬空，非易失性存储器U9的8脚接3. 3V电源，所述的非易失性存储器U9采用Atmel公司的AT93C46。所述的调试接口电路包括第四上拉电阻R10、第十七滤波电容C19、第二接插件 J2，第四上拉电阻RlO的一端、第二接插件J2的6脚均接3. 3V电源，第四上拉电阻RlO的另一端、第十七滤波电容C19的一端、第二接插件J2的4脚与微控制器I脚连接,第十七滤波电容C19的另一端、第二接插件J2的2脚均接地，第二接插件J2的I脚与微控制器2脚连接，第二接插件J2的3脚、第二接插件J2的5脚悬空，所述的第二接插件J2采用2. 54mm间距6芯双排接插件。所述的状态指示及按键电路包括第一限流电阻R9、第一发光二极管D2、第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3，第一限流电阻R9的一端与微控制器12脚连接，第一限流电阻R9的另一端与第一发光二极管D2的阳极连接，第一发光二极管D2的阴极、第一按键SI的一端、第二按键S2的一端、第三按键S3的一端均接地，第一按键SI的另一端与微控制器16脚连接，第二按键S2的另一端与微控制器9脚连接，第三按键S3的另一端与微控制器10脚连接。本实用新型所具有的有益效果[0016](I)、信号放大倍数可灵活调整；[0017](2)、传感器读数矫正方便；[0018](3)、功耗低，精度高；[0019](4)、支持多种电化学S02传感器，并支持数字形式的浓度值输出。
[0020]图1为本实用新型二氧化硫气体浓度探测电路示意图；[0021]图2为图1中微控制器模块示意图；[0022]图3为图1中电源电路模块示意图；[0023]图4为图1中彳目号调理电路不意图；[0024]图5为图1中模数转换电路模块示意图；[0025]图6为图1中存储电路模块示意图；[0026]图7为图1中调试接口电路I旲块不意图；[0027]图8为图1中状态指不及按键电路I旲块不意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。如图1所示，本实用新型包括微控制器1-1、电源电路1-2、信号调理电路1-3、模数转换电路1-4、存储电路1-5、调试接口电路1-6、状态指示及按键电路1-7。如图2所示，所述的微控制器采用飞思卡尔公司的型号为MC9RS08KB12CTG的芯片，微控制器I脚连接调试接口电路，用来向微控制器提供复位信号，微控制器2脚连接调试接口电路，用来在线调试微控制器，微控制器3脚连接3. 3V电源，微控制器4脚接地，微控制器5脚连接存储电路，用来向非易失性存储器U9提供片选信号，微控制器6脚连接存储电路，用来向非易失性存储器U9提供时钟信号，微控制器7脚连接存储电路，用来向非易 失性存储器U9提供数据，微控制器8脚连接存储电路，用来从非易失性存储器U9获取数据，微控制器9脚连接状态指示及按键电路，用来获取第二按键S2的接通与断开，微控制器10脚连接状态指示及按键电路，用来获取第三按键S3的接通与断开，微控制器11脚连接电源电路，用来发送串行通讯数据，微控制器12脚连接状态指示及按键电路，用来控制第一发光二极管D2的导通和截止，微控制器13脚连接信号调理电路和模数转换电路，用做IIC通讯的时钟信号，微控制器14脚连接信号调理电路和模数转换电路，用做IIC通讯的数据信号，微控制器15脚悬空，微控制器16脚连接状态指示及按键电路，用来获取第一按键SI的接通与断开。如图3所示，所述的电源电路包括第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、快恢复二极管D1、功率电感L1、降压稳压芯片U1、第五滤波电容C7、稳压二极管DZ1、参考电压芯片U2、可恢复保险丝F1、第一接插件J1，第一滤波电容Cl的正端、第二滤波电容C2的一端、降压稳压芯片Ul的3脚、降压稳压芯片Ul的5脚、可恢复保险丝Fl的一端、参考电压芯片U2的3脚、参考电压芯片U2的4脚、稳压二极管DZl的阴极与12V电源连接，第一滤波电容Cl的负端、第二滤波电容C2的另一端、降压稳压芯片Ul的I脚、降压稳压芯片Ul的2脚、第三滤波电容C3的负端、第四滤波电容C4的一端、快恢复二极管Dl的阳极、第一接插件Jl的2脚、参考电压芯片U2的2脚、第五滤波电容C7的一端、稳压二极管DZl的阳极接地，快恢复二极管Dl的阴极、降压稳压芯片Ul的4脚与功率电感LI的一端连接，功率电感LI的另一端、降压稳压芯片Ul的6脚、第三滤波电容C3的正端、第四滤波电容C4的另一端接3. 3V电源，第五滤波电容C7的另一端、参考电压芯片U2的5脚接VREF参考电源，参考电压芯片U2的I脚悬空，可恢复保险丝Fl的另一端与第一接插件Jl的3脚连接，第一接插件Jl的I脚与微控制器11脚连接。第一滤波电容Cl采用100uF/25V电解电容、第二滤波电容C2采用O. luF/25V瓷片电容、第三滤波电容C3采用IOOuF/IOV电解电容、第四滤波电容C4采用O. 1UF/25V瓷片电容、快恢复二极管Dl采用NIHON公司的EP05Q03L、功率电感LI采用SUMIDA公司的CDR!BD28-470、降压稳压芯片Ul采用美信公司的MAX1836EUT33-T、第五滤波电容C7采用O. 022uF/25V瓷片电容、稳压二极管DZl采用13V稳压管1N4743、参考电压芯片U2采用德州仪器公司的LM4120AM5-3. 3、可恢复保险丝Fl采用15V/350mA贴片自恢复保险丝、第一接插件Jl采用2. 54mm间距3芯单排接插件，电源电路为二氧化硫气体浓度探测电路其它电路模块提供12V电源、3. 3V电源和VREF参考电源，其中的第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2用来为12V电源提供滤波，第三滤波电容C3、第四滤波电容C4用来为3. 3V电源提供滤波，快恢复二极管D1、功率电感L1、降压稳压芯片Ul用来产生3. 3V电源，第五滤波电容C7用来为VREF参考电源提供滤波，稳压二极管DZl用来为12V电源进行稳压，参考电压芯片U2用来产生VREF参考电源，可恢复保险丝Fl用来在电路出现短路故障时切断电源，第一接插件Jl用于外部电源输入和串行通讯数据输出。如图4所示，所述的信号调理电路包括第六滤波电容CS、第七滤波电容C9、第八滤波电容C10、第九滤波电容C11、第十滤波电容C12、第^^一滤波电容C13、第十二滤波电容C14、第十三滤波电容C15、第十四滤波电容C16、第一运算放大器U4、第二运算放大器U5、数字电位器U7、第一匹配电阻R1、第二匹配电阻R2、第三匹配电阻R3、第四匹配电阻RL、第五匹配电阻R5、第六匹配电阻R6、第一上拉电阻R4、电化学S02传感器U6、场效应管Ql,第六滤波电容C8的一端、第一匹配电阻Rl的一端与第二匹配电阻R2的一端连接,第六滤波电容C8的另一端、电化学S02传感器U6的C脚与第一运算放大器U4的6脚连接,第七滤波电容C9的一端、第一运算放大器U4的7脚、第一上拉电阻R4的一端、第九滤波电容Cll的一端、第二运算放大器U5的7脚、数字电位器U7的I脚、数字电位器U7的8脚、第i^一 滤波电容C13的正端、第十二滤波电容C14的一端、第十三滤波电容C15的正端、第十四滤波电容C16的一端接3. 3V电源,第七滤波电容C9的另一端、第三匹配电阻R3的一端、第一运算放大器U4的4脚、第五匹配电阻R5的一端、第二运算放大器U5的4脚、第九滤波电容Cll的另一端、第十滤波电容C12的一端、第^ 滤波电容C13的负端、第十二滤波电容C14的另一端、第十三滤波电容C15的负端、第十四滤波电容C16的另一端接地，第八滤波电容ClO的一端、第四匹配电阻RL的一端、第二运算放大器U5的2脚与数字电位器U7的2脚连接，第八滤波电容ClO的另一端、第二运算放大器U5的6脚、第六匹配电阻R6的一端与数字电位器U7的3脚连接，第十滤波电容C12的另一端、第六匹配电阻R6的另一端与SIG信号连接(与模数转换电路连接)，第一运算放大器U4的I脚、5脚、8脚悬空，第一运算放大器U4的2脚与第二匹配电阻R2的另一端连接，第一运算放大器U4的3脚与第三匹配电阻R3的另一端连接，第二运算放大器U5的I脚、5脚、8脚悬空，第二运算放大器U5的3脚与第五匹配电阻R5的另一端连接，数字电位器U7的6脚与微控制器13脚连接，数字电位器U7的7脚与微控制器14脚连接,第一匹配电阻Rl的另一端、电化学S02传感器U6的R脚与场效应管Ql的S脚连接，第四匹配电阻RL的另一端、电化学S02传感器U6的S脚与场效应管Ql的D脚连接，第一上拉电阻R4的另一端与场效应管Ql的G脚连接。第六滤波电容C8采用O. luF/25V瓷片电容、第七滤波电容C9采用O. luF/25V瓷片电容、第八滤波电容ClO采用O. 01uF/25V瓷片电容、第九滤波电容Cll采用O. luF/25V瓷片电容、第十滤波电容C12采用O. 01uF/25V瓷片电容、第i^一滤波电容C13采用10uF/10V电解电容、第十二滤波电容C14采用O. luF/25V瓷片电容、第十三滤波电容C15采用10uF/10V电解电容、第十四滤波电容C16采用0. luF/25V瓷片电容、第一运算放大器U4采用Analog Devices公司的0P77EZ、第二运算放大器U5采用Analog Devices公司的0P77EZ、数字电位器U7采用Analog Devices 公司的 AD5110BCPZ80-500R7、第一匹配电阻Rl 采用 I %精度 10K Ω/0. 125W电阻、第二匹配电阻R2采用1%精度10ΚΩ/0. 125W电阻、第三匹配电阻R3采用1%精度10ΚΩ/0. 125W电阻、第四匹配电阻RL采用1%精度10Ω/0. 125W电阻、第五匹配电阻R5采用1%精度10K Ω/0. 125W电阻、第六匹配电阻R6采用100K Ω/0. 125W电阻、第一上拉电阻R4采用IM Ω /0. 125W电阻、电化学S02传感器U6采用CITY公司的7SH电化学S02传感器、场效应管Ql采用Fairchild半导体公司的MMBFJ177，信号调理电路把电化学S02传感器U6的输出电流信号转化为电压信号并提供给模数转换电路，其中的第六滤波电容CS为第一运算放大器U4的负输入端提供滤波，第七滤波电容C9为第一运算放大器U4的3. 3V电源提供滤波，第八滤波电容ClO为第二运算放大器U5的负反馈通路提供滤波，第九滤波电容Cll为第二运算放大器U5的3. 3V电源提供滤波，第十滤波电容C12、第六匹配电阻R6为第二运算放大器U5的输出端提供RC滤波，第H^一滤波电容C13、第十二滤波电容C14用来为数字电位器U7的I脚电源提供滤波，第十三滤波电容C15、第十四滤波电容C16用来为数字电位器U7的8脚电源提供滤波，第一运算放大器U4、第二运算放大器U5构成一个恒电势电路，用来把电化学S02传感器的电流信号转化为电压信号，数字电位器U7用来为第二运算放大器U5提供合适的放大倍数，第一匹配电阻R1、第二匹配电阻R2、第三匹配电阻R3用来为第一运算放大器U4提供匹配，第四匹配电阻RL用来作为电化学 S02传感器U6的电流负载，第五匹配电阻R5用来为第二运算放大器U5提供匹配，第一上拉电阻R4用来把场效应管Ql的G脚上拉到3. 3V电源，电化学S02传感器U6用来和外部的S02气体发生反应，产生微弱的电流信号，场效应管Ql用来在电路断电时端接电化学S02传感器U6的S和R脚，以保持电化学S02传感器U6的活跃。如图5所示，所述的模数转换电路包括第十五滤波电容C17、第十六滤波电容C18、第二上拉电阻R7、第三上拉电阻R8、模数转换器U8，第十五滤波电容Cl7的正端、模数转换器U8的5脚接VREF参考电源，第十五滤波电容C17的阴极、第十六滤波电容C18的一端、模数转换器U8的2脚、模数转换器U8的6脚接地，第十六滤波电容C18的另一端、模数转换器U8的I脚与SIG信号连接(与信号调理电路连接)，第二上拉电阻R7的一端、模数转换器U8的3脚与微控制器13脚连接，第二上拉电阻R7的另一端、第三上拉电阻R8的一端接3. 3V电源，第三上拉电阻R8的另一端、模数转换器U8的4脚与微控制器14脚连接。第十五滤波电容C17采用4. 7uF/10V电解电容、第十六滤波电容C18采用O. 01uF/25V瓷片电容、第二上拉电阻R7采用10ΚΩ/0. 125W电阻、第三上拉电阻R8采用IOK Ω/0. 125W电阻、模数转换器U8采用Analog Devices公司的ADSl 100A1-7IDBV，模数转换电路把信号调理电路输出的SIG电压信号量化为数字信号，并通过IIC接口传送给微控制器，其中的第十五滤波电容C17用来为VREF参考电源提供滤波，第十六滤波电容C18用来为信号调理电路输出的SIG电压信号滤波，第二上拉电阻R7用来上拉IIC接口的时钟线，第三上拉电阻R8用来上拉IIC接口的数据线，模数转换器U8用来把SIG电压信号量化为数字信号。如图6所示，所述的存储电路包括第一下拉电阻R11、非易失性存储器U9，第一下拉电阻Rll的一端、非易失性存储器U9的I脚与微控制器5脚连接，第一下拉电阻Rll的另一端、非易失性存储器U9的5脚、非易失性存储器U9的6脚接地，非易失性存储器U9的2脚与微控制器6脚连接，非易失性存储器U9的3脚与微控制器7脚连接，非易失性存储器U9的4脚与微控制器8脚连接，非易失性存储器U9的7脚悬空，非易失性存储器U9的8脚接3. 3V电源。第一下拉电阻Rll采用100KΩ/0. 125W电阻、非易失性存储器U9采用Atmel公司的AT93C46，存储电路把对传感器的标定信息存储于非易失性存储器，需要时读出使用，其中的第一下拉电阻Rll用来上拉非易失性存储器U9的I脚到3. 3V电源，非易失性存储器U9用来存储数据。[0035]如图7所示，所述的调试接口电路包括第四上拉电阻R10、第十七滤波电容C19、第二接插件J2，第四上拉电阻RlO的一端、第二接插件J2的6脚接3. 3V电源，第四上拉电阻RlO的另一端、第十七滤波电容C19的一端、第二接插件J2的4脚与微控制器I脚连接,第十七滤波电容C19的另一端、第二接插件J2的2脚接地，第二接插件J2的I脚与微控制器2脚连接，第二接插件J2的3脚、第二接插件J2的5脚悬空。第四上拉电阻RlO采用4. 7ΚΩ/0. 125W电阻、第十七滤波电容C19采用O. luF/25V瓷片电容、第二接插件J2采用2. 54mm间距6芯双排接插件，调试接口电路用来对系统进行调试。如图8所示，所述的状态指示及按键电路包括第一限流电阻R9、第一发光二极管D2、第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3，第一限流电阻R9的一端与微控制器12脚连接，第一限流电阻R9的另一端与第一发光二极管D2的阳极连接，第一发光二极管D2的另一端、第一按键SI的一端、第二按键S2的一端、第三按键S3的一端接地，第一按键SI的另一端与微控制器16脚连接，第二按键S2的另一端与微控制器9脚连接，第三按键S3的另一端与微控制器10脚连接。第一限流电阻R9采用1ΚΩ/0. 125W电阻、第一发光二极管D2采用红色发光二极管、第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3采用贴片按键，状态指示及按键 电路用来输出系统状态和获取用户按键状态，其中的第一限流电阻R9用来对第一发光二极管D2进行限流，第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3用来获取用户的按键输入。本实用新型的工作过程为二氧化硫气体浓度探测电路提供基于串行通讯的二氧化硫浓度值输出，可以配合其它空气质量监测系统的工作。在二氧化硫气体浓度探测电路正常工作前，首先对不同的二氧化硫气体浓度进行标定，标定得到的参数存储于存储电路中的非易失性存储器中；正常使用时，读取微控制器中的非易失性存储器中的标定参数到内存中；信号调理电路把电化学二氧化硫传感器的浓度信号转化为电压信号，模数转换电路把该电压信号转化为数字信号；微控制器获取到数字信号后，结合软件算法进行当前二氧化硫浓度的计算；微控制器把计算得到的二氧化硫气体浓度信息通过串行通讯接口发送给其它系统，其它系统可以利用该浓度值实现特定功能；在二氧化硫气体浓度探测电路工作过程中，如果出现故障，通过状态指示电路作出提示。电源电路为各个模块提供电源，调试接口电路用于对二氧化硫气体浓度探测电路进行在线调试和程序写入。
权利要求1.一种二氧化硫气体浓度探测电路，包括微控制器、电源电路、信号调理电路、模数转换电路、存储电路、调试接口电路和状态指示及按键电路，其特征在于信号调理电路、模数转换电路与微控制器IIC接口信号连接，存储电路与微控制器I/ O 口信号连接，调试接口电路与微控制器调试接口信号连接，状态指示及按键电路与微控制器I/o 口信号连接，模数转换电路还与信号调理电路信号连接，所述的微控制器采用飞思卡尔公司的型号为MC9RS08KB12CTG的芯片；所述的电源电路包括第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、快恢复二极管D1、功率电感L1、降压稳压芯片U1、第五滤波电容C7、稳压二极管 DZ1、参考电压芯片U2、可恢复保险丝F1、第一接插件J1，第一滤波电容Cl的正端与第二滤波电容C2的一端、降压稳压芯片Ul的3脚、降压稳压芯片Ul的5脚连接并与12V电源连接；可恢复保险丝Fl的一端与12V电源连接；参考电压芯片U2的3脚、参考电压芯片U2的 4脚、稳压二极管DZl的阴极与12V电源连接；第一滤波电容Cl的负端与第二滤波电容C2 的另一端连接并接地；降压稳压芯片Ul的I脚与降压稳压芯片Ul的2脚、快恢复二极管 Dl的阳极连接并接地；第三滤波电容C3的负端与第四滤波电容C4的一端连接并接地；第一接插件Jl的2脚接地连接；参考电压芯片U2的2脚接地连接；第五滤波电容C7的一端接地连接；快恢复二极管Dl的阴极、降压稳压芯片Ul的4脚与功率电感LI的一端连接，功率电感LI的另一端与降压稳压芯片Ul的6脚、第三滤波电容C3的正端、第四滤波电容C4 的另一端连接3. 3V电源；第五滤波电容C7的另一端、参考电压芯片U2的5脚接VREF参考电源，参考电压芯片U2的I脚悬空，可恢复保险丝Fl的另一端与第一接插件Jl的3脚连接，第一接插件Jl的I脚与微控制器11脚连接，所述的降压稳压芯片Ul采用美信公司的 MAX1836EUT33-T,参考电压芯片U2采用德州仪器公司的LM4120AM5-3. 3，第一接插件Jl采用2. 54mm间距3芯单排接插件；所述的信号调理电路包括第六滤波电容C8、第七滤波电容C9、第八滤波电容C10、第九滤波电容Cl1、第十滤波电容C12、第^^一滤波电容C13、第十二滤波电容C14、第十三滤波电容C15、第十四滤波电容C16、第一运算放大器U4、第二运算放大器U5、数字电位器U7、第一匹配电阻R1、第二匹配电阻R2、第三匹配电阻R3、第四匹配电阻RL、第五匹配电阻R5、第六匹配电阻R6、第一上拉电阻R4、电化学S02传感器U6、场效应管Ql,第六滤波电容C8的一端、第一匹配电阻Rl的一端与第二匹配电阻R2的一端连接，第六滤波电容C8的另一端、电化学S02传感器U6的C脚与第一运算放大器U4的6脚连接,第七滤波电容C9的一端、第一运算放大器U4的7脚连接3. 3V电源；第一上拉电阻R4的一端与3. 3V电源连接；第九滤波电容Cll的一端、第二运算放大器U5的7脚连接3. 3V电源；数字电位器U7的I脚、第 i^一滤波电容C13的正端、第十二滤波电容C14的一端与3. 3V电源连接；数字电位器U7的 8脚、第十三滤波电容C15的正端、第十四滤波电容C16的一端连接3. 3V电源；第三匹配电阻R3的一端与第一运算放大器U4的4脚连接并接地；第五匹配电阻R5的一端与第二运算放大器U5的4脚连接并接地；第十三滤波电容C15的负端、第十四滤波电容C16的另一端接地；第^^一滤波电容C13的负端、第十二滤波电容C14的另一端接地；第七滤波电容C9的另一端、第九滤波电容Cll的另一端、第十滤波电容C12的一端、数字电位器U7的5脚均接地；第八滤波电容ClO的一端、第四匹配电阻RL的一端与第二运算放大器U5的2脚连接， 同时还与数字电位器U7的2脚连接，第八滤波电容ClO的另一端、第二运算放大器U5的6脚、第六匹配电阻R6的一端与数字电位器U7的3脚连接，第十滤波电容C12的另一端、第六匹配电阻R6的另一端与模数转换电路中模数转换器U8的I脚连接，第一运算放大器U4 的I脚、5脚、8脚悬空，第一运算放大器U4的2脚与第二匹配电阻R2的另一端连接，第一运算放大器U4的3脚与第三匹配电阻R3的另一端连接，第二运算放大器U5的I脚、5脚、 8脚悬空，第二运算放大器U5的3脚与第五匹配电阻R5的另一端连接，数字电位器U7的6 脚与微控制器13脚连接，数字电位器U7的7脚与微控制器14脚连接，第一匹配电阻Rl的另一端、电化学S02传感器U6的R脚与场效应管Ql的S脚连接，第四匹配电阻RL的另一端、电化学S02传感器U6的S脚与场效应管Ql的D脚连接,第一上拉电阻R4的另一端与场效应管Ql的G脚连接，数字电位器U7的4脚悬空，所述的第一运算放大器U4采用Analog Devices公司的0P77EZ、第二运算放大器U5采用Analog Devices公司的0P77EZ、数字电位器 U7 采用 Analog Devices 公司的 AD5110BCPZ80-500R7、电化学 S02 传感器 U6 采用 CITY 公司的7SH电化学S02传感器；所述的模数转换电路包括第十五滤波电容C17、第十六滤波电容C18、第二上拉电阻 R7、第三上拉电阻R8、模数转换器U8，第十五滤波电容C17的正端、模数转换器U8的5脚接 VREF参考电源，第十五滤波电容C17的阴极、第十六滤波电容C18的一端、模数转换器U8 的2脚、模数转换器U8的6脚均接地，第十六滤波电容C18的另一端接模数转换器U8的I 脚，第二上拉电阻R7的一端、模数转换器U8的3脚与微控制器13脚连接，第二上拉电阻 R7的另一端、第三上拉电阻R8的一端均接3. 3V电源，第三上拉电阻R8的另一端、模数转换器U8的4脚与微控制器14脚连接,所述的模数转换器U8采用Analog Devices公司的 ADS1100A17IDBV ；所述的存储电路包括第一下拉电阻R11、非易失性存储器U9，第一下拉电阻Rll的一端、非易失性存储器U9的I脚与微控制器5脚连接，第一下拉电阻Rll的另一端、非易失性存储器U9的5脚、非易失性存储器U9的6脚均接地，非易失性存储器U9的2脚与微控制器6脚连接，非易失性存储器U9的3脚与微控制器7脚连接，非易失性存储器U9的4脚与微控制器8脚连接，非易失性存储器U9的7脚悬空，非易失性存储器U9的8脚接3. 3V电源，所述的非易失性存储器U9采用Atmel公司的AT93C46 ；所述的调试接口电路包括第四上拉电阻R10、第十七滤波电容C19、第二接插件J2，第四上拉电阻RlO的一端、第二接插件J2的6脚均接3. 3V电源，第四上拉电阻RlO的另一端、 第十七滤波电容C19的一端、第二接插件J2的4脚与微控制器I脚连接，第十七滤波电容 C19的另一端、第二接插件J2的2脚均接地，第二接插件J2的I脚与微控制器2脚连接，第二接插件J2的3脚、第二接插件J2的5脚悬空，所述的第二接插件J2采用2. 54mm间距6 芯双排接插件；所述的状态指示及按键电路包括第一限流电阻R9、第一发光二极管D2、第一按键S1、 第二按键S2、第三按键S3，第一限流电阻R9的一端与微控制器12脚连接，第一限流电阻R9 的另一端与第一发光二极管D2的阳极连接，第一发光二极管D2的阴极、第一按键SI的一端、第二按键S2的一端、第三按键S3的一端均接地，第一按键SI的另一端与微控制器16脚连接，第二按键S2的另一端与微控制器9脚连接，第三按键S3的另一端与微控制器10脚连接。
专利摘要本实用新型涉及一种二氧化硫气体浓度探测电路。本实用新型包括微控制器、电源电路、信号调理电路、模数转换电路、存储电路、调试接口电路和状态指示及按键电路。信号调理电路、模数转换电路与微控制器IIC接口信号连接，存储电路与微控制器I/O口信号连接，调试接口电路与微控制器调试接口信号连接，状态指示及按键电路与微控制器I/O口信号连接，模数转换电路还与信号调理电路信号连接。本实用新型信号放大倍数可灵活调整且传感器读数矫正方便。
文档编号G01N27/26GK202837228SQ20122056482
公开日2013年3月27日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者李二涛, 仇建, 樊谨, 赵备, 张翔, 刘鹏 申请人:杭州电子科技大学