基于arm的高阻值气敏传感器测量装置的研究与设计

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1、河北工业大学硕士学位论文基于ARM的高阻值气敏传感器测量装置的研究与设计姓名：刘兰普申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：孙以材;潘国峰20061201河北工业大学硕士学位论文基于ARM的高阻值气敏传感器测量装置的研究与设计摘要经济的快速发展使得人们越来越注重生活质量，对有毒有害气体的检测成为人们的迫切要求，我国气敏传感器发展迅速，但气敏测量装置由于气敏传感器的高阻值特性及接口电路复杂等原因发展缓慢。在了解气敏传感器的气敏机理及气敏传感器的工作原理的前提下，研究并设计了适用于实验室用的高阻值气敏传感器测量装置。在本装置中采用广泛

2、应用于实际的拥有ARM7内核的LPC2131代替常用的51单片机，因LPC2131内部集成了多种硬件电路接口，有效地降低了成本，减小了装置体积。同时采用锂电池作为供电电源，方便便携式测量装置的使用和推广。硬件电路以拥有ARM7内核的LPC2131为MCU，利用其强大的数据处理能力及控制能力，内部集成的多种硬件电路，结合外部多种接口芯片，组成了采样电路、加热电路及PWM电路等，设计出了显示气敏元件阻值及其所处气体浓度的测试电路，实现了高阻值的基本测量，精度达到预定要求。软件设计以硬件电路为依托，结合启动代码，自行设计了各底层芯片驱动程序以及整体程

3、序设计，利用LPC2131的实时在线调试功能，使整体调试通过，实时监测电源电压，对温度准确控制，同时测量气敏薄膜的电阻，经元件阻值和气体浓度的校准后，可显示被测气体浓度，同时提供一个友好的用户界面，并具备报警功能，实现了气敏传感器智能化。该装置具有动态测量范围大（1MΩ－500MΩ），精确度高（电阻值精确度优于0.5%），功耗低、体积小、成本低、可重复利用等特点，完全满足气敏测试需要。关键词：ARM7，LPC2131，高阻值，气敏传感器，硬件，软件i基于ARM的高阻值气敏传感器测量装置的研究与设计INVESTIGATIONANDDESIGNOF

4、THETESTINGDEVICEBASEDONARMFORTHEHIGHRESISTANCEGASSENSORABSTRACTTheeconomicdevelopmentmakespeopletocareabouttheirlivesmoreandmore,Peoplewanttomeasuretheharmfulgasmoreeasy.Inourcountry,thegassensordevelopquickly,butthegassensortestingdevicedevelopslowlybecauseofthehighresistan

5、ceofthegassensorandthecompactinterfaceofthetestingequipment.Knowingaboutthemechanismofthegassensitivematerialandworkprincipiumofthegassensor,wehavedesignedandinvestigatedatestingdeviceforgassensorthathashighresistance.Thisdeviceisusedinourlaboratory.Weapplytheincreasinglypop

6、ularARMtechnologytothetestingcircuitinthisdesigninsteadoftheC51singlechip,LPC2131whichintegratesmanyhardwarefunctionsinside,soitreducedthecostandminimizedthesettingvolume.Atthesametime,weusedthelithiumcellasthepower,itwasconvenientfortheuseandpopularizingofthetestingdevice.C

7、ombiningthepowerfuldatacalculationandcontrolcapabilityofARMwiththehighresistancecharacteristicandmechanismofgassensitivematerial,thistestingdevicemakesupthesamplingcircuit,heatingcircuitandPWM,itcandisplaythegassensor’sresistanceandthegasdensitywhereabouts,itfulfillstheneedo

8、fgassensortest.Thesoftwareisdesignedonthebasisofthehardware,withthesetupcod