基于89S51的TiO2氧敏傳感器測量電路
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由于氣敏傳感器電阻特性的非線(xiàn)性，為了滿(mǎn)足高精度測量的要求，有必要加入線(xiàn)性化電路進(jìn)行補償。半導體Ti02是缺氧型氧化物，在氧分壓低的介質(zhì)氣體中由于氧缺位而構成電子傳導型半導體。圖3對應于TiO2 氧敏傳感器電阻與氧分壓P的關(guān)系?？杀硎緸椋?img onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" onmousewheel="return bbimg(this)" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20130926/173843_2_0.jpg" onload="javascript:if(this.width>500)this.style.width=500;" border="0" />其中：A----常數；E----導電活化能；k----波爾茲曼常數；T----溫度；n----敏感材料與氣氛相平衡時(shí)主導缺陷所決定的常數，在n型半導體中為負，即電阻隨分壓升高而下降。
線(xiàn)性化電路最重要的集成電路是平方律電路。該電路采用模擬運算電路AD538。AD538是美國ＡＤＩ公司出品的單片實(shí)時(shí)模擬計算芯片，它能實(shí)時(shí)完成對數、指數、乘方和開(kāi)方等運算，結構簡(jiǎn)單、精度高、運算速度快，可在高速工業(yè)測控系統、航空航天以及國防領(lǐng)域得到應用，它有三個(gè)輸入電壓VX，VY，VZ。其輸出電壓可以按照公式（1）的函數關(guān)系輸出。由于線(xiàn)性化電路的前級是比例運放電路，其輸出關(guān)系為公式（2），為，這樣TiO2氧敏傳感器的輸出電阻與氧氣濃度之間的非線(xiàn)性關(guān)系經(jīng)過(guò)變換可表示為公式（3），這里設置m=n-1，就可以得到輸出電壓與氧分壓P之間的線(xiàn)性對應關(guān)系，簡(jiǎn)化為公式（4）。這樣只需要適當添加一些外圍元件，其工作系數m由R23和R30決定，即可實(shí)現。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/173843.htm線(xiàn)性化電路示于圖4。檢測氣體時(shí)，用穩壓電源5V對氣敏傳感器進(jìn)行間接加熱，其氣體濃度的等效電阻隨著(zhù)氣體濃度增加而呈非線(xiàn)性減少。
在沒(méi)有線(xiàn)性化電路時(shí)，具有接近-1%的非線(xiàn)性誤差；而增加線(xiàn)性化電路后，非線(xiàn)性誤差變?yōu)榇蠹s0.1%~0.2%。
4．MAXIM7219組成的顯示電路
在單片機系統中，單片機與LED的連接方式有并行和串行方式，并行方式由于占用口線(xiàn)多，不利于系統的進(jìn)一步擴展，串行方式一般采用74LS164或74LS595，由于它們一個(gè)芯片只能驅動(dòng)一位LED，要想輸出8位LED顯示，則需要8片集成電路，造成電路復雜，體積增大。
MAX7219（1）是單片機和共陰極七段――八位LED 顯示或64 點(diǎn)陣顯示接口的小型串行輸入/輸出芯片，一片就可以驅動(dòng)8位LED，電路簡(jiǎn)單又節約口線(xiàn)。片內包括BCD 譯碼器、多路掃描控制器、字和位驅動(dòng)器和8×8 靜態(tài)RAM。外部只需要一個(gè)電阻設置所有LED 顯示器字段電流。MAX7219 和單片機只需三根導線(xiàn)連接，每位顯示數字有一個(gè)地址由微處理器寫(xiě)入。允許使用者選擇每位是BCD 譯碼或不譯碼。
MAX7219 和單片機之間有三條引線(xiàn)（DIN、CLK、LOAD），采用16 位數據串行移位接收方式。即單片機將16 位二進(jìn)制數逐位發(fā)送到DIN 端，在CLK 上升沿到來(lái)前準備就緒，CLK 的每個(gè)上升沿將一位數據移入MAX7219 內移位寄存器，當16 位數據移入完，在LOAD 引腳信號上升沿將16 位數據裝入MAX7219 內的相應位置，在MAX7219 內部硬件動(dòng)態(tài)掃描顯示控制電路作用下實(shí)現動(dòng)態(tài)顯示。
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