基于单片机的二氧化碳浓度检测器设计

基于MSP430单片机监测环境温湿度以及二氧化碳浓度毕设设计总讲明ⅡGeneral Description of Construction Design Ⅳ第1章绪论61.1 研究的目的及意义61.2 国内外研究的情形71.3 系统的要紧性能指标和工作任务81.4 方案论证8第2章工具简介 102.1 C语言102.2 IAR软件11第3章硬件设计163.1 主控芯片的介绍163.1.1 MSP430F149的工作方式173.1.2 P口介绍193.1.3 MSP430指令的介绍243.1.4 MSP430中断介绍和储备器断介绍263.1.5 MSP430定时器283.1.6 时钟模块 303.1.7 比较器模块313.1.8 模数转换模块323.2 电源电路的设计323.3 晶振和复位电路以及USB下载电路的设计353.4 液晶显示模块LCD12864 373.5 时钟芯片DS1302 393.5.1 DS1302 的差不多组成和工作原理403.5.2 DS1302 内部寄存器413.6 温湿度芯片453.7 二氧化碳气体传感器493.7.1 二氧化碳浓度传感器TGS4160概述49 3.7.2 TGS4160的内部结构493.7.3 TGS4160的工作原理503.7.4 二氧化碳检测电路设计 523.8 超限操纵处理模块52第4章软件设计 544.1 程序的流程图设计544.1.1 主程序设计流程图544.1.2 温湿度和气体采集及处理框图 694.1.3 LCD12864显示流程图85第5章调试与体会915.1 调试过程915.2 总结体会92致谢93参考文献 95婴儿室环境监测电路的设计设计总讲明随着科技的飞速进展和普及，高性能设备越来越多，各行各业对温湿度的要求也越来越高。

关于刚出生的婴儿，刚脱离母体进入新环境，对新环境温湿度的要求同样也专门高。

传统的温湿度监测模式是以人为基础，依靠人工轮番值班，人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息。

监测和易燃气体检测,医疗检测和食品工业等领域[8⁃11]㊂气体传感器可作为气体信息的检测装置,在信息获取中起到十分重要作用[12⁃13]㊂笔者设计了一种以STC89C52单片机为核心的基于气体传感器的二氧化碳报警器㊂当空气中CO 2的浓度超出预设值时,该报警器可以实现声光报警功能,同时可实时显示室内CO 2浓度值㊂基于现有研究结果,0.5%被认为是人体对CO 2长期耐受浓度的极限,而1.5%是CO 2毒性的起始浓度,故本设计中空气中CO 2浓度的预设值为1.5%[14]㊂1　报警器系统总体设计基于气体传感器的室内二氧化碳浓度监测报警器系统如图1所示㊂报警器系统的硬件主要由传感器信号采集㊁信号调理㊁模数转换㊁微控制和声光报警单元组成㊂图1　报警器系统总体设计图Fig.1　General design of the alarm system 传感器信号采集单元主要包括二氧化碳气体传感器和传感器加热驱动电路㊂二氧化碳气体传感器是报警系统中信号传输的第1站,其主要作用是感知待测气体浓度,并将采集到的包含待测气体信息的非电量信号转换为电信号输出㊂信号调理单元起到信号调理作用,它将根据实际需要,将前一级气体传感器输出信号进行放大或滤波等操作,再传递给后一级模数(A /D:Analog /Digital)转换单元㊂A /D 转换单元具有模数转换功能,其作用是将来自气体传感器的模拟信号转换为数字信号并发送给微控制器,以便系统方便进行数据处理㊂微控制单元(MCU:Microcontroller Unit)是报警系统的核心部件,起到总指挥作用㊂微控制单元发出各种指令,控制数据的收发,将外部设备组织协调在一起,实现一定的逻辑功能㊂它将A /D 模块输出的数字信号做进一步处理,并进行报警逻辑判断㊂如果判断逻辑为真,则控制声光单元发出报警提示㊂声光报警单元包括蜂鸣器㊁发光二极管和数码管㊂数码管显示CO 2浓度,蜂鸣器和LED (Light Emitting Diode)灯在室内气体浓度超标时起到声光同时报警作用㊂2　硬件电路设计信号采集单元中选用的气体传感器为MG812型二氧化碳气体传感器㊂该传感器具有体积小㊁功耗低㊁灵敏度高㊁选择性较好㊁重复性较好㊁受温度湿度环境影响较小等特点㊂MG812型二氧化碳气体传感器的实物图㊁引脚分布图及其内部加热驱动电路如图2所示㊂图2　气体传感器实物图㊁引脚分布图及内部加热驱动电路Fig.2　Gas sensor profile display ,pin distribution diagram and internal heating drive circuit diagram 引脚分布如图3所示,其中引脚1㊁3为加热电极,一般器件工作时需提供5V 工作电压㊂2㊁4为信号电极,连接下一级信号调理单元电路㊂信号调理单元和模数(A /D)转换单元选用16位A /D 芯片AD7705㊂该芯片兼并信号调理功能和828吉林大学学报(信息科学版)第41卷模数(A/D)转换功能,内含前级缓冲器㊁可编程增益放大器㊁基于Σ⁃Δ调制原理的模数转换电路㊁数字滤波器㊁控制寄存器及串行接口㊂AD7705主要应用于低频测量的模拟前端,可直接输入前级传感器的低电平模拟信号,然后输出16位串行数字信号㊂AD7705还包括自校准和系统校准功能,用以消除部件或系统中的增益偏移误差㊂该器件为CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)结构,具有极低功耗,其中掉电模式可降低功耗至20μW 典型值㊂微控制单元(MCU)选用STC89C52芯片㊂该芯片是一种低功耗㊁高性能的8位微控制器,使用经典的MCS⁃51内核,但进行很多改进使芯片具有增强型功能㊂该芯片的最小系统包括电源㊁晶振和复位3部分,芯片引脚图和部分电路如图3所示㊂该芯片的工作电压范围为3.3~5.5V㊂为了有效滤除高频噪声,可在电源正极和负极之间加入10μF 和0.1μF 并联的滤波电容增加电源的稳定性㊂晶振为单片机提供基本的时钟信号,该设计采用12MHz 的晶振㊂在芯片的XTAL 1和XTAL 2两个引脚上外接一个12MHz 的晶振和两个30pF 电容㊂晶体和电容组成并联谐振电路,作为反馈元件,构成一个自激振荡器,通过XTAL 1和XTAL 2两个引脚向内部时钟提供一定频率的时钟源信号㊂器件在上电时需要进行复位操作,使系统处于确定的初始状态㊂当程序出错或跑飞时也需要复位操作,让程序能从头开始运行㊂STC89C52的复位信号从RST(Reset)引脚输入,RST 引脚上保持24个振荡周期以上的高电平即可实现复位㊂复位有上电自动㊁手动和看门狗复位3种方式㊂通常采用多种方式组合的设计㊂图3　芯片引脚分布图及部分电路图Fig.3　Chip pin distribution and part of the circuit diagram 声光报警单元由蜂鸣器㊁LED 灯和数码管3部分组成㊂数码管显示二氧化碳的浓度,蜂鸣器和LED 灯起报警作用㊂当室内二氧化碳浓度超标时,蜂鸣器发声,LED 灯闪烁,实现报警功能㊂图4　程序流程图Fig.4　Program flow chart 3　软件设计该报警器的设计使用keil uVision4软件完成程序编译,程序设计采用C 语言㊂报警器程序主要包括数据采集㊁数据处理和报警单元3个模块㊂其中数据采集模块包括气体浓度信息采集和模数转换㊂数据处理模块包括信息转换和报警逻辑,报警单元模块包括声光报警和数码显示㊂程序流程如图4所示㊂报警器开始工作后,系统首先初始化,完成初始化后进行气体浓度信息采集㊂对采集到的气体浓度信息进行模数转换,系统对接收到的信息进行数据处理后提交报警逻辑判断㊂当报警逻辑判断结果为True 时,声光报警单元启动,数码管同时显示气体浓度值㊂当报警逻辑判断结果为False 时,声光报警器关闭,结束一个工作程序㊂报警器部分代码程序如下所示㊂AD7705的初始化程序:void ad7705_initiate (){ ad7705_write8bit(0x20);/*配置通信寄存器㊂选择通道AIN1,下个操作对时钟寄存器写*/ ad7705_write8bit (0x08);/*写时钟寄存器㊂选择2.46MHz 的主时钟频率,20Hz 的输出更新率*/ ad7705_write8bit(0x10);/*设置通信寄存器㊂选择928第5期贺媛,等:室内二氧化碳浓度监测报警器设计038吉林大学学报(信息科学版)第41卷通道AIN1,下个操作对设置寄存器写*/ ad7705_write8bit(0x60);/*写设置寄存器㊂设置增益为16,双极性输入模式,开始自校准*/}数据处理函数的程序:int dataprocess(int addata)else if(addata>1219×16)　s=2000;{elses=3000;int s;if(s>=1500){led=0;beep=0;}if(addata>1506×6)　s=100;if(s>=3000)else if(addata>1428×16)　s=200;{for(i=0;i<60;i++)else if(addata>1375×16)　s=500;{beep=~beep;delay(2000);}}else if(addata>1336×16)　s=800;return(s);else if(addata>1311×16)　s=1000;}else if(addata>1271×16)　s=1500;4　结　语针对室内二氧化碳浓度监测,笔者设计了一种低功耗㊁小体积㊁低成本的二氧化碳报警器㊂该报警器设置报警阈值为1.5%㊂当室内CO2浓度大于1.5%时,报警器启动,蜂鸣器发声,LED灯亮㊂数据每10s更新一次㊂若监测到室内CO2浓度超过报警阈值,报警器会持续响应1min,之后再次采集数据,重新检测㊂基本实现了预期功能㊂参考文献:[1]高会玲.室内空气质量优化分析[J].中华建设,2023(1):69⁃71.GAO H L.Indoor Air Quality Optimization Analysis[J].China Construction,2023(1):69⁃71.[2]贺小凤,王国胜.高层住宅室内空气质量检测和评价研究[J].科技创新与应用,2019(1):17⁃20.HE X F,WANG G S.Study on Indoor Air Quality Detection and Evaluation of High⁃Rise Residential Buildings[J]. 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CO2气体浓度检测仪的硬件设计摘要：随着我国工农业逐步进入高速发展的美好时代，也伴随着人们对于生活品质的不断追求。

我们越来越关注于和我们生活、生产密不可分的环境因素带来的影响。

其中CO2气体的浓度是其中一个极其重要的关键因素之一。

二氧化碳占据了地球大气环境中体积百分之0.0385的比例，看似很少，但二氧化碳对生活、生产都具有非常重大的影响。

在生产中，近年来迅速发展的温室种植技术让各种蔬菜、瓜果、花卉能够常年不间断供应。

在温室种植的技术中，一个很重要的技术就是控制温室大棚中二氧化碳的浓度。

因为二氧化碳对于不同作物生长所需的浓度是不同的，所以为了最优化生产，我们需要对二氧化碳浓度进行控制性的增施和排放。

所以设计开发制造出二氧化碳浓度的检测仪用来进行大棚温室种植的农业生产，对提高农业的生产量有着异常巨大的促进作用。

在生活中，二氧化碳对于人类日常作息也有着潜移默化的影响。

生活环境气体中高浓度的二氧化碳浓度极其容易导致人体血液循环中的血液碳酸浓度增大，酸性增强，导致产生酸中毒。

当空气中的二氧化碳的体积百分比达到百分之一时，人体就会感到气闷，心慌。

头晕；6%以上时会使人神志不清、呼吸困难甚至死亡。

所以设计二氧化碳浓度检测仪是非常有好处的。

本论文主要针对封闭空间内二氧化碳浓度，结合了单片机系统的控制技术，设计了一套自动实时检测二氧化碳气体浓度的产品。

该产品以朗博~比尔定理与二氧化碳气体的吸收原理为核心原理，将浓度值将显示在LCD显示屏中。

成品体积小，易携带，成本低，适用于各种小型家用农用环境。

关键字：传感器、二氧化碳浓度、51单片机、大棚温室、LCDThe hardware design of carbon dioxide detetorAbstractWith the high-speed development of industry and agriculture in China ,We all focus on the quality of life because the the effects of environmental factors. The carbon dioxide concentration is one of the very important factors. Carbon dioxide occupied 0.0385% of the earth's atmosphere environment volume, It seems to be very few, but the carbon dioxide has a significant impact on the production and our life.In the recent years the rapid development of greenhouse planting technology canmake all kinds of vegetables, fruits, flowers all year round uninterrupted supply. In the greenhouse planting technology, a very important technique is to control the carbon dioxide concentration in the greenhouses. Because carbon dioxide has different effects to growth . So in order to optimize production, we need to control the carbon dioxide concentration . So the design of carbon dioxide concentration detector used in greenhouse greenhouse agricultural production can be a huge role in the agricultural production.In life, carbon dioxide concentration also has the subtle influence for human daily. High concentrations of carbon dioxide in the life can increase carbon acid concentration in the blood in the body, even produces acidosis. As carbon dioxide increase volume percent is 1% in the air, the body will feel quite stuffy, palpitate,dizziness; More than 6% will make people delirious, breathing problems and even death. So the design of carbon dioxide concentration detector is very useful.This design focuses on the close room synthetically consider in detail , such as accuracy, stability and price.It is based on AT89C51 and showed through concentration sensor and the LCD display of the design method. The production is small and easy to carry.The production is also suitable for all kinds of small household agricultural environment.This paper focuses on carbon dioxide concentration in the enclose room with Lambert - bill (Lambert Beer law, CO2 molecular infrared absorption theory, automatic control theory .principle and circuit design combined with single chip microcomputer system control technology, which design a set of testing carbon dioxide concentrations. While we synthetically consider in detail the factors, such as accuracy, stability and ratio of the core .The paper is designed on AT89C2051 . Through concentration sensor is displayed in the LCD display of the design method. Finished product is small in size, easy to carry, low cost, suitable for all kinds of small household agricultural environment.Key words : Greenhouse carbon dioxide concentration, AT89C2051,LCD, sensors。

摘要目前，汽车已经很普及，尤其是城市里，它已经成为大部分都市人的代步工具。

经济越发达的地方汽车越普遍。

于此同时汽车的性能也在不断提高。

人类的生活离不开氧气的存在，由于汽车是封闭的空间，这就需要驾驶员可以及时换气，保证车内有足够的氧气。

系统采用单片机自动控制技术，自动检测车内二氧化碳的浓度，及时提醒驾驶员通风换气。

系统的总体布置有四个部分组成：数据采集，信号处理，控制执行部件，串口通讯部分。

系统主要有下列功能：通过传感器检测二氧化碳浓度，经过放大处理和转换器，浓度值显示在LCD上。

当采集的浓度值超过设定值时，报警电路及时反应，发出警报。

系统是以AT89C51为核心控制元件设计的。

成本低，技术开发难度小，适用性强，灵活性好。

关键词CO2测控单片机AbstractAt present,cars have become very popular, especially in the city.Car become most people's transport. The more developed economy where the common car. At the same time the performance of the car also is rising ceaselessly. Life can not do without the presence of oxygen. As the car is closed space, this needs the driver can timely ventilation, to ensure that the car have enough oxygen.System USES single-chip microcomputer automatic control technology, automatic inspection in the concentration of carbon dioxide, timely remind the driver of ventilated take a breath.System layout has four parts: data acquisition, signal processing, control executive part, serial communication part.System mainly has the following functions: through the sensor to test the carbon dioxide concentration, after amplification processing and converter, and displayed on the LCD. When the acquisition of the density than set value, alarm circuit, a timely response. This system based on AT89C51 as the core control component design. Low cost, technology development difficulty small, applicability, mobility is goodKey words CO2measurement and control Single Chip Microcomputer基于单片机车内二氧化碳浓度测控系统目录摘要 0Abstract (1)第二章总体方案的设计 (5)2.1系统的功能要求 (5)2.2系统总体方案的设计 (5)2.3系统工作原理 (6)2.4元器件的选择 (6)2.4.1单片机的选择 (6)2.4.2二氧化碳传感器的选择 (7)2.4.3模拟信号转换器的选择 (10)2.4.4 显示器的选择 (12)2.5键盘的选择 (13)2.6本章小结 (14)第三章系统硬件电路的设计 (15)3.1 微控制器的概述 (15)3.2 二氧化碳传感器电路设计 (17)3.3 A/D转换器及其接口电路图 (19)3.4 LCD显示电路 (19)3.5 报警电路 (20)3.6键盘电路的连接 (21)3.7本章小结 (21)第四章系统软件设计 (22)4.1 主程序流程图设计 (22)4.2 ADC0809流程图设计 (23)4.3显示流程图设计 (25)4.4按键流程图 (26)4.5本章小结 (29)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)第一章绪论1.1设计背景与研究意义据调查报告显示，中国作为一个汽车新兴大国，去年已经成为世界最大的汽车生产国和第一大新车市场，汽车保有量近几年迅速扩大。

1 引言1.1 项目的研究背景随着人民生活水平的提高和对环境问题及健康问题的日益重视，室内空气品质状况受到越来越多的关注。

由于现代生活节奏的加快，人们在起居室、办公室等室内环境的滞留时间越来越长。

如果把工作、居住和休闲的时间都加在一起，在西方工业发达国家人们在室内停留的时间己达全天的93%左右，而我国也超过了全天的85%室内空气品质状况直接影响人们的身体健康。

恶劣的室内空气是不良建筑物综合症的主要原因。

美国环境保护局(EPA)与世界卫生组织(WHO)进行的联合调查表明，有大约20%的美国建筑存在严重的室内空气污染，40%有一定程度的室内空气污染，另40%存在轻微或没有室内空气污染[1]。

根据美国环境健康总署的调查，室内主内空气污染常常是室外空气污染浓度的2-3倍，在冬季缺乏通风，使用燃料取暖炉等情况下甚至高达100倍。

一般家庭室内可检测到的污染物多达300种，而有68%的人体疾病与室内空气污染有关。

美国职业安全及健康局的报告认为，在美国，企业因室内空气恶劣而造成的工时损失平均约每人每日14-15分钟[2]。

1.1.1 气体危害现状仅以人类自身来说，其日常生活和生产活动都与周围的大气环境密切相关，大气的变化对人类有极大的影响。

空气中还有有毒气体，会给人类带来灾难。

可燃气体的泄露会引起爆炸和火灾使人类的生命和财产遭受损失。

随着工业规模逐渐扩大，产品的种类不断增多，气体原料和生产过程中的产生的气体种类和数量不断增多，尤其是石油﹑化工﹑煤炭和汽车等工业发展，致使大气污染日益严重。

酸雨﹑温室效应和臭氧层破坏成为严重的环境问题。

环境污染已逐渐影响到人类的生存。

因此，对人类生存和生产环境中的各种气体，气味进行准确的检测和分析是必要的。

近几年的研究注意到，居室的室内污染问题也越来越为突出，严重威胁人体健康。

长期生活和工作在有污染的室内环境中，易出现不适感，症状多为头痛﹑流鼻涕﹑眩晕﹑行动迟缓和记忆力衰退等，世界卫生组织将此种现象称为“致病建筑物综合症”。

毕业设计(论文）任务书设计（论文）题目：二氧化碳浓度检测器设计系部：机械工程系专业：机械电子工程学号：学生：指导教师（含职称）：xx副教授）专业负责人: xxx1．设计（论文）的主要任务及目标根据课题要求进行市场调研，确定主要的技术参数;拟定总体方案，并进行论证；检测器原理方案设计；主要元件的选择或设计;检测器外形设计；二氧化碳浓度检测器性能分析，使用说明。

2．设计（论文）的基本要求和内容检测器性能：测量范围700ppm—3000ppm,测量精度-5ppm到5ppm;具有数码显示功能和报警功能;规格：便携式,6V干电池供电;成本：批量生产单套成本小于等于1500元人民币；3．主要参考文献【1】Ir。

Gnus Van de Berg，翻译/汤卫国。

荷兰温室控制系统的发展［J].现代农业装备，2003：42—43.【2】房德君等．一种新型单片机综合试验系统［J].山东工程学院学报，1996，4：15-19【3】刘焕平．MCS-51系列单片机实验板［J］．石家庄职业技术学院学报，2002，4：17-18【4】杨培林，郭晶等．国内外设施农业的现状及发展态势［J］．山东农机化，2003，01：10-11【5】范海涛．世界设施农业发展现状[J］．农村实用工程技术，2001，01：10—11【6】Hashimoto Y，etc．Some speaking plant approach to the synthesis of control system in the greenhouse［J］．Acta Hort,1985，174：219—2264．进度安排二氧化碳浓度检测器设计摘要随着社会经济的发展，人们生活水平普遍提高，瓜果、蔬菜及花卉的社会需求数量和品质要求也不断提高，特别是大中城市需要周年供应新鲜蔬菜，因此农业温室得到迅速发展。

二氧化碳气体对农作物的生长起着非常重要的作用。

近些年来,我国北方农村形成了以日光温室为主导的农业产业化，因此，为二氧化碳的增施创造了有利的条件。

基于STM32的便携式二氧化碳监测仪设计CO2浓度的检测方法大致分化学方法和物理方法。

CO2浓度检测方法有滴定法、热催化法、气敏法、电化学法，这些属于化学方法，这些方法普遍存在价格贵，普适性差等问题，且测量精度较低。

而物理的方法有超声波法、气相色谱法以及众多借助于光学来实现检测的方法。

也有像光声光谱法这种化学和物理结合的方法。

吸收光谱法的依据是不同化学结构的气体分子对不同波长的辐射的吸收程度不同，CO2气体分子对特定波长的红外光有强烈的吸收。

目前各种检测用的CO2传感器主要有固体电解质式、钛酸钡复合氧化物电容式、电导变化型厚膜式等，这些传感器存在对气体的选择性差、易出现误报、需要频繁校准、使用寿命较短等不足。

而红外吸收型CO2传感器具有测量范围宽、灵敏度高、响应时间快、选择性好、抗干扰能力强等特点。

因此，本次设计采用红外吸收型 CO2传感器。

1 传感原理红外吸收型CO2气体传感器是基于气体的吸收光谱随物质的不同而存在差异的原理制成的。

不同气体分子化学结构不同，对不同波长的红外辐射的吸收程度就不同，因此，不同波长的红外辐射依次照射到样品物质时，某些波长的辐射能被样品物质选择吸收而变弱，产生红外吸收光谱，故当知道某种物质的红外吸收光谱时，便能从中获得该物质在红外区的吸收峰。

同一种物质不同浓度时，在同一吸收峰位置有不同的吸收强度，吸收强度与浓度成正比关系。

因此通过检测气体对光的波长和强度的影响，便可以确定气体的浓度。

根据比尔朗伯定律，输出光发光强度I、输入光发光强度I0和气体浓度c之间的关系为I=I0exp（-αmLc）（1）式中：αm为摩尔分子吸收系数;c为待测气体浓度;L为光和气体的作用长度（传感长度）。

对式（1）进行变换，得：2 仪器设计框图前端传感器输出的数字信号，以串口方式与STM32进行通讯，此仪器设计三通道采集，利用继电器电路对传感器通道进行选择，STM32将浓度值显示在液晶屏上，液晶屏带有触摸功能，通过编写液晶显示界面，调用相关按键程序，选择传感器通道以及保存为U盘数据等功能。

基于单片机控制的二氧化碳浓度测试计相关专题：电子应用时间：2009-06-16 06:56 来源：icbuy亿芯网1 引言大气中过多的二氧化碳(CO2)不仅对人类赖依生存的地球造成威胁，同时公共场合由人体呼吸排出的大量二氧化碳气体也容易导致人们疲劳、注意力不集中、头痛等症状。

因此，在医院、学校等人口密集的环境中设置CO2监控设备可以有效地监测和改善空气质量。

为人们提供更好的生活环境。

最常用的CO2浓度测试方法是非色散红外吸收法(NDIR法)。

这种方法利用CO2有选择性的吸收4．26μm红外线的特性，根据朗伯比尔定律可精确测试CO2气体浓度，但该方法有一个明显缺点，即在CO2浓度较低的地方测试时，需要较长的光路通过气体(气室长度)以获取良好的吸收效应，既意味着需要使用体积较大且具有精密光学器件的设备，与这些昂贵的设备相比，利用半导体CO2传感器测试CO2浓度，具有设备体积小，成本低、寿命长等特点。

提出一种基于CDM416l型CO2浓度测试模块以及Attiny26单片机的CO2浓度测试与自动通风系统的设计方法。

2 CDM4161简介有别于固态或者液态电解质气体传感器，半导体气体传感器是利用半导体材料的各种化学特性将空气中含有的特定气体(即待测气体)以适当的电信号检测或定量的器件。

其优点是灵敏度高、响应速度快、体积小、寿命长、便于集成化、智能化，能使检测转换一体化。

世界上最先实现半导体气体传感器商品化的是日本费加罗公司发明的TGS系列半导体气体传感器。

CDM4161是费加罗公司生产的一种CO2气体浓度测试模块，其内部集成了TGS4161 CO2气体传感器以及PICl6LF88单片机，CDM4161对空气中CO2气体浓度的测量范围为400～4000 ppm，并且在空气中对CO2气体有高选择性．而对一氧化碳和甲烷等气体不敏感，CDM4161内部集成的单片机可对传感器采集到的信号处理和自动校准，以使其输出的电平值与CO2气体的浓度保持良好的线性关系。

二氧化碳传感器TGS4160原理及应用二氧化碳传感器TGS4160是深圳市新世联科技有限公司热销的气体传感器之一，关于二氧化碳传感器TGS4160原理及应用资料，可查看本站二氧化碳传感器TGS4160产品的PDF资料。

TGS4160是日本FIGARO（弗加罗）公司生产的一种固态电化学型二氧化碳传感器（CO2 sensor），该器件除具有体积小、寿命长、选择性和稳定性好等特性外，同时还具有耐高湿和耐低温等特点。

因而可广泛用于自动通风换气系统或CO2气体的长期监测等应用场合。

下文将给大家叙述该传感器的内部结构和工作原理，给出了一个用二氧化碳传感器TGS4160设计的专用模块的基本应用电路原理图。

１二氧化碳传感器TGS4160概述TGS4160二氧化碳传感器是FIGARO（弗加罗）公司生产的固态电化学型气体敏感元件。

这种二氧化碳传感器除具有体积小、寿命长、选择性和稳定性好等特点外，同时还具有耐高湿低温的特性 可广泛用于自动通风换气系统或是ＣＯ２气体的长期监测等应用场合。

但是，由于TGS4160的预热时间较长（一般为２小时），所以，该器件比较适合于在室温下长时间通电连续工作。

此外，为了方便客户使用，FI-GARO公司还专门设计了带温度补偿的传感器处理模块ＡＭ－４。

该模块采用微处理器进行控制，ＣＯ２气体浓度的输出信号电平为０．０～３．０Ｖ，相当于０～３０００ｐｐｍ的浓度，并有中继转接控制口，可输出高、低两种门限信号以供外接控制使用。

TGS4160传感器的主要技术参数如下：●测量范围：０～５０００ｐｐｍ；●使用寿命：２０００天；●加热器电压：５．０±０．２ＶＤＣ；●加热器电流：２５０ｍＡ；●加热器功耗：１．２５Ｗ；●内部热敏电阻（补偿用）：１００ｋΩ±５％；●使用温度：－１０～＋５０℃●使用湿度 ５～９５％ＲＨ；●产品尺寸：最大外径Φ２４ｍｍ，高２４ｍｍ，引脚长５．８ｍｍ。

２二氧化碳传感器TGS4160内部结构TGS4160二氧化碳传感器是一种内含热敏电阻的混合式CO2敏感元件。

引言我们的地球被一层大气包围着，其中氧气占21％，78％是氮气，1％是其它气体。

这1％气体当中，就有只有一小部分为二氧化碳气体，约为300ppm （百万分之一，即0.03％）。

虽然含量较少，但是二氧化碳的作用缺越来越受到高度的重视。

大气二氧化碳持续增加，从而对整个地球的气候产生重大影响，让人们对二氧化碳这一微量气体有了新的认识。

另一方面，做为植物光和作用的原料气体，二氧化碳的应用技术水平对农业大国来说也是至关重要。

在办公室的公共场合，二氧化碳测量也十分必须。

二氧化碳在空气中的含量越高，对人体的影响就越大，当二氧化碳含量高出0.7％时，人体就会感到不舒服，当二氧化碳含量超过10％时，人体就会出现昏迷和死亡。

达到20％，人就会在几秒内死亡。

因此在人群比较密集的地方，二氧化碳含量是一个非常重要的参数，直接关系到人体舒适度和安全。

当代电子技术飞速发展，大规模集成电路不断普及应用，给人们的生活带来巨大的变化。

同时人们对于自己的生活质量要求也不断提高。

如何根据实际需求设计二氧化碳浓度测量系统就成为一个具有现实意义的课题。

传感技术应用的领域越来越广泛，同时对其的要求也越来越高，需求越来越迫切。

二氧化碳传感器的技术研究也越来越成熟，产品的性能也越来越高。

同时，语音芯片应用不断普及，语音芯片产品的发展也十分迅速，新型号的语音芯片的功能更加强大。

这使得设计一个二氧化碳浓度测量系统在技术层面上的难度逐渐降低。

本文中设计的系统，正是针对人群密集公共场所对二氧化碳浓度测量需求而设计。

该系统能够对公共场合的二氧化碳浓度进行测量，并且能将测得浓度显示和语音播报，当浓度过高时还可以向办公室等公共场所的人员进行报警提示，使得能及时提醒人员通风以降低二氧化碳浓度。

公共场所二氧化碳浓度播报器围绕AT89S52来作为核心控制元件设计整个系统，通过外围电路的设计，利用液晶和语音芯片实现对二氧化碳浓度的现实以及播报。

本系统，具有成本低，技术开发难度小，适用性、灵活性较好，具有一定得应用性。