智能酒精測(cè)試儀中信息處理模塊的設(shè)計(jì)與測(cè)試*

李耀輝

（許昌學(xué)院 電氣信息工程學(xué)院 河南許昌 461000）

1 設(shè)計(jì)思想

信息處理模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是智能酒精測(cè)試儀(也稱電子鼻)[1]的核心模塊，其完成了對(duì)酒精氣體的信號(hào)采集和預(yù)處理。該模塊主要包括燃料電池（Fuel Cell）傳感器電路、壓力傳感器電路、加熱、溫度傳感電路及信號(hào)濾波放大電路[2]?；驹O(shè)計(jì)思路如圖1所示。

圖1 信息處理模塊的設(shè)計(jì)思路

2 信息處理模塊的硬件設(shè)計(jì)

2.1 壓力傳感器電路

壓力傳感器電路是使能數(shù)據(jù)采樣的關(guān)鍵，為實(shí)現(xiàn)電壓變化與酒精氣體濃度之間的近似線性關(guān)系，當(dāng)呼氣壓力達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，才能保證采樣有效。當(dāng)人體呼氣經(jīng)過(guò)燃燒室后，壓力傳感器檢測(cè)氣流壓力，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)CMOS運(yùn)算放大器[3]放大輸出給PSENSE引腳。其中該引腳連接到LPC2210的P2.25，當(dāng)氣流壓力達(dá)到預(yù)定的數(shù)值時(shí)，PSENSE輸出高電平，LPC2210發(fā)出指令讓信息處理模塊開(kāi)始采樣，從而將氣體中的酒精濃度轉(zhuǎn)化為電量輸出。

2.2 Fuel Cell傳感器電路和加熱、溫度傳感電路

圖2 Fuel Cell（上）及加熱、溫度傳感器電路（下）

Fuel Cell傳感器電路采用7位排針排母的接口方式，其中附有7位的排母，如圖2所示。兩端的1、7位是Fuel Cell的正負(fù)極，2和6引腳控制加熱電阻，3、4、5引腳主要完成Fuel Cell的溫度控制。其中要說(shuō)明的是HEAT通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管Q1連接到6引腳用來(lái)控制加熱電阻工作，HEAT是由LPC2210通過(guò)74LCX373擴(kuò)展出的埠。加熱、溫度傳感電路是Fuel Cell傳感器電路的輔助電路， 輔助完成加熱和溫度控制功能。在7位排針接口中，兩端的1和7位連接到Fuel Cell傳感器的正負(fù)極，2和6位接加熱電阻板兩端，加熱電阻板采用4×120 ?的貼片電阻，用來(lái)加熱燃燒室，控制其工作的在Fuel Cell傳感器電路；……