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摘要：对基于MSP430F149单片机的一氧化碳检测报警系统进行了研究，该系统主要由主控制模块，CO电化学传感器，液晶显示以及无线传输模块构成。利用了MSP430单片机和NRF905无线传输的超低功耗与高集成度以及电化学传感器高灵敏度与准确度的特点。该系统非常适用于矿井等需要电池供电和空间有限的场合。
关键词：单片机 一氧化碳 无线 煤矿 低功耗
【中图分类号】TP368.12
0引言
一氧化碳（CO）是一种无色无味，对血液与神经系统毒性很强的污染物.，一氧化碳通過呼吸系统，进入人体血液内，与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失运输氧的能力而造成组织窒息，使人头痛，眩晕，严重时甚至致人死亡。不论是居家生活还是工业生产，空气中一氧化碳含量的检测与报警至关重要，为此我们设计了一种基于MSP430单片机低功耗，高准确性的一氧化碳检测报警系统。
1基于MSP430一氧化碳检测报警系统设计
由CO电化学传感器通过对现场CO浓度数据的识别与采集，通过信号放大电路，将采集来的信息放大为单片机可以识别的模拟电压信号，通过MSP430自身的8路12位AD转换器将采集来的信息进行模数转换。将具体的浓度数据通过LCD实时显示，与键盘输入的CO报警浓度数据进行比较，若超出预设的警报值时，则通过单片机控制进行声光报警。
2基于MSP430一氧化碳检测报警系统硬件设计
2.1处理器MSP430F149
系统选择美国德州仪器公司（TI）推出的16 位超低功耗的混合信号控制器MSP430F149 作为微控制器，它集成了多种功能模块：具有8 路12 位200ksps的A/D 转换器，自带采
样保持；6个8 位并行端口P1～P6，能实现输入/ 输出功能和外围模块功能；硬件乘法器；60kb FLASH ROM和2kb RAM；3个捕获/ 比较寄存器的16 位定时器Time- A，Timer- B；两通道串行通道接口可用于异步或同步（UART/SPI 模式）。
系统的核心控制器是单片机MSP430F149 。由于本系统是一个实时采集系统，因此为了保证系统的实时性，故选择外部时钟。本系统中接的是8M的外部晶振，这样可以大大提高系统的转化效率，在保证准确性与灵敏性的同时可以更好地保证实时性。
2.2一氧化碳（CO）电化学传感器
对于气体传感器，其他气体的含量会对检测带来影响，为此我们采用电化学传感器CO/F1000作为检测的探头，该传感器是由国外进口一种高灵敏度精确度传感器，对于0～1 000 ppm的CO浓度都可以精确的检测。
2.3通讯模块NRF905
本系统采用NRF905无线芯片，该芯片是由NORDIC公司出品的低功耗高效率的一款芯片，该芯片为低于1GHz无线数传芯片，主要工作于433MHz、868MHz和915MHz的ISM频段。频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等分立模块被整合在芯片内，可通过程序对输出功率和通信频道进行配置。尤其适合与低成本，低功耗的设计，符合本系统着重于强调的便携与低功耗性。
2.4声光报警电路
本系统采用LED与蜂鸣器进行声光报警，当单片机接收高于警戒浓度值的信号时，LED灯与蜂鸣器接受单片机的P6.4和P6.5的控制，当被单片机检测到的一氧化碳浓度超过警戒值时，单片机通过判断与识别之后，分别向P6.4口与P6.5输出一个方波，通过这样的方式驱动LED与蜂鸣器达到警报的目的。
3 基于MSP430一氧化碳检测报警软件设计
4结束语
系统采用低功耗高性能单片机MSP430为主控，可以实现实时监测空气中的一氧化碳含量，键盘设计报警阈值，一氧化碳浓度超限声光报警等功能。不仅可以应用于居室，工厂，车间等需要对一氧化碳进行实时监控的地点，同时由于本系统的低功耗行与便携性，极适用于矿井等需要电池供电已经空间要求较高的场所，具有广泛的应用前景。
参考文献：
[1] 张俊谟.信单片机中级教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006 246-260
[2] 彭伟. 单片机C语言程序设计实训100例[M].北京：电子工业大学出版社，2009 3-11
关键词：单片机 一氧化碳 无线 煤矿 低功耗
【中图分类号】TP368.12
0引言
一氧化碳（CO）是一种无色无味，对血液与神经系统毒性很强的污染物.，一氧化碳通過呼吸系统，进入人体血液内，与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失运输氧的能力而造成组织窒息，使人头痛，眩晕，严重时甚至致人死亡。不论是居家生活还是工业生产，空气中一氧化碳含量的检测与报警至关重要，为此我们设计了一种基于MSP430单片机低功耗，高准确性的一氧化碳检测报警系统。
1基于MSP430一氧化碳检测报警系统设计
由CO电化学传感器通过对现场CO浓度数据的识别与采集，通过信号放大电路，将采集来的信息放大为单片机可以识别的模拟电压信号，通过MSP430自身的8路12位AD转换器将采集来的信息进行模数转换。将具体的浓度数据通过LCD实时显示，与键盘输入的CO报警浓度数据进行比较，若超出预设的警报值时，则通过单片机控制进行声光报警。
2基于MSP430一氧化碳检测报警系统硬件设计
2.1处理器MSP430F149
系统选择美国德州仪器公司（TI）推出的16 位超低功耗的混合信号控制器MSP430F149 作为微控制器，它集成了多种功能模块：具有8 路12 位200ksps的A/D 转换器，自带采
样保持；6个8 位并行端口P1～P6，能实现输入/ 输出功能和外围模块功能；硬件乘法器；60kb FLASH ROM和2kb RAM；3个捕获/ 比较寄存器的16 位定时器Time- A，Timer- B；两通道串行通道接口可用于异步或同步（UART/SPI 模式）。
系统的核心控制器是单片机MSP430F149 。由于本系统是一个实时采集系统，因此为了保证系统的实时性，故选择外部时钟。本系统中接的是8M的外部晶振，这样可以大大提高系统的转化效率，在保证准确性与灵敏性的同时可以更好地保证实时性。
2.2一氧化碳（CO）电化学传感器
对于气体传感器，其他气体的含量会对检测带来影响，为此我们采用电化学传感器CO/F1000作为检测的探头，该传感器是由国外进口一种高灵敏度精确度传感器，对于0～1 000 ppm的CO浓度都可以精确的检测。
2.3通讯模块NRF905
本系统采用NRF905无线芯片，该芯片是由NORDIC公司出品的低功耗高效率的一款芯片，该芯片为低于1GHz无线数传芯片，主要工作于433MHz、868MHz和915MHz的ISM频段。频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等分立模块被整合在芯片内，可通过程序对输出功率和通信频道进行配置。尤其适合与低成本，低功耗的设计，符合本系统着重于强调的便携与低功耗性。
2.4声光报警电路
本系统采用LED与蜂鸣器进行声光报警，当单片机接收高于警戒浓度值的信号时，LED灯与蜂鸣器接受单片机的P6.4和P6.5的控制，当被单片机检测到的一氧化碳浓度超过警戒值时，单片机通过判断与识别之后，分别向P6.4口与P6.5输出一个方波，通过这样的方式驱动LED与蜂鸣器达到警报的目的。
3 基于MSP430一氧化碳检测报警软件设计
4结束语
系统采用低功耗高性能单片机MSP430为主控，可以实现实时监测空气中的一氧化碳含量，键盘设计报警阈值，一氧化碳浓度超限声光报警等功能。不仅可以应用于居室，工厂，车间等需要对一氧化碳进行实时监控的地点，同时由于本系统的低功耗行与便携性，极适用于矿井等需要电池供电已经空间要求较高的场所，具有广泛的应用前景。
参考文献：
[1] 张俊谟.信单片机中级教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006 246-260
[2] 彭伟. 单片机C语言程序设计实训100例[M].北京：电子工业大学出版社，2009 3-11