2 CDM4161簡介
    有別于固態(tài)或者液態(tài)電解質(zhì)氣體傳感器，半導(dǎo)體氣體傳感器是利用半導(dǎo)體材料的各種化學(xué)特性將空氣中含有的特定氣體(即待測氣體)以適當(dāng)?shù)碾娦盘枡z測或定量的器件。其優(yōu)點是靈敏度高、響應(yīng)速度快、體積小、壽命長、便于集成化、智能化，能使檢測轉(zhuǎn)換一體化。世界上最先實現(xiàn)半導(dǎo)體氣體傳感器商品化的是日本費加羅公司發(fā)明的TGS系列半導(dǎo)體氣體傳感器。CDM4161是費加羅公司生產(chǎn)的一種CO2氣體濃度測試模塊，其內(nèi)部集成了TGS4161 CO2氣體傳感器以及PICl6LF88單片機(jī)，CDM4161對空氣中CO2氣體濃度的測量范圍為400～4000 ppm，并且在空氣中對CO2氣體有高選擇性．而對一氧化碳和甲烷等氣體不敏感，CDM4161內(nèi)部集成的單片機(jī)可對傳感器采集到的信號處理和自動校準(zhǔn)，以使其輸出的電平值與CO2氣體的濃度保持良好的線性關(guān)系。CDM4161對外提供5個引腳，其引腳的功能描述如表1所示。

    工作時CDM4161引腳l接+5 V電源，引腳2輸出電壓范圍0．4-4 V。相當(dāng)于CO2氣體濃度范嗣為400～4 000 ppm。該模塊允許用戶通過跳線設(shè)置4檔極限值，當(dāng)監(jiān)測到的CO2濃度高于設(shè)定值時。引腳3輸出高電平以驅(qū)動外部通風(fēng)設(shè)備，反之監(jiān)測到的CO2濃度由高轉(zhuǎn)低，且低于某一門限值時，引腳3輸出電平也由高變低關(guān)閉外圍控制設(shè)備，CDM4161板上跳線與所設(shè)定極限值以及引腳3輸出電位的變化關(guān)系如表2所示。引腳4在傳感器故障時輸出低電位，可通過該引腳連接蜂鳴器．以及時監(jiān)測CDM4161工作狀態(tài)。CDM4161模塊有3個工作狀態(tài)指示燈，當(dāng)模塊上電時CDM4161需要預(yù)熱2 h，比時板上綠燈閃爍，而后進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，綠燈常亮。當(dāng)引腳3輸出高電位時，紅燈閃爍，當(dāng)模塊內(nèi)部傳感器故障時黃燈閃爍。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計
    圖l中JI與Attiny26相連用于在線程序更新。Attiny26是ATMEL公司開發(fā)的低功耗、高性能的8位單片機(jī)，內(nèi)部具有2KB Flash程序存儲器以及11個10位A/D轉(zhuǎn)換器單端通道，由Attiny26單片機(jī)與CDM4161構(gòu)成的CO2濃度測試與自動通風(fēng)系統(tǒng)的電路圖如圖1所示。使用Attiny26單片機(jī)端口PAO引腳讀取CDM4161引腳3輸出的模擬信號，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，然后將測量結(jié)果送LCD顯示，Attiny26的PA3-PA6與LCDl602液晶顯示器的數(shù)據(jù)線D4～D7相連，工作時設(shè)置LCDl602為4 bit工作方式，CDM416l的引腳3與繼電器RELAYl相連以便在室內(nèi)CO2氣體濃度過高時控制通風(fēng)設(shè)備通風(fēng)；CDM416l的引腳4與繼電器RELAY2相連以在CDM416l上的傳感器故障時控制告警設(shè)備發(fā)出告警信息。

4 軟件設(shè)計
    二氧化碳濃度測試儀的軟件流程圖如圖2所示，程序運行時首先初始化Attiny26單片機(jī)的I／O端口以及1602液晶顯示器的初始化，然后開始從Attiny26的PAO引腳讀取CDM416l引腳2輸出的模擬電平，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，而后每隔1 s再次從Attiny26的PAO引腳讀取CDM416l輸出的模擬電平，并進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，Attiny26分析A／D變換后的數(shù)值，并在1602液品顯示器上顯示CDM416l的狀態(tài)和當(dāng)前環(huán)境中CO2的濃度。

5 結(jié)語
    由Attiny26單片機(jī)以及CDM4161構(gòu)成的二氧化碳濃度測試儀電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，非常適合在人群密集的商場、醫(yī)院、學(xué)校等地方用于監(jiān)測室內(nèi)空氣質(zhì)量，通過連接外部的通風(fēng)以及告警設(shè)備可以及時改善室內(nèi)空氣質(zhì)量并有效地監(jiān)控設(shè)備運行情況。