[发明专利]一种基于MQ-7传感器的一氧化碳气体检测系统

权利要求书

1.一种基于MQ-7传感器的一氧化碳气体检测系统，其特征在于：包括电源电路、MQ-7传感器电路、ADC采样电路、温湿度传感器电路和单片机最小系统电路，单片机最小系统电路包括单片机U5，ADC采样电路包括ADC转换芯片U3；

电源电路连接外部稳压电源提供的6V DC直流电，输出6V工作电源、3.3V工作电源和3.3V ADC基准电源，6V工作电源输出至MQ-7传感器电路，3.3V工作电源输出至MQ-7传感器电路、温湿度传感器电路、ADC采样电路和单片机最小系统电路，3.3V ADC基准电源输出至ADC采样电路；

MQ-7传感器电路连接单片机U5的HEAT_SEL引脚用于接收单片机U5输出的控制信号来控制两路加热电源的切换，MQ-7传感器电路连接ADC转换芯片U3的+IN引脚用于输出电压模拟量至ADC采样电路；

ADC采样电路采集电压模拟量转换成数字信号通过串行总线DCLK、DOUT、CS连接至单片机最小系统电路；

温湿度传感器电路通过串行总线SDO、SDI、SCK、CSB将温度、湿度数据输出至单片机U5；

单片机最小系统电路通过串口RXD、TXD将一氧化碳气体浓度输出至系统外设备。

2.根据权利要求1所述的基于MQ-7传感器的一氧化碳气体检测系统，其特征在于，所述电源电路包括PW6566稳压电路和TL431稳压电路；

PW6566稳压电路包括电源转换芯片U2，电源转换芯片U2采用PW6566B33电源芯片，PW6566B33电源芯片用于将外部稳压电源提供的6V DC直流电转换为3.3V工作电源，电源转换芯片U2的VIN引脚连接有电容量为1μF的电容器C3，电源转换芯片U2的VOUT引脚连接有电容量为1μF的电容器C6；

TL431稳压电路包括可控精密稳压源D2，可控精密稳压源D2采用TL431稳压器，可控精密稳压源D2的引脚2连接有电阻值为511Ω的电阻R31，电阻R31连接有电容量为0.1μF的电容C5，电容C5并联有电容量为22μF的电容C4，电容C4连接有电感值为220μH的电感L2，电感L2一端输入6V工作电源；可控精密稳压源D2的引脚1连接有电阻值为649Ω的电阻R32和电阻值为2000Ω的电阻R33，电阻R32和电阻R33并联有电容量为22μF的电容器C11，电容器C11一端输出3.3V ADC基准电源。

3.根据权利要求1所述的基于MQ-7传感器的一氧化碳气体检测系统，其特征在于，所述MQ-7传感器电路包括加热电路和信号预处理电路；

加热电路包括MQ-7传感器，MQ-7传感器的2脚和5脚之间设有传感器加热电阻，MQ-7传感器的2脚串联有三极管Q2和三极管Q3；三极管Q2的发射极与MQ-7传感器的2脚串联，三极管Q2的集电极输入6V工作电源，三极管Q2的集电极和基极之间连接有电阻值为330Ω的电阻R4，电阻R4与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的基极连接有电阻值为4700Ω的电阻R1，电阻R1与单片机U5的HEAT_SEL引脚连接；三极管Q3的发射极与MQ-7传感器的2脚串联，三极管Q3的集电极输入3.3V工作电源，三极管Q3的基极连接有电阻值为4700Ω的电阻R3，电阻R3与单片机U5的HEAT_SEL引脚连接；

信号预处理电路包括运算放大器AR1，运算放大器AR1的正电源端连接6V工作电源，运算放大器AR1的输出端与ADC转换芯片U3的+IN引脚连接，运算放大器AR1的同相输入端连接有电容量为1.5μF的电容器C2和电阻值为5100Ω的电阻R5，电容器C2和电阻R5并联有电阻值为4700Ω的电阻R2；MQ-7传感器的1脚和3脚连在一起后与电阻R2连接，MQ-7传感器的4脚和6脚连在一起后连接有电容器C1，电容器C1连接3.3V工作电源。

4.根据权利要求1所述的基于MQ-7传感器的一氧化碳气体检测系统，其特征在于，所述运算放大器AR1采用LM324运算放大器，三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3的型号为2N6715。

5.根据权利要求1所述的基于MQ-7传感器的一氧化碳气体检测系统，其特征在于，所述ADC转换芯片U3的REF引脚连接3.3V ADC基准电源，ADC转换芯片U3的VDD引脚连接3.3V工作电源以及用于储能和滤波的电容器C7。