李耀辉

（许昌学院 电气信息工程学院 河南许昌 461000）

1 设计思想

信息处理模块的设计与实现是智能酒精测试仪(也称电子鼻)[1]的核心模块，其完成了对酒精气体的信号采集和预处理。该模块主要包括燃料电池（Fuel Cell）传感器电路、压力传感器电路、加热、温度传感电路及信号滤波放大电路[2]。基本设计思路如图1所示。

图1 信息处理模块的设计思路

2 信息处理模块的硬件设计

2.1 压力传感器电路

压力传感器电路是使能数据采样的关键，为实现电压变化与酒精气体浓度之间的近似线性关系，当呼气压力达到一定标准的时候，才能保证采样有效。当人体呼气经过燃烧室后，压力传感器检测气流压力，转化为电信号，通过CMOS运算放大器[3]放大输出给PSENSE引脚。其中该引脚连接到LPC2210的P2.25，当气流压力达到预定的数值时，PSENSE输出高电平，LPC2210发出指令让信息处理模块开始采样，从而将气体中的酒精浓度转化为电量输出。

2.2 Fuel Cell传感器电路和加热、温度传感电路

图2 Fuel Cell（上）及加热、温度传感器电路（下）

Fuel Cell传感器电路采用7位排针排母的接口方式，其中附有7位的排母，如图2所示。两端的1、7位是Fuel Cell的正负极，2和6引脚控制加热电阻，3、4、5引脚主要完成Fuel Cell的温度控制。其中要说明的是HEAT通过场效应管Q1连接到6引脚用来控制加热电阻工作，HEAT是由LPC2210通过74LCX373扩展出的埠。加热、温度传感电路是Fuel Cell传感器电路的辅助电路， 辅助完成加热和温度控制功能。在7位排针接口中，两端的1和7位连接到Fuel Cell传感器的正负极，2和6位接加热电阻板两端，加热电阻板采用4×120 Ω的贴片电阻，用来加热燃烧室，控制其工作的在Fuel Cell传感器电路；……