2、初步的總體設(shè)計(jì)：如寄存器設(shè)置、總線安排、運(yùn)算器設(shè)計(jì)、部件間的連接關(guān)系等；
3、繪制指令流程圖：標(biāo)出每一條指令在什么時(shí)間、什么部件進(jìn)行何種操作；
4、編排操作時(shí)間表：即根據(jù)指令流程圖分解各操作為微操作，按時(shí)間段列出機(jī)器應(yīng)進(jìn)行的微操作；
5、列出微操作信號(hào)表達(dá)式，化簡(jiǎn)，電路實(shí)現(xiàn)。
基本組成：1、指令寄存器用來(lái)存放正在執(zhí)行的指令。指令分成兩部分：操作碼和地址碼。操作碼用來(lái)指示指令的操作性質(zhì)，如加法、減法等；地址碼給出本條指令的操作數(shù)地址或形成操作數(shù)地址的有關(guān)信息（這時(shí)通過(guò)地址形成電路來(lái)形成操作數(shù)地址）。有一種指令稱為轉(zhuǎn)移指令，它用來(lái)改變指令的正常執(zhí)行順序，這種指令的地址碼部分給出的是要轉(zhuǎn)去執(zhí)行的指令的地址。
2、操作碼譯碼器：用來(lái)對(duì)指令的操作碼進(jìn)行譯碼，產(chǎn)生相應(yīng)的控制電平，完成分析指令的功能。3、時(shí)序電路：用來(lái)產(chǎn)生時(shí)間標(biāo)志信號(hào)。在微型計(jì)算機(jī)中，時(shí)間標(biāo)志信號(hào)一般為三級(jí)：指令周期、總線周期和時(shí)鐘周期。微操作命令產(chǎn)生電路產(chǎn)生完成指令規(guī)定操作的各種微操作命令。這些命令產(chǎn)生的主要依據(jù)是時(shí)間標(biāo)志和指令的操作性質(zhì)。該電路實(shí)際是各微操作控制信號(hào)表達(dá)式（如上面的A→L表達(dá)式）的電路實(shí)現(xiàn)，它是組合邏輯控制器中為復(fù)雜的部分。
4、指令計(jì)數(shù)器：用來(lái)形成下一條要執(zhí)行的指令的地址。通常，指令是順序執(zhí)行的，而指令在存儲(chǔ)器中是順序存放的。所以，一般情況下下一條要執(zhí)行的指令的地址可通過(guò)將現(xiàn)行地址加1形成，微操作命令“1”就用于這個(gè)目的。如果執(zhí)行的是轉(zhuǎn)移指令，則下一條要執(zhí)行的指令的地址是要轉(zhuǎn)移到的地址。該地址就在本轉(zhuǎn)移指令的地址碼字段，將其直接送往指令計(jì)數(shù)器。
微程序控制器的提出是因?yàn)榻M合邏輯設(shè)計(jì)存在不便于設(shè)計(jì)、不靈活、不易修改和擴(kuò)充等缺點(diǎn)。
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電磁吸盤控制器：交流電壓380V經(jīng)變壓器降壓后，經(jīng)過(guò)整流器整流變成110V直流后經(jīng)控制裝置進(jìn)入吸盤此時(shí)吸盤被充磁，退磁時(shí)通入反向電壓線路，控制器達(dá)到退磁功能。
門禁控制器：門禁控制器工作在兩種模式之下。一種是巡檢模式，另一種是識(shí)別模式。在巡檢模式下，控制器不斷向讀卡器發(fā)送查詢代碼，并接收讀卡器的回復(fù)命令。這種模式會(huì)一直保持下去，直至讀卡器感應(yīng)到卡片。當(dāng)讀卡器感應(yīng)到卡片后，讀卡器對(duì)控制器的巡檢命令產(chǎn)生不同的回復(fù)，在這個(gè)回復(fù)命令中，讀卡器將讀到的感應(yīng)卡內(nèi)碼數(shù)據(jù)傳送到門禁控制器，使門禁控制器進(jìn)入到識(shí)別模式。在門禁控制器的識(shí)別模式下，門禁控制器分析感應(yīng)卡內(nèi)碼，同設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)的卡片數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，并實(shí)施后續(xù)動(dòng)作。門禁控制器完成接收數(shù)據(jù)的動(dòng)作后，會(huì)發(fā)送命令回復(fù)讀卡器，使讀卡器恢復(fù)狀態(tài)，同時(shí)，門禁控制器重新回到巡檢模式。
在工作電極上發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生的H+離子和電子，通過(guò)電解液轉(zhuǎn)移到與工作電極保持一定間隔的對(duì)電極上，與水中的氧發(fā)生還原反應(yīng)。其化學(xué)反應(yīng)式為：
1/2O2+2H++2e-→H2O
因此，傳感器內(nèi)部就發(fā)生了氧化-還原的可逆反應(yīng)。其化學(xué)反應(yīng)式為：
2CO+O2 →2CO2
這個(gè)氧化-還原的可逆反應(yīng)在工作電極與對(duì)電極之間始終發(fā)生著，并在電極間產(chǎn)生電位差。
但是由于在兩個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)都會(huì)使電極極化，這使得極間電位難以維持恒定，因而也限制了對(duì)一氧化碳濃度可檢測(cè)的范圍。
為了維持極間電位的恒定，我們加入了一個(gè)參比電極。在三電極電化學(xué)氣體傳感器中，其輸出端所反應(yīng)出的是參比電極和工作電極之間的電位變化,由于參比電極不參與氧化或還原反應(yīng)，因此它可以使極間的電位維持恒定（即恒電位），此時(shí)電位的變化就同一氧化碳濃度的變化直接有關(guān)。當(dāng)氣體傳感器產(chǎn)生輸出電流時(shí)，其大小與氣體的濃度成正比。通過(guò)電極引出線用外部電路測(cè)量傳感器輸出電流的大小，便可檢測(cè)出一氧化碳的濃度，并且有很寬的線性測(cè)量范圍。這樣，在氣體傳感器上外接信號(hào)采集電路和相應(yīng)的轉(zhuǎn)換和輸出電路，就能夠?qū)σ谎趸細(xì)怏w實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和監(jiān)控。
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該方法已被美國(guó)等國(guó)家作為臭氧標(biāo)準(zhǔn)分析方法。該臭氧檢測(cè)儀就是采用紫外線吸收法的原理，用穩(wěn)定的紫外燈光源產(chǎn)生紫外線，用光波過(guò)濾器過(guò)濾掉其它波長(zhǎng)紫外光，只允許波長(zhǎng)253.7nm通過(guò)。經(jīng)過(guò)樣品光電傳感器，再經(jīng)過(guò)臭氧吸收池后，到達(dá)采樣光電傳感器。通過(guò)樣品光電傳感器和采樣光電傳感器電信號(hào)比較，再經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)模型的計(jì)算，就能得出臭氧濃度大小。
主要技術(shù)指標(biāo)：
可顯示單位
O3 g/m3 ，mg/ m3 ；ppm
測(cè)量范圍
0~10 O3 g/m3 , 0~100 O3 g/m3 , 0~200 O3 g/m3
檢測(cè)
10 ppb
顯示度
讀數(shù)的 +2 %
輸入電源
AC110 V/ AC220 V 50~60 HZ
模擬輸出
0/4~20 mA
校準(zhǔn)儀器校準(zhǔn)
采用德國(guó)安思羅斯公司的GM—PRO標(biāo)準(zhǔn)臭氧檢測(cè)儀對(duì)已生產(chǎn)的臭氧檢測(cè)儀進(jìn)行分布選取10個(gè)測(cè)試點(diǎn)對(duì)比，誤差范圍控制在+2 %以內(nèi)為合格。
化學(xué)滴定法
公認(rèn)化學(xué)方法即碘化鉀、硫代硫酸鈉滴定法來(lái)檢測(cè)臭氧濃度。我們也分布選取10個(gè)測(cè)試點(diǎn)，然后用臭氧檢測(cè)儀與化學(xué)滴定法測(cè)試的10個(gè)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，誤差范圍控制在 +1%以內(nèi)。碘化鉀滴定法原理是用強(qiáng)氧化劑臭氧與碘化鉀反應(yīng),使碘游離出來(lái)到水里，水就會(huì)變?yōu)椴枭?。（反?yīng)式： O3+2KI+H2O O2+I2+KOH）利用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定，使游離碘變?yōu)榈饣c，反應(yīng)終點(diǎn)為水完全褪色。
本文研制的臭氧檢測(cè)儀采用了紫外線吸收法，單點(diǎn)光源、雙光路檢測(cè)、體積小、度高、穩(wěn)定性好、可以連續(xù)工作；其測(cè)量范圍寬，大測(cè)量范圍300 O3 g/m3。另外，該檢測(cè)儀還具有0/4—20 mA模擬輸出，可以與臭氧發(fā)生器，PID調(diào)節(jié)器組成臭氧閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。
消毒設(shè)備等的臭氧泄漏狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。高濃度臭氧分析儀適用于臭氧發(fā)生器制造企業(yè)檢測(cè)產(chǎn)品的臭氧發(fā)生濃度，各衛(wèi)生防疫部門對(duì)臭氧消毒產(chǎn)品的檢測(cè)。
甲醛主要是以氣態(tài)形式存在，所以對(duì)甲醛的檢測(cè)主要是檢測(cè)甲醛氣體?，F(xiàn)有甲醛傳感器選擇性都不高，因此提高甲醛傳感器的選擇性將是今后研究的一個(gè)進(jìn)展方向，多重復(fù)合和適當(dāng)利用傳感器的電阻-溫度特性可提高其選擇性；由于甲醛的危害很大，因此提高其靈敏度和檢測(cè)下限及恢復(fù)-響應(yīng)特性也是非常重要的；另外，減小甲醛傳感器的體積，使其小型化也是今后研究的一個(gè)重點(diǎn)。要提高甲醛氣體傳感器的綜合性能一方面是尋找更好的氣敏材料和提高制作工藝；另一方面是進(jìn)行多方面綜合，把各種傳感器復(fù)合，但這會(huì)使其體積和成本增加，因此縮小體積和成本又成為其研究的重點(diǎn)。
甲醛傳感器適用于含甲醛氣體需進(jìn)一步測(cè)定的場(chǎng)所，如石油化工行業(yè)，有機(jī)化學(xué)品存儲(chǔ)場(chǎng)所，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，油漆涂料工業(yè)等。
]]>①甲醛氧化物氣體傳感器的研究較多，靈敏度和恢復(fù)-響應(yīng)特性也都達(dá)到了一定的高度，但選擇性不高，主要是甲醇、乙醇、苯、甲苯、硫化氫、氨氣、酒精、液化氣、汽油等的干擾，但不同的氣敏元件的干擾氣體不同，可采用復(fù)合摻雜的方法提高其選擇性。另外，適當(dāng)利用傳感器的電阻-溫度特性可提高甲醛氣體氧化物傳感器的選擇性，減小材料顆粒、增大比表面積和改善氣敏材料的制備工藝從而提高氣敏材料的質(zhì)量可以使氣敏元件的靈敏度和響應(yīng)-恢復(fù)特性進(jìn)一步提高。
②可視化熒光甲醛傳感器的選擇性較好，線性響應(yīng)也較好，它不需要借助任何光譜儀器就能進(jìn)行可視化測(cè)定，但其恢復(fù)-響應(yīng)特性和靈敏度都有待進(jìn)一步提高?？捎糜诙ㄐ院桶攵康目梢暬臋z測(cè)甲醛。
?、勐暠砻娌兹怏w傳感器受溫度、濕度影響，要進(jìn)行溫度、濕度補(bǔ)償，選擇性和靈敏度都不高。尋找對(duì)甲醛選擇性更好，吸附力更強(qiáng)，敏感度更高的敏感薄膜和提高薄膜涂覆的質(zhì)量是提高其氣敏性能的兩個(gè)方向。
?、芗兹怏w分子篩傳感器的選擇性和靈敏度都有待進(jìn)一步研究，恢復(fù)-響應(yīng)特性也還有待進(jìn)一步提高。如果能找到新的、對(duì)甲醛吸附能力更強(qiáng)的吸附劑，則能提高傳感器的性能。
⑤甲醛氣體電子鼻的抗干擾能力強(qiáng)，響應(yīng)專一，靈敏度高，測(cè)量結(jié)果，檢測(cè)下限低，恢復(fù)-響應(yīng)特性佳，是多種傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用。甲醛氣體電子鼻是多種甲醛傳感器復(fù)合，綜合性能較好，是將來(lái)甲醛氣體傳感器研究的重點(diǎn)方向。
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激光的英文單詞LASER來(lái)源于英文詞組“受激輻射的光放大”的首字母縮寫(xiě)。，LASER在我國(guó)被簡(jiǎn)單地音譯為雷射，1964年在我國(guó)科學(xué)家錢學(xué)森建議下改稱“激光”。那么，究竟什么是激光？激光其實(shí)是指利用“受激輻射產(chǎn)生光放大”這一特殊的物理現(xiàn)象，所產(chǎn)生的光。拋開(kāi)晦澀懂的物理學(xué)術(shù)語(yǔ)，與普通的可見(jiàn)光相比，激光具有：相干性高、方向性強(qiáng)、單色性好以及功率密度高的特點(diǎn)。打個(gè)形象點(diǎn)的比方，激光光源產(chǎn)生的光像大合唱，所有人的聲音都是一個(gè)音調(diào)而且節(jié)奏整齊；而普通可見(jiàn)光源產(chǎn)生的光就好像是茶館店里喧鬧聲，嘰嘰渣渣，雜亂無(wú)序。因此，激光能夠被匯聚成非常集中的平行光束，并且能在很長(zhǎng)距離內(nèi)保持較小的擴(kuò)散角度和較高的功率密度。常見(jiàn)的激光器一般分為：固體激光器，氣體激光器以及半導(dǎo)體激光器（俗稱激光LED）三大類。在儀表級(jí)激光粒子計(jì)數(shù)器領(lǐng)域，一般采用（氦氖）氣體激光器作為光源。在粉塵傳感器領(lǐng)域，由于受成本約束，一般采用激光LED作為光源。紅外LED是發(fā)射波長(zhǎng)在紅外段的發(fā)光二極管，常見(jiàn)波長(zhǎng)一般在850nm~940nm左右，廣泛應(yīng)用于安防、通信、遙控和傳感等領(lǐng)域。由于紅外LED發(fā)光波長(zhǎng)在可見(jiàn)光譜以外，配合特定光譜的接收器，可以大幅削弱環(huán)境光對(duì)接收信號(hào)的影響。得益于近年來(lái)紅外LED技術(shù)的不斷成熟，紅外LED具有：壽命長(zhǎng)、發(fā)射效率高、單色性較好以及方向性較好的特點(diǎn)。這使得紅外LED在傳感器領(lǐng)域，尤其是粉塵傳感器行業(yè)被大量應(yīng)用。
在當(dāng)前粉塵顆粒PM2.5檢測(cè)領(lǐng)域中，主要采用兩種粉塵傳感器：紅外粉塵傳感器和激光粉塵傳感器。有些朋友對(duì)兩者的差別存在疑問(wèn)。在此，從五個(gè)方面向大家簡(jiǎn)要介紹一下。
一，結(jié)構(gòu)和原理
紅外原理粉塵傳感器的結(jié)構(gòu)和電路比較簡(jiǎn)單。其光源為紅外LED光源，氣流進(jìn)出風(fēng)口主要靠電阻發(fā)熱以獲得熱氣流流動(dòng)，有顆粒通過(guò)即輸出高電平。輸出信號(hào)只有PWM型號(hào)。
激光傳感器的結(jié)構(gòu)和電路相對(duì)復(fù)雜。其光源為激光二極管。采樣空氣通過(guò)風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)推動(dòng)，通過(guò)復(fù)雜設(shè)計(jì)的風(fēng)道，進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)空氣中的細(xì)顆粒物進(jìn)入激光束所在區(qū)域時(shí)，將使激光發(fā)生散射；散射光在空間360°都有輻射，我們?cè)谶m當(dāng)位置放置光電探測(cè)器，使之只接收散射光，然后經(jīng)過(guò)光電探測(cè)器的光電效應(yīng)產(chǎn)生電流信號(hào)，經(jīng)電路放大及處理后，即可得到細(xì)顆粒物濃度值。輸出信號(hào)一般為串口輸出。
二，價(jià)格與成本
紅外粉塵傳感器在業(yè)內(nèi)已成熟應(yīng)用多年，市場(chǎng)價(jià)格大約在35-50元，激光粉塵傳感器在市場(chǎng)價(jià)格在90-180元。
兩者的成本差距，主要是因?yàn)楹笳叩奈锪铣杀局性黾恿思す獍l(fā)生器和風(fēng)機(jī)等機(jī)構(gòu)且需要復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)，并有較高的技術(shù)門檻。
三，測(cè)量精度
紅外原理粉塵傳感器只能檢測(cè)到1um以上的顆粒，測(cè)量精度不足。因?yàn)榧t外LED光散射的顆粒信號(hào)較弱，只對(duì)大于1um的大顆粒有響應(yīng)，而且又僅用加熱電阻來(lái)推動(dòng)采樣氣流，采樣數(shù)較少，數(shù)據(jù)計(jì)算完全交由上位機(jī)進(jìn)行。而激光粉塵傳感器可以檢測(cè)到0.3um以上的顆粒。因?yàn)樽詭Ц咝阅蹸PU，采用風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)采集大量數(shù)據(jù)，經(jīng)由專業(yè)顆粒計(jì)數(shù)算法分析；綜上，在采樣數(shù)、數(shù)據(jù)源、算法三方面都比紅外粉塵傳感器更有優(yōu)勢(shì)。
四，應(yīng)用場(chǎng)合
由于精度不足，紅外原理傳感器主要用于工礦揚(yáng)塵，檢測(cè)對(duì)象為大粒徑、高濃度粉塵，檢測(cè)級(jí)別是mg/m3，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量PM2.5的濃度。
而激光原理傳感器主要應(yīng)用在PM2.5檢測(cè)領(lǐng)域，以精度量化PM2.5質(zhì)量?？汕度氲郊矣茫ㄜ囕d、手持）空氣檢測(cè)儀、空氣凈化器中。此外，激光原理傳感器在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)等領(lǐng)域亦有應(yīng)用。
五，發(fā)展趨勢(shì)
在激光粉塵傳感器進(jìn)入民用領(lǐng)域之前，空氣凈化器中大量采用了紅外粉塵傳感器。但隨著空氣凈化器行業(yè)的發(fā)展，加上一些大廠實(shí)現(xiàn)了激光粉塵傳感器的批量化生產(chǎn)，激光粉塵傳感器的造價(jià)在逐步降低，同時(shí)終端客戶對(duì)精準(zhǔn)測(cè)量空氣質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。采用激光原理傳感器、精準(zhǔn)量化PM2.5質(zhì)量已是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的趨勢(shì)。
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