传统的气体检测多采用单气体检测方法， 也就是说，每个测量气体都需要一个测量仪器。气体探测器的发展趋势是各种气体是气体探测器的发展趋势，设计采用酒精传感器、甲烷传感器、一氧化碳传感器等气体传感器组成传感器阵列，通过传感器阵列可以检测气体中的特定成分，并将其转换为电信号，然后使用ADC0809 将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，运用AT89C51 通过数据处理和计算LED 对多种气体进行定性识别和检测，显示气体类型和浓度信息。
1 硬件电路设计
本设计的硬件电路由数据采集、数据转换、数据处理、结果显示和报警组成，涉及芯片AD0809 模数转换芯片，AT89C51单片机、SUN7474频率发生器和一些气体传感器LED 显示模块。如图1所示，系统的功能框图 所示。
图1 系统功能框图
1.1 气体传感器阵列
气体传感器阵列是电子嗅觉系统的关键组成部分，相当于初级嗅觉神经元，由具有广谱响应特性、交叉灵敏度大、对不同气味/气体敏感度不同的气体元件组成。
气体传感器是气体传感器阵列的核心设备。气体传感器是一种检测气体中特定成分并将其转换为电信号的装置。一般来说，气体传感器阵列可以由几个单独的气体传感器组成，并采用集成技术，体积小，功耗低，便于信号的集中收集和处理。单个气体传感器和传敏阵列在特性上有质的区别，单个气体传感器对气味/ 气体响应可以用强度来表示，除了每个传感器的响应外，气敏传感器阵列在所有传感器组成的多维空间中形成响应模式。在一定的环境条件下，阵列上的响应模式与其激励一一对应，这是系统识别多种气味和气体的关键。
本设计要求对酒精、甲烷和一氧化碳气体进行定性和定量分析。首先，最重要的工作是选择合适的传感器过比较性能、可实现性和价格，选择酒精气体MQ-303A酒精传感器用于甲烷气体MQ-4 对于一氧化碳气体，选择半导体气体传感器V-40 一氧化碳传感器，传感器阵列由这三种传感器组成。
该设计通过气体传感器阵列收集气体信息，将收集到的信息转换为电信号，然后发送到ADC0809 模数转换。
1.2 数据采集和数据处理系统
由气体传感器阵列输出的微弱电信号通过各自的信号放大电路预处理，转换为O ~5V 范围内变化的直流信号发送到A/D 将电路转换为数字信号，进行数据采集处理。
为了方便与89C51 本系统选用单片机连接ADC0809芯片转换收集到的气体信息。其分辨率为8 位置，不需要零点和满度调整，并且有高阻抗斩波稳定比较器，8个通道的多路开关可以直接访问8个 单端模拟信号中的一个。用单片机写启动A / D 转换器在转换后完成ADC0809 向89C51 发出中断请求信号，CPU 响应中断请求。读取转换结果，并通过读取翻译器的操作发送到测量的相应存储区域。重新选择测量，重新启动A/D转换后中断返回。ADC0809与单片机89C51 如图2所示 所示。
图2 ADC0809 与89C51 的连线线路
采用微处理器AT89C51 芯片。
89C51 单片机是ATMEL、PHILIPS和SST等公司生产80C51 低功耗兼容，高性能8 单片机比8031 硬件资源更丰富，尤其是内部闪速可电改写的存储器Flash ROM它给单片机的开发和应用带来了极大的便利，而且芯片很便宜。在该系统中89C51 主要处理采集数据，根据各种气体浓度的数学模型计算浓度，数字管显示相应的气体类型和浓度值，当浓度超过标准时报警。在该系统中89C51 主要处理采集数据，根据各种气体浓度的数学模型计算浓度，数字管显示相应的气体类型和浓度值，当浓度超过标准时报警。
该系统还采用了分频器SUN7474.分频器对脉冲信号的n次方分之一进行分频，如32768HZ 脉冲信号变为1HZ的秒信号。T触发器通常用于实现，每脉冲后触发器状态变化一次，通过nT处理后，触发器可以获得n次方分之一的分频信号。89C51接12MHZ晶振，经ALE输出到分频器器的2MHZ,分频器分频后为ADC0809 提供所需的工作时钟。
1.3 显示电路
在设计中，LED 动态显示是显示显示方法。LED 动态显示的基本方法是分时轮流选择数字管的公共端，使每个数字管轮流导通，并选择相应的LED之后，在显示字段上获得显示字形码。这种方法不仅可以提高数字管的发光效率，而且大大简化了硬件线，因为每个数字管的字段线并联使用。本设计中的处理结果为4位LED首先显示气体类别，后3 气体浓度显示在位置。轮流逐个点亮每一个LED,每一位保持1ms,在10~20ms 再次点亮，重复不止。这样，人的视觉停留就像4 位LED 同时点亮。
综上所述，基于单片机的多气体检测系统的数据采集、数据处理和结果显示电路如图3所示。
图3 多气体检测系统电路