基于STM32F107单片机的二氧化碳检测系统涉及到多个知识点，包括硬件设计、传感器技术、通信协议以及嵌入式软件编程。以下是根据提供的文件内容整理出的详细知识点：
1. STM32F107单片机及其在二氧化碳检测系统中的应用
STM32F107是一款由STMicroelectronics生产的32位Cortex-M3微控制器，拥有丰富的外设接口，包括多路UART、SPI、DAC以及Ethernet接口，并支持高达72MHz的时钟频率。在本文所述的二氧化碳检测系统中，STM32F107作为控制核心，负责读取传感器数据、处理数据、显示信息以及通过ModBusTCP协议与其他设备通信。
2. 二氧化碳传感器技术及其选择
二氧化碳检测使用的是红外吸收型T6603-0Safe-AirTM CO2传感器，这种传感器基于非分光红外（NDIR）原理工作，能够检测特定的气体吸收光谱。T6603-0传感器具有高精度、快速响应时间以及稳定的信号输出。它提供两种输出模式：0~3.3V的数字输出和PWM模拟输出，考虑到数字输出的精度和抗干扰能力更强，系统选择了数字式输出。
3. 二线制4-20mA电流输出
4-20mA电流环路广泛应用于工业过程控制中，具有良好的抗干扰能力和长距离传输特性。与电压信号相比，电流信号不易受供电波动和线路上的电阻变化影响。系统设计中采用了二线制电流输出，通过DAC接口和V-I转换电路将二氧化碳浓度值转换为4-20mA电流信号进行远距离传输。
4. ModBusTCP通信协议
ModBusTCP是一种在TCP/IP协议基础上运行的通信协议，用于嵌入式设备之间的通信。在二氧化碳检测系统中，通过ModBusTCP协议实现与上位机的通信，保证了数据传输的可靠性，允许系统远端监控和管理。系统将检测到的二氧化碳浓度值通过以太网接口，使用ModBusTCP协议发送到监控中心。
5. 系统硬件设计
系统的硬件设计包括多个单元：核心控制单元、传感器单元、人机界面单元、4-20mA电流输出单元、ModBusTCP通信单元、DC/DC降压控制单元和LDO电压线性控制单元。这些单元协同工作，保证系统的正常运行和数据的准确读取与传输。
6. 人机界面交互功能
系统具有人机交互界面（HMI），用户可以通过LCD显示屏实时查看二氧化碳浓度，系统还可以在检测到浓度超标时启动报警设备，以提醒矿井作业人员采取必要措施。
7. 系统的总体框图
系统整体设计框图显示了所有硬件组件如何连接和相互作用。它包括从二氧化碳传感器通过MCU核心控制单元，到人机交互界面以及二线制4-20mA电流输出单元和ModBusTCP通信单元，还涉及DC/DC降压控制单元和LDO电压线性控制单元。这样的系统框图有助于理解硬件设计架构和数据流程。
8. 传感器读取和信号处理
系统通过UART串口读取二氧化碳传感器的数字输出信号，并且MCU可以将传感器采集到的二氧化碳浓度值转换成电流信号输出。此外，系统还可以通过DAC接口将浓度值以电压形式输出，经过V-I转换电路转换成电流信号。
9. 硬件程序设计
文中未详细说明硬件程序设计的具体内容，但可以推断需要编写的程序主要包括数据采集、数据处理、用户界面显示、通信以及报警逻辑等方面。这些程序一般使用C语言编写，并通过相应的开发环境烧录到STM32F107单片机中。
10. 参考文献和专业指导
本文献还为研究和开发类似系统提供了参考文献和专业指导，有助于深入理解二氧化碳检测系统的开发背景、理论基础和技术细节。
通过上述知识点的详细说明，可以看出二氧化碳检测系统涉及多个技术层面，并且需要将嵌入式系统设计、传感器应用、信号处理以及网络通信知识紧密结合，以保证系统的高效运行和功能实现。
