酒精测试仪的设计与制作 2

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基于51单片机的酒精测试仪设计_毕业设计

基于51单片机的酒精测试仪设计摘要近年来，随着我国经济的发展，人民的生活水平提高，越来越多的人有了自己的私家车，而酒后驾车造成的交通事故也频频发生。

如今国家法律出台道路交通安全法规定，饮酒后或者醉酒驾驶机动车发生重大交通事故，构成犯罪的，依法追究刑事责任，并由公安机关交通管理部门吊销机动车驾驶证，终生不得重新取得机动车驾驶证。

鉴于人们对于醉酒驾驶的逐渐重视，酒精测试课题便引起了广泛的关注。

酒后驾车引起的交通事故是由于司机的过量饮酒造成人体内酒精浓度过高，麻痹神经，造成大脑反应迟缓，肢体不受控制等症状。

为本课题研究的是一种以气敏传感器和单片机为主，监测空气酒精浓度，并具有LCD显示功能的空气酒精浓度监测仪。

此需要设计一智能仪器能够监测驾驶员体内酒精含量。

本课题研究的是一种以气敏传感器和单片机为主，监测空气酒精浓度，并具有声报警功能及LCD显示功能的空气酒精浓度监测仪。

其可监测出空气环境中和呼气中酒精浓度值，并根据不同的环境设定不同的阀值，对超过的阀值进行声报警，并显示阀值．来提示危害。

从而达到以下目的：（1）有利于社会公共交通安全；（2）提高人们法律意识；（3）使之便捷、安全、准确、高效，便于提高家庭酒精测试的普及化。

本作品是基于单片机控制ADC0809对TGS822酒精浓度取样来反映人体血液酒精浓度；以及对DS18B20获取温度关键词：ADC0809；目录第1章绪论11.1精测试仪现状和发展趋势 (1)1.2研究内容 (1)第2章总体设计32.1本课题的设计任务及要求 (3)2.1.1 设计任务 (3)2.1.2 设计要求 (3)2.2系统整机原理图分析 (4)第3章硬件设计53.1单片机模块 (5)3.2ADC0809资料 (7)3.3酒精传感器模块 (9)3.3.1传感器性能分析 (9)3.3.2呼出酒精气体浓度与血液酒精浓度关系 (12)3.4LCD模块 (13)第4章系统软件154.1整机系统流程图 (16)4.1.1ADC程序流程图 (16)4.1.2 LCD程序流程图 (17)第5章总结与展望 18参考文献19第1章绪论1.1 精测试仪现状和发展趋势喝酒后，呼出的气体会有酒味，表情行为会有反常。

酒精仪器什么原理

酒精仪器什么原理
酒精仪器的工作原理取决于具体的类型和设计。

以下是一些常见的酒精仪器及其原理：
1. 透光型酒精仪器：透光型酒精仪器使用了光的吸收特性。

它通过照射待测液体中的酒精分子，并通过测量光的透过程度来确定酒精的浓度。

该仪器利用不同浓度的酒精会吸收不同程度的光来实现测量。

2. 气体传感器：酒精气体传感器基于酒精气体与传感器中的化学反应来测量酒精浓度。

这些传感器通常使用金属氧化物半导体材料或电化学传感器。

酒精气体与传感器表面的材料发生反应，导致电阻或电流发生变化，该变化与酒精浓度成正比。

3. 导电度测量：这种类型的酒精仪器使用酒精的导电性来测量其浓度。

当酒精与电极接触时，它会产生电流，电流的大小与酒精浓度成正比。

通过测量电流大小，可以推断出酒精的浓度。

4. 燃烧法：燃烧法酒精仪器通过将待测样品中的酒精燃烧并测量其燃烧产物的特性来确定酒精浓度。

这种方法通常使用红外线吸收光谱仪来测量燃烧产生的二氧化碳或水蒸汽的浓度，从而间接确定酒精浓度。

需要注意的是，酒精仪器的具体原理可能会因不同的品牌和型号而有所差异。

因此，在选择和使用酒精仪器时，应仔细阅读产品说明书和相关文献，以了解其工作原理和正确的操作方法。

酒精浓度检测仪

毕业论文酒精浓度检测仪设计摘要从工厂企业到居民家庭，酒精泄露的检测、监控以及对酒后驾车的监测对居民的人身和财产安全都是十分重要且必不可少的。

同时，随着我国经济的高速发展，人民的生活水平迅速提高，越来越多的人有了自己的私家车，酒后驾车是导致交通事故的一个主要因素，资料显示,我国近几年发生的重大交通事故中,有将近三分之一是由酒后驾车引起的。

由于人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求的提高,为了防止机动车辆驾驶人员酒后驾车，现场实时对人体呼气中酒精含量的检测已日益受到重视，酒精浓度测试仪逐渐得到广泛应用。

此外，酒精测试仪也可应用于食品加工、酿酒等需要监控空气中酒精浓度的场合。

如今，气体传感器向低功耗、多功能、集成化方向的发展，因此，酒精浓度检测仪具有十分广阔的现实市场和潜在的市场要求。

综观现有的酒精检测器,系统实现方案上大部分以单片机为基础,并借助相应的外围电路,将检测结果通过LED、LCD 等显示方式告知使用者。

本设计用的MQK2酒精传感器就是一种对气体敏感的化学传感器，它能随着外部气体的浓度或不同而改变敏感膜的电阻。

系统选AT89S52单片机为控制核心，对检测到的气体状况进行相应的处理分析、处理和显示，并通过报警进行提示。

关键词：酒精传感器 MQK2 AT89S52单片机报警第一章气敏传感器2. 1 气敏传感器工作原理气敏电阻是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。

人们发现某些氧化物半导体材料如SnO2、ZnO、Fe2O3、MgO、NiO、BaTiO3等都具有气敏效应。

气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。

它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。

它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂（R11、R12）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。

简易呼气式酒精测试模拟装置

４实验设计特点
如果仪器颜色由橙黄色变为绿色则表明喝酒了，否则没有。本装置把重铬酸钾和酒精分别盛放在ｕ形管的两边管内，然后从ｕ形管的支管口将酒精吹入重铬酸钾
中与之反应，反应的化学方程式为：
（１）实验装置简单，仪器、药品用量少；（２）实验操作简便，时间短，成功率高，安全，无
将镀锌铁片与盐酸的反应置于密闭的集气瓶中进行，采用压强传感器监测反应开始后集气瓶内氢气压强的变化，同时配合肉眼观察，当气体压强在短时间内（１５～２５秒）基本不变时定为锌层反应结束的依据。计算结果表明，用此方法可显著提高实验的准确度。
污染；
３ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ＋２Ｋ２Ｃｒ２０７（橙黄色）＋８Ｈ２ＳＯ４ —
２Ｃｒ２（Ｓ０４）３（绿色）＋２Ｋ２ＳＯ４＋３ＣＨ３ＣＯＯＨ＋Ｉ１Ｈ２０
ＡＢＡＲ
（３）实验操作与实验现象的出现具有启发性和趣味性，用于鉴别司机是否酒后驾车有一定的现实意义，
（４）通过ｕ形管的左边支管口向ｕ形管中吹气，观察现象。连续吹气约１０秒，可以看到浸有酸性重铬酸钾吸水纸逐渐由橙色变为绿色。４实验注意事项
（１）此实验成功的关键是酸性重铬酸钾溶液的配
制，经实验探究表明：将７０％的硫酸溶液和２％的
实验研究
简易呼气式酒精测试模拟装置

酒精发射器实验报告单

酒精发射器实验报告单实验目的：本实验主要旨在设计和制作一个酒精发射器，并测试其发射性能和安全性。

实验材料：- 一个装有绝对酒精的酒精容器- 一个压力容器，用于构建发射器- 一个可控制的喷射机构- 点火装置和点火源- 视频设备，用于记录实验过程- 安全设备，如护目镜和防护服实验原理：酒精发射器利用可控制的压力将酒精释放到喷射机构中，并通过点火源引燃酒精。

在点火后，酒精蒸气会迅速燃烧，产生推力，使喷射机构向后推进，实现发射效果。

实验步骤：1. 准备工作：确保实验场地通风良好，并清理周围的易燃物品。

穿戴安全设备，如护目镜和防护服。

2. 组装发射器：将酒精容器连接到压力容器，并确保连接处密封良好。

将喷射机构装置在压力容器的前端。

3. 充入酒精：将绝对酒精倒入酒精容器中，并确保容器封闭。

4. 施加压力：通过相应的装置（如手动泵或气体罐）向压力容器中注入压缩空气，增加压力。

确保压力不超过安全范围，并且容器能够承受所加的压力。

5. 点火测试：在确定实验环境安全的情况下，点燃点火源并将其放置在喷射机构的位置。

远离喷射机构，观察发射效果和推力大小。

6. 调整参数：根据实验效果和安全性，调整压力和点火位置，以获取最佳的发射效果。

7. 实验记录：将实验过程进行录像或拍照记录，包括发射效果和推力大小。

实验注意事项：1. 实验需在开阔的场地和安全环境进行。

2. 酒精发射器实验有火灾和爆炸的风险，请严格按照实验安全规范操作，并远离易燃物品。

3. 在进行实验前，要确保所有连接部位密封良好，并检查压力容器是否能够承受所加的压力。

4. 点火前，要确保周围没有可燃物，并将所有人员远离喷射机构。

5. 实验过程中，应注意观察发射效果和推力大小，并根据需要进行参数调整。

实验结果及讨论：经过实验，我们成功制作了一个酒精发射器，并测试了其发射性能和安全性。

在适当的压力和点火位置下，发射器能够产生足够的推力，实现有效的发射效果。

同时，我们也注意到，在高压力下，发射器会表现出更高的推力，但也增加了安全隐患。

《传感器技术及应用》课程标准2013

《传感器技术及应用》课程标准编制人：曹月真编制单位：机电教研室适用专业：电气自动化技术编制日期：2013年 3 月审核人：张月华系部主任：武蕴馥衡水职业技术学院机电工程系制2013年 3月目录一、课程定位和课程设计二、课程目标三、课程内容与要求四、课程实施五、教学评价、考核要求六、课程资源开发与利用七、参考文献八、其他说明《传感器技术及应用》课程标准课程编号：05131080适用专业：电气自动化技术课程类别：专业核心课程修课方式：必修教学时数：52学时总学分数：3.5学分一、课程定位和课程设计（一）课程性质与作用传感器是现代控制的基本工具，而检测技术则是控制过程获取信息的唯一手段。

《传感器与检测技术》是一门多学科交叉的专业课程，本课程是电气自动化技术专业的一门核心专业技术课，重点介绍各种传感器的工作原理和特性，结合工程应用实际，了解传感器在各种电量和非电量检测系统中的应用，培养学生使用各类传感器的技巧和能力，掌握常用传感器的工程测量设计方法和实验研究方法，了解传感器技术的发展动向。

为后期的电气综合实训、电工中、高级职业资格证书（其内容约占20%）、毕业设计、顶岗实习等打下基础，也是职业素质养成与职业能力培养最基本的理论实践一体化课程。

（二）课程基本理念本课程贯彻“以就业为导向，以能力为本位”的职教思想，以学生将来从事的职业岗位群所需要的相关知识和基本技能为依据，以项目课程为主体的模块化专业课程体系，它突破了学科为中心的课程体系，减少理论推导，重点突出应用。

将学科内容按“项目”进行整合，在内容安排上也是由简到繁，逐步深入，以应用性教学为主，注重增强学生的能力。

（三）课程设计思路本课程按项目或任务式教学课程进行设计，以项目为引导，任务为驱动，内容以实用为主，原理分析通俗易懂。

各项目中典型传感器应用电路的分析和测试，融合常用传感器的基本知识。

课程内容包含了传感器检测若干个项目，每个项目又分为若干个典型工作任务，每个任务将相关知识和实践实验进行有机的结合，突出实际应用，减少理论推导，注重培养学生的实际应用能力和分析解决问题的实际工作能力。

酒精测试仪总体方案设计

酒精测试仪总体方案设计一、要求1.1、基本要求（1）使用乙醇传感器检测酒精浓度。

（2）当酒精浓度高于35mg/100ml时用绿色指示灯提示饮酒。

（3）当酒精浓度高于80mg/100ml时用绿色指示灯熄灭红色指示灯点亮并响蜂鸣器报警提示醉酒。

1.2、发挥部分（1）利用单片机进行控制。

（2）通过LCD或者数码管进行显示当前酒精浓度。

（3）通过按键能够修改饮酒或醉酒标准。

二、酒精浓度检测仪设计方案2.1 酒精浓度检测仪设计要求分析设计的酒精浓度测试仪应具有如下特点:(1)数据采集系统以单片机为控制核心,外围电路带有LED显示以及键盘响应电路,无需要其他计算机,用户就可以与之进行交互工作,完成数据的采集､存储､计算､分析等过程｡(2)系统具有低功耗､小型化､高性价比等特点｡(3)从便携式的角度出发,系统成功使用了数码管显示器以及小键盘｡由单片机系统控制键盘和LED显示来实现人机交互操作,界面友好｡(4)软件设计简单易懂｡2.2 酒精浓度检测仪设计方案设计时,考虑酒精浓度是由传感器把非电量转换为电量,传感器输出的是0-5伏的电压值且电压值稳定,外部干扰小等｡因此,可以直接把传感器输出电压值经过A/D转换器转换得到数据送入单片机进行处理｡此外,还需接人LED显示,4*4键盘,报警电路等｡其总体框图如图2-1所示｡图2-1系统设计方框图单片机酒精浓度测试仪用MQ3酒精传感器采集气体信号,并通过数模转换器将模拟信号转换成数字信号送至单片机,单片机对数字信号进行分析处理,并将所得的结果显示出来,可以通过键盘设置不同环境下酒精浓度的不同阀值,如果所检测出的酒精浓度超过了所设定的阀值,那么单片机就能控制蜂鸣器发出声音报警｡键盘采用3个独立键盘进行数据输入设定;显示部分用4个数码管显示当前数据,数码管分别用4个74LS47锁存器控制段选和位选｡三、酒精测试仪的硬件设计3.1 单片机模块电路的设计本硬件由五部分组成:单片机模块,模数转换模块,酒精传感器模块｡本系统由单片机AT89C51控制,其直接控制三个模块:数转换模块将酒精传感器采集到模拟电压信号转换成输送到单片机控制处理,LCD显示模块可以将经过单片机处理过的酒精气体浓度的具体量化值显示｡单片机是一种集成电路芯片,采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算,逻辑运算､数据传送､中断处理)的微处理器(CPU),随机存取数据存储器(RAM),只读程序存储器(ROM),输入输出电路(I/O口),可能还包括定时计数器,串行通信口(SCI),显示驱动电路(LCD或LED驱动电路),脉宽调制电路(PWM),模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上,构成一个虽小然而完善的计算机系统｡这些电路能在软件的控制下准确､迅速､高效地完成程序设计者事先规定的任务｡3.1.1 单片机片内结构51单片机的片内结构如图3-1所示｡它把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上｡按功能划分,它有如下功能部件组成:（1）微处理器(CPU)｡（2）数据存储器(RAM)｡（3）程序存储器(ROM/EPROM)｡（4）4个8位并行I/O口(P0口､P1口､P2口､P3口)｡（5）一个串行口｡（6）2个16位定时器､计数器｡（7）中断系统｡（8）特殊功能寄存器(SFR)｡图3-1系统硬件设计原理图3.1.2单片机的选择AT89S51是低功耗､高性能､采用CMOS工艺的8位单片机,其片内具有8KB的可在线编程的Flash 存储器｡该单片机采用了ATMEL公司的高密度､非易失性存储器技术,与工业标准型80C51单片机的指令系统和引脚完全兼容;片内的Flash存储器可在线重新编程,或者使用通用的非易失性存储器编程;通用的8位CPU与在线可编程Flash集成在一块芯片上,从而使AT89S52 功能更加完善,应用更加灵活;具有较高的性能价格比,使其在嵌入式控制系统中有着广泛的应用前景｡掌握MCS-51单片机,应首先了解MCS-51的引脚,熟悉并牢记各引脚的功能,MCS-51系列中各种型号芯片的引脚是互相兼容的｡制作工艺为HMOS的MCS-51的单片机都采用40只引脚的双列直插封装方式,如图3-2所示｡P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST(TXD) P3.1 (INT0) P3.2 (INT1) P3.3 T0 P3.4 T1 P3.5 (WR) P3.6 (RD) P3.7XTAL1XTAL2GNDVccP0.0 (AD0)P0.1 (AD1)P0.2 (AD2)P0.3 (AD3)P0.4 (AD4)P0.5 (AD5)P0.6 (AD6)P0.7 (AD7)EA/VPPPSENP2.7 (A15)P2.6 (A14)P2.5 (A13)P2.4 (A12)P2.3 (A11)P2.2 (A10)P2.1 (A9)P2.0 (A8) PDIP(RXD) P3.0ALE/PROG图3-2 AT89C51芯片管脚图40只引脚按其功能来分,可分为如下3类:(1)电源及时钟引脚:Vcc､Vss､XTAL1､XTAL2｡电源引脚接入单片机的工作电源｡Vcc接+5V电源,Vss接地｡时钟引脚XTAL1､XTAL2外接晶体与片内的反相放大器构成了1个晶体振荡器,它为单片机提供了时钟控制信号｡2个时钟引脚也可外接独立的晶体振荡器｡XTAL1接外部的一个引脚｡该引脚内部是一个反相放大器的输入端｡这个反相放大器构成了片内振荡器｡如果采用外接晶体振荡器时,此引脚接地｡XTAL2接外部晶体的另一端,在该引脚内部接至内部反相放大器的输出端｡若采用外部时钟振荡器时,该引脚接受时钟振荡器的信号,即把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端｡(2)控制引脚:PSEN､ALE､EA､RESET(RST)｡此类引脚提供控制信号,有的还具有复用功能｡①RST/VPD引脚:RESET(RST)是复位信号输入端,高电平有效｡当单片机运行时,在此引脚加上持续时间大于2个机器周期(24个振荡周期)的高电平时,就可以完成复位操作｡在单片机工作时,此引脚应为≤0.5V低电平｡VPD为本引脚的第二功能,即备用电源的输入｡当主电源发生故障,降低到某一规定值的低电平时,将+5V电源自动接入RST端,为内部RAM提供备用电源,以保证片内RAM的信息不丢失,从而使单片机在复位后能正常进行｡② ALE/PROG引脚:ALE引脚输出为地址锁存允许信号,当单片机上电正常工作后ALE引脚不断输出正脉冲信号｡当单片机访问外部存储器时,ALE输出信号的负跳沿用于单片机发出的低8位地址经外部锁存器锁存的锁存控制信号｡即使不访问外部锁存器,ALE端仍有正脉冲信号输出,此频率为时钟振荡器频率的1/6｡PROG为该引脚的第二功能｡在对片内EPROM型单片机编程写入时,此引脚作为编程脉冲输入端｡③PSEN引脚:程序存储器允许输出控制端｡在单片机访问外部程序存储器时,此引脚输出脉冲负跳沿作为读外部程序存储器的选通信号｡此引脚接外部程序存储器的OE(输出允许端)｡④EA/VPP引脚:EA功能为片内程序存储器选择控制端｡当EA引脚为高电平时,单片机访问片内程序存储器,但在PC值超过0FFFH时,即超出片内程序存储器的4KB地址范围时将自动转向执行外部程序存储器内的程序｡当EA引脚为低时,单片机只访问外部程序存储器,不论是否有内部程序存储器｡(3)I/O口引脚:P0､P1､P2､P3,为四个8位I/O口的外部引脚｡P0口､P1口､P2口､P3口是3个8位准双向的I/O口,各口线在片内均有固定的上拉电阻｡当这3个准双向I/O口作输入口使用时,要向该口先写1,另外准双向口I/O口无高阻的“浮空”状态｡由于单片机具有体积小､质量轻､价格便宜､耗电少等突出特点,所以本系统采用89C51单片机,硬件设计电路图如图1所示｡89C51内部有4KB的EPROM,128字节的RAM,所以一般都要根据所需存储容量的大小来扩展ROM和RAM ｡本电路EA接高电平,没有扩展片外ROM和RAM｡MCS单片机都采用40引脚的双列直插封装方式｡40条引脚说明如下:主电源引脚Vss和Vcc(1)Vss接地(2)Vcc正常操作时为+5伏电源外接晶振引脚XTAL1和XTAL2(1)XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端,是外接晶体的一个引脚｡当采用外部振荡器时,此引脚接地｡(2)XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端｡是外接晶体的另一端｡当采用外部振荡器时,此引脚接外部振荡源｡控制或与其它电源复用引脚RST/VPD,ALE/和/Vpp(1)RST/VPD 当振荡器运行时,在此引脚上出现两个机器周期的高电平(由低到高跳变),将使单片机复位在Vcc掉电期间,此引脚可接下图8051引脚排列图上备用电源,由VPD向内部提供备用电源,以保持内部RAM中的数据｡(2) ALE/正常操作时为ALE功能(允许地址锁存)提供把地址的低字节锁存到外部锁存器,ALE 引脚以不变的频率(振荡器频率的)周期性地发出正脉冲信号｡因此,它可用作对外输出的时钟,或用于定时目的｡但要注意,每当访问外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲,ALE 端可以驱动(吸收或输出电流)八个LSTTL 电路｡对于EPROM型单片机,在EPROM编程期间,此引脚接收编程脉冲(功能)｡(3)外部程序存储器读选通信号输出端,在从外部程序存储取指令(或数据)期间, 在每个机器周期内两次有效, 同样可以驱动八LSTTL输入｡(4)/Vpp ､/Vpp为内部程序存储器和外部程序存储器选择端｡当 /Vpp为高电平时,访问内部程序存储器,当/Vpp为低电平时,则访问外部程序存储器｡对于EPROM型单片机,在EPROM编程期间,此引脚上加21伏EPROM编程电源(Vpp)｡输入/输出引脚P0.0 - P0.7,P1.0 - P1.7,P2.0 - P2.7,P3.0 - P3.7｡(1)P0口(P0.0 - P0.7)是一个8位漏极开路型双向I/O口,在访问外部存储器时,它是分时传送的低字节地址和数据总线,P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL负载｡(2)P1口(P1.0 - P1.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口｡能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载｡(3)P2口(P2.0 - P2.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口,在访问外部存储器时,它输出高8位地址｡P2口可以驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载｡(4)P3口(P3.0 - P3.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口｡能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载｡3.1.3单片机最小系统的实现单片机主要擅长系统控制,而不适合做复杂的数据处理,在设计单片机最小系统时通常选用AT89C5l､AT89C52､AT89S51､AT89S52(S系列芯片支持ISP功能)等型号的8位DIP-40封装的单片机作为MCU,一个典型的单片机最小系统一般由时钟电路､复位电路､键盘电路､显示电路部分组成,有时也外扩片外RAM 和ROM以及外部扩展接口等电路｡3.1.3.1系统时钟电路单片机内部具有一个高增益反相放大器,用于构成振荡器｡通常在引脚XTALl和XTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器,系统时钟电路结构如图2所示,可以根据情况选择6MHz､8MHz或12MHz等频率的石英晶体,补偿电容通常选择20-30pF左右的瓷片电容｡3.1.3.2复位电路单片机小系统采用上电自动复位和手动按键复位两种方式实现系统的复位操作｡上电复位要求接通电源后,自动实现复位操作｡手动复位要求在电源接通的条件下,在单片机运行期间,用按钮开关操作使单片机复位｡上电自动复位通过电容C3充电来实现｡手动按键复位是通过按键将电阻R2与VCC接通来实现｡3.1.3.3键盘电路系统利用P1口的P1.0-P1.3设置了4个独立按键S2~S5,当键按下时,P1口相应的引脚置为低电平,且与此键相连的发光二极管点亮｡此外,通过8279键盘显示控制芯片还可以扩展编码键盘和显示,利用8279扩展的一个2×8=16键编码键盘及 8个LED电路｡3.1.3.4显示电路系统设置了8个共阳极LED数码管LED1-LED2,单片机P0口提供段码信号,低电平有效,P0口输出端通过限流电阻R00~R07与数码管的段码数据线相连,用来送出LED数码管的段码数据信号｡单片机P2口提供位选信号,当P2口某位输出低电平时,与此相连的开关三极管导通,对应的数码管点亮,使用三极管用来增强信号的驱动能力｡此外,为了扩展LCD显示,系统设置了两个LCD 接口,如图7,一个用于40点矩阵LCD显示,一个用于128×64点阵式LCD 显示｡3.2酒精传感器模块的选择与设计3.2.1气敏传感器工作原理气敏电阻是一种半导体敏感器件,它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的｡人们发现某些氧化物半导体材料如SnO2､ZnO､Fe2O3､MgO､NiO､BaTiO3等都具有气敏效应｡气敏传感器是一种检测特定气体的传感器｡它主要包括半导体气敏传感器､接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等,其中用的最多的是半导体气敏传感器｡它的应用主要有:一氧化碳气体的检测､瓦斯气体的检测､煤气的检测､氟利昂(R11､R12)的检测､呼气中乙醇的检测､人体口腔口臭的检测等等｡它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号,根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,从而可以进行检测､监控､报警;还可以通过接口电路与计算机组成自动检测､控制和报警系统｡半导体气敏传感器对于低浓度气体具有很高的灵敏度,具有嗅觉功能,能自动检测瓦斯浓度｡一旦瓦斯超限,气敏传感器即可自动报警,然后采取先抽后采的原则,即可防止瓦斯爆炸事故的发生｡半导体气敏传感器是利用待测气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化来检测气体的种类和浓度的｡当半导体器件被加热到稳定状态,在气体接触半导体表面而被吸附时,被吸附的分子首先在表面自由扩散,失去运动能量,一部分分子被蒸发掉,另一部分残留分子产生热分解而固定在吸附处时,如果半导体的功函数大于吸附分子的离解能,吸附分子将向器件释放电子,而形成正离子吸附｡如H2､CO､碳氢化合物等,被称为还原型气体｡当还原型气体吸附到N型半导体上时,载流子增多,使半导体电阻值下降｡3.2.2气敏传感器简介气敏传感器是酒精检测系统的核心,通常安装在探测头内｡从本质上讲气敏传感器是一种将某种气体的体积分数转化成对应电信号的转换器｡探测头通过气敏传感器对气体样品进行调理,通常包括滤除杂质和干扰气体､干燥或制冷处理､样品抽吸,甚至对样品进行化学处理,以便化学传感器进行更快速的测量｡目前普遍使用的气敏传感器有燃料电池型(电化学型)和半导体型两种｡他们能够制造便携型呼气酒精浓度测试器,适合于现场使用｡与半导体传感器相比,燃料电池酒精传感器具有稳定性好､精度高､抗干扰性好等优点｡由于燃料电池酒精传感器的结构要求很精密,制造难度大,目前世界上只有美国､德国､英国等少数几个国家能够生产｡本测试器采用MQK2酒精浓度传感器,检测人体呼出气体中酒精浓度并且输出电压信号｡MQK2酒精浓度传感器主要由气敏元件和电阻丝组成, MQK2传感器外接+5V电压时,能将电阻丝加热到270℃~300℃｡,电路将MQK2传感器的阻值变化转化成输出电压的变化,从而可以通过A/D转换成数字量供单片机处理｡根据分析,乙醇浓度增加时元件电阻R减小反之异亦反,所以呼出气体中的气态乙醇逐渐扩散后元件电阻R敏感的变化｡在应用方面,目前最广泛的是可燃性气体气敏元件传感器,已普及应用于气体泄漏检测和监控,从工厂企业到居民家庭,应用十分广泛｡一是气体传感器向低功耗､多功能､集成化方向发展国外气体传感器发展很快｡二是增强可靠性,实现元件和应用电路集成化,多功能化,发展MEMS技术,发展现场适用的变送器和智能型传感器｡3.2.3 气体传感器向低功耗､多功能､集成化方向发展国外气体传感器发展很快,一方面是由于人们安全意识增强,对环境安全性和生活舒适性要求提高;另一方面是由于传感器市场增长受到政府安全法规的推动｡因此,国外气体传感器技术得到了较快发展,据有关统计猜测,美国1996年—2002年气体传感器年均增长率为(27~30)%｡目前,气体传感器的发展趋势集中表现为:一是提高灵敏度和工作性能,降低功耗和成本,缩小尺寸,简化电路,与应用整机相结合,这也是气体传感器一直追求的目标｡如日本费加罗公司推出了检测(0.1~10)×10-6硫化氢低功耗气体传感器,美国IST提供了寿命达10年以上的气体传感器,美国FirstAlert公司推出了生物模拟型(光化反应型)低功耗CO气体传感器等｡二是增强可靠性,实现元件和应用电路集成化,多功能化,发展MEMS技术,发展现场适用的变送器和智能型传感器｡如美国GeneralMonitors公司在传感器中嵌入微处理器,使气体传感器具有控制校准和监视故障状况功能,实现了智能化;还有前已涉及的美国IST 公司的具有微处理器的“MegaGas”传感器实现了智能化､多功能化｡3.2.4传感器的选择传感器千差万别,即便对于相同种类的测定量也可采用不同工作原理的传感器,因此,要根据需要选用最适宜的传感器｡(1)测量条件如果误选传感器,就会降低系统的可靠性｡为此,要从系统总体考虑,明确使用的目的以及采用传感器的必要性,绝对不要采用不适宜的传感器与不必要的传感器｡测量条件列举如下,即测量目的,测量量的选定,测量的范围,输入信号的带宽,要求的精度,测量所需要的时间,过输入发生的频繁程度｡(2) 传感器的性能选用传感器时,要考虑传感器的下述性能,即精度,稳定性,响应速度,模拟信号或者数字信号,输出量及其电平,被测对象特性的影响,校准周期,过输人保护｡(3) 传感器的使用条件传感器的使用条件即为设置的场所,环境(湿度､温度､振动等),测量的时间,与显示器之间的信号传输距离,与外设的连接方式,供电电源容量｡根据被检测气体的不同,气敏传感器可分为以下三类:(1)可燃性气体气敏传感器｡目前该类气敏传感器需求量最大,包含各种无机和有机类气体检测,主要用于抽油烟机､泄露报警器和空气清新剂等方面,并已经形成生产规模,在油田､矿区､化工､企业及家庭等生产和生活领域广泛用作气体泄露报普,特别是用于家庭气体泄露报警,需求量不断增加,使该类传感器有着广泛的发展空间｡(2)CO和H2气敏传感器｡CO气敏元件可用于工业生产､环保､汽车､家庭等CO泄露和不完全燃烧检测报警;H2气敏元件除应用于工业等领域外,主要用于家庭管道煤气泄露报警｡由于我国管道煤气中H2含量很高,而氢敏元件较氧化碳元件价格低,灵敏度高,因此,用氢敏元件做城市管道煤气泄露报警更为适宜｡(3)毒性气体传感器｡毒性气体传感器又称为环境有毒有害气体传感器,主要用于检测烟气､尾气､废气等环境污染气体,虽然SnO2气敏传感器对CO,H2S等有毒有害气体敏感,但应用最多的仍是电解式化学传感器｡传感器的分类方式有很多种,以上是根据被检测气体的性质进行的分类,也有根据元件的物理特性进行分类的｡一个新型的气体检测系统应该包括:(1)基于一种或几种传感技术的气体传感器｡(2)组合了气体传感器和采样调理电路的探头｡(3)配有人机接口软件的中心监测和控制系统｡(4)在一些应用中,与其它安全系统和仪器的接口｡本设计中的酒精气体传感器采用河南汉威电子有限公司的MQ-3型,它属于MQ系列气敏元件的一种｡如图3-3所示:图3-3 MQ-3外形特点:检测范围为10ppm~2000ppm ;灵敏度高,输出信号为伏特级;响应速度快,小于10秒;功耗小于0.75W,尺寸:D17*H10｡MQ-3型气敏传感器的敏感部分是由金属氧化物(二氧化锡)的N型半导体微晶烧结层构成｡当其表面吸附有被测气体酒精分子时,表面导电电子比例就会发生变化,从而其表面电阻会随着被测气体浓度的变化而变化｡由于这种变化是可逆的,所以能重复使用｡本系统直接测量的是呼气中的酒精浓度,再转换为血液中的酒精含量浓度,故采用气敏传感器｡考虑到周围空气中的气体成分可能影响传感器测量的准确性,所以传感器只能对酒精气体敏感,对其他气体不敏感,故选用MQ-3型气敏传感器｡其有很高的灵敏度､良好的选择性､长期的使用寿命和可靠的稳定性｡MQ-3型气敏传感器由微型Al2O3,陶瓷管和SnO2敏感层､测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢的腔体内,加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件｡传感器的标准回路有两部分组成｡其一为加热回路,其二为信号输出回路,它可以准确反映传感器表面电阻值的变化｡传感器的表面电阻RS的变化,是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号VRL输出面获得的｡负载电阻RL可调为0.5-200K｡加热电压Uh为5v｡上述这些参数使得传感器输出电压为0-5V｡MQ-3型气敏传感器的结构和外形､标准回路､传感器阻值变化率与酒精浓度､外界温度的关系图如图3-4所示｡图3-4 MQ3 原理图MQ-3的灵敏度特性曲线如图3-5所示:灵敏度特性曲线图3-5灵敏度特性曲线3.2.5 MQ-3的检测如图 3-6所示,当电源开关S断开时,传感器加热电流为零,实测A,B之间电阻>20M欧｡S接通,则f,f之间电流由开始时155mA降至153mA而稳定｡加热开始几秒钟后A,B之间电阻迅速下降至1M欧以下,然后又逐渐上升至20M欧以上后并保持着｡此时如果将内盛酒精棉花的小瓶瓶口靠近传感器,我们立即可以看到数字万用表显示值马上由原来大于20M欧降至1M欧以下｡移开小瓶过15-40s 后,A,B之间电阻恢复至大于20M欧｡这种反应可以重复试验,但要注意使空气恢复到洁净状态｡图3-6 MQ-3检测图3.3酒精传感器的工作原理3.3.1传感器性能分析QM3气体传感器的敏感材料是金属氧化物,最具代表性的是SnO2｡金属氧化物晶体如SnO2在空气中被加热到一定高的温度时,氧被吸附在的带一个负电荷的晶体表面｡然后,晶体表面的供与电子被转移到吸附的氧上,结果在一个空间电荷层留下正电荷｡这样,表面势能形成一个势垒,从而阻碍电子流动｡在传感器的内部,电流流过SnO2微晶的结合部位(晶粒边界)｡在晶粒边界,吸附的氧形成一个势垒阻止载流子自由移动,传感器的电阻即缘于这种势垒｡还原性气体出现时,带有负电荷的氧的表面浓度降低,导致晶粒边界的势垒降低｡降低了的势垒使传感器的阻值减小了｡传感器阻值和还原性气体浓度之间的关系可由下面的一定范围气体浓度方程表示:Rs=A[C]-α这里:Rs=传感器电阻 A=常数 [C]=气体浓度α=Rs曲线的斜率费加罗气体传感器的气敏素子,使用在清洁空气中电导率低的SnO2｡当存在检知对象气体时,传感器的电导率随空气中气体浓度增加而增大｡使用简单的电路即可将电导率的变化,转换为与该气体浓度相对应的输出信号｡TGS822 传感器对酒精､有机溶剂灵敏度高,在酒精检测器等方面得到广泛使用｡相同特性的 TGS823,采用了陶瓷底座,可以在200℃的高温气氛中使用｡表3-1 QM3性能参数一览表。

基于气敏传感器的酒精测试系统

《传感器原理及应用》创新性应用课题研究报告题目：基于气敏传感器的酒精测试系统学院：自动化工程学院年级专业：2012级电子信息科学与技术姓名：韩佳林、罗荣伟、于帅、孙建超任课教师：迟宗涛2015年12月20 日目录1 绪论 (1)1.1 呼吸气体酒精浓度检测报警仪开发背景 (4)1.2呼吸气体酒精浓度检测报警仪的简介 (4)1.3呼吸气体酒精浓度检测报警仪课程设计基本要求与设计简介 (5)2 单片机最小系统介绍 (6)2.1 STC89C52简介 (6)2.2 复位电路介绍 (8)2.3 晶振电路介绍 (9)3 信号采集和AD转换过程的软硬件设计 (10)3.1 MQ-3酒精浓度传感器模块简介 (10)3.2 AD转换软硬件件设计 (11)3.2.1 ADC0804简介 (11)3.2.2 本设计中ADC0804外围硬件连接 (13)3.2.3 本设计中AD转换软件实现 (14)4 显示模块软硬件设计 (16)4.1 LCD1602简介 (16)4.2 本设计中LCD1602的硬件连接介绍 (17)4.3 本设计中LCD1602的软件设计 (17)4.3.1 本设计的液晶写命令子函数和写数据子函数程序分析 (17)4.3.2 本设计中用到的液晶指令介绍 (19)4.3.3 本设计中的字符串显示和数据实时更新的实现方法 (19)5. 其它外围设备软硬件设计 (22)5.1 报警电路软硬设计 (22)5.1.1 硬件部分设计 (22)5.1.2 软件部分设计 (22)5.2 待机指示灯软硬件设计 (23)5.2.1 硬件部分设计 (23)5.2.2 软件部分设计 (23)5.3 按键软硬件设计 (23)5.3.1 硬件部分设计 (24)5.3.2 软件部分设计 (24)5.4 电源电路 (25)6．系统总体设计 (26)6.1 硬件总体框图 (26)6.2 程序流程图 (27)6.3 硬件调试 (28)6.4 软件调试 (28)6.4.1 标志数的应用 (28)6.4.2 按键的消抖与松手检测的程序实现 (29)6.4.3 定时器与定时器中断 (30)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录一硬件设计原理图 (34)附录二实物照片 (35)附录三程序 (36)1 绪论1.1 呼吸气体酒精浓度检测报警仪开发背景我国经济、科技正在迅速腾飞，汽车早已进入寻常百姓家。

酒后驾车测试仪的设计

第一章绪论近年来，我国越来越多的人有了自己的私家车，而酒后驾车造成的交通事故也频繁发生。

为此，我国将酒驾列入刑法范围内，所以需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。

目前酒精测试仪主要应用于交通运输业，地下开采等，大家最常看到的就是交通警察手中拿的酒精测试仪。

气体中酒精含量进行检测的设备有五种基本类型，即：燃料电池型、半导体型、红外线型、气体色谱分析型、比色型。

但由于价格和使用方便的原因，目前常用的只有燃料电池型和半导体型两种。

燃料电池酒精传感器采用贵金属白金作为电极，在燃烧室内充满特种催化剂，使进入燃烧室内的酒精充分燃烧转变为电能，也就是在两个电极上产生电压，电能消耗在外接负载上，此电压与进入燃烧室内气体的酒精浓度成正比。

燃料电池是当前全世界都在广泛研究的环保型能源，它可以直接把可燃气体转变成电能，而不产生污染，酒精传感器只是燃料电池的一个分支。

与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性好，精度高，抗干扰性好的优点。

但是由于燃料电池酒精传感器的结构要求非常精密，制造难度相当大，目前只有美国、英国、德国等少数几个国家能够生产，加上材料成本高，因此价格相当昂贵，是半导体酒精传感器的几十倍。

MQ3 酒精传感器是气敏传感器，其具有很高的灵敏度、良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。

MQ3 型气敏传感器由微型Al2O3、陶瓷管和SnO2 敏感层、测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或者不锈钢的腔体内，加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。

传感器的标准回路有两部分组成：其一为加热回路；其二为信号输出回路，它可以准确反映传感器表面电阻的变化。

传感器表面电阻RS 的变化，是通过与其串联的负载电阻RL 上的有效电压信号VRL 出面获得的。

二者之间的关系表述为：RS/RL=(VC－VRL)/VRL，其中VC 为回路电压，10V。

负载电阻RL 可调为0.5～200K，加热电压Uh 为5V。

(完整word版)基于51单片机的酒精检测仪课程设计

1甲醇测试仪总体方案设计1.1甲醇浓度检测仪设计要求分析设计的甲醇浓度测试仪应具有如下特点：（1）数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LED显示以及键盘响应电路，无需要其他计算机，用户就可以与之进行交互工作，完成数据的采集、存储、计算、分析等过程。

（2）系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。

（3）从便携式的角度出发，系统成功使用了数码管显示器以及小键盘。

由单片机系统控制键盘和LED显示来实现人机交互操作，界面友好。

（4）软件设计简单易懂。

1.2甲醇浓度检测仪设计方案设计时，考虑甲醇浓度是由传感器把非电量转换为电量，传感器输出的是0-5伏的电压值且电压值稳定，外部干扰小等。

因此，可以直接把传感器输出电压值经过A/D转换器转换得到数据送入单片机进行处理。

此外，还需接人LED显示，4*4键盘，报警电路等。

其总体框图如图2.1所示。

图1.1基本工作原理图2硬件设计2.1传感器的选择本系统采用气敏传感器直接测量的是空气中的甲醇浓度。

传感器只能采对甲醇气体敏感，对其他气体不敏感，故选用MQ3型气敏传感器,这是考虑到周围空气中的气体成分可能影响传感器测量的准确性。

MQ3型气敏传感器由微型Al2O3，陶瓷管和测量电极、SnO2敏感层和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢的腔体内，加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。

MQ3型气敏传感器有很高的灵敏度、良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。

传感器的标准回路有加热回路和信号输出回路两部分组成，它可以准确反映传感器表面电阻值的变化。

传感器的表面电阻RS的变化，是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号VRL输出面获得的。

负载电阻RL可调为0．5-200K。

加热电压Uh为5v。

上述这些参数使得传感器输出电压为0-5V。

MQ3型气敏传感器的结构和外形、标准回路、传感器阻值变化率与酒精浓度、外界温度的关系图如图3-3所示。

一般在测量前需将传感器预热5分钟，这个样子是为了使测量的精度达到最高，误差最小，需要找到合适的温度。

福建省泉州市成功中学2025届九年级物理第一学期期中监测试题含解析

福建省泉州市成功中学2025届九年级物理第一学期期中监测试题题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单选题1．如图所示的电路中，电源电压不变，当电键S由闭合到断开时，下列判断正确的是A．V1变大，A变小B．V1不变，A变大C．V1变大，A变大D．V2变小，A变小2．在综合实践活动中，小明做了一个能自动回转的“魔罐”，如图甲所示．他将小铁块绑在橡皮筋中部，让橡皮筋穿入铁罐，两端分别固定在罐盖和罐底上，如图乙所示．实验装置做好后让它从不太陡的斜面上滚下，发现橡皮筋被铁块卷紧了，接着铁罐居然能从斜面底部自动滚上去．以下有关能量转化的判断，正确的是A．铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是重力势能转化为动能B．铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是弹性势能转化为动能C．铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是动能转化为重力势能D．铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能3．下列有关热的说法正确的是A．晶体在熔化过程中温度不变，内能也不变B．内燃机的压缩冲程，主要是用热传递的方法增加了气缸内的物质的内能C．用水作汽车冷却液，是因为水的比热容大D．物体吸收热量，温度一定升高4．已知有三个小球，A与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引，A和B相排斥，B和C相吸引，则C的带电情况是A．带正电B．带负电C．带正电或不带电D．带负电或不带电5．“海斗号”潜水器的最大潜深达10767米，使我国成为世界第三个拥有万米级深潜器的国家。

当“海斗号”在万米深处继续下潜时，受到海水的A．压强和浮力都增大B．压强和浮力都不变C．压强增大，浮力不变D．压强不变，浮力增大6．在如图所示的各电路中，开关S闭合后，小灯泡L1、L2都能发光的是（）A．B．C．D．7．李海同学骑车上学，因为赶时间经常忘记收起自行车支架便骑车或没有锁车就离开，因此他想设计提醒收支架和锁车的电路．在兴趣小组活动中，他请同学们一道设计提醒锁车的电路，要求：当车的支架支起（开关S1闭合）时，蜂鸣器响起，提醒锁车；当车上锁（开关S2断开）后，蜂鸣器停止发声．他们设计了如图所示的四个电路，其中符合要求的是A．B．C．D．8．如图所示工具，在使用时费力的是A．B．C．D．二、多选题9．如图所示，当开关S闭合后，下列说法正确的是（）A．灯L1与灯L2是串联，且灯L1被短路B．电压表可测出灯L1两端的电压C．电流表A1测的是灯L1的电流D．电流表A2测的是灯L2的电流10．下列几组现象及其中所蕴含的物理知识，对应正确的是（）A．扫地时尘土飞扬--分子是运动的B．搓手取暖--做功可以改变物体内能C．化纤衣服表面容易吸附灰尘--分子间存在引力D．验电器带电时两片金属箔会张开--同种电荷相互排斥三、填空题11．如图所示，当滑片向右移动时，接入电路的电阻减小，则应该选用的接线柱是___________．12．家用轿车日渐普及，到加油站给车加油时，能闻到汽油味，说明分子在_____；在烈日下，车体温度升高，这是通过_____的方式来改变物体内能的.13．如图所示电源两极间的电压不变.R1=4Ω，R2= 8Ω.当S1闭合时、S2断开①②都是电流表时两表的示数之比为____________；当S1、S2都闭合①②都是电压表时两表示数之比为____________.14．如图所示，赛艇的船桨是一种杠杆，划船时它是一支_____力杠杆，手移动的距离_____（选填：大于、小于）桨在水中移动的距离．15．如图所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，电源电压不变，闭合开关S1、S2，两电表均有示数；再断开开关S2，则电流表示数_____，电压表与电流表示数之比_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。

毕业论文：酒精浓度检测仪的设计

本科毕业论文题目酒精浓度监测仪的设计学生指导教师年级专业系别郑重声明本人的毕业论文（设计）是在指导教师的指导下独立撰写完成的。

如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。

特此郑重声明。

毕业论文（设计）作者（签名）：2009 年月日目录标题 (1)中文摘要 (1)1 序言 (1)2 酒精浓度监测仪硬件电路设计 (2)2.1 89C51单片机系统 (2)2.1.1 单片机片内结构 (2)2.1.2 89C51芯片介绍................................................ ..9 2.2 A/D转换电路................................................. .. 3 2.2.1 ADC0809的引脚及功能.. (3)2.2.2 ADC0809的结构及原理 (3)2.3 LED显示电路 (3)2.3.1 LED显示器的结构 (4)2.3.2 LED显示器的工作原理 (4)3 酒精浓度监测仪系统的软件设计 (4)3.1 初始化程序 (5)3.2 A/D转换子程序 (5)3.3 显示子程序 (5)4 结论 (7)注释 (7)参考文献 (8)外文页．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11酒精浓度监测仪的设计摘要目前全世界绝大多数国家都采用呼气酒精测试仪对驾驶人员进行现场检测，以确定被测量者体内酒精含量的多少，以确保驾驶员的生命财产安全。

酒精浓度监测仪是一种以气敏传感器和单片机为主，监测空气酒精浓度，并具有声光报警功能的空气酒精浓度监测仪。

其可监测出空气环境中酒精浓度值，并根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行声光报警来提示危害。

此外，空气酒精浓度监测仪还能监测某一特定环境的酒精浓度如酒精生产车间可避免发生起火、爆炸及工业场地酒精中毒等恶性事故，确保环境安全。

酒精测试仪

《酒精检测仪》工位号：______________ 成绩：____________________说明：本次比赛共有装配、调试及检测酒精检测仪，电子CAD 软件应用等四个工作任务。

完成这四个工作任务的时间为240 分钟。

按完成工作任务的情况和在完成工作任务进程中的职业与安全意识，评定成绩，满分为100 分。

★工作任务★一、电子产品装配(共分3 大项，第1 项5 分，第2 项10 分，第3 项10 分，共25 分)1．元器件选择(本项目共5 分)根据赛题第二部分的酒精检测电路图和电路元器件表，在印制电路板焊接和产品安装过程中，正确无误地从赛场提供的元器件中选取所需的元器仵及功能部件。

2．印制电路板焊接(本项目分2 小项，第1 项5 分，第2 项5 分，共10 分) 根据赛题第二部分的酒精检测电路图和电路元器件表，选择所需要的元器件，把它们准确地焊接在赛场提供的印制电路板上，其中包括（1）贴片焊接。

（2）非贴片焊接。

要求：（1）印制电路板上所焊接的元器件的焊点大小适中、无漏、假、虚、连焊、焊点光滑、圆润、干净、无毛刺；（2）引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥线头长度符合要求；（3）芯线完好，捻线头镀锡。

3．电子产品安装(本项目10 分)根据赛题第二部分的酒精检测电路图和电路元器件表，把选取的电子元器件及功能部件正确地之装配在赛场提供的印制电路板上。

要求：元器件焊接安装无错漏，元器件、导线安装及元器件上字符标示方向均应符合工艺要求；印制电路板上插件位置正确，接插件、紧固件安装可靠、牢固，印制电路板和元器无烫伤和和划伤处，整机清洁无污物。

二、酒精检测仪检修（本项分2项，每项6分，共12分）要求：在你已经焊接好的《酒精检测仪》线路板上，已经设置了两个故障。

请你根据《酒精检测仪》电路原理和电路功能（电路功能看提供的《酒精检测仪》）加以排除，故障排除后电路才能正常工作。

并请完成以下的检测修报告。

三、电子产品功能调试(本大项分2项，第1项15分，第2项10分，共25分)1．酒精检测电路板电路工作正常(本项目分4小项，第1项1分，第2项2分，第3项7分，第4项5分，共15分)要求：将已经焊接好的酒精检测印制电路板，进行调试并实现相关电路工作正常。

酒精测试仪电路设计报告

苏州科技学院天平学院传感器原理及工程应用报告课题名称酒精测试仪电路设计姓名学号学院机电工程系专业电子信息工程专业指导教师2013年 11 月26日酒精测试仪电路设计最近的几年以来，我们国家的经济飞速的发展着，家家户户基本上都有了自己的车。

但是随着马路上行驶的车辆的增多，汽车的行驶安全引起了我们大家的关注。

尤其是酒后驾车。

酒后驾车引起的交通事故是由于司机的过量饮酒造成人体内酒精浓度过高，麻痹神经，造成大脑反应迟缓，肢体不受控制等症状。

少量饮酒并不会有上述症状，即人体内酒精浓度比较低时，而人体内酒精超过某一个值时就会引起危险。

为此，酒精测试仪就被用来检测驾驶员体内的酒精含量，来确保驾驶安全。

此外，空气酒精浓度监测仪还能监测某一特定环境的酒精浓度如酒精生产车间可避免发生起火、爆炸及工业场地酒精中毒等恶性事故，确保环境安全。

本课题研究的是一种以气敏传感器为主，监测空气酒精浓度，并具有LCD显示功能的空气酒精浓度监测仪。

其可监测出空气环境中酒精浓度值，并根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行光报警．来提示危害。

一、思路：酒精测试仪要能够应用，就一定要有四个部分。

第一部分是信号取样电路。

通过信号取样电路，我们才能够把酒精浓度这个信号收取进来。

第二部分是信号处理电路。

取进来的信号是一个模拟量，且信号很弱还有干扰，所以我们需要对信号进行模数转换，以及滤波和放大。

第三部分是控制及电路处理部分。

有了信号后，必须经过控制电路控制何时输出多少电压，来使得后面的灯可以亮灭。

第四部分就是驱动显示电路了。

就是灯，以及灯的驱动控制。

只有正确的控制灯的亮灭，才能够知道酒精浓度是否超标，以此才能使酒精测试仪真正的发挥作用。

图（1）：总体方案图二、原理：本课题选用的是MQ3型气敏传感器。

其有很高的灵敏度、良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。

MQ3型气敏传感器由微型Al2O3，陶瓷管和SnO2敏感层、测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢的腔体内，加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。

江西省赣州市2022-2023学年高三上学期物理1月期末试卷

…………外………………装…………○…………订…___________ 姓名：___________ 班级：___________ 考…………内………………装…………○…………订…江西省赣州市2022-2023学年高三上学期物理1月期末试卷姓名：__________ 班级：__________考号：__________1．（2分）在雨中，当雨滴垂直落在伞面上时，伞下的人不易被雨淋着，若雨滴在空中以1.6m/s 的速度竖直下落，而打着伞的人以1.2m/s 的速度向前行走，已知tan37°=0.75，则伞下的人不易被雨淋着的打伞方式为（）A ．B ．C ．D ．2．（2分）宇航员汤洪波在中国空间站为全国孩子们演示了“用筷子喝茶”的实验。

这次实验中，质量约为5×10−4kg 的一滴茶水在筷子的作用下，其运动v −t 图像如图所示，4s 时茶水成功进入嘴巴。

4s 内茶水运动的位移大小为0.35m 。

则茶水在加速过程中与筷子间的作用力大小约为（）A ．5×10−3NB ．1×10−3NC ．5×10−5ND ．1×10−7N3．（2分）如图所示，一个盛满水的密闭容器随升降机在竖直方向上做匀速运动，容器中用两轻质弹性细绳分别悬挂一个铁球和拴着一个乒乓球，容器中的水、铁球和乒乓球都相对静止。

某时刻发现悬挂铁球的细绳变长，则（）A ．拴着乒乓球的细绳变短B ．容器随升降机可能向上做加速运动C ．容器随升降机可能向上做减速运动D ．容器随升降机可能向下做加速运动4．（2分）如图所示，高速公路上定速巡航（即汽车的运动速率保持不变）的汽车通过路面abcd ，其中ab 段为平直下坡路面，bc 段为水平路面，cd 段为上坡路面。

整个过程中汽车所受的阻力大小不变，且阻力大于汽车重力沿斜坡向下的分力。

如汽车在三段路面行驶的路程相同，关于汽车发动机的输出功率随时间变化的图像，下列能正确反映是（）A ．B ．C ．D ．5．（2分）2022年7月24日，中国问天实验舱在海南文昌航天发生场发射升空，先进入的椭圆轨道，再经过调整进入圆轨道后顺利完成状态设置，于北京时间7月25日成功对接离地面高度约为ℎ=400km 的中国空间站。

电子工程自考选题

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基于单片机的酒精气体浓度测试仪的设计与制作

８．断路法采用断路法能够有效地检测电子电路中短路故障，即通过断路不断缩小故障发生范围，最终确定故障所在。例如，如果电子电路中运用稳压电源供电，当将某一线路与其连接时电路电流突然增大，则接入的电路中存在短路故障，此时可通过切断支路方法锁定短路位置，若切断某支路线路时电流恢复正常，则说明该支路短路。电子电路故障判定的方法很多，有的对设
Ｃ５ＡＩ６ＡＤ，其管脚如图３所示该芯片为５２内核８位单片机，内部集成了１０位多路Ａ／Ｄ转换模块，适用于常用测试电路。由ＳＴＣ１２Ｃ５ＡＩ６ＡＤ组成的单片机系统原理图如图３所示。图中ＡＯＵＴ为ＭＱ－３传感器模块输出的测试电压信号，送入＾Ｊ）ｃ７端口进行处理，Ｄ０ＵＴ为传感器模块输出的数字电平信号，该信号可以根据乙醇气体浓度直接输出报警信号，报警阈值通过模块上的电位器进行调节。
图５ｋＯ，．Ｄ与单片机接口电路
图３中，按键Ｋ２和Ｋ３为醉酒阈值调整键，
２．４显示电路设计显示部分采用ＳＭＣ１６０２液晶屏进行数据显示，与单片机接口电路如图５所示。其中Ｊ２的
应用中我们需要灵活运用、联合运用各种方法判断故障部位，高效快捷地、针对性地处理故障。四、总结电子电路出现故障在所难免，不给力现象时有发生，关键是能够采取有效的方法及时定位故障发生位置，进而准确分析故障产生原因，为迅速排除故障奠定基础。电子电路故障发生受诸多因素影响，技术人员应从内因和外因两方面着手，进行综合分析，将理论与实践相结合，准确判断故障类型，并采用有针对性备有一定的要求，应用时会受到限制，有的虽的故障处理方法，这样才能做到举重若轻、事然对设备要求较低，但工效也相对较低。实际半功倍，大大提高工作效率。并将电子电路故

基于光学的酒精浓度的非接触测量的方案设计书

基于光学的酒精浓度的非接触测量的方案设计书一、背景和目标近年来，酒后驾驶等酒精相关事故频繁发生，对人们的生命财产安全造成了严重威胁。

传统的酒精浓度测量方法需要进行接触式测试，使用呼气酒精测试仪或者血液样本，这些方法存在着不方便、不舒适以及健康风险等问题。

因此，本方案旨在设计一种基于光学的非接触测量酒精浓度的方案，解决传统方法的局限。

二、原理和方案该方案基于光学的酒精浓度非接触测量原理，通过红外光传感器和分光仪测量被测试人员的呼气气体中的酒精浓度。

具体操作如下：1.在呼气气体中通过红外光传感器检测酒精分子所在的频率。

2.通过分光仪将不同波长的光经过被测试人员的呼气气体，检测不同波长下所吸收的光强度。

3.根据吸收光强度的变化和被测试人员所吸入的酒精气体的浓度之间的关系，计算出酒精的浓度。

该方案的主要优点在于非接触式测量，避免了传统方法可能引起的交叉感染问题，也提高了测试的便捷性和舒适度。

三、实验设计和步骤1.设计研发并制造基于红外光传感器的酒精浓度检测装置。

2.设计研发并制造酒精浓度标准样本，用于测试和校准装置。

3.招募志愿者参与实验，进行测试和数据收集。

4.将测试装置固定在适当的位置，让被测试者呼气到检测器中。

5.使用分光仪检测不同波长下所吸收的光强度。

6.根据吸收光强度的变化和被测试人员所吸入的酒精气体的浓度之间的关系，计算酒精浓度。

7.对实验数据进行分析和统计，验证实验结果的准确性和稳定性。

四、预期成果和效益1.设计并制造出基于光学的酒精浓度非接触测量装置。

2.确定酒精浓度与红外光传感器检测频率和分光仪吸收光强度之间的关系。

3.统计和分析实验数据，验证方案的准确性和稳定性。

4.实现酒精浓度的非接触测量，提高测量的便捷性和舒适度。

5.降低酒后驾驶等酒精相关事故的发生率，提升公共安全水平。

五、预算和时间安排1.设计和制造装置的费用预算。

2.实验人员的招募和培训费用预算。

3.酒精浓度标准样本的制作费用预算。

2021年中考物理模拟试题提升练习——电功率3

2021年中考物理模拟试题提升练习——电功率1.（2021攀枝花模拟）如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S1，电压表和电流表有示数，接着再闭合开关S2，下列说法正确的是( )A．电压表示数不变B．电流表示数变小C．电压表和电流表示数的比值不变D．电压表和电流表示数的乘积变小2.（2021遵义模拟）小灯泡L的额定电压为3 V，它的IU图像如图甲所示，把小灯泡接入如图乙所示的电路中，先将滑动变阻器的滑片P移至B端，闭合开关S，电压表示数为1.5 V；再将滑片P向左移动直到电压表示数为3 V．已知电源电压恒定，滑动变阻器的铭牌标有“10 Ω 2 A”．下列说法中正确的是( )A．电源电压为4.5 VB．小灯泡的额定功率为1.5 WC．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3 ΩD．小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为2.5 W3.（2021孝感三汊镇中学模拟）如图所示是某种压力传感器的原理图，其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片P固定在一起，A、B间有可收缩的导线，R1为定值电阻，电源电压保持不变。

闭合开关S，下列相关描述正确的是A．压力F增大时，电流表示数变大,电压表示数变小B．压力F减小时，电流表示数变小,电压表示数变小C．压力F增大时，电压表示数与电流表示数乘积变小D．压力F减小时，电压表示数与电流表示数之比变大4.（2021南京秦淮区模拟）如图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R>R2，瓶内装入等质量的煤油。

下列说法错误的是A.烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显B.该装置可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系C.实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少D.若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可5.（2021新康国际学校模拟）如图是检测酒精浓度的测试仪原理图，图中电源电压恒定为8V，R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。

(完整版)酒精浓度测试仪设计详解

酒精浓度测试仪设计报告目录酒精浓度测试仪设计报告 (1)一、设计意义 (3)二、硬件设计 (3)1、设计框图 (3)2、乙醇信号检测及调理电路 (4)3、单片机电路 (7)4、显示电路 (8)5、供电及程序下载电路 (9)三、Protel硬件开发软件 (10)1．Protel软件组成 (10)2．PCB板设计 (11)四、软件编程 (13)1、软件流程图 (13)2、主程序 (14)五、下载与调试 (20)1、USB转串口驱动安装 (20)2、下载程序 (21)参考文献 (22)程序 (22)一、设计意义自《刑法修正案(八)》和修改后的《道路交通安全法》正式实施，“醉酒驾驶”正式入刑。

不仅交警部门，而且很多车主都期盼能够有便携仪器方便地测量气体酒精浓度，为安全驾驶提供保障，有效减少重大交通事故的发生。

本研究设计的酒精浓度测试仪是一款实用性强、安全可靠的气体乙醇浓度检测工具，采用高精度MQ-3乙醇气体传感器对空气中的乙醇浓度进行检测，利用宏晶公司高性能低成本单片机STC89C52对检测信号进行A/D转换和处理，最后通过液晶屏显示输出。

本研究设计的酒精浓度测试仪还具有醉酒阈值设定功能，可以根据法律法规或用户需要设定修改醉酒阈值，并进行保存。

二、硬件设计1、设计框图本研究设计的酒精浓度测试仪框图如图1所示。

MQ-3乙醇气体传感器输出信号经信号调理电路处理，输出随乙醇浓度变化的电压信号，该电压信号送入单片机系统，经AD转换，与设定的醉酒阈值进行比较，并显示或报警。

图1 酒精浓度测试仪方框图2、乙醇信号检测及调理电路MQ-3乙醇气体传感器可以应用用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测，也用于其他场所乙醇蒸汽的检测。

其技术特点为：●对乙醇蒸汽有很高的灵敏度和良好的选择性●快速的响应恢复特性●长期的寿命和可靠的稳定性●简单的驱动回路主要技术指标：MQ-3乙醇气体传感器灵敏度曲线如图2所示，其传感原理为气敏电阻的输出阻值随乙醇气体等浓度变化而变化。