酒精测试仪毕设

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基于无线通信的酒精浓度测试仪设计毕业设计

基于无线通信的酒精浓度测试仪设计毕业
设计
简介
这份毕业设计旨在设计出一种基于无线通信的酒精浓度测试仪，方便人们在喝酒后进行自我监测，从而减少酒驾事故的发生。

该测
试仪能够通过无线传输将测试结果传输到手机端，方便使用者查看。

设计方案
该测试仪使用MQ-3气敏传感器来检测周围空气中的酒精浓度，并通过OneNET物联网平台进行数据传输，同时配合手机客户端进
行数据展示和管理。

实现步骤
1. 硬件设计。

在硬件设计方面，需选择合适的元器件，如MCU、气敏传感器、LED灯等，并设计出相应的电路板和外壳等。

2. 软件设计。

需要编写MCU控制程序、物联网云平台程序和手机端APP程序。

MCU控制程序用于气敏传感器数据采集、气敏传感器数据处理和数据发送至云平台。

云平台程序用于接收和展示来自硬件部分的数据。

手机APP用户通过云平台获取设备信息。

优势
相比传统的酒精测试仪器，该设计具有以下优势：
- 无需连接电脑进行数据处理，即可实现测试并得到数据。

- 通过无线传输将结果传输到手机APP，实时查看数据。

- 由于使用无线传输，设备更加灵活方便，使用起来也更加简单。

结束语
该设计毕业设计基于无线通信的酒精浓度测试仪，不仅具备实际应用价值，而且充分发挥了新型技术的优势，是一份创新性的毕业设计。

基于单片机的酒精浓度测试仪设计毕业设计

基于单片机的酒精浓度测试仪设计毕业设计目录第1章绪论 (1)1.1酒精测试仪现状和发展趋势 (1)1.2酒精浓度检测仪设计的意义 (1)1.3 研究容 (2)1.4系统总体思路 (2)第2章系统总体方案设计 (3)2.1总体设计 (3)2.2控制模块方案论证 (3)2.3显示模块方案论证 (4)第3章硬件电路设计 (5)3.1单片机电路设计 (5)3.1.1 单片机介绍 (5)3.1.2 STC89C52的功能特性 (5)3.1.3 STC89C52的原理说明 (6)3.2MQ3气体传感器 (7)3.2.1 MQ-3主要技术指标 (8)3.2.2 MQ-3结构、外形、测试电路 (8)3.2.3 MQ-3传感器调理电路 (10)3.3电源电路 (11)3.4ADC0809 (11)3.5LCD液晶显示模块 (12)3.5.1 LCD1602显示模块技术参数 (12)3.5.2 LCD602显示模块功能 (13)3.6发光二极管显示报警电路 (15)3.7阈值存储电路 (15)3.8系统硬件设计原理图分析 (16)第4章软件系统的设计与实现 (18)4.1主程序设计 (18)4.2分部分软件设计 (19)4.2.1 ADC程序流程图 (19)4.2.2 LCD程序流程图 (20)第5章系统的调试及实验结果 (21)5.1 调试步骤 (21)5.1.1 按键修改酒精阈值程序 (21)5.1.2 模数转换测试 (21)5.1.3 液晶显示程序设计 (22)5.1.4 声光报警测试 (25)5.1.5 整体功能调试程序 (25)5.2实验结果 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录A 译文 (30)STC89C51RC/ RD+系列MCU (30)附录B 外文原文 (38)STC89C51RC/RD+ SERIES MCU (38)附录C (51)附录a：全局变量头文件和延时模块 (51)附录b：AD转化模块 (53)附录c：24c08存储模块 (54)附录d：LCD显示模块 (58)附录e：主函数 (64)第1章绪论1.1 酒精测试仪现状和发展趋势汽车的发明，使世界的文明跨出了一大步。

论文——便携式酒精检测仪器的设计与仿真毕业设计

毕业设计(论文)课题名称便携式酒精浓度监测仪的设计与仿真学生姓名罗永如学号0540827048系、年级专业05级电子信息工程指导教师刘伟职称讲师2009年5 月10 日摘要本文研究了一款基于单片机的便携式酒精浓度监测仪的设计过程。

该产品可通过声光报警信号来提示驾驶员是否饮酒过度，不适合开车，旨在减少交通事故的发生，具有一定的市场前景和实用价值。

设计中选用AT89C51单片机作为系统主控芯片，采用MQ3气敏传感器进行酒精气体浓度的检测，利用ADC0809进行模数转换后并通过12864液晶显示器进行浓度显示。

同时，设计了键盘控制部分，用于针对不同人士输入不同阈值，当浓度超过阈值时，给出声光报警信号。

软件设计部分采用模块化思想，运用汇编语言进行编程，该检测器的特点在于简洁的硬件结构、高效的软件设计和较高的性价比。

关键字：便携式；酒精浓度；单片机ABSTRACTIn this paper,a microcontroller-based portable monitor alcohol concentration of the design process. The product can be sound and light alarm signals to prompt the driver whether the excessive drinking,not suitable for driving，aimed at reducing traffic accidents,with a certain degree of market prospects and practical value. AT89C51 single-chip design selected as the system control chip,the use of alcohol MQ3 gas sensors for the detection of gas concentrations using ADC0809 analog-to-digital conversion to and through the concentration of 12864 to show the liquid crystal display. At the same time,part of the design of the keyboard to control for different people for different input threshold,when the concentration exceeds the threshold value，to a silent alarm signal light. Part of modular software design thought,the use of assembly language programming,the characteristics of the detector hardware structure is simple and efficient software design and higher cost performance.Keywords: Portable; alcohol concentration; single-chip目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录.............................................................................................................. B 前言.. (1)第1章方案设计与论证 (2)1.1总体方案设计 (2)1.1.1传感器的选择 (2)1.1.2单片机的选择 (3)1.1.3总体方案框图 (4)第2章硬件电路设计 (5)2.1 主控模块设计 (5)2.2电源电路的设计 (7)2.3传感器的筛选 (8)2.4 AD转换电路的设计 (13)2.5键盘电路 (15)2.6显示电路 (17)2.7声光报警电路 (18)第3章软件设计 (20)3. 1数据处理子程序设计 (21)3.2键盘扫描子程序 (23)3.3键盘阈值设定子程序 (24)3.4显示子程序 (26)3.5报警子程序 (27)第4章系统仿真及调试 (31)4.1硬件调试 (31)4.2软件调试 (31)4.3软、硬件联调 (32)4.4调试故障及原因分析 (32)4.5结论及进一步设想 (32)第5章PCB设计 (34)5.1 PCB板面规划 (34)5.2 PCB网络表导入 (34)5.3 仪器的PCB制作 (35)5.3.1 PCB元件布局 (35)5.3.2 pcb布线 (35)参考文献 (37)致谢 (38)附录1 程序清单 (39)附录2 系统仿真电路图 (56)附录3 原理图 (57)附录4 PCB (58)附录5 元器件清单 (59)前言资料显示，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的因此，对驾驶员饮酒程度的检测正越来越受到重视，酒精浓度检测器逐渐得到了广泛的应用。

毕业设计酒精浓度测试仪

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STC12C5A16AD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、课研究的主要内容：
论文主要研究了（1）硬件方面，MQ-3气体传感器技术参数的检测和将它接入到酒精浓度检测模块中；将采集到的模拟电压信号通过单片机控制经A/D转换，得到数字电压信号；用于显示浓度的数码管显示模块。（2）软件方面，主要研究了电压到浓度的线性转换和最终浓度值的数码管显示。（3）对设计的传感器进行了标定。设计的传感器对酒精气体反应灵敏，能在有效范围内测量它的浓度值。并且在检测低浓度酒精时误差较小，最大误差为8.2%满足设计要求。
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mq3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stc12c5a16ad对检测信号进行转换和处理最后通过液晶屏显示输出
毕业设计（论文）开题报告
学生
姓名
姜萍
专业
班级
电子信息工程
10电子331
学号
问题：在实际操作过程中，对于程序有些难以理解，因此，不能很好地编译成功。
采用的手段：通过查询书籍资料，研究程序；
询问同学和老师，寻求解决的方法；
上网查找相关资料。
四、毕业设计（论文）进度安排：
第1周
根据设计课题查找并整理相关文献资料，掌握并摘录与本课题目相关的研究概况，技术动态，提出具体方案，并撰写开题报告
1033323102

酒精浓度探测仪的设计毕业设计

（1）硬件电路方面，对气体传感器MQ-3按检测电路，接上必然阻值的负载电阻，检测它的技术参数，确信MQ-3所接负载电阻的大小，完成信号采样电路的设计；采样到的模拟电压电信号通过A/D转换，取得可供单片机处置的数字信号，再由单片机作相应的数据处置；lcd液晶显示屏浓度值显示。
（2）软件方面，标准的确信是该部份要做的要紧工作。因为原始的采样值是一个间接的负载分压值，需要将它转化为被测酒精浓度值。通过量个样品的测量确信多个浓度区间的转换标准，并将每一个区间的转换关系近似线性化处置，然后通过软件编程的方式来实现。
附录B实物图23
附录c程序24
我国传感器市场的增加率超过15%，2003年销售额为186亿元人民币，2006年销售额为283亿元人民币，估量2007年为325亿元人民币，2020年为374亿元人民币。我国传感器4大类中，工业和汽车电子产品占市场份额的33.5%。最近几年来，传感器正处于传统型向新型传感器转型的进展时期，新型传感器的特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它将不仅增进系统产业的改造，而且可致使成立新型工业和军事变革，是21世纪新的经济增加点[1]。
作者签名：日期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究功效。除文中专门加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的功效作品。对本文的研究做出重要奉献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
涉密论文按学校规定处置。
作者签名：日期：年月日
导师签名：日期：年月日
摘
本设计实现了对不同浓度酒精的检测和显示，通过适当改良能够用于检测酒后驾车。本文用STC12C5A16AD单片机与MQ-3型气体传感器实现了对酒精浓度的测量，并对测量数据进行显示。

毕业设计(论文)-实时酒精含量测试仪的设计

泉州师范学院毕业论文（设计）题目实时酒精含量测试仪的设计物信学院电子信息科学与技术专业08级 2 班学生姓名学号指导教师职称副教授完成日期2012年4月教务处制实时酒精含量测试仪的设计物理与信息工程学院电子信息科学与技术专业指导老师副教授【摘要】本设计采用MQ3酒精气敏传感器和单片机器件设计一款可编程的智能型实时酒精含量测试仪，可模拟实现对人体呼出气体中酒精含量的测试,并且通过LCD液晶实时显示测试数据。

该装置可设定浓度阈值,并具有超值报警功能。

系统通过MQ3传感器采集的数据，并转换为电压信号经A/D转换后传给单片机系统,由单片机及其外围电路进行信号的处理,实时显示酒精浓度值，当超阈值时报警。

用C语言进行编程,程序采用模块化设计思想。

【关键词】酒精含量，MQ3传感器，A/D549转换，单片机，LCD1602目录摘要 (1)绪论 (3)第一章酒精含量测试仪硬件电路设计 (3)1.1课题要求 (3)1.2硬件总体设计思路 (4)1.3硬件电路主要器件的选择 (5)1.4气体传感气及放大电路 (5)1.4.1 MQ3气体传感器简介 (5)1.4.2 放大器LM358功能及管脚 (6)1.4.3酒精传感器MQ3与放大器OP07连接电路 (7)1.5模数转换器TLC549及连接电路 (7)1.5.1模数转换器TLC549功能及管脚简介 (7)1.5.2模数转换器TLC549工作原理 (8)1.6 DS1302时钟模块 (9)1.7单片机AT89S52最小系统连接电路 (10)1.7.1单片机AT89S52功能及管脚简介 (10)1.7.2本设计单片机最小系统连接电路 (11)1.8LCD1602功能特性及管脚 (11)1.9本设计1602LCD与单片机接口电路 (12)1.10报警系统电路 (13)1.11系统其他电路简介 (13)1.11.1电源指示电路 (13)1.11.2电源电路 (13)1.11.3程序下载口电路 (14)1.11.4按键控制电路 (14)1.11.5稳压电路 (15)1.12本章小结 (15)第二章酒精含量测试仪软件设计 (15)2.1主程序流程图及设计 (15)第三章酒精含量测试仪软硬件调试及测试过程 (16)3.1软硬件的合成调试 (16)3.2 调试故障及分析 (17)3.3 酒精浓度检测的原理及依据 (17)3.3.1检测原理 (17)3.3.2检测依据 (17)3.4传感器浓度校准 (18)3.5 数据测试及分析 (18)3.6实物图展示 (19)第四章结论 (20)致辞 (20)参考文献 (21)附录1电路原理图及PCB图 (23)附录2 系统程序 (25)绪论随着汽车制造业的发展，全球汽车拥有量的增加，据德国一家调研机构预测，全球汽车（包括个人用车和商用车）保有量最迟到 2010 年将突破10亿量。

酒精浓度测试毕业设计

摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用,通过与传感器，等核心器件的组合，构成了监测仪。

每当交警在街上测试驾驶员是否酒后驾车，这是靠什么来实现的呢？靠的就是计算机控制系统。

计算机控制方式有很多。

本系统采用该项目以ATmega16为核心微处理器，实时监测动态扫描显示周围环境中的酒精浓度，一旦超过阈值即蜂鸣器报警。

预计可用于车载监控及仓库等有防火要求的地方。

本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。

关键字：酒精浓度监测仪单片机目录1 绪论 (1)1.1 课题的来源、目的及意义 (1)1.2 计算机控制系统在气体检测中作用 (2)1.3设计主要任务 (3)2系统硬件 (4)2.1 系统设计所需资源 (4)2.2 MQ303A酒精传感器 (4)2.2.1传感器 (4)2.2.2 传感器的作用 (4)2.2.3 MQ303A酒精传感器特点 (5)2.2.4 MQ303A酒精传感器的工作条件及环境 (5)2.2.5 MQ303A酒精传感器的结构 (6)2.3 A VR单片机 (8)2.3.1 什么是单片机 (8)2.3.2 AVR单片机主要特性 (8)2.3.3 AVR最大特点 (9)2.3.4 ATmega16 引脚功能 (10)2.4 数码管 (11)2.4.1 数码管分类 (11)2.4.2 数码管驱动方式 (12)2.4.3 数码管参数 (12)2.5 晶振 (13)3 系统设计原理与内容 (14)3.1 硬件设计原理 (14)3.2 硬件电路设计 (14)3.2.1 采集电路 (15)3.2.2 显示电路 (16)3.2.3 超限报警电路 (17)3.3 软件设计思想 (18)3.4软件运行流程 (18)结论 (21)致谢 (23)参考文献 (24)1 绪论1.1 课题的来源、目的及意义酒精是一种无色透明、易挥发，易燃烧，不导电的液体。

基于51单片机酒精浓度测试仪设计与制作毕业设计论文

目录一、任务与要求 (III)i.i课题概述........................................................................ni1.2设计内容和功能..................................................................ni1.2.1M主要设计内容..........................................................Ill1.2.2功能.......................................................................Ill二、酒精测试仪产品设计分析 (4)2.1设计背景 (4)2.2设计目的及意义 (4)2.3功能要求 (4)2.4产品设计实施计划 (4)三、方案设计与论证 (6)3.1总体方案框架设计分析 (6)3.1.1系统概述 (6)3.2方案的选择与设计1 (6)3.2.1单片机的选择 (6)3.2.2显方案的选择 (7)3.3方案确定 (7)3.4成本预算 (7)四、各单元设计 (9)4.1硬件原理设计 (9)4.1.2传感器模块 (12)4.1.4液晶电路模块 (12)4.1.3A/D转换模块 (13)4L5按键电路模块 (14)4.1.6灯光电路模块 (15)4.1.7声音报警电路模块 (15)4.1.8继电器电路模块 (16)4.2软件设计 (16)4.2.1Keil软件 (16)4.2.2程序原理框图 (18)4.3安装工艺设计 (18)五、样机试制步骤及结论 (20)5.1材料选购 (20)5.2试制过程 (20)5.3成本核算 (21)总结 (22)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)原理图 (26)PCB图 (26)图16设计PCB设计图 (26)实物图 (27)源程序 (27)一、任务与要求1.1课题概述酒精测试仪是最近兴起的一个司机朋友们的新宠，它可以非常直观的检测出司机有没有喝酒，存不存在酒后驾车的危险行为，但是在这个时代，什么鬼才都能蹦出来，明明知道自己喝过酒了，硬是要头铁一时的冲去开车，这能怎么办呢？当当当，为了广大司机朋友们的安全，不使他们“行车不规范，亲人两行泪”这种惨剧发生，我的毕业设计课题就应运而生。

基于单片机的酒精浓度测试仪设计毕业论文 (1)

目录摘要 (II)Abstract (III)第一章绪论 (1)1.1酒精浓度检测仪的背景 (1)1.2酒精浓度检测仪的现状及发展趋势 (1)1.3本课题实现的的目标 (1)第二章系统方案设计 (2)2.1系统的工作原理及其原理图 (2)2.2 单片机控制模块 (3)第三章硬件设计 (7)3.1数据采集设计 (7)3.2 A/D转换电路 (8)3.3按键电路 (9)3.4 LED显示电路 (9)3.5报警电路 (11)3.6电源电路设计 (11)第四章软件设计 (12)4.1主程序模块 (12)4.2数据采集模块 (12)4.1按键模块 (12)4.2报警模块 (12)4.1液晶显示输出模块 (12)第五章软件设计 (12)5.1.调试工具 (12)5.2调试过程 (12)第六章结论 (15)参考文献 (16)附录一 (16)附录二 ....................................................................................... 错误!未定义书签。

致谢. . (27)基于单片机的酒精浓度测试摘要本文设计了一种公共场所用的测试和酒精浓度超限报警功能的智能酒精测试测试仪。

该设计方案基于89C51单片机， MQ3酒精浓度传感器。

由A / D转换器电路调节该系统的传感器输出信号，通过单片机进行数据处理，最终由LCD所显示的最终酒精浓度值。

文中详细介绍了数据采集子系统、数据处理过程及报警电路和数据显示子系统的设计方法和流程。

系统对的采样地点超出规定的酒精浓度时二极管报警提醒。

同时测试仪特定的上限报警点可以由单片机编程进行设置。

大量的验证后，基于51单片机的酒精浓度检测仪比传统的酒精计或机械检测仪灵敏，高监测精度，可靠性好，准确方便，扩展简单，灵敏度高，控制功能强大。

超过阈值的声光报警，直观和准确。

因此，基于单片机的酒精浓度检测仪研究具有一定的价值。

酒精测试仪毕设

本科毕业设计（论文）( 2016届)题目：酒驾智能闭环系统专业：班级：姓名：学号：指导教师：职称：完成日期： 2016年5月1日酒驾智能闭环自锁系统设计的必要性及设计思路摘要：在如今的生活里,汽车已经慢慢成为生活的必需品，然而伴随汽车的普遍，交通事故的发生率也随之增加。

十起中大约有一半是与酒后驾驶有关，酒后驾驶已然成为一个必须解决的问题。

近几年，国家出台了一系列交通法规来杜绝酒后驾驶的行为，可是并没有与预期一样真正杜绝。

因此我设计一个酒后驾驶闭环自锁系统还是很有必要的，该成品用于驾驶员行驶前使用可以减少司机酒后驾驶事件的发生率。

该设计采用了AT89C52单片机，MQ-3传感器，AD0832，LCD1602等元件，通过MQ-3传感器接受外界乙醇气体的浓度，经过AD0832进行数模转换，将数据传到单片机中进行数据的处理，然后在LCD1602液晶上显示酒精浓度的数值，如果超过报警阈值报警装置进行报警。

关键词：单片机；传感器；数模转换；报警装置；LCD1602Abstract: in today's life, the car has been gradually become the necessities of life, but with the car generally, the incidence of traffic accidents also increased. Ten traffic accidents about half are related to drunk driving, drunk driving has become a problem that must be solved. In recent years, the state has issued a series of laws and regulations to prevent drunk driving behavior, but did not really put an end to the same as expected. Therefore, I design a drunk driving closed-loop self locking system is very necessary, the finished product for the driver to use before driving can reduce the incidence of drunk driving events.The design uses AT89C52 single chip microcomputer, MQ-3 sensor and ad0832, LCD1602 components. Through the sensor MQ-3 accept outside ethanol gas concentration, through ad0832 were digital to analog conversion, data is transmitted to the microcontroller for data processing, and then displayed on the LCD1602 LCD value of the alcohol concentration, if it exceeds the alarm threshold alarm device for alarm.Keywords: MCU; sensor; DAC; alarm devices; LCD1602目录233（4（5（5第一章绪论（一）研究意义及背景在如今满大街汽车随处可见，汽车的普遍性给人们带来方便的同时，交通事故的发生率也随之增长，其中酒后驾车引起的交通事故已经屡见不鲜，为了减少酒驾的发生，交通警察采取了一些措施，像在某些路段进行酒驾检测。

基于单片机的酒精测试仪毕业设计

基于单片机的酒精测试仪摘要单片机和气体传感器为核心，设计酒精浓度检测仪,实现不同环境下酒精浓度的检测。

本文介绍酒精浓度检测仪整体结构，设计了系统硬件电路，阐述了各模块功能并着重研究了气体传感器的选择。

关键词：单片机；A/D 转换；酒精传感器目录摘要 (2)Abstract (2)1 引言 (4)1.1 课题的背景和意义 (4)1.2 本论文主要工作 (4)2 总体设计方案 (4)2.1 酒精浓度检测仪整体结构设计 (4)2.2 硬件设计及功能概述 (5)2.3 硬件电路设计 (6)2.4 各功能模块的设计 (6)3 总结与展望 (10)参考文献...................................................................................... 错误!未定义书签。

01、引言1.1课题的背景和意义年来，随着我国经济的高速发展，民的生活水平迅速提高，越来越多的人有了自己的私家车，酒后驾车造成的交通事故也频频发生。

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，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，需要设计一智能仪器能够监测驾驶员体内酒精含量。

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。

12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。

1.2本论文主要工作789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，并具有声光报警功能及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。

基于51单片机酒精浓度检测仪的设计毕业论文设计

基于51单片机酒精浓度检测仪的设计毕业论文设计酒精浓度检测仪是一种常用的安全检测设备，主要用于检测酒驾等违法行为。

本文将设计一款基于51单片机的酒精浓度检测仪，并详细介绍其设计思路和实现方法。

首先，我们需要明确酒精浓度检测的原理。

酒精浓度检测常采用的原理是气体传感器测量酒精气体的浓度，然后将测量结果转化为电信号，通过微处理器进行处理和显示。

首先，我们选择合适的气体传感器来检测酒精浓度。

目前市场上常用的气体传感器有MQ-3型、MQ-4型等。

我们可以从中选择一个适合的传感器进行使用。

传感器的输出信号一般为模拟信号，所以我们需要通过ADC模块将模拟信号转化为数字信号供单片机处理。

接下来，我们需要设计硬件电路。

酒精浓度检测仪需包括传感器模块、单片机模块和显示模块。

传感器模块将酒精气体浓度转化为电信号，单片机模块负责处理传感器信号并进行计算，显示模块用于显示测量结果。

在传感器模块中，我们需要将传感器与电路连接，供电并连接到单片机部分的ADC模块。

在单片机模块中，我们需要将单片机与ADC模块连接，接收传感器模块传来的信号，并进行处理和计算。

根据不同的酒精浓度范围，我们可以设置不同的报警阈值，超过阈值时触发报警功能。

在显示模块中，可以采用数码管、液晶屏等方式进行显示。

我们把单片机处理后的结果转化为适合显示的形式，如显示测量结果和报警状态等，以便用户直观了解。

在软件设计方面，我们需要编写酒精浓度检测仪的控制程序。

首先，我们需要配置单片机的IO口和ADC模块。

然后，我们需要对传感器模块的输出信号进行采样和处理，将模拟信号转化为数字信号。

接着，我们需要编写算法对数字信号进行处理和计算，得到酒精浓度的数值。

最后，我们需要根据酒精浓度的数值判断是否触发报警功能，并将处理后的结果显示在显示模块上。

在实际运行中，我们需要进行实验验证，根据测量结果对传感器的响应曲线进行校正，提高检测精确度。

同时，还需要注意对仪器进行定期维护和校准，保证检测仪的正常运行。

毕业论文_酒精测试仪.doc

毕业论文_酒精测试仪摘要酒后驾车造成交通事故不计其数，带来很大危害。

各国都在采取各种方法来解决这个问题，但最终没有找到一个很好的解决方法。

酒后驾车控制器就是因此而设计的。

在这之前，同类产品国内外已有，但都因为成本、可靠性、方便性等原因没有得到推广。

本设计就是在前人基础上，使其有效、可靠的控制酒后驾车，并将完善其他功能。

最终目的是使它能够得到广泛应用，最大限度的限制和杜绝酒后驾车现象。

设计采用半导体酒精探头，其特点是灵敏度高、稳定、可靠；控制器采用89C2051单片机，其具有体积小、功耗低和带有电位比较器；设计上采用发射和接收分离的无线传输技术，使其设备体积小、使用方便、易操作、易安装等特点。

此外发射端发送信息码，接收端检验接收码正确性，从而增加了电子锁的功能；整体来说，该设计有成本低、结构简单、可靠性强、易于使用的特点，将会成为汽车上不可或缺的安全工具。

关键词：酒后驾车控制器；酒精探头；89C2051；无线传输技术；信息码；电子锁AbstractCausing the traffic accident to be countless by car after drinking, bring and endanger greatly. Various countries are taking various kinds of methods to solve this problem. But has not found a very good solution finally.The controller is what is designed because of this to drive after drinking. Before this, there are the like products have both at home and abroad, but because of the cost, dependability , the reason of helping etc. is not popularized .It is to make its effective , reliable control drive after drinking on the basis of forefathers to originally design, and will perfect other functions. The final purpose is to make it used widely, maximum restriction and phenomenon of stopping to drive after drinking.Designing and adopting the semiconductor alcohol sensor, its characteristic is that sensitivity is high , and steady , reliable ; The controller adopts 89C2051 one-chip computer, it has small , low power dissipation and having electric potential comparators; Adopt launching and receive the wireless transmission technology separated on the design , make its equipment small , easy to use , easy to install, in addition launch the end to send the information yard , receive the end to examine and receive one yard of exactness, thus the function increasing electron locking; ComeIwholly to say , this design is with low costs of simple structure, will become a tool which indispensable on the automobile with.Keywords:Drive the controller after drinking; alcohol sensor; 89C2051; wireless transmission technology; information yard; the electron lockingI I目录摘要................................................ Abstract .. (I)第1章绪论 01.1课题背景 01.2目前采取方法 (1)1.2.1呼气酒精测试 (1)1.2.2 高智能汽车 (2)1.2.3 驾驶员酒后开车控制器 (3)1.3设计要求 (3)第2章方案设计 (4)2.1设计方案选择 (4)2.2.1发射部分 (8)2.2.2 接收部分 (9)2.2.3整体设计过程 (11)2.3可行性分析 (12)2．4本章小结 (13)第3章硬件设计 (13)3.1发射部分 (13)3.1.1 89C2051单片机 (13)3.1.2酒精含量检测模块 (15)3.1.3吹气判断模块 (18)3.1指示灯模块 (19)3.1.5发射装置模块 (20)3.1.6发射总体部分 (21)3.2接收部分 (22)3.2.1接收装置模块 (22)3.2.2报警语音模块 (23)3.2.3稳压降压模块 (24)3.2.4执行模块 (25)3.2.5接收总体部分 (26)3.3本章小结 (27)第4章软件设计 (28)4.1 程序流程图 (28)4.2 本章小结 (39)第5章安装调试 (40)5.1 安装调试过程 (40)5.2 调试方法 (41)5.2.1硬件调试 (41)5.2.2软件调试 (42)5.3 本设计具体调试用例 (42)5.3.1黄灯忽亮忽灭 (42)5.3.2语音电路的喇叭不响 (43)5.3.3接收部分不工作 (43)5.4 本章小结 (43)结论 (44)致谢 (45)参考文献 (46)附录1 外文文献及中文翻译 (48)RC 模拟数字变换器 (69)附录2电气原理图 (80)第1章绪论1.1课题背景交通事故已成为对人类生命安全威协最大的“第一公害”。

便携式酒精测试仪的设计本科毕业设计

便携式酒精测试仪的设计摘要近年来,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｡机动车驾驶人员“酒后驾车”极易发生道路交通事故,严重危害了道路交通安全和人民生命财产安全｡人饮酒后,酒精通过消化系统被人体吸收,经过血液循环,约有90%的酒精通过肺部呼气排出, 因此测量呼气中的酒精含量,就可判断其醉酒程度｡本设计实现了对不同浓度酒精的检测和显示,通过适当改进可以用于检测酒后驾车｡本文用AT89S51单片机与MQ-3型气体传感器实现了对酒精浓度的测量,并对测量数据进行显示,同时利用二极管简单显示浓度的高低,在设计允许值时发出报警｡关键词:传感器;酒精探测仪;单片机;模-数转换AbstractIn recent years, as China's economic development, people's living standards improve, more and more people have their own private cars and traffic accidents caused by drunk driving is also frequent. Driver drives very easy to happen traffic accident after drinking which endanger traffic safety and people safety of life and property seriously. After people drink, the alcohol is absorbed by the human body through the digestive system, through the blood circulation, nearly it have discharge exhaling lung alcohol of 90%. So measure the content of alcohol while exhaling , can judge its drunk degree.Different concentrations of alcohol solution are detected and showed in the design. The design can be used to the detection of drunk driving through improvement. In this thesis, the concentration of alcohol can be measured and displayed by using the gas sensor based on AT89S51 MCU and MQ-3. At the same time the concentration is displayed by LED, and the system allow to alarm in the certain value.Keywords: Sensor Alcohol detector Micro Controller UnitAnalog to Digital Convert目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1酒精测试仪设计的目的及意义 (1)1.2数据采集技术的原理 (1)1.3传感器基础知识 (2)1.3.1传感器的定义 (2)1.3.2传感器的分类 (2)1.3.3传感器的特性 (3)2酒精测试仪总体方案设计 (5)2.1酒精浓度检测仪设计要求分析 (5)2.2酒精浓度检测仪设计方案 (5)3酒精测试仪的硬件设计 (7)3.1单片机模块电路的设计 (7)3.1.1 单片机片内结构 (7)3.1.2单片机的选择 (8)3.1.3单片机最小系统的实现 (11)3.2酒精传感器模块的选择与设计 (12)3.2.1气敏传感器工作原理 (12)3.2.2气敏传感器简介 (13)3.2.3 气体传感器向低功耗､多功能､集成化方向发展 (13)3.2.4传感器的选择 (14)3.2.5 MQ-3的检测 (17)3.3酒精传感器的工作原理 (17)3.3.1传感器性能分析 (17)3.3.2呼出酒精气体浓度与血液酒精浓度关系 (20)3.4A/D转换电路 (21)3.4.1 ADC0809的引脚及功能 (22)3.4.2 ADC0809的结构及转换原理 (23)3.4.3 ADC0809的工作原理 (25)3.4.4 LED显示电路 (25)3.4.5键盘电路 (26)3.4.6报警电路 (27)4测试仪的软件设计 (28)4.1编程语言的选择 (28)4.2开发工具 (29)4.2.1单片机选择 (29)4.2.2开发环境 (30)4.2.3仿真器 (30)4.3主程序框图 (31)4.4数据采集子程序程序框图 (31)4.5报警子程序程序框图 (32)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (37)1绪论1.1酒精测试仪设计的目的及意义喝酒后,呼出的气体会有酒味,表情行为会有反常｡远古时代人们利用鼻子作为传感器,进行简单的呼出气体酒精测量｡19世纪末出现了用体液对酒精进行定量分析｡1927年,有科学家建议使用呼出气体做酒精浓度分析｡用足球胆收集呼出气体后,通过硫酸和重铬酸钾的混合溶液,溶液的颜色会发生蓝一绿一黄的变化,同已知酒精浓度的标准试剂色管比较,就得到相应的BAC｡现在,肺泡气中酒精的测量技术有了很大的进步,有先进微处理器的酒精测试仪已被商品化｡越来越多的国家开始禁止酒后驾车｡精确的呼出气体酒精测试和传统的法医血液酒精分析相比有许多优点,例如,进行无毒的采样,能进行现场处理,这样为交警节省了时间,使交通控制更高效,能避免运输和贮存有艾滋病病毒和肝炎病毒的血样｡本设计基于单片机设计的便携式酒精气体探测仪,可用来检测酒精气体浓度,最主要的用途是检测司机的酒精含量｡酒后驾车发生事故的机率高达27%｡随着摄入酒精量的增加,选择反应错误率显著增加,当血液中酒精含量由0.5‰增至1‰,发生车祸的可能性便增加5倍,如果增至1.5‰,可能性再增加6倍｡机动车驾驶人员“酒后驾车” 及“醉酒驾车”极易发生道路交通事故, 严重危害了道路交通安全和人民生命财产安全｡人饮酒后, 酒精通过消化系统被人体吸收, 经过血液循环, 约有90%的酒精通过肺部呼气排出, 因此测量呼气中的酒精含量, 就可判断其醉酒程度｡开车司机只要将嘴对着传感头使劲吹气,仪器就能发上显示出酒精浓度的高低,从而判断该司机是否酒后驾车,避免事故的发生｡当然,最好的办法是在车内安装这种测试仪,司机一进入车内检测仪就检测司机的酒精含量,如果超出允许值,系统控制引擎无法启动,这样就可从根本上解决酒后驾车问题｡酒精气体浓度探测仪在生产生活中也有重要的应用,比如,在一些环境要求严格的生产车间,用这种酒精浓度探测仪,可随时检测车间内的酒精气体浓度,当酒精气体浓度高于允许限定值时,发出警报,提醒｡1.2数据采集技术的原理“数据采集”是指将温度､压力､流量､位移等模拟量采集转换成数字量后,再由计算机进行存储､处理､显示或打印的过程｡相应的系统称为数据采集系统｡从严格意义上说,数据采集系统应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测,并且能够对数据实行存储､处理､分析计算,以及从检测的数据中提取可用的信息,供显示､记录､打印或描绘的系统｡总之,不论在哪个应用领域中,数据的采集与处理越及时,工作效率就越高,取得的经济效益就越大｡数据采集系统的任务,具体地说,就是传感器从被测对象获取有用信息,并将其输出信号转换为计算机能识别的数字信号,然后送入计算机进行相应的处理,得出所需的数据｡同时,将计算得到的数据进行显示､储存或打印,以便实现对某些物理量的监视,其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来进行某些物理量的控制｡数据采集系统一般由数据输入通道､数据存储与管理､数据处理､数据输出及显示这五个部分组成｡输入通道要实现对被测对象的检测､采样和信号转换等工作｡数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来,建立相应的数据库,并进行管理和调用｡数据处理就是从采集到的原始数据中,删除干扰噪声､无关信息和不必要的信息,提取出反映被测对象特征的重要信息｡另外,就是对数据进行统计分析,以便于检索;或者把数据恢复成原来的物理量形式,以可输出的形态在输出设备上输出,如打印､显示､绘图等｡数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示｡1.3传感器基础知识1.3.1传感器的定义国家标准GB7665-87 对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”｡传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输､处理､存储､显示､记录和控制等要求｡它是实现自动检测和自动控制的首要环节｡1.3.2传感器的分类目前对传感器尚无一个统一的分类方法,但比较常用的有如下三种:(1) 按传感器的物理量分类,可分为位移､力､速度､温度､流量､气体成份等传感器｡(2) 按传感器工作原理分类,可分为电阻､电容､电感､电压､霍尔､光电､光栅热电偶等传感器｡(3) 按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量(“1”和“0” 或“开”和“关”)的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器｡电阻式传感器电阻式传感器是将被测量,如位移､形变､力､加速度､湿度､温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件｡主要有电阻应变式､压阻式､热电阻､热敏､气敏､湿敏等电阻式传感器件｡电阻应变式传感器传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化｡电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式､箔式､薄膜式之分｡半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式､箔式的几十倍)､横向效应小等优点｡压阻式传感器压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件｡其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式｡当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出｡用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片和锗片,硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视,尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍｡热电阻传感器热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数｡在温度检测精度要求比较高的场合,这种传感器比较适用｡目前较为广泛的热电阻材料为铂､铜､镍等,它们具有电阻温度系数大､线性好､性能稳定､使用温度范围宽､加工容易等特点｡用于测量-200°C~ +500°C 范围内的温度｡1.3.3传感器的特性(1)传感器的静态特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系｡因为这时输入量和输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述｡表征传感器静态特性的主要参数有:线性度､灵敏度､分辨力和迟滞等｡(2)传感器的动态特性所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性｡在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示｡这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系,往往知道了前者就能推定后者｡最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示｡(3)传感器的线性度通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线｡在实际工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线､线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标｡拟合直线的选取有多种方法｡如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线｡(4)传感器的灵敏度灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值｡它是输出-输入特性曲线的斜率｡如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度S 是一个常数｡否则,它将随输入量的变化而变化｡灵敏度的量纲是输出､输入量的量纲之比｡例如,某位移传感器,在位移变化1mm 时,输出电压变化为200mV,则其灵敏度应表示为200mV/mm｡当传感器的输出､输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍数｡提高灵敏度,可得到较高的测量精度｡但灵敏度愈高,测量范围愈窄,稳定性也往往愈差｡(5)传感器的分辨力分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力｡也就是说,如果输入量从某一非零值缓慢地变化｡当输入变化值未超过某一数值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的｡只有当输入量的变化超过分辨力时,其输出才会发生变化｡通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同,因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标｡上述指标若用满量程的百分比表示,则称为分辨率｡(6)传感器的迟滞特性迟滞特性表征传感器在正向(输入量增大)和反向(输入量减小)行程之间输出-输入特性曲线不一致的程度,通常用这两条曲线之间的最大差值△MAX与满量程输出F·S的百分比表示,迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收造成｡2酒精测试仪总体方案设计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系统设计方框图被测环境气敏传感器 A/D 转换电路单片机声光报警电路LED 显示键盘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5个数码管显示当前数据,数码管分别用2个74HC573锁存器控制段选和位选｡3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,温度传感模块｡本系统由单片机AT89S51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,温度传感器DS18B20可以将采集到的温度信号直接以数字信号的形式传到单片机,LCD显示模块可以将经过单片机处理过的酒精气体浓度和温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｡②ALE/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｡。

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本设计基于AT89S51单片机设计的酒精浓度探测仪,可用来检测酒精气体浓度,最主要的用途就是检测司机的酒精含量。

开车司机只要将嘴对着传感头使劲吹气,仪器就能发上显示出酒精浓度的高低,从而判断该司机就是否酒后驾车,避免事故的发生。

当然,最好的办法就是在车内安装这种测试仪,司机一进入车内检测仪就检测司机的酒精含量,如果超出允许值,系统控制引擎无法启动,这样就可从根本上解决酒后驾车问题。

酒精浓度探测仪在生产中也有重要的应用,比如,在一些环境要求严格的生产车间,用这种酒精浓度探测仪,可随时检测车间内的酒精气体浓度,当酒精气体浓度高于允许限定值时要及时通风换气,做到安全生产。

当然,依照同样的原理也可设计检测其她气体的探测仪,与我们的生活息息相关的就是检测有毒气体。

传感头就是酒精浓度探测仪中感受酒精的重要部分。

目前,所设计的该类传感器多选用以二氧化锡为基本材料,添加不同物质制成的气敏传感器。

本设计所选用的MQ-3气敏传感器的敏感部分就是由二氧化锡的N型半导体微晶烧结层构成,灵敏度高,响应速度快,可靠性好。

也有选择以其她氧化物为基本材料制成的传感器,如选二氧化钛作为气体传感材料。

虽然目前的二氧化钛薄膜有电阻值高,工作温度高,敏感性差的缺点,但就是二氧化钛薄膜具有良好的电学性能,优异的光学性能,化学稳定性高,机械强度高,且可用于多种气体的检测。

单片机在整个传感器中起操作与相应数据处理并送显示的作用,就是传感器的核心部分。