酒精浓度检测仪的设计

毕业论文

酒精浓度检测仪的设计

摘要

本文研究设计了一种用于公共场所具有检测及超限报警功能的酒精浓度智能测试仪。其设计方案基于89C51单片机，MQ3酒精浓度传感器。系统将传感器输出信号通过A/D转换电路调理后，经由单片机进行数据处理，最后由LCD 显示酒精浓度值。从而让驾车的人知道自己该在什么情况下可以开车，这是一个在现代生活很实用。

经过大量的验证，基于单片机的酒精浓度监测仪检测仪比传统的机械检测仪或酒精计灵敏，监测精度高，准确方便，可靠性好，扩展简单，控制功能强大。对超出阀值进行声光报警，直观准确。所以基于单片机的酒精浓度监测仪的研究具有一定的价值。

关键词：酒精浓度传感器；单片机；数模转换；硬件设计；数码管显示

Alcohol concentration detector design

Abstract

This paper studies has been designed for public inspection and overrun alarm function with the alcohol concentration intelligent tester. Its design scheme based on 89C51, MQ3 alcohol concentration sensor. System will sensor output signal through the A/D circuit recuperation, data processing by MCU, finally by LCD display alcohol chroma value. So let the people know what oneself should drive in what circumstances can drive, this is a very practical in modern life.

After a great deal of verification, based on SCM alcohol concentration monitor detector than traditional mechanical detector or alcohol plans, monitoring high precision, sensitivity, good dependability, precise convenient extended simple, control powerful functions. Beyond the value of acousto-optic alarm, intuitive accurate. So based on SCM alcohol concentration monitor research has certain value.

Keywords：Alcoho concentration sensor; microcontroller; digital-to-analog;hardware design; digital pipe display

目录

摘要...................................................................................................................... I- 2 - Abstract........................................................................................................................ II 第1章绪论.. (1)

1.1酒精浓度检测仪的背景 (1)

1.2酒精浓度检测仪现状及发展趋势 (1)

1.3本课题实现目标 (1)

1.4本章小结 (1)

第2章设计方案和元器件选择 (2)

2.1设计方案 (2)

2.2元器件选择 (2)

2.2.1单片机的选择 (2)

2.2.2传感器 (2)

2.2.3数模转换器 (2)

2.2.4 AT24C02存储器 (2)

2.2.5 LCD显示 (2)

2.3本章小结 (2)

第3章硬件设计 (3)

3.1硬件设计原理 (3)

3.2硬件设计的外围电路 (3)

3.2.1晶振电路 (3)

3.2.2复位电路 (3)

3.2.3报警设计........................................................................................ - 16 -

3.2.4电源电路 (3)

3.2.5信号调制电路................................................................................ - 18 -

3.2.6 A/D转换设计 (3)

3.2.7外围扩充存储器电路 (3)

3.3本章小结 (3)

第4章系统软件的设计 (4)

4.1主程序 (4)

4.2 A/D转换模块程序流程图 (4)

4.3液晶显示程序流程图 (4)

4.4本章小结 (4)

第5章本设计总结与展望 (5)

参考文献 (6)

致谢 (7)

附录A (8)

附录B (9)

第1章绪论

检测仪向更迅速更快捷发展，方便携带等要求发展。传统的机械检测仪或酒精计一般灵敏度和准确度也比较低或者检测方法难，同时单片机既有通用计算机的基本部件，又不同于计算机。有体积小，实时快速的对外部事件做出响应，迅速采集大量数据，做出逻辑判断与推理后实现被控对象的参数调整与控制，且能满足检测仪的设计要求，所以基于单片机的酒精浓度检测仪的开发有很大意义。

1.1酒精浓度检测仪的背景

以对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（电化学）、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，常用的只有燃料电池型（电化学型）和半导体型两种。

燃料电池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。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。

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。

从传感器技术发展的角度看，根据使用传感器原理的不同，常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域，新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流，现在的酒精浓度检测仪都是采用可替代吹管，酒精仪从传统的机械检测或酒精计到现在的利用传感器和单片机位核心技术的酒精浓度检测仪式在技术上是一大突破，大大提高了检测酒精的精确度。

1.2酒精浓度检测仪现状及发展趋势

根据使用传感器原理的不同，常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域，新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流，如今的酒精浓度检测仪都是采用可替代吹管，酒精仪从传统的机械检测或酒精计到现在的利用传感器和单片机位核心技术的酒精浓度检测仪式在技术上是一大突破，大大提高了检测酒精的精确度，更能满足市场的需求。

但是当前大部分一般的酒精浓度检测仪价格较低的灵敏度并不是很强，准确度高的一般售价也比较昂贵，并且大多只是对结果进行预警、低报、高报三限报警点设置，所以在LED显示酒精浓度数值上应实现普及，得到准确的浓度数值。同时很多其他气体会可能会对其影响，从而影响准确度。所以在传感器的腐蚀性以及排除其他干扰的能力值得提升。现在大多都是检测气体浓度或液体浓度的检测，最好是能解决一个检测仪同时检测气体和液体两种不同状态的酒精浓度。