毕业论文：酒精浓度检测仪的设计
基于单片机的酒精浓度测试仪设计
基于单片机的酒精浓度测试仪设计摘要中国经济的飞速发展使得私家车的占有量越来越高。
人们生活水平的提高，车辆的大幅度增多，也使得道路安全问题越来越严重。
有些事故是让人回天乏术的，而有些事故是完全可以避免的。
比如酒后驾车，这种行为是对自己以及他人生命的严重不负责。
为了遏制这种行为，对驾驶员进行酒精浓度测试不失为一种有效的方法。
酒精浓度测试仪不仅要能准确测出酒精的浓度，而且要让测试人员读出该浓度。
当然也要有报警装置，提醒人们浓度超标。
本设计目的在于实现对不同的酒精浓度的检测和显示，通过适当改进可以用于对驾驶员进行是否酒后驾车的检测。
本文主要采用STC89C52单片机与MQ-3型气体传感器，而且能够对显示出所测量的数据，加之二极管的使用就可以简单地显示出所测的酒精浓度。
当其浓度超过允许值时，检测仪将发出蜂鸣声。
关键词:酒精浓度检测；STC89C52单片机；MQ-3气体传感器；A/D转换，Alcohol tester based on MCUAbstractThe rapid development of China's economy makes the share of private cars increase. What’s more, the improvement of people's living standards and a substantial increase in the vehicle makes the road safety problem get worse. Some accidents are beyond resurrection, while others are completely can be avoided . Such as drunk driving. such behavior is serious not responsible to their and the others’lives . In order to curb this behavior, the driver alcohol test is an effective method. Alcohol tester is not only able to accurately measure the concentration of alcohol, but also can let testers reads the concentration. Of course, we have an alarm system to alert people to the concentration exceeded. The design aims to achieve different alcohol concentration detection and display. And it can be used for the driver is drunk driving tests through appropriate improvements. This paper uses STC89C52 MCU and MQ-3 Gas Sensor as the main devices. With the use of the diode, the alcohol tester can display the measured data and simply show the alcohol concentration measured. When the concentration exceeds the allowable value, the detector will beep.Keywords STC89C52 microcontroller; MQ-3 gas sensor; A/D conversion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 研究内容 (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 (6)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 (50)附录a：全局变量头文件和延时模块 (50)附录b：AD转化模块 (52)附录c：24c08存储模块 (52)附录d：LCD显示模块 (57)附录e：主函数 (63)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。
酒精浓度检测仪设计
酒精浓度检测仪设计酒精浓度检测仪设计随着科技的不断发展，现代人对生活品质的要求越来越高，但同时人们也面临着种种安全隐患。
酒后驾驶是其中的一种，为了减少酒后驾驶对社会的负面影响，酒精浓度检测仪的应用越来越广泛。
本文将介绍酒精浓度检测仪的设计。
一、需求分析在设计酒精浓度检测仪前，我们需要充分了解需求。
酒精浓度检测仪的主要需求有：1. 精度高：酒精浓度检测仪需要能够准确地检测出饮酒者的酒精浓度，避免误判。
2. 稳定性好：由于酒精浓度检测仪需要长时间的使用，因此需要具有较好的稳定性，能够在长期使用中保持准确度和精度。
3. 操作简便：酒精浓度检测仪是为了能够让饮酒者自我检测的产品，所以需要操作简单，方便饮酒者使用。
4. 可靠性高：作为一款安全检测产品，酒精浓度检测仪需要具有高可靠性，能够准确地检测出饮酒者的酒精浓度，避免误判和漏判。
5. 成本低廉：为方便大众使用，酒精浓度检测仪需要具有成本低廉的优点，这样才能得到更为广泛的应用。
二、设计方案基本原理：汽车用酒精检测器是利用酒精传感器感受饮酒者呼出的气体中的酒精含量来判断其是否饮酒过量，从而达到节约油耗、防范酒驾的目的。
方案设计：1. 酒精传感器的选择：酒精传感器是整个酒精浓度检测仪的核心。
在选择传感器的时候，需要考虑其精确度、响应时间、稳定性、抗干扰能力等指标。
2. 电路设计：酒精浓度检测仪的电路设计需要考虑到传感器的输出信号处理、滤波、放大、数字转换等。
同时，根据要求可设计LED指示灯，显示红色表示饮酒超标，绿色表示饮酒未超标。
3. 软件设计：软件需要能够将传感器所采集到的数据转换成酒精浓度，根据酒驾限制法规进行酒精浓度限制，达到报警的目的。
4. 机械设计：考虑到饮酒者在呼出气体时需要将口对准酒精浓度检测仪的传感器，因此机械设计需要能够让传感器对溢气口进行自然吸附。
三、结构设计酒精浓度检测仪采用带显示屏的手持式结构，传感器置于机身顶部，运作过程中，饮酒者将吐气口对准传感器位置进行检测，通过屏幕显示酒精含量。
酒精浓度测试仪的设计
酒精浓度测试仪的设计随着现代人生活水平的提高，人们的需求也越来越高，包括对健康和安全的关注程度也越来越高。
在一些场合，饮酒后驾车已经被有关部门明确的禁止了，因为酒后驾车不仅对自己的身体和生命存在着极大的危害，同时也会给周围的人带来生命危险。
为了保障驾驶员的健康和安全，提高行车安全，尤其是在酒驾检测方面，酒精浓度测试仪的出现已经成为了一种非常有效的手段。
酒精浓度测试仪的原理酒精浓度测试仪的原理非常简单，它通过检测酒精在空气中的浓度，来确定被测者是否超出驾车安全的标准值。
由于人体吸入酒精的时间和方式不同，因此酒精浓度测试仪还分为呼气式和样品式两种，下面我们分别介绍一下。
呼气式酒精浓度测试仪呼气式酒精浓度测试仪是非接触式的，被测试者只需要将嘴巴对准呼气嘴，吸入口中的空气即可。
测试仪会将吸入的空气经过分析，确定酒精的浓度，然后显示在仪器的屏幕上。
这种方法的优点是测量速度快，非常方便，可以在任何时间、任何场合进行测量，而且精度大，误差非常小。
但是，呼气式酒精浓度测试仪需要花费一定的时间来清洁呼气嘴口罩，防止交叉感染。
样品式酒精浓度测试仪样品式酒精浓度测试仪是需要取样后才能进行测试的，它需要将被测试者的体液（通常是唾液或血液）或者被测试物（比如饮品）放到测试仪的吸孔中，然后进行测试。
这种方法的优点是能够更准确地测量酒精浓度，而且测试仪本身不用进行清洁，非常便于管理。
但是这种方法的缺点也很明显，需要取样，因此非常不方便，而且需要专业的技术人员才能进行操作。
酒精浓度测试仪的设计与制造为了能够更好地测量酒精浓度，酒精浓度测试仪需要具备精密的设计和制造技术。
具体而言，它需要考虑以下几个方面：1.反应器的材料应该使用高精度的金属材料，以确保仪器的精度和稳定性。
2.检测酒精浓度需要用到传感器，传感器需要非常精细，以能够在不同的环境下测量到准确的浓度值。
3.为了防止误操作，测试仪需要进行密码保护，只有特定的人员才能够进行操作。
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。
毕业设计酒精浓度测试仪
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
（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。
基于机器学习的酒精浓度测试仪设计毕业设计
基于机器学习的酒精浓度测试仪设计毕业
设计
1. 简介
本文档旨在介绍一份基于机器研究的酒精浓度测试仪设计的毕业设计。
该设计旨在利用机器研究算法来确保酒精测试的准确性和可靠性。
2. 设计目标
本设计的主要目标有以下几点：
- 开发一种能够在简单操作下进行酒精浓度测试的测试仪；
- 利用机器研究算法提高测试准确性，并尽量排除测试仪带来的误差；
- 设计一个可靠的系统，确保测量结果的可信度；
- 实现数据的实时收集和分析。
3. 设计步骤
以下是设计步骤的概述：
1. 确定测试仪的硬件需求，如传感器、数据采集装置等；
2. 开发一个酒精浓度测试算法，通过机器研究对测量数据进行处理和分析；
3. 设计一个用户友好的界面，供用户操作和读取结果；
4. 开发一个实时数据收集和存储系统，以便后续数据分析和处理。
4. 设计实施
在实施设计时，可以按照以下步骤进行：
1. 确定测试仪的整体结构和组件需求；
2. 购买所需的硬件设备，并进行组装和连接；
3. 开发测试算法，并使用机器研究方法进行优化；
4. 设计并实现用户界面，包括操作按钮和结果显示；
5. 搭建实时数据收集和存储系统，确保数据可靠性和实时性；
6. 进行测试和调试，并不断优化系统性能；
7. 编写毕业设计报告，记录设计过程、结果和总结。
5. 结论
通过基于机器研究的酒精浓度测试仪设计，可以提高测试准确性和可靠性，为酒精浓度测试提供一种有效的工具。
同时，该设计
过程还能够培养学生的硬件设计、算法优化和系统开发能力，达到毕业设计的目标。
以上是关于基于机器学习的酒精浓度测试仪设计毕业设计的文档内容。
酒精浓度检测仪设计
酒精浓度检测仪设计酒精浓度检测仪是一种用于检测人体内酒精含量的仪器。
在出现酒后驾车、酗酒等问题的情况下，酒精浓度检测仪成为保证公共安全、减少交通事故发生的重要装备。
因此，设计一种高精度、可靠性强、使用便捷的酒精浓度检测仪对于社会和个人都有着深远的意义。
酒精浓度检测仪的设计首先需要考虑的是检测原理。
目前常用的检测原理有两种：呼出气体分析法和皮肤透气气体分析法。
呼出气体分析法是通过检测呼出气体中酒精的浓度来确定人体内酒精含量的方法，这种方法准确度高、稳定性好，因此在实际应用中被广泛使用。
皮肤透气气体分析法则是通过检测皮肤表面蒸气中酒精的浓度来确定人体内酒精含量的方法，但由于环境因素的影响较大，目前使用较少。
其次，酒精浓度检测仪的设计需要考虑的是测量范围。
不同国家和地区对于酒精浓度的限制均不尽相同，因此酒精浓度检测仪的设计应该考虑到不同的测量范围。
例如，在中国，酒后驾车的刑事责任标准为血液中酒精含量达80mg/100ml及以上或呼气中酒精含量达350μg/100ml及以上，因此酒精浓度检测仪的测量范围应该涵盖这两个数据。
另外，酒精浓度检测仪的设计还需要考虑到使用便捷与易懂。
在实际应用中，酒精浓度检测仪应该是一个便携式的设备，使用者能够轻松进行携带和操作，并能够在短时间内快速获得检测结果。
同时，在检测结果上，酒精浓度检测仪的设计应该以数字形式展示，便于使用者快速判断和理解。
此外，酒精浓度检测仪的设计应该还考虑到防伪性和数据管理。
在实际应用中，酒精浓度检测仪被广泛应用于交通管理、公共场所管理等领域，因此酒精浓度检测仪的设计应该具备一定的防伪性能，以防止造假现象的发生。
同时，酒精浓度检测仪还应该具备数据管理的功能，能够存储、归档检测结果以及使用者信息等数据，以便于后续管理和统计。
综上所述，酒精浓度检测仪是一个与公共安全息息相关的仪器，其设计应该具备高精度、可靠性强、使用便捷、测量范围广、数据管理功能齐全等特点。
酒精测试仪参考论文
论文（设计）基于单片机的酒精浓度检测仪设计所在学院专业名称年级学生姓名、学号完成日期摘要摘要近年来，随着我国经济发展，越来越多的私家车进入了人们的视野，而酒后驾车造成的交通事故也屡屡攀升。
本文研究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检测仪设计。
设计方案基于STC89C52 单片机和MQ3酒精浓度传感器，系统先将传感器输出的信号通过A/D转换电路处理后，再经单片机进行数据处理，最后由LCD显示酒精浓度值，从而告知驾驶人在合理安全的情况下才能驾车行驶。
经过大量实验，基于单片的酒精浓度测试仪比传统的机械检测仪或酒精计灵敏，扩展简单，准确方便，可靠性好，检测精度高，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对社会公共安全的提高具有很大促进作用。
关键词：酒精浓度传感器，单片机，数模转换，硬件设计，报警IABSTRACTABSTRACTIn recent years, along with our country economy development, more and more private cars have come into the vision. While drunk driving traffic accidents caused by the repeated.This paper used for public inspection and overrun with the functions of alcohol concentration intelligent tester. Design scheme based on STC89C52 and MQ3 alcohol concentration sensor, the system will be the first sensor output signal through the A/D converter circuit after treatment, then the MCU data processing, and finally by LCD display alcohol leel. Thus told people in the safety of reasonable driving can drive.Refined over a large number of experiments, using the alcohol concentration test instrument than traditional mechanical detector or alcohol gauge, extended simple, accurate and convenient, good reliability, high precision, strong control function, to go beyond threshold alarm, intuitive and accurate.So based on SCM alcohol concentration monitor research for social public security increase of great value.Keywords: Alcohol, concentration sensor, microcontroller analog-to-digital conversion , hardware design, alarmII目录1 引言 (2)1.1 酒精浓度检测仪的背景 (2)1.2 酒精浓度检测仪现状及发展趋势 (2)1.3 本课题实现目标 (2)2 设计方案和元器件选择 (3)2.1 设计方案 (3)2.2 单片机的选择 (3)2.3 传感器 (5)2.4 数模转换器 (6)2.5 LCD显示模块 (7)3 系统硬件设计 (9)3.1 硬件设计原理 (9)3.2 硬件设计外围电路 (10)3.2.1 晶振电路、复位电路设计 (10)3.2.2 报警设计设计 (12)3.2.3 电源电路设计 (13)3.2.4 A/D转换电路设计 (13)3.2.5 语音播报 (13)4 系统软件设计 (16)4.1 主程序流程图 (16)4.2 A/D转换模块程序流程图 (17)4.3 按键程序流程图 (18)4.4 液晶显示程序流程图 (19)5 软件与硬件调试 (20)第5.1节程序的编译与下载 (20)5.1.2STC-ISP芯片烧录软件的使用 (22)6 本设计总结与展望 (24)6 结束语 (24)参考文献 (26)致谢 (27)11 引言1.1 酒精浓度检测仪的背景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、气体色谱分析型、红外线型、比色型。
智能酒精浓度检测仪的设计
智能酒精浓度检测仪的设计智能酒精浓度检测仪的设计摘要：随着社会发展和人们生活水平的提高，酒驾事故频发，为了保障交通安全，智能酒精浓度检测仪应运而生。
本文设计了一种基于单片机的智能酒精浓度检测仪，该仪器集成了传感器、处理器、存储器等组件，能够实现对人体酒精浓度的准确检测。
关键词：酒精浓度，检测仪，单片机，传感器第一章绪论1.1 研究背景和意义随着经济的发展和人们生活水平的提高，酒精饮料已成为人们日常生活中不可缺少的一部分，在各类社交场合中都能看到品酒的身影。
但是，同时也伴随着醉酒驾车、打架斗殴等一系列社会问题。
根据最新的统计数据显示，酒驾事故已成为公路安全的头号杀手，其频繁发生给人们的生命财产安全带来了极大的威胁。
为了提高交通安全水平，制止酒驾等违法行为的发生，需要开发一种酒精浓度检测仪器，此类仪器能够准确、快捷地检测人体酒精浓度，实现智能化监控。
1.2 国内外研究现状目前，国内外均存在较为成熟的酒精浓度检测技术，如恒泽科技推出的基于红外线的酒精检测仪、韦尔股份的基于生物传感的酒精浓度检测仪等。
然而，这些智能酒精检测仪器价格昂贵，不适合在普通用户中使用。
因此，如何设计一款价格合理、性能优异的智能酒精浓度检测仪，成为了当前的研究热点。
第二章设计方案2.1 系统架构本文设计的智能酒精浓度检测仪主要由传感器、AD转换器、单片机、液晶显示屏、存储器等部分组成。
2.2 传感器设计本文采用的传感器为MQ-3型乙醇气体传感器，其测量精度高、响应速度快、价格低廉，因此在实际应用中被广泛采用。
工作原理为，当乙醇气体浓度达到一定值时，传感器输出的电压值发生变化。
2.3 AD转换器设计由于传感器的电信号输出为模拟信号，需要将其转化为数字信号，本文设计的智能酒精浓度检测仪采用的为MCP3208型AD转换器，该器件精度高、速度快、体积小巧，可以满足本文的需求。
2.4 单片机设计本文采用STC89C52单片机作为主控芯片，其具有存储空间大、工作速度快、价格低廉等优点。
酒精测量仪毕业论文
酒精浓度探测仪一、课题的背景和意义从18世纪产业革命以来,到20世纪信息技术的快速发展,传感技术逐渐走向成熟,在现实生产生活中的应用也渐渐在普及;传感器应用广泛,在各个领域都有着举足轻重的作用,所以传感器不断向高精度,高可靠性,微型化,微功耗无源化和智能化数字化发展,以便更好的服务于我们的生产和生活;气体与人类的日常生活密切相关,检测气体是保护和改善我们居住环境的必要工作,要检测气体就少不了用到气体传感器;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他气体的探测仪,与我们的生活息息相关的是检测有毒气体;传感头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;也有选择以其他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和相应数据处理并送显示的作用,是传感器的核心部分;目前,气敏传感器已有较高的精度,可达万分之一以上;随着新材料发展和新加工技术的提高,有了高可靠性和低功耗的气体传感器;智能化数字化的气体传感器克服了目前气敏传感器人工测试带来的效率低,误差大和操作人员长时间工作等问题;二、系统设计1、设计方案由酒精浓度测试仪对待测气体液体进行检测,气体传感器是将一种气体体积分时转化成对应电信号的转换器;探测头通过气体传感器的对气体样品进行处理,通常包括滤除杂质和干燥气体、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的测量;转换成输出电压信号;然后以单片机为核心的控制：定时进行各个功能模块的自诊断,并对外界的异常情况做出快速处理;对无法解决的问题,应及时切换到后背装置或报警;具有完善的输入输出通道和实时控制能力：对生产过程进行检测和控制,有多种信号需要传送,因此要求系统配备完善的模拟量和数字量输入输出通道和完善的中断系统和处理功能;信号采集处理、声光报警电路以及显示、键盘、PC接口电路;测试仪进行气体检测的基本步骤是单片机采集酒精传感器的响应信号,并且进行转换,模数转换就是用于快速,高精度的对输入信号采样编码,然后转化成数字量储存在数据储存器中,然后单片机通过特定的算法进行气体浓度的识别,同时和所设值进行对比,超出则报警同时显示浓度数值,没超出只显示浓度数;并且将结果输出到LCD显示屏幕上;2、元器件选择1单片机的选择本系统采用单片机为控制核心;我们选择单片机STC89C51为控制核心；主要基于考虑STC89C51是无法解密低功耗,超低价高速,高可靠强抗静电,强抗干扰,功能强大的单片机;STC89C51有40个引脚,32个外部双向输入/输出I/O端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线,片内振荡器及时钟电路, 89C5X可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程;同时STC89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式;空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作;掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位;其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发本;STC单片机有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求;STC89C51单片机单片机引脚功能如图图1•Vcc：电源电压•GND：地STC89C51是的低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8K bytes的可反复擦写的只读程序存储器PEROM和256K bytes的随机存取数据存储器,器件采用高密度,非易失性存储技术生产,与标准MCS-51指令系统及8051产品引脚兼容,片内置通用8位中央处理器和FLASH 存储单元,功能强大,STC89C51单片机适合于许多较为复杂控制应用场合3;主要性能参数：•8K字节可重擦写FLASH闪存存储器•1000次写/擦循环•时钟频率：0Hz—24MHz•三级加密存储器•256字节内部RAM•32个可编程I/O口线•3个16位定时/计数器•6个中断源•可编程串行UART通道•低功耗的空闲和掉电模式•片内振荡器和时钟电路2传感器气体传感器是气体检测系统的核心,通常安装在探测头内;从本质上讲,气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器;探测头通过气体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地测量2;在选择传感器的时候,一定要考虑到稳定性、灵敏度、选择性和抗腐蚀性,本系统选择MQ3 型酒精传感器;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4;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 输出面获得的6;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～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如图所示,标准回路如图所示;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,一般在测量前需要将传感器预热20s;MQ3 标准回路如图图23数模转换器实现A/D转换的基本方法很多,有计数法、逐次逼近法、双斜积分法和并行转换法;由于逐次逼近式A/D转换具有速度,分辨率高等优点,而且采用这种方法的ADC芯片成本低,所以我们采用逐次逼近式A/D转换器;逐次逼近型ADC包括1个比较器、一个模数转换器、1个逐次逼近寄存器SAR和1个逻辑控制单元5;逐次逼近型是将采样信号和已知电压不断进行比较,一个时钟周期完成1位转换,依次类推,转换完成后,输出二进制数;这类型ADC的分辨率和采样速率是相互牵制的;优点是分辨率低于12位时,价格较低,采样速率也很好;ADC0832模数转换器具有8位分辨率、双通道A/D转换、输入输出电平与TTL/CMOS相兼容、5V电源供电时输入电压在0～5V之间、工作频率为250KHZ 、转换时间为32 微秒、一般功耗仅为15MW等优点,适合本系统的应用,所以我们采用ADC0832为模数转换器件;ADC0832 具有以下特点：• 8位分辨率；•双通道A/D转换；•输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；• 5V电源供电时输入电压在0~5V之间；•工作频率为250KHZ,转换时间为32μS；•一般功耗仅为15mW；• 8P、14P—DIP双列直插、PICC 多种封装；•商用级芯片温宽为0度 to +70度,工业级芯片温宽为−40度 to +85度；芯片接口说明：• CS_ 片选使能,低电平芯片使能;• CH0 模拟输入通道0,或作为IN+/-使用;• CH1 模拟输入通道1,或作为IN+/-使用;• GND 芯片参考0 电位地;• DI 数据信号输入,选择通道控制;• DO 数据信号输出,转换数据输出;• CLK 芯片时钟输入;• Vcc/REF 电源输入及参考电压输入复用;4LCD显示液晶显示模块与计算机的接口电路有两种方式;它与单片机的接口方法分为直接访问方式和间接控制方式;直接访问方式是把液晶模块作为存储器或I/O设备直接接在单片机的总线上,单片机以访问存储器或I/O设备的方式操作液晶显示模块的工作;间接控制方式则不使用单片机的数据系统,而是利用它的I／0口来实现与显示模块的联系;即将液晶显示模块的数据线与单片机的P0口连接作为数据总线,另外三根时序控制信号线通常利用单片机的P2口中未被使用的I／O口来控制;这种访问方式不占用存储器空间,它的接口电路与时序无关,其时序完全靠软件编程实现;LCD1602字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD,目前常用16×1,16×2,20×2和40×2行等的液晶显示模块,模块组件内部主要由LCD显示屏、控制器、列驱动器和偏压产生电路构成;1602液晶显示屏采用标准的16脚接口,其中各接口的功能如下表所示：表 1 2、系统方框图三、设计过程一软件设计对于单片机的开发应用中,逐渐引入了高级语言,C语言就是其中的一种;汇编语言的可控性较高级语言来说更具优越性;程序编写语言比较常见的有C语言、汇编语言;汇编语言的机器代码生成效率高,控制性好,但就是移植性不高;C语言编写的程序比用汇编编写的程序更符合人们的思考习惯;还有很多处理器都支持C编译器,这样意味着处理器也能很快上手;且具有良好的模块化、容易阅读、维护等优点,且编写的模块程序易于移植;基于C语言和汇编语言的优缺点,本系统采用C语言编写方法17;软件编写的主体思路是将系统按功能模块化划分,然后根据模块要实现的功能写各个子程序;整个软件程序的编写采用查询式方式编写的;程序编写包括主程序,液晶显示程序,存储程序,AD转换程序和时钟程序;1、主程序主程序实现的功能：与硬件相结合实现便携式酒精浓度检测仪的各个功能;主要是检测与显示,数据存储;功能子函数的调用;见图图4首先开启启动按钮,启动单片机和显示器,同时对单片机内部进行初始化,紧接着初始化显示屏,初始化完毕后显示开机画面显示主菜单,然后对键盘的读入;2、A/D转换模块程序流程图⑴模数转换模块的主要功能就是将经放大器放大的模拟电压信号转化为MCU能够处理的数字信号,并传送给MCU;A/D芯片的数据CS口,连接51单片机的口,CLK接,D1和D0接口;工作时序如下所示：ADC0832有8只引脚,CH0和CH1为模拟输入端,CS为片选引脚,只有CS置低才能对ADC0832进行配置和启动转换;CLK为ADC0832的时钟输入端;CS在整个转换过程中都必须为低,当CS为低时,在数据输入端DI数据输入端加一个高电平,接着在CLK 上加一个时钟,DI上的逻辑1就会使ADC0832的DI脱离高阻态,然后通道配置数据伴随着时钟通过DI端移入多路器,当最后一位数据移入多路器时,,DI变为高阻态,在这以前DO数据输出端都为高阻态;在经过一个时钟,DO脱离高阻态,从而启动转换;接着从处理器接收时钟信号,每经过一个时钟,转换后的数据就会从高位到低位依次从DO移出,经过8个时钟后,数据又以从低位到高位的形式从DO移出也是每个时钟移一位;当最后一位数据移出时转换完成;当CS从低变为高时,ADC0832内部所有寄存器清零;如想要进行下一次转换,CS必须做一个从高到低的跳变,后跟着地此配置数据重复上面的过程;⑵ADC0832转换的流程图见下图图53、按键程序流程图⑴按键时显现人机对话的一个控制按钮,通过按键的操作,对系统进行发送操作指令,后经与MCU串行通信,然后在液晶上显示;⑵按键查询式的流程图见下图图6按键的四个键分别接,,,,由于P1口具有上拉电阻,所以不在需要加上拉电阻进行电压的放大;二、硬件设计基于单片机酒精浓度检测仪的硬件设计部分;首先,我们必须了解它的硬件设计原理;其次,需要弄清楚它的总体构成及具体的外围电路;最后,根据其原理框图和具体的外围电路得到完整的硬件总电路图;1、硬件设计原理由酒精传感器对待测气体液体进行检测,转换成输出电压信号,仪单片机为核心的控制、信号采集处理、声光报警电路以及显示、键盘、PC接口电路;测试仪进行气体检测的基本步骤是单片机采集酒精传感器的响应信号,并且进行转换,储存在数据储存器中,然后单片机通过特定的算法进行气体浓度的识别,同时将分析的值与设定值进行对比,对超出设定值进行报警,并且将结果输出到LED显示屏幕上;本系统由酒精传感器,数模转换器,单片机,键盘,声音报警以及LCD显示等部分组成,在这次的整体设计中详细涉及下面几个方面,其原理框图如下图图82、芯片介绍1、A T89S51AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含4K的可系统编程的Flash只读程序存储器,器件采用A TMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准8051指令系统及引脚;它集Flash程序存储器,既可在线编程也可以用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中,可灵活应用于各种控制领域;AT89S51提供以下标准功能：4KBFlash闪存存储器,128B内部RAM,32个I/O口线,看门狗,两个数据指针,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路;根据实际需要,本次设计选用的是以8051为核心单元Atmel公司的低耗AT89S51单片机;AT89S51芯片有40条引脚,采用双列直插式封装,如图9所示;下面说明各引脚功能;图9VCC：运行和程序校验时接电源正端;GND：接地;XTAL1：输入到单片机内部振荡器的反相放大器;XTAL2：反相放大器的输出,输入到内部时钟发生器;P0口：8位漏极开路的;使用片外存储器时,作低八位地址和数据分时复用,能驱动8个LSTTL上拉电阻;P1口：8位、准双向I/O口;P2口：8位、准双向I/O口;当使用片外存储器ROM及RAM时,输出高8位地址;可以驱动4个LSTTL负载;P3口：8位、准双向I/O口,具有内部上拉电路,提供各种替代功能;——RXD串行口输入口,——TXD串行口输出口,——错误!外部中断0输入,——错误!外部中断1输入,——T0定时器/计数器0的外部输入,——T1定时器/计数器1的外部输入,——错误!低电平有效,输出,片外存储器写选通,——错误!低电平有效,输出,片外存储器读选通;RST：复位输入信号,高电平有效;在振荡器工作时,在RST上作用两个机器周期以上的高电平,将器件复位;错误!/VCC：片外程序存储器访问允许信号,低电平有效;高电平时选择片内程序存储器,低电平时程序存储器全部在片外而不管片内是否有程序存储器;ALE/PROG：地址锁存允许信号,输出;ALE以1/6的振荡频率固定速率输出,可作为对外输出的时钟或用作外部定时脉冲;单片机最小系统的设计包括电源,晶振和复位电路三个部分;这是使单片机正常工作的必要外围电路部分;针对不同型号的单片机在最小系统设计上会有一些差别;对于选用的AT89S51单片机,根据美国ATMEL公司提供的技术资料,可以对它的最小系统作恰当的设计,如图10所示;对于电源部分,技术资料中性能参数里给出的标准工作电压是～;因此,单片机的引脚40对应的VCC接到+5V电源的正极,引脚10对应的GND接到+5V电源的接地端,为AT89S51单片机提供正常的工作电压;对于晶振部分,AT89S51单片机中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器,引脚19对应的XTAL1和18对应的XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端;这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器;如图10所示,石英晶体及电容C1和C2接在放大器的反馈回路中构成并联谐振电路;石英晶体的两端分别接到引脚XTAL1 和引脚XTAL2,同时石英晶体的两端分别接一个电容C1和C2,电容的另一端接地;对于外接电容C1和C2的大小虽然没有十分严格的要求,但电容容量的大小还是会对振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度和温度稳定性带来一定的影响;根据技术资料的推荐,使用石英晶体推荐电容容量为30pF±10pF,使用陶瓷谐振器推荐电容容量为40pF±10pF;因为电路中接的是石英晶体,所以设计中接的两个电容C1和C2的容量都为33pF;对于复位电路部分,A T89S51技术资料给出,当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上的高电平将使单片机复位;复位是单片机的初始化操作,当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时,为了摆脱困境,可以按复位键以重新启动,所以复位电路的设计很有必要;复位操作有上电自动复位、按键电平复位和外部脉冲复位三种方式,本设计选用按键电平复位方式;如图10所示,10μF的电容C3与270Ω的电阻并联后再与一个10KΩ的电阻串联,电容的正极端接到电源的正极,电容的另一端接至引脚RST;设计中选用的石英晶体大小为,但复位键按下后,电容和电阻选用的参数值能够保证给复位端RST提供大于2个机器周期的高电平复位信号;图102、ADC0832ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片;由于它体积小,兼容性强,性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎,其目前已经有很高的普及率;学习并使用ADC0832可是使我们了解A/D转换器的原理,有助于我们单片机技术水平的提高;ADC0832具有以下特点：·输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；·5V电源供电时输入电压在0~5V之间；·工作频率为250KHZ,转换时间为32μS；·一般功耗仅为15mW；·8P、14P—DIP双列直插、PICC 多种封装；·商用级芯片温宽为0°C to +70°C,工业级芯片温宽为−40°C to +85°C；芯片接口说明：· CS_使能,低电平芯片使能;· CH0 模拟输入通道0,或作为IN+/-使用;· CH1 模拟输入通道1,或作为IN+/-使用;· GND 芯片参考0 电位地;· DI 数据信号输入,选择通道控制;· DO 数据信号输出,转换;· CLK 芯片时钟输入;· Vcc/REF 电源输入及参考电压输入复用;ADC0832 为8A/D转换芯片,其最高分辨可达256级,可以适应一般的模拟量转换要求;其内部电源输入与参考电压的复用,使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间;芯片转换时间仅为32μS,据有双数据输出可作为,以减少数据误差,转换速度快且稳定性能强;独立的芯片使能输入,使多器件挂接和处理器控制变的更加方便;通过DI 数据输入端,可以轻易的实现通道功能的选择;图113、硬件设计的外围电路1、晶振电路单片机工作的过程中各指令的微操作在时间上有严格的次序,这种微操作的时间次序称作时序,单片机的时钟信号用来为单片机芯片内部各种微操作提供时间基准,89C51的时钟产生方式有两种,一种是内部时钟方式,一种是外部时钟方式;内部时钟方式即在单片机的外部接一个晶振电路与单片机里面的振荡器组合作用产生时钟脉冲信号,外部时钟方式是把外部已有的时钟信号引入到单片机内,此方式常用于多片89C51单片机同时工作,以便于各单片机的同步,一般要求外部信号高电平的持续时间大于20ns.且为频率低于12MHz的方波;对于CHMOS工艺的单片机,外部时钟要由XTAL1端引入,而XTAL2端应悬空;本系统中为了尽量降低功耗的原则,采用了内部时钟方式;图12在89C51单片机的内部有一个震荡电路,只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体简称晶振就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号,图中电容器C1和C2稳定频率和快速起振,电容值在5—30pF,典型值是22pF,晶振CYS选择的是12MHz;2、复位电路单片机开始工作的时候,必须处于一种确定的状态,否则,不知哪是第一条程序和如何开始运行程序;端口线电平和输入输出状态不确定可能使外围设备误动作,导致严重事故的发生；内部一些控制寄存器专用寄存器内容不确定可能导致定时器溢出、程序尚未开始就要中断及串口乱传向外设发送数据;因此,任何单片机在开始工作前,都必须进行一次复位过程,使单片机处于一种确定的状态;当在89C51单片机的RST引脚引入高电平并保持2个机器周期时,单片机内部就执行复位操作若该引脚持续保持高电平,单片机就处于循环复位状态;实际应用中,复位操作有两种基本形式：一种是上电复位,另一种是上电与按键均有效的复位,上电复位,要求接通电源后,单片机自动实现复位操作;常用的上电复位,上电瞬间RST引脚获得高电平,随着电容C1的充电,RST引脚的高电平将逐渐下降;本设计中复位电路采用的是开关复位电路,开关S9未按下是上电复位电路,上电复位电路在上电的瞬间,由于电容上的电压不能突变,电容处于充电导通状态,故RST脚的电压与VCC相同;随着电容的充电,RST脚上的电压才慢慢下降;选择合理的充电常数,就能保证在开关按下时是RST端有两个机器周期以上的高电平从而使STC89C51内部复位;开关按下时是按键手动复位电路,RST端通过电阻与VCC电源接通,通过电阻的分压就可以实现单片机的复位;图13RST引脚的高电平只要能保持足够的时间2个机器周期,单片机就可以进行复位操作;该电路典型的电阻和电容参数为：晶振为12MHz时,C1为10uF：R4为;3、报警设计在单片机应用系统中,一般的工作状态可以通过指示灯或数码显示来指示,供操作人员参考,了解系统的工作状况;但对于某些紧急状态,比如系统检测到的错误状态等,为了使操作人员不至于忽视,及时采取措施,往往还需要有某种更能引人注意,提起警觉的报警信号;这种报警信号通常有三种类型：一是闪光报警,因为闪动的指示灯更能提醒人们注意；二是鸣音报警,发出特定的音响,作用于人的听觉器官,易于引起和加强警觉；三是语音报警,不仅能起到报警作用,还能直接给出警报种类的信息;其中,前两种报警装置因硬件结构简单,软件编程方便,常常在单片机应用系统中使用；而语音报警虽然警报信息较直接,但硬件成本高,结构较复杂,软件量也增加;闪光报警实现单频音报警的接口电路比较简单,只要当值高于警报值的时候给一个低电频就能驱动二极管发光,简单易懂;报警电路接线图见图：。
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。
毕业论文酒精浓度检测仪的设计
1弓I 言......................2酒精浓度监测仪的硬件电路设计89C51单片机系统..2. 1. 1单片机片内结构2. 1.2 89C51芯片介绍.2.2 传感器的选择2. 3 A/D转换电路102.3.1 ADC0809的引脚及功能102. 3. 2 ADC0809的结构及转换原理11 2.4 LED显示电路122.4. 1 LED显示器的结构122.4.2 LED显示器的工作原理3酒精浓度监测仪的软件设计.....3. 1主程序...................3. 2数据采集子程序........... 13 1515163. 3数据处理子程序16 3. 4报警子程序174结论… 参考文献192. 120U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。
关键词：单片机酒精浓度监测仪A/D转换声光报警酒精浓度监测仪的设计随着经济高速发展，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，需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。
本论文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，并可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。
本课题分为两部分：硬件设计部分和软件设计部分。
硬件部分为利用MQ3气敬传感器测量空气中酒精浓度，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，显示浓度值以及超阈值声光报警。
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”。
酒精浓度检测仪的设计
摘要本课题研究的是一种以MQ-3酒精传感器和PIC16F873A单片机为主，检测汽车驾驶员是否酒后驾车，并具有声光报警功能及LED显示功能的酒精浓度检测仪。
能够通过呼吸来测试驾驶员的血液酒精浓度值，既方便又省时。
本论文首先阐述了酒精浓度检测仪的意义和发展前景，设计了总体电路其中包括酒精传感器电路，显示电路，蜂鸣器报警电路等。
利用软件实现酒精浓度单位PPM与mg/L互换，音响提示，重复显示结果以及恢复显示。
论文还完成了酒精浓度检测电路的软件仿真、硬件焊接和调试的内容。
该电路通过LED数码管显示所测得的酒精浓度值，超过所设值后能够进行报警提示，在如今经济发展迅速的时代，随着私家车的增加，酒精浓度检测仪将成为交通等部门一种不可缺少的智能仪器。
关键词：MQ-3酒精传感器；PIC16F873A单片机；蜂鸣器；LED数码管IAbstractThis research is a MQ-3 alcohol sensor and PIC16F873A-based single-chip, testing whether the driver drunk and have sound and light alarm function and LED display the concentration of the alcohol detector. Through the driver's breathing to test the blood alcohol concentration value, a convenient and time-saving. In this paper, first of all, the alcohol concentration on the significance of detectors and development prospects of the overall circuit design including alcohol sensor circuit, display circuit, buzzer alarm circuit. The use of software units of alcohol concentration PPM and mg / L exchange, audio prompts to repeat the result will be displayed, as well as the restoration of show. Papers also completed alcohol concentration detection circuit simulation software, hardware and debug the contents of welding. The circuit through the LED digital display of the measured alcohol concentration value exceeds the set alarm value can be suggested that in today's era of rapid economic development, with the increase of private cars, alcohol concentration detector transport sector will become an indispensable instrument of intelligence.Key words: MQ-3 alcohol sensor; PIC16F873A microcontroller; Buzzer; LED digitaltubeII目录摘要 (I)Abstract ·····································································································I I第1章绪论 (1)1.1本文研究的目的和意义 (1)1.2国内外的发展现状 (1)1.3本文的设计内容 (2)第2章基本元器件的简介 (3)2.1酒精传感器简介 (3)2.1.1酒精传感器的结构和外形 (3)2.1.2酒精传感器的工作环境 (4)2.1.3酒精传感器的特性 (4)2.2 PIC16F873A芯片简介 (6)2.2.1 PIC16F873A芯片的引脚功能 (6)2.2.2 PIC16F873A单片机的核心区 (7)2.2.3 PIC16F873A单片机的外围区 (8)2.3本章小结 (9)第3章总体硬件电路设计 (10)3.1总体电路设计 (10)3.2传感器电路 (10)3.3 LED数码管电路 (11)3.4 蜂鸣器电路 (13)3.5 A/D转换电路 (13)3.6本章小结 (14)第4章总体软件设计 (15)4.1软件流程图 (15)4.1.1主程序 (15)4.1.2 A/D转换子程序 (17)4.1.3蜂鸣器报警子程序 (18)4.2模糊算法的基本原理 (18)4.3本章小结 (19)第5章软件仿真与系统实物 (20)III。
酒精测量仪毕业论文
酒精浓度探测仪一、课题的背景与意义从18世纪产业革命以来,到20世纪信息技术的快速发展,传感技术逐渐走向成熟,在现实生产生活中的应用也渐渐在普及。
传感器应用广泛,在各个领域都有着举足轻重的作用,所以传感器不断向高精度,高可靠性,微型化,微功耗无源化与智能化数字化发展,以便更好的服务于我们的生产与生活。
气体与人类的日常生活密切相关,检测气体就是保护与改善我们居住环境的必要工作,要检测气体就少不了用到气体传感器。
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。
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毕业论文题目酒精浓度检测仪的设计学生马晓江指导教师曹建生年级0901专业电子信息工程技术系别电子工程摘要......................................序言.....................................酒精浓度监测仪的硬件电路设计........................2.1 89C51单片机系统 (5)2.1.1 单片机片内结构 (6)2.1.2 89C51 芯片介绍 (9)2.2传感器的选择 (11)2.3 A/D转换电路 (13)2.3.1 ADC0809的引脚及功能 (14)2.4 LED显示电路 (16)2.4.1 LED显示器的结构 (17)2.4.2 LED 显示器的工作原理 (19)酒精浓度监测仪的软件设计 (2)3.1 主程序 (21)3. 2数据采集子程序 (22)3. 3数据处理子程序 (22)3. 4报警子程序 (24)结论 (2)参考文献： (2)致谢 (2)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。
关键词单片机酒精浓度监测仪A/D转换声光报警序言随着经济高速发展，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，需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。
本论文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，并可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。
本课题分为两部分：硬件设计部分和软件设计部分。
硬件部分为利用MQ3^敏传感器测量空气中酒精浓度，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，显示浓度值以及超阈值声光报警。
软件部分用汇编语言进行编程，程序采用模块化设计思想。
各个子程序的功能相对独立，便于调试和修改。
而硬件电路又大体可分为单片机小系统电路、A/D转换电路、声光报警电路、LED 显示电路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍；程序的设计使用汇编语言编程。
酒精浓度检测仪的硬件电路设计硬件设计时，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伏的电压值并且电压值稳定，外部干扰小等。
因此，可以直接把传感器输出电压值经过ADC0809采集数据送入单片机进行处理。
酒精浓度监测仪的硬件电路设计主要包括：传感器测量电路、89C51单片机系统、A/D转换电路、声光报警电路、LED显示电路。
酒精浓度监测仪硬件设计电路框图如图2-1 。
图2-1硬件方案总体框图2.1 89C51单片机系统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。
2.1.1单片机片内结构51单片机的片内结构如图2-2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：⑴微处理器(CPU。
⑵数据存储器(RAM)⑶程序存储器(ROM/EPROM⑷ 4 个8 位并行I/O 口( P0 口、P1 口、P2 口、P3 口)。
(5) —个串行口。
⑹2个16位定时器、计数器。
⑹2个16位定时器、计数器。
图2-2 51单片机片内结构⑺中断系统。
⑻特殊功能寄存器(SER。
上述功能部件都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。
但CPU对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。
下面对框图2-1中各功能部件作一简单介绍：1、中央处理器CPUCPU是单片机的核心部件，它通常由运算器、控制器和中断电路等器件组成。
CPU进行算术运算和逻辑操作的字长有4位、8位、16位和32位之分，字长越长运算速度越快，数据处理能力也越强。
2、存储器在单片机内部，ROM和RAM存储器是分开制造的。
通常，ROM存储器容量较大，RAM存储器的容量较小，这是单片机用于控制的一大特点。
⑴ROM存储器ROM存储器一般为1-64K字节，用于存放应用程序，故又称为程序存储器。
(2) RAM存储器通常，单片机片内RAM存储器容量为64-256字节，最多可达48K字节。
RAM存储器主要用来存放实时数据或作为通用寄存器、数据堆栈和数据缓冲器之用。
3、中断系统具有5个中断源，2级中断优先权。
4、定时器/计数器片内有2个16位的定时器/计数器，具有4种工作方式。
在应用中，往往需要精确的定时，或对外部事件进行计数，因而需在单片机内部设置定时器/计数器部件。
5、I/O接口和特殊功能部件I/O接口电路有串行和并行两种。
串行I/O用于串行通信，它可以把单片机内部的并行8位数据(8位机)变成串行数据向外传送，也可以串行接收外部送来的数据并把它们变成并行数据送给CPU处理。
并行I/O口电路可以使单片机和存储器或外设之间并行地传送8位数据(8位机)o通常，特殊功能部件包括：定时器、计数器、A/D、D/A、DMA通道和系统时钟等电路。
定时器、计数器用于产生定时脉冲，以实现单片机的定时控制；A/D 和D/A转换器用于模拟量和数字量之间的相互转换，以完成实时数据的采集和控制，DMA通道可以使单片机和外设之间实现数据的快速传送。
总之，某一单片机内部究竟包括哪些特殊功能部件以及特殊功能部件的数量是和它的型号有关的。
单片机是整个系统的核心，对系统起监督、管理、控制作用，并进行复杂的信号处理，产生测试信号及控制整个检测过程。
所以在选择单片机时，参考了以下标准。
(1) 运行速度。
单片机运行速度一般和系统匹配即可。
(2) 存储空间。
单片机内部存储器容量，外部可以扩展的存储器(包括I/O Fl)空间(3) 单片机内部资源。
单片机内部存储资源越多，系统外接的部件就越少，这可提高系统的许多技术指标。
(4) 可用性。
指单片机是否能很容易地开发和利用，具体包括是否有合适的开发工具，是否适合于大批量生产、性能价格比，是否有充足的资源，是否有现成的技术资源等。
(5) 特殊功能。
一般指可靠性、功耗、掉电保护、故障监视等。
从硬件角度来看，与MCS-51指令完全兼容的新一代AT89CXX系列机，比在片外加EPROM才能相当的8031单片机抗干扰性能强，与87C51单片机技能相当，但功耗小。
程序修改直接用+5V或+ 12V电源擦除，更显方便、而且其工作电压放宽至2.7V-6V ，因而受电压波动的影响更小，而且 4K 的程序存储器完全能满足单片机系统的软件要求，故 AT89C51单片机是构造本检测系统的更理想的选择。
2.1.2 89C51芯片介绍掌握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HMO 的 MCS-5啲单片机都采用40只引脚的双列直插封装方式，如图 2-3所示。
PDIP图2-3 AT89C51芯片管脚图40只引脚按其功能来分，可分为如下 3类：⑴电源及时钟引脚：Vcc 、Vss 、XTAL1 XTAL2P1.0 PI .I P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7RST (RXD) P3.0 (TXD) P3.1 (INT0) P3.2 (INT1) P3.3 T0 P3.4 T1 P3.5 (WR) P3.6 (RD) P3.7 XTAL1 XTAL2 GND 匚 匚 匚 匚匚 匚 匚 匚 匚 L 厂 匚 n 匚 VccP0.0 (AD0)P0.1 (AD1)P0.2 (AD2)P0.3 (AD3)P0.4 (AD4)P0.5 (AD5)P0.6 (AD6)P0.7 (AD7)EA/VPPALE/PROGPSENP2.7 (A15)P2.6 (A14)P2.5 (A13)P2.4 (A12)P2.3 (A11)P2.2 (A10)P2.1 (A9)P2.0 (A8)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。
⑵控制引脚：PSEN、ALE EA、RESE( RST。
此类引脚提供控制信号，有的还具有复用功能。
①RST/V PD引脚：RESE(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。
V PD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EPRO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。