酒精探测仪的设计方案
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。
酒精测试仪
酒精测试仪设计报告一、设计任务与目的该实验通过气敏传感器对酒精蒸汽的检测产生模电信号，输入LM3914，经过比较，驱动发光二极管发光，以点亮发光二极管的个数来判断酒精浓度。
通过已有元件及电路模块设计电路。
二、设计思路图1 设计结构图三、设计原理3.1传感器的选择MQ-3酒精气敏传感器酒精传感器采用的是MQ3气敏传感器，它对酒精的灵敏度高，可以抵抗汽油、烟雾、水蒸气的干扰，良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。
是一款适合多种应用的低成本传感器。
3．2电路原理该电路采用干电池供电，并经三端稳压器IC1稳压，输入稳定的5V电电压作为气敏传感器MQ-3和集成电路IC2的共同电源，同时也作为10个共阳极发光二极管的电源。
因此，外部电路就相当简单。
电路原理图如图4所示：图1 酒精探测仪电路原理图敏传感器的输出信号送至IC2的输入端（⑤脚），通过比较放大，驱动发光二极管依次发光。
10个发光二极管按IC2的引脚（⑩，①）次序排成一条，对输入电压作线性10级显示。
输入灵敏度可以通过电位器ＲＰ调节，即对“地”电阻调小时灵敏度下降；反之，灵敏度增加。
IC2的⑥脚与⑦脚互为短接，且串联电阻Ｒ１接地。
改变Ｒ１阻值可以调整发光二极管的显示亮度，当阻值增加时亮度减弱，反之更亮。
IC2的②脚，④脚，⑧脚均接地，③脚，⑨脚接电源+5Ｖ（集成稳压器IC1的输入端）。
分别并联的IC1输入与输出端的电容C1，C2防止杂波干扰，使IC1输出的直流电压保持平稳。
发光二极管集成驱动器LM3914结构图如图所示。
其内部的缓冲放大器最大限度地提高了该集成电路的输入电阻（⑤脚），电压输入信号经过缓冲器（增益为零）同时送到10个电压比较器的相反（－）输入端。
10个电压比较器的同相（+）输入端分别接到10个等值电阻（1k欧）串联回路的10个分压端。
因为与串联回路相接的内部参考电压为1.2Ｖ。
所以相邻分压断之间的电压差为1.2v10=0.12Ｖ。
酒精探测仪课程设计
酒精探测仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解酒精探测仪的工作原理，掌握其基本组成结构；2. 学生能够掌握酒精浓度的基本知识，了解酒精对驾驶安全的影响；3. 学生能够了解我国关于酒驾的相关法律法规。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，正确操作酒精探测仪进行酒精浓度检测；2. 学生能够通过实际操作，分析检测结果，判断是否存在酒驾行为；3. 学生能够运用所学知识，针对酒驾问题提出合理的安全建议。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到酒驾对个人和社会的危害，树立安全驾驶的意识；2. 学生能够积极参与酒精探测仪的操作和讨论，培养合作精神和探究精神；3. 学生能够关注交通安全问题，提高社会责任感。
课程性质：本课程属于科学探究类课程，结合物理、化学等学科知识，以实践操作为主，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点：初中生好奇心强，对新鲜事物有较高的兴趣，具备一定的物理和化学知识基础，但实践操作能力有待提高。
教学要求：教师需引导学生积极参与实践操作，注重理论知识与实践相结合，提高学生的科学素养和实际操作能力。
在教学过程中，关注学生的情感态度变化，培养其安全意识和责任感。
通过分解课程目标为具体学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 酒精的基本性质、酒精浓度计算；- 酒精探测仪的工作原理、结构组成；- 酒驾对交通安全的影响及我国相关法律法规。
参考教材章节：物理课本第四章第三节《传感器及其应用》，化学课本第二章第五节《有机化合物与生活》。
2. 实践操作：- 酒精探测仪的操作流程、注意事项；- 实际操作酒精探测仪进行酒精浓度检测；- 分析检测结果，判断酒驾行为。
3. 教学大纲：第一课时：导入酒精探测仪的概念，讲解酒精的基本性质及计算方法，介绍酒精探测仪的工作原理和结构组成；第二课时：讲解酒驾对交通安全的影响，分析我国相关法律法规，学习酒精探测仪的操作流程和注意事项；第三课时：分组进行实践操作，实际操作酒精探测仪进行酒精浓度检测，分析检测结果，讨论酒驾问题；第四课时：总结课程内容，针对酒驾问题提出安全建议，培养学生的安全意识和责任感。
酒精测试仪项目设计报告
四川工程职业技术学院毕业综合实践项目设计报告基于单片机的酒精浓度检测仪专业：计算计应用技术（IT制造与售后服务）姓名：周姣、龙俊江指导老师：***目录一、前言 (3)二、酒精测试仪总体方案设计 (3)2.1 酒精浓度检测仪设计要求分析 (3)2.2 酒精浓度检测仪设计方案 (3)三、硬件设计 (4)3.1 传感器的选择 (4)3.2 A/D转换电路 (5)3.2.1 ADC0809的结构及转换原理 (6)3.2.2 ADC0809连线图 (7)3.3 89C51单片机系统 (7)3.3.1 单片机片内结构 (7)3.3.2 89C51芯片介绍 (8)3.3.2 晶振电路和复位电路 (9)3.4 LCD1602液晶显示电路 (11)3.5键盘电路 (11)3.6报警电路 (12)3.6.1 灯光提示电路 (12)3.6.2 声音报警电路 (12)四、软件设计 (13)4.1主程序框图 (13)4.2 数据采集子程序程序框图 (14)酒精浓度检测仪的设计一、前言本课题分为两部分：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转换器转换成数字信号后传给单片机系统，由单片机及其相应外围电路进行信号的处理，显示酒精浓度值以及超阈值声光报警。
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、LCD液晶显示电路，按键电路，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。
二、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LCD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。
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。
基于单片机的酒精浓度检测仪设计
基于单片机的酒精浓度检测仪设计1.引言随着交通工具的普及和人们生活水平的提高，酒后驾驶已经成为一个严重的社会问题。
为了防止酒后驾驶的发生，设计一个基于单片机的酒精浓度检测仪，可以帮助交通警察或者司机自我检测酒精浓度。
本设计旨在使用成本较低的硬件和简单的电路实现该功能。
2.设计原理该酒精浓度检测仪基于气体传感器MQ-3，使用单片机作为控制核心进行数据处理和显示。
MQ-3传感器可以探测酒精气体的浓度，并将其转化为电信号输出。
然后通过ADC（模拟到数字转换器）将模拟信号转换为数字信号，单片机通过读取这些数字信号来获取酒精浓度。
最后，使用LCD显示模块将检测结果实时显示出来。
3.硬件设计3.1传感器电路MQ-3传感器需要一个恒定电流来供电，一般为50mA。
为了实现这个功能，可以使用一个电流源电路，如电压稳压器和电阻。
另外，为了保护传感器，也需要一个滤波电路，可以使用电阻和电容构成。
传感器的输出电压可以连接到单片机的模拟输入引脚。
3.2单片机电路单片机电路包括电源电路、电压稳定器、晶振电路和连接传感器的引脚。
电压稳定器可以将输入电压稳定为5V或者3.3V，供给单片机和传感器。
晶振电路用于产生单片机的时钟信号。
3.3显示电路LCD显示模块一般需要一个电流源电路和一个控制电路。
电流源电路可使用电压稳压器和电阻，控制电路由单片机的输出引脚通过电平转换电路连接。
4.软件设计软件设计包括单片机程序的编写。
酒精浓度检测需要一定的算法来计算和显示浓度值。
可以根据传感器的特性和实验数据制定一个换算公式。
例如，测量得到的模拟值可以使用以下公式转换为具体的酒精浓度值：C = (ADC_value / 255.0) * 100.0其中ADC_value是单片机读取的模拟信号值，255.0是ADC的最大值，100.0是转换为浓度的最大值。
另外，可以设计一个简单的界面来显示检测结果。
可以使用LCD显示模块显示检测结果和相应的单位。
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。
酒精浓度探测仪毕业设计
摘要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。
本设计主要研究了（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。
本设计的特色在于标准的确定。
对于流动空气，样品的稳定性和水蒸气的影响，提出了解决方案和验证方法。
对不同的区间浓度和电压转换关系做线性化处理，简化了硬件电路的设计。
设计的传感器可以检测不同浓度的酒精气体，改进之后对解决酒后驾车事故和特殊场合酒精检测都可以使用。
关键词：气体传感器;模数转换;单片机AbstractDifferent 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 STC12C5A16AD MCU and MQ-3.In the thesis Major researches are three points. (1) In the hardware, detecting the technology parameters MQ-3 gas sensor, and connecting it to a testing part of the alcohol gas concentration; Analog voltage signal amplification to drive light-emitting diode light to alarm; conversing the voltage signal through the A/D conversion at the control of the single-chip, obtaining the digital voltage signal; displaying the concentration in the digital tube display module.(2)In the Software, linear conversion between the concentration of the alcohol and the voltage and the digital display of the final concentration value.(3) The designed sensor is calibrated. The design of gas sensor is responsive to the alcohol, can measure concentration in the effective range of its concentration. And in the low concentration of alcohol in the test the error is small with the maximum error 8.2%, meeting requirements of the design.The characteristics of the thesis are to determine the standard. The solutions and verification methods are proposed about the flow of air samples, the sample stability and water vapor. The conversion between voltage and concentration in different range is treated as linear relationship. The design of sensor can detect different the alcohol gas with different concentration. It plays an important role to solve the drunk-driving accidents and alcohol testing for special occasions after improvement.Key Words: Gas sensor; A/D conversion; Single-chip Microcomputer目录第一章引言 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 设计酒精浓度探测仪的意义 (1)1.3 本文主要研究工作 (1)第二章元器件和开发工具介绍 (3)2.1 ADC0809 (3)2.1.1主要特性 (3)2.1.2内部结构 (3)2.1.3外部特性（引脚功能） (4)2.2 STC12C5A16AD (4)2.3 Protel软件介绍 (5)2.4 KEIL介绍 (6)2.5 ProtuesISIS介绍 (6)第三章硬件电路设计 (8)3.1 设计框图 (8)3.2 乙醇信号检测及调理电路 (8)3.3 单片机电路 (11)3.4 显示电路 (12)3.5 阈值存储 (13)第四章软件设计 (14)第五章调试 (17)参考文献 (20)致谢 (21)附录A元器件清单 (22)附录B实物图 (23)附录C程序 (24)第一章引言1.1 设计背景我国传感器市场的增长率超过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，预计2007年为325亿元人民币，2008年为374亿元人民币。
呼气式酒精检测仪方案
呼气式酒精检测仪方案1. 引言呼气式酒精检测仪是一种用于检测人体呼出气中酒精浓度的设备。
它广泛应用于交通安全、工地安全等领域，以确保酒驾、酒后工作等违法行为的有效防控。
本文将介绍一种呼气式酒精检测仪的方案，包括硬件设计和软件开发等内容。
2. 硬件设计2.1 传感器呼气式酒精检测仪的关键部件是酒精传感器，它能够检测呼出气中的酒精浓度并输出相应的电信号。
常用的酒精传感器有气敏传感器和红外传感器两种。
气敏传感器基于化学氧化反应原理，通过与酒精发生反应，测量氧化反应产生的电流或电压变化来判断酒精浓度。
红外传感器则利用红外光和酒精分子之间的相互作用原理，通过测量红外光的吸收程度来计算酒精浓度。
2.2 控制器呼气式酒精检测仪的控制器是整个系统的核心，负责接收传感器输出的信号并进行处理。
常用的控制器有单片机和嵌入式系统。
单片机是一种集成电路，具有处理器、存储器和输入输出接口等功能。
它能够快速响应传感器的输出信号，并进行数据处理、结果判断等操作。
嵌入式系统是一种特定功能的计算机系统，包括处理器、内存、存储器和操作系统等组件。
它能够提供更高的计算能力和扩展性，适用于复杂的算法和数据处理任务。
2.3 电源及显示呼气式酒精检测仪需要一个稳定的电源来供电，并且需要一个合适的显示屏来展示检测结果。
常用的电源包括电池和直流适配器，显示屏可选用液晶显示屏或LED显示屏。
3. 软件开发呼气式酒精检测仪的软件开发包括传感器信号处理和结果显示两部分。
3.1 传感器信号处理传感器信号处理是通过编程对传感器输出的信号进行采集、滤波和校准的过程。
采集过程包括读取传感器输出的模拟信号，并进行模数转换。
滤波处理可以使用数字滤波器对信号进行平滑化处理，消除噪声和干扰。
校准过程可以通过与已知浓度的标准气体进行对比，调整传感器的灵敏度和准确性。
3.2 结果显示结果显示是将处理好的酒精浓度数据以可视化的方式展示给用户的过程。
可以使用图形界面或命令行界面实现结果显示。
课程设计：便携式酒精探测仪的设计
便携式酒精探测仪设计说明书姓名：田明顺学院：平职学院专业：电气自动化班级：对口（二）班学号：20102003853目录一、设计背景 (3)二、方案设计 (3)2.1 酒精探测仪设计的基本原理 (3)2.2电路设计 (4)2.2.1 检测电路 (4)2.2.2 控制电路 (4)2.2.3 比较电路 (4)2.3.4 输出电路 (5)三、电路调试 (5)3.1 MQ-2气敏传感器电路调试 (5)3.2 LM358电压比较电路调试 (6)3.3总体电路调试 (8)四、总结 (9)一、设计背景本酒精探测器是专门为警察设计的一款执法的检测工具，执勤民警可用其来对司机是否饮酒进行检测与相应的处理，有效减少交通事故的发生，避免人员伤亡和财产的重大损失。
设计的基于运算放大系列的LM358的酒精探测仪，以LM358和MQ-2酒精传感器为核心，具有报警功能。
根据是否有酒精的环境下，检测到酒精就会进行报警，提示危害。
该仪器硬件电路设计简单、功能完善、工作性能好，此外，还具有低功耗、低成本的特点。
二、方案设计2.1 酒精探测仪设计的基本原理在本设计中酒精探测仪的基本原理是根据MQ-2气敏传感器对酒精的敏感程度，未接触到酒精时，其阻值较大，当接触到酒精后，其电阻急剧变小，根据这一特性，设计相应的控制电路，通过电压比较器，当输出为高电平是，LED亮，相当于一个报警的作用。
该设计的系统方框图如图1所示，设计的电路见附录一，其中包括参考电压电路，检测电路，电压比较电路和输出电路。
图3 控制电路图2 酒精检测电路电路2.2电路设计2.2.1 检测电路检测电路顾名思义就是检测酒精的，电路图如图2所示。
该部分的主要部分就是通过比较a 点的电压不一样，原理是当接通+5V电源之后，在初始状态时，A 与B 之间的电阻很大，所以a 点的电压会大于2.5V ，当传感器感应到酒精时，A 与B 之间的电阻会急剧变小，并且小于10K 的变阻器，这个时候，a 点的电压会下降到2.5V 以下。
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 designAbstractThis 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。
测控电路设计--酒精测试仪
引脚号第二功能:
·P3.0 RXD（串行输入）。
·P3.1 TXD（串行输出）。
·P3.2 INT0(外部中断0)。
·P3.3 INT0(外部中断0)。
·P3.4 T0（定时器0外部输入）。
·P3.5 T1（定时器1外部输入）。
·P3.6 WR(外部数据存储器写选通)。
·P3.7 RD(外部数据存储器写选通)。
RST: 复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。
酒精测试仪设计
1.设计思路
酒精浓度检测仪主要是用来检测酒精浓度的，它主要由酒精传感器、模数转换器、单片机、LED显示构成。酒精传感器将检测到的酒精浓度转化为电信号，然后将电信号传送给模数转换器，经过模数转换器转换后，把转换后得到的数字信号传给单片机，单片机对所输入的数字信号进行分析处理，最后将分析处理的结果通过显示器显示出来。
模数转换采用ADC0804,其工作特性：
工作电压：+5V，即VCC=+5V。
模拟输入电压范围：0～+5V，即0≤Vin≤+5V。
酒精浓度检测仪的设计
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设计精浓度检测仪的框图
Your Topic Goes Here 设计精浓度检测仪的原理图
酒精浓度检测仪的设计
酒精浓度测试仪应用到两种传感器：
气敏传感器 变式电阻传感器
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
简述气敏电阻传感器的工作原理 :
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。Your Topic Fra bibliotekoes Here
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简述应变式电阻传感器的工作原理
电阻应变式传感器以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。电阻应变式 传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，可根据具体 测量要求设计成多种结构形式。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形 并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值 的变化，从而可以测量力压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量
酒精测试仪的功能与设计方案
酒精测试仪的功能与设计方案摘要：本文论述了酒精测试仪的功能和设计方案。
介绍了酒精测试仪的技术指标和依据，酒精测试仪实现功能和设计指标，酒精测试仪的每一个功能。
关键词：酒精测试仪，PC104，数据通讯一、酒精测试仪的设计原则与依据酒精测试仪是一种便携式产品。
便携式产品具有体积小、重量轻、功耗低等特点。
因此，在设计产品时首先就要对产品的功能、指标、结构、功耗进行分析。
比如电源采用交流供电还是直流供电、交流供电采用什么电源变换技术，直流供电如何分配电源，系统各功能模块需要多大的电流等。
既要提高产品的性能，又要尽量降低其能耗，这通常是一对矛盾。
因为系统的技术指标往往与系统的关系极大，有些指标，如速度、精度、负载能力等一般就是用牺牲功耗的方法获得的。
因此，拟订方案时应根据实际需要合理的确定产品的技术指标，以达到性能合理的情况下降低功耗的目的。
对于便携式的智能化仪表，拟订方案时应考虑采用单片机作为核心控制部件，因为现在的单片机本身就有低功耗特性，自身消耗的电流极低，且利用其智能化特点可代替许多分离器件，有利用进行电源管理、满足智能化特性及提高产品的可靠性等特点。
根据现有的酒精测试仪的特点和使用效果，本系统的设计应当遵循以下原则1.规范性和实用性酒精测试仪的设计应根据环境条件、维护保养、测量精度等多种因素的统筹考虑。
项目的设计符合有关风险登记和防护级别的要求，符合有关设计规范、设计任务以及建设方的管理和使用要求。
2.先进性和互换性在技术上具有适度超前性和设备的互换性，为系统的增容和改造留有余地。
3.准确性能在现场环境条件和所选条件下，对试纸条进行准确、实时的检测。
能根据设计的要求，准确地测量出酒精的含量。
4.完整性测量的结果不仅能够在液晶屏上显示，而且能够储存和打印。
5.重复性仪器测试同一稳定中值样品的变异系数（CV）：≤2%。
用某一稳定中值样品在同一台仪器上连续测量次（≥10），按照公式1-1计算变异系数CV。
呼气式酒精检测仪方案
呼气式酒精检测仪方案这个呼气式酒精检测仪方案主要包括以下几个部分：呼气采样系统、呼气传感器模块、信号处理模块和数据显示模块。
1.呼气采样系统：该系统使用一个可替换的呼气采样咀嚼棒，用于收集被测试者呼出的气体样本。
咀嚼棒通过一个连接管道连接到传感器模块。
2.呼气传感器模块：该模块使用一种高灵敏度的化学传感器，能够检测呼出气中的酒精浓度。
传感器模块内部有一个加热器，用于加热呼气样本，增加检测的准确性。
3.信号处理模块：该模块负责接收传感器模块产生的电信号，并对其进行放大和滤波处理。
然后，将处理后的信号传递给数据显示模块进行计算。
4.数据显示模块：该模块使用一个液晶显示屏来显示检测结果。
它包括一个微处理器和相关的软件算法，用于计算酒精浓度，并将结果以数字或图形的形式显示。
上述呼气式酒精检测仪方案的工作原理如下：当被测试者呼气到呼气采样系统中时，样本会被传输到呼气传感器模块。
传感器模块中的传感器会检测样本中的酒精浓度，并将其转换为相应的电信号。
然后，信号处理模块接收到传感器模块产生的信号，并对其进行放大和滤波处理，以减少噪声干扰。
接下来，数据处理模块将处理后的信号传递给数据显示模块。
数据显示模块使用包括微处理器和相关算法的软件来计算酒精浓度，并将结果显示在液晶屏上。
此外，该呼气式酒精检测仪方案还可以提供一些额外功能，如报警功能和数据存储功能。
当检测到酒精浓度超过预设的安全阈值时，报警功能会发出声音或触发其他警报装置。
而数据存储功能可以记录每次的检测结果，并可以通过USB接口将数据传输到计算机上进行进一步分析和存储。
以上就是呼气式酒精检测仪方案的详细介绍。
该方案可以快速准确地检测一个人是否饮酒，具有广泛的应用前景，并有助于提高交通安全和健康意识。
酒精探测仪方案的设计。
酒精探测仪的应用实例
国家规定：
车辆驾驶人员血液酒精含量大于或等20mg/100ml，小于80mg/100m1 的，属于酒驾；血液酒精含量大于或等于80mg/100m1的，属醉驾。
酒精探测仪的基本原理
Mq-3传感器实物及电路
气敏传感器工作原理
酒精气体浓度不同
气敏电阻阻值变化
输出电压信号变化
LM3914集成电路是美国国家 半导体公司生产的能检测 模拟电平、驱动 10 位发光 二极管LED进行线性模拟显 示的单片集成电路，10 级 分压器浮动可以连接很宽的 电压范围，使用者可根据需 要使用柱状或点状显示选线 接通或断开。还可以设计成 扇形排列模拟指针式显示。 这些优点应用于车用模拟仪 表将能发挥良好作用。
气敏电阻工作原理动画演示
LM3914ห้องสมุดไป่ตู้成驱动器
。 10个电压比较器 10个1kΩ精密电阻串联组 成的分压器——分别向各 电压比较器提供比较基准 直线驱动10个发光二极管 LED组成的10段“线”或“ 点”式条图显示器 对被测量的变化反应迅速 且真实；无阻尼现象；抗 干扰能力强。
LM3914典型应用参考电路
ZJU
酒精探测仪电路图
酒精探测仪实物展示
ZJU
ZJU
ZJU
ZJU
谢谢老师
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。
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酒精探测仪方案的
设计
组长：朱春明
成员：张钧
周福亮
电气信息工程学院
测控技术与仪器专业北方民族大学电气信息工程学院电子设计大赛作品
摘要
本文研究的是一种以MQ-3气敏传感器和LM3914发光二极管集成驱动器为主的酒精浓度测试仪器。
通过酒精传感器检测空气酒精浓度，通过数模转换对数据进行处理，并通过发光二极管点亮的个数判定酒精的大致浓度。
在国家实施酒驾新规之后，酒精气敏传感器得到了更加普遍的应用，基于MQ系列酒精气敏传感器的便携检测仪器也获得了迅猛发展。
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，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
关键词：酒精浓度探测，A/D转换，MQ-3，LM3914
引言
传感器在工业生产和社会生活中应用日益广泛，在自动控制领域，更有不可替代的重要作用。
在国家实施酒驾新规之后，酒精气敏传感器得到了更加普遍的应用，基于MQ-3酒精气敏传感器的便携检测仪器也获得了迅猛发展。
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。
本文讨论一种基于MQ-3酒精气敏传感器和LM3914发光二极管集成驱动器而设计的酒精探测仪电路，经过仿真电路模拟和硬件焊接调试，设计可行，达到了预期效果。
本电路是模拟数字电路，具有电路简单，易于调节，便于携带，造价低廉的特点，但也有只能阶梯显示，精度有限的缺陷。
当然，作为第一次参与的比赛项目，通过对该电路的研究，我们对电子产品的设计制作领域有了一个全新而又深刻的认识，发现了自己感兴趣的方面，为以后的电子之路有了较为清晰的认识，我想，这才是最为重要的地方。
第一章．系统总体设计
1..1系统设计任务与要求
1.1.1系统设计任务
该实验通过MQ-3酒精气敏传感器对酒精蒸汽的检测产生模电信号，输入
LM3914，经过比较，驱动发光二极管发光，以点亮发光二极管的个数来
判断酒精浓度。
通过已有元件及电路模块设计电路。
1.1.2设计要求
根据设计任务，详细分析酒精探浓度测仪的设计需求，并进行硬件的总
体设计。
在完成酒精探浓度测仪总体设计后，进行硬件功能模块的设计，利用Proteus软件完成全部电路的仿真设计工作。
1.2重点研究内容与实现方法
1.2.1重点研究内容
对各元件性能掌握，做出酒精探浓度测仪的总体设计
1.2.2实现方法
本系统主要通过资料查找、系统需求分析、系统总体设计，软硬件总体设计、系统仿真与调试、资料整理等步骤来完成。
本系统通过Proteus软件完成所有功能的电路仿真。
第二章．系统硬件各功能模块的设计
2.1各主要元件的分析
2.11 LM3914集成驱
LM3914是10位发光二极管驱动器，它可以把输入模拟量转换为数字量输出驱动10位发光二极管来进行点显示或柱显示。
4脚和6脚之间连接有10个精密分压电阻，7脚和8脚之间是一个参考电压源，9脚为点／柱模式选择，5脚为信号输入端。
LM3914参考电压源输出约5V，即在7脚和8脚之间维持一个5V的基准电压Vref，该基准可以直接给内部分压器使用，这样当Vin（5脚）输入一个0～
5V电压时，通过比较器即可点亮0～10个发光二极管，芯片内部主要结构如图1所示：
图1 LM3914电路原理图
LM3914N其引脚主要功能如下：
引脚主要功能引脚主要功能
1 接发光管负极10 接发光管负极
2 地11 接发光管负极
3 正电源12 接发光管负极
4 发光管最低亮度设定13 接发光管负极
5 信号输入14 接发光管负极
6 发光管最高亮度设定15 接发光管负极
7 基准电压输出16 接发光管负极
8 基准电压设定17 接发光管负极
9 模式设定18 接发光管负极
2.12 MQ-3酒精气敏传感器
酒精传感器采用的是MQ3气敏传感器，它对酒精的灵敏度高，可以抵抗汽油、烟雾、水蒸气的干扰，良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。
是一款适合多种应用的低成本传感器。
图2中①、②、③分别表示MQ-3乙醇传感器的引脚排布图、引脚功能图、使用接线图。
其中H-H表示加热极（如5V），A-A、B-B传感器表示敏感元件的2个极，图③中“V”为传感器的工作电压，同时也是加热电压。
图2 MQ-3传感器的外观和相应的结构形式
加热电压取交直流5V均可。
当气敏传感器加热后，环境中的可燃气体浓度加大时，传感器的内阻将迅速减小，利用该特性结合分压原理，分析得知Vout 的值将逐渐加大，当超过我们设定的阈值时，可产生相应的操作。
经过调理，检测信号由电阻值转变成电压值，便于后续电路进行A/D转换和处理。
2.1.3 7805稳压芯片
用7805系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。
因为三端固定集成稳压电路的使用方便，电子制作中经常采用。
7805在电路中的应用（图3 a）及内部电路原理（图3 b）。
图3 7805稳压芯片
三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路，以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷方便等特点，成为目前稳压电源中应用最为广泛的一种单片式集成稳压器件。
第三章．电路总体设计
3.1电路原理
该电路采用干电池供电，并经三端稳压器IC1稳压，输入稳定的5V电电压作为气敏传感器MQ-3和集成电路IC2的共同电源，同时也作为10个共阳极
发光二极管的电源。
因此，外部电路就相当简单。
电路原理图如图4所示：
图4 酒精探测仪电路原理图
气敏传感器的输出信号送至IC2的输入端（⑤脚），通过比较放大，驱动发光二极管依次发光。
10个发光二极管按IC2的引脚（⑩，①）次序排成一条，对输入电压作线性10级显示。
输入灵敏度可以通过电位器ＲＰ调节，即对“地”电阻调小时灵敏度下降；反之，灵敏度增加。
IC2的⑥脚与⑦脚互为短接，且串联电阻Ｒ１接地。
改变Ｒ１阻值可以调整发光二极管的显示亮度，当阻值增加时亮度减弱，反之更亮。
IC2的②脚，④脚，⑧脚均接地，③脚，⑨脚接电源+5
Ｖ（集成稳压器IC1的输入端）。
分别并联的IC1输入与输出端的电容C1，C2 防止杂波干扰，使IC1输出的直流电压保持平稳。
发光二极管集成驱动器LM3914结构图如图所示。
其内部的缓冲放大器最大限度地提高了该集成电路的输入电阻（⑤脚），电压输入信号经过缓冲器（增益为零）同时送到10个电压比较器的相反（－）输入端。
10个电压比较器的同相（+）输入端分别接到10个等值电阻（1k欧）串联回路的10个分压端。
因为与串联回路相接的内部参考电压为1.2Ｖ。
所以相邻分压断之间的电压差为1.2v10=0.12Ｖ。
为驱动LED1发光，集成电路LM3914的①脚输入应为低电平，因此要求电压比较器反相（－）端的输入电压不小于0.12Ｖ。
同理，要使LED2发光，反相端输入电压应该大于0.12＊2＝0.24Ｖ；要使LED10发光，反相端输入大于应大于0.12＊10＝1.2Ｖ
IC1的⑨脚为点，条方式选择端，当⑨脚与⒒脚相接时为点状显示；⑨脚与③脚相接则为条状显示。
本设计电路中是采用条状显示方式。
第四章．系统仿真与调试
4.1系统仿真
当完成电路的设计，用Proteus进行仿真。
4.2系统调试
在完成实验设计与仿真实验取得成功之后，我们花费一天时间进行硬件的布
线与焊接工作，经过数次的实验与调试，我们终于完成了所有实验步骤。
当然，
接下来还要继续进行更深入的调试与改进，使设计与产品更加完善。
产品实物如下图所示：
参考文献：
[1]何希才.传感器技术与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.
[2]基于LM3914的酒精浓度检测仪的设计潘紫璟冯辉杨银娣中小企业管理与科技(下旬刊)
2009年第11
[3]LM3910系列点/条显示驱动器及应用瞿贵荣实用无线电 2000年第01期
[4] LM3914点柱显示驱动集成电路刘希平电气时代 2004年第01期
[5]多路模拟量同步检测电路唐洪电子与自动化第06期
[6] 多功能酒精检测仪潘卫江潘卫江发表时间:2011-12-21。