酒精测试仪的功能与设计方案
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。
酒精检测器.ppt
浓度检测子程序
采样，A/D转换 等待50ms
N
得到10个结
果
Y
取最大的3个 数求均值
送数码管显视 示
大于
与预设值比
较
小于
报警
返回
延时2 S
图11 酒精浓度检测子程序流程图
2 .温度处理部分
• 本系统软件部分主要包括：DS18B20 的初 始化子程序、向DS18B20 中写数据子程序， 从DS18B20 中读数据子程序、温度转换子 程序和通信子程序。软件系统流程图如图 12所示。
单片机酒精检测仪
1、概述 2、检测原理 3、系统硬件设计 4、软件处理部分 5、小 结
概述
• 酒精检测仪主要是指 • 呼出气体酒精含量探测器是专门为警察设计的一款执法的检测工具，
执勤民警可用来对饮酒司机的饮酒多少来进行具体的处理，有效减少 重大交通事故的发生。也可以用在其他场合检测人体呼出气体中的酒 精含量，避免人员伤亡和财产的重大损失。 • 也可以使用在高危领域禁止酒后上岗的企业，企业用的酒精检测仪并 非便携式，而是壁挂式的酒精检测仪，壁挂式较便捷式来说具有使用 方便，检测速度加快，精准度高的好处，壁挂式为了更加适合企事业 单位使用，增加刷卡考勤，语音报警，等一系列功能。 • 仪器采用可替换的吹管，保证被测试人的健康卫生。可自由设定饮酒、 醉酒报警值等信息。仪器报警时伴随有声报警信息，屏幕也会显示相 应的提示信息，来帮助用户区别报警的种类，使操作简洁明了，使用 方便。
二、检测原理
• 当具有N型导电性的氧化物暴露在大气中时， 会由于氧气的吸附而减少其内部的电子数 量而使其电阻增大。其后如果大气中存在 某种特定的还原性气体，它将与吸附的氧 气反应,从而使氧化物内的电子数增加，导 致氧化物电阻减小。半导体-氧化物传感器 就是通过该阻值的变化来分析气体浓度。
酒精测试仪设计技术总结_测试工作总结
酒精测试仪设计技术总结_测试工作总结酒精测试仪是一种非常重要的测试工具，用于检测人们体内的酒精含量，以避免酒后驾车和其他安全问题。
在设计酒精测试仪时，有很多技术上的挑战，需要考虑如何提高准确性、可靠性和用户友好性。
下面是我对酒精测试仪设计技术的一些总结和思考。
1. 检测原理酒精测试仪的检测原理通常采用化学传感器技术。
这种技术利用酒精与某种化学物质（通常是氧化剂）之间的反应生成电流或者其他信号，通过检测这些信号来计算酒精含量。
在选择化学传感器时，需要考虑它的灵敏度、选择性、响应时间、寿命等因素。
同时，还需要考虑如何控制温度和其他条件以确保测试结果的准确性和可靠性。
2. 校准方法校准是酒精测试仪的一个关键环节。
通过校准可以调整测试仪的灵敏度和准确性，以确保测试结果符合标准。
在校准之前，需要准备一系列的标准溶液，然后进行逐步稀释的操作，以确定每种标准溶液所对应的酒精含量。
然后，将测试仪置于标准溶液中并记录结果，最后根据实际测试结果调整仪器的校准系数。
在使用酒精测试仪时，在每次测试前都需要进行校准，以确保测试结果的准确性。
3. 用户友好性酒精测试仪的用户友好性是设计时需要考虑的重要问题。
测试仪器的操作应该简单易行，使用说明书应该清晰简洁，以便用户快速了解如何使用测试仪器。
同时，测试仪器的使用应该尽可能方便，例如，测试仪器应该比较小巧便携，方便携带；测试结果应该能够直观显示，让用户一目了然。
在设计用户界面时，应该尽可能采用通俗易懂的语言和图标，以方便用户操作。
4. 数据分析酒精测试仪测得的数据需要进行分析和记录。
数据分析可以帮助用户更好地了解自身的酒精含量，以便采取适当的行动和控制饮酒量。
在数据记录时，应该将测试日期、时间、酒精含量等信息记录在一个文件中，以便跟踪分析。
总结在设计酒精测试仪时，需要考虑如何提高准确性、可靠性和用户友好性。
灵敏度、选择性、响应时间、校准方法等因素都需要一一考虑，并在设计时进行优化。
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。
酒精浓度测试仪(STC12C5A16AD)设计报告
酒精浓度测试仪设计报告一、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、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。
图2 MQ-3乙醇气体传感器灵敏度曲线MQ-3乙醇气体传感器管脚与测试电路如图3所示。
(a) 管脚图 (b) 测试电路图3 MQ-3乙醇气体传感器管脚及测试电路MQ-3乙醇气体传感器及其调理电路原理如图4所示。
其外形如图5所示。
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。
图4 传感器及调理模块原理图图5 MQ-3传感器模块外形图该传感器模块具有如下特点，方便与单片机系统接口组成检测仪器。
●具有信号输出指示。
酒精试验设计方案
酒精试验设计方案背景介绍酒精试验是一种常见的化学实验，用于检测和测量酒精浓度。
它被广泛应用于各种场合，例如交通事故调查、体育赛事等。
设计一个科学合理的酒精试验方案能够确保试验结果的可信度和准确性，因此非常重要。
实验目的1.学生能够了解酒精试验的基本原理和操作方法。
2.学生能够设计一个科学合理的酒精试验方案。
3.学生能够正确评估酒精浓度。
实验原理酒精浓度是使用酒精计或呼气酒精测试仪来测量的。
这些仪器使用基于光学原理或化学原理的技术来检测酒精的存在。
目前，最常用的方法是呼气测试，因为它具有更高的实时性和便携性。
在呼气测试中，被测试者需要吹气入口，然后被检测仪器测定。
实验步骤以下是一个标准的酒精试验流程：1.提前准备好呼气测试仪，并检查仪器是否合适使用。
如果使用酒精计，则需要先预热仪器。
2.受试者需要在试验前半小时内禁止饮酒。
如果受试者已经在喝酒，则需要在等待一段时间后再进行测试。
3.受试者向仪器的呼气口吹气。
通常建议使用元气袋或其他设备收集呼气样本，并将样本送入测试仪器。
4.测试仪器分析呼气样本，并测定酒精浓度。
如果使用酒精计，则根据仪器读数并结合标准曲线计算浓度。
如果使用呼气测试仪，则直接由仪器给出浓度值。
5.根据测试结果，对受试者的酒精浓度进行评估。
实验安全注意事项1.实验过程中禁止吸烟、喝水和进食。
2.酒精试验会产生一些呼出气体，因此需要确保实验室通风良好。
3.受试者需要在试验前签署知情同意书，并遵守实验过程中的要求。
4.必须使用合法的测试仪器和标准曲线进行测试，否则结果可能存在误差。
参考文献[1] 蔡皎明，陈江涛. 呼气法酒精含量的检测及其研究进展[J]. 现代制药与医药，2019，2（12）：8-10、20。
[2] 张俊杰，曹作宾. 液体色谱法测定酒中乙醇含量及精度[J]. 酿酒科技，2018，135（1）：85-88。
基于单片机控制的酒精浓度测试仪设计
2021.01设计研发基于单片机控制的酒精浓度测试仪设计刘嘉慧(辽宁轨道交通职业学院，辽宁沈阳，110023)摘要：近年来，我国私家车数量日益增加，交通事故频繁发生，大部分事故造成的原因是酒后驾车，因此需要设计一款智能的测试仪器来检测驾驶员体内酒精的含量。
本测试仪由AT89C51系列单片机、气敏传感器、LCD1602显示屏、按键、LED报警指示灯、开关和电源等器件构成。
可以检测气体中的酒精浓度,并釆用液晶屏显示出酒精浓度和醉酒阈值，醉酒阈值可通过按键来设置，同时具有报警功能。
当检测值超过醉酒阈值时，相应的指示灯亮，即红灯亮，黄灯的报警值可通过模块上的电位器调节阈值，是一款实用性强、安全可靠便于携带的气体乙醇浓度检测工具。
关键词:单片机；测试仪；酒精浓度Design of alcohol concentration tester based on MCULiu Jiahui(Guidao Jiaotong Polytechnic Institute,Shenyang Liaoning,110023) Abstract：In recent years,with the increasing number of private cars in China,traffic accidents occur frequently.Most of the accidents are caused by drunk driving・Therefore,it is necessary to design an intelligent test instrument to detect the alcohol content in the driver J s body.The tester is composed of AT89C51single chip microcomputer,gas sensor,LCD1602display screen,button, LED alarm indicator,switch and power supply.The alcohol concentration in the gas can be detected, and the alcohol concentration and drunk threshold can be displayed on the LCD screen.The drunken threshold can be set by pressing the key,and has the alarm function.When the detection value exceeds the drunk threshold,the corresponding indicator light will be on,that is,the red light will be on.The alarm value of the yellow light can be adjusted through the potentiometer on the module.It is a, practical,safe,reliable and portable gas ethanol concentration detection tool.Keywords:Single chip microcomputer;tester;alcohol concentrationo引言人民的生活水平逐年提高,私家车数量日益增加，交通事故频繁发生，大部分事故造成的原因是酒后驾车，因此需要设计一款智能的仪器来检测驾驶员体内酒精含量。
基于51单片机的酒精浓度测试仪课设报告
基于51单片机的酒精浓度测试仪课设报告一、项目简介基于51单片机的酒精浓度测试仪是一款实用的检测设备，主要用于检测环境中的酒精浓度。
该测试仪利用气敏传感器来检测空气中的酒精浓度，并通过51单片机进行数据处理和控制。
本报告将详细介绍该测试仪的设计、实现和测试过程。
二、系统设计硬件设计（1）单片机：采用51单片机作为主控制器，负责数据采集、处理和控制。
（2）传感器：选用MQ-3气敏传感器，用于检测空气中的酒精浓度。
该传感器具有灵敏度高、响应速度快、稳定性好的特点。
（3）显示屏：采用LCD显示屏，用于显示酒精浓度、单位等信息。
（4）按键：设置一个按键，用于触发传感器进行酒精浓度检测。
（5）电源：采用USB供电方式，为整个系统提供稳定的电源。
软件设计（1）程序流程：首先进行系统初始化，包括单片机、传感器、显示屏等。
然后进入主循环，等待按键触发，当按键按下时，启动传感器进行酒精浓度检测，并将检测结果显示在显示屏上。
（2）数据处理：对传感器采集的数据进行滤波处理，以减小误差，提高检测精度。
（3）控制算法：根据传感器采集的数据，通过算法计算出酒精浓度值，并进行单位转换。
三、实现过程硬件搭建根据设计要求，将单片机、传感器、显示屏等元件连接起来，构成完整的硬件系统。
软件编程使用Keil软件进行编程，编写程序代码，实现系统功能。
调试与优化对系统进行调试和优化，确保系统工作正常，检测精度符合要求。
四、测试与分析测试环境与设备在实验室环境中进行测试，使用标准酒精溶液作为测试样本。
测试过程将标准酒精溶液分别置于不同浓度水平下，使用本系统进行检测，记录检测结果。
测试结果与分析通过对比标准酒精溶液的实际浓度与本系统的检测结果，分析本系统的检测精度和误差范围。
结果表明，本系统具有较高的检测精度和稳定性，能够满足实际应用需求。
五、结论与展望本报告介绍了基于51单片机的酒精浓度测试仪的设计、实现和测试过程。
通过软硬件结合的方式，实现了对空气中的酒精浓度的快速、准确检测。
设计基于单片机的酒精探测仪设计
设计基于单片机的酒精探测仪设计摘要机动车驾驶人员“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。
本探测仪采用酒精气体敏感元件作为探头，由一块集成电路对信号进行放大，并驱动十个发光二极管按信号电压高低依次显示，同时由单片机控制对信号进行模数转换用数码管输出。
对刚饮过酒的人，只要向探头吹一口气，探测仪就能显示出酒精气体的浓度高低。
若把探头靠近酒瓶口，它也能轻而易举地识别出瓶内盛的是白酒还是黄酒，能区分出酒精含量的高低。
关键词：传感器；酒精探测仪；单片机；模-数转换AbstractDriver 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.This detector adopts the alcohol gas sensitive element conduct to pop one's head , is amplified the signal by an integrated circuit, urge ten LED show sequentially according to signal voltage high or low prices, the Micro Controller Unit controls and changes and exports to the signal with the digital tube moduluses at the same time. To person that drink just, so long as to pop one's head one breath of blowing, detector can demonstrate density high or low prices , alcohol of gas. If pop one's head close to wine bottleneck, it can recognise whom the bottle hold white spirit or yellow rice or millet wine easy too,can distinguish out the level of the content of alcohol .Keywords: Sensor Alcohol detector Micro Controller Unit Analog to Digital Convert毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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_毕业设计基于51单片机的酒精测试仪设计基于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 ..................................................................... .. (2)基于51单片机的酒精测试仪设计第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)3.2 ADC0809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)3.4 LCD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。
课程设计——酒精检测仪设计
重庆三峡学院专业综合课程设计报告题目51单片机酒精浓度测试仪设计系别电子与信息工程学院专业电子信息工程班级****级*班姓名XXX学号************2014年12 月12 日酒精浓度检测仪的设计一、设计目的近年来，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。
本课程设计研究的是一种以气敏传感器和单片机A/D转换器为主，检测驾驶员呼出气体的酒精浓度，并具有声光报警功能的空气酒精浓度监测仪。
其可检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、LED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、设计方案1、酒精浓度检测仪总设计方案设计时，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数码管显示，键盘设定，报警电路等。
其总体框图如图1所示。
图1 基本工作原理图三、设计内容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。
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。
中北大学测控电路课程设计酒精测试仪
测控电路设计专 业：业：班 级：级：姓 名：名：学 号号:有什么问题可以在我的百度空间里留言，另外本设计硬件电路有一个错误，相信聪明的你可以找的滴空间地址：/%C1%D6%D0%A1%D8%A366/ihome/ihom efeed目录 摘要4Abstract4第1章 方案设计51.1 设计要求51.2总体设计方案51.2.1硬件部分51.2.2软件部分51.3 可行性分析5第2章 单元电路设计62.1酒精传感器部分62.1.1 气敏传感器的选择与介绍62.1.2传感器检测模块电路72.1.3传感器检测模块电路原理8 2.2数据采集部分82.2.1数据采集器的选择与介绍82.2.2 ADC采集电路92.3数据处理（单片机）部分102.3.1单片机的选择与介绍102.3.2单片机系统电路122.4显示部分122.4.1数码管电路连接132.4.2数码管显示的原理13第3章 软件设计143.1 程序流程图14附录14附录1：整体原理电路图15附录2：总程序16致谢21参考文献21摘要近年来，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，而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，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，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，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。
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。
由此可见，酒精测试仪具有巨大的潜在用户群，市场前景十分广阔。
的潜在用户群，市场前景十分广阔。
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、转换器、单片机、LED LED显示构成。
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，最好的办法是在车安装这种测试仪，司机一进入车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。
酒精检测仪的检测功能介绍
酒精检测仪的检测功能介绍酒精检测仪是一种测试人类体内血液中酒精浓度的设备，常用于警方交通执法、企业员工酒精测试等场合。
它是通过检测人体呼出气体中的酒精浓度，以此推算出血液中酒精浓度的水平。
酒精检测仪的检测功能主要有以下几个方面：1. 酒精浓度测试功能酒精检测仪最主要的功能是测量人体血液中的酒精浓度。
在测试前，人需要吹入呼气管道中，通过呼出的气体中的酒精含量来判断酒后驾驶的行为是否达到刑事犯罪的标准。
酒精检测仪可以根据吹气量和浓度推测出人体血液中的酒精浓度。
这一功能在警方执法场合中应用广泛，可以实时判断驾驶者是否饮酒驾驶，并且对企业管理人员的饮食健康管理也有一定帮助。
2. 清空喝酒后的室内有机气体酒精检测仪还有一个非常实用的功能，就是清空室内的有机气体。
因为有些人在测试前往往会喝酒以避免测试结果过高，但是喝酒后室内通常会出现大量的有机气体，会干扰仪器的检测，从而导致误差。
而酒精检测仪可以排除室内的有机气体，确保测试结果的准确性。
3. 生物反应测试功能在某些情况下，人们需要测试身体的生物反应性，以了解身体对酒精的消化和代谢速度。
酒精检测仪也能够实现这个功能。
生物反应测试通常需要人们提供一定量的酒精饮料，然后持续跟踪一段时间的呼出气体中的酒精浓度，以此了解身体的生物反应速度。
4. 质控功能随着酒精检测仪的不断普及，市面上也出现了一些假冒伪劣甚至是根本不能正常工作的酒精检测仪。
为了保证检测结果的准确性，酒精检测仪还配备了一些质控功能。
这些功能可以在设备运行过程中，自动地对测试数据进行检查和比对，确保测试结果的可信性。
综上所述，酒精检测仪的检测功能主要有酒精浓度测试、清空室内有机气体、生物反应测试和质控功能。
这些功能的不断完善和优化，使酒精检测仪在现代社会中得到广泛应用，保障了人民生命财产安全，维护了社会的稳定和良好秩序。
简易酒精测试仪课程设计
简易酒精测试仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解酒精测试仪的工作原理，掌握简易酒精测试仪的组装和使用方法。
2. 学生能了解酒精浓度与饮酒量之间的关系，认识到酒后驾车的危害。
3. 学生掌握基本的电子电路知识，了解传感器在酒精测试仪中的应用。
技能目标：1. 学生能够独立完成简易酒精测试仪的组装，提高动手操作能力。
2. 学生能够运用所学知识进行实验操作，分析实验数据，解决实际问题。
3. 学生能够运用电子电路知识，对简易酒精测试仪进行优化和改进。
情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，增强安全意识，自觉抵制酒后驾车行为。
2. 学生培养团队协作精神，学会分享和交流，提高沟通能力。
3. 学生增强对科学技术的兴趣，激发创新意识，培养探索精神。
课程性质：本课程为科学实践课程，结合物理、化学、生物等多学科知识，以培养学生动手操作能力和科学素养为核心。
学生特点：初三学生，具备一定的物理、化学基础，好奇心强，喜欢动手实践，但注意力容易分散。
教学要求：教师需注重理论与实践相结合，以学生为主体，引导学生主动探究，关注学生个体差异，提高课堂教学效果。
教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 酒精测试仪的工作原理及分类- 酒精浓度与饮酒量之间的关系- 电子电路基础知识- 传感器在酒精测试仪中的应用2. 实践操作：- 简易酒精测试仪的组装与使用- 酒精测试实验操作- 实验数据的收集与分析- 简易酒精测试仪的优化与改进3. 教学大纲：- 第一课时：酒精测试仪概述，工作原理及分类，导入电子电路基础知识- 第二课时：酒精浓度与饮酒量的关系，传感器在酒精测试仪中的应用- 第三课时：简易酒精测试仪的组装与使用，进行实验操作- 第四课时：实验数据的收集与分析，讨论简易酒精测试仪的优化与改进4. 教材关联：- 物理课本第三章：电与磁，第5节：传感器- 化学课本第二章：有机化合物，第3节：醇和醚- 生物学课本第四章：人体生理，第7节：酒精对人体的影响教学内容确保科学性和系统性，结合教材章节，按照教学大纲安排和进度进行教学。
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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。
式中为各次测量同一反射区域的反射率，为的次测量平均值，n为测量次数。
取CV 最大值
二、酒精测试仪的实现功能与技术指标
三、酒精测试仪的概述
该仪器是采用现代光学、电子、计算机等先进技术研制、开发的一种用于乙醇唾液试纸测试乙醇含量的智能化仪器，具有操作方便和微型打印机打印测试结果；由液晶显示器以中文方式显示人机对话窗口及测试结果；并能长期保存100份测试结果以供查询；是用于乙醇含量测试的理想设备。
酒精测试仪的总体框图如图1-1所示
图1-1 酒精测试仪的总体框图
检测模块主要的作用是测量试纸条的颜色，进而检测出唾液中的酒精含量。
该仪器采用光电池作为颜色传感器。
实时时间及存储模块的作用主要是确定实时时间和存储驾驶证号，酒精含量等数据。
打印模块的作用主要是打印测试凭证。
主要内容有打印时间、驾驶证号、酒精含量等。
格式如图1-2所示
液晶显示模块是人机对话的主要模块。
它和键盘模块配合使用。
操作主界面如图
图1-3 显示主界面
该仪器要求能够实现汉字的显示和控制，因此选择深圳科瑞翔功公司的128X64I的液晶显示器。
12864I液晶显示器是一个128X64象素点的液晶显示器，由两片KS0108B和一片KS0107B控制和驱动，KS0108B和KS0107B均为大规模集成电路。
其中，两片KS0108B作为列驱动（X向），一片KS0107B作为行驱动（Y向），也就是说，可以将MG-12864-2液晶显示器可分为两个区域（1区，2区）进行独立操作，两个区域分别有64X64象素点。
键盘是人机对话的输入设备，借助键盘可向系统设置参数，发出控制指令等。
键盘采用4x4的行列扫描式键盘。
在行列扫描式键盘上实现键盘的四个步骤：判断键盘中有无键按下；消抖动；键码识别；等待按下按键的松开。
四、总结
本文主要论述了酒精测试仪的功能和设计方案。
首先介绍了酒精测试仪的技术指标和依据，其次介绍了酒精测试仪实现功能和设计指标，最后对酒精测试仪的每一个功能模块作了大概的论述。
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