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
I
ABSTRACT
ABSTRACT
In 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, alarm
II
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)
1
1 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。但由于价格和使用方便的原因，常用的只有燃料电池型和半导体型两种。
燃料电池作为一种发电装置，它的原理是将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能。当前各国家都在广泛研究环保型能源，因为它直接可以把可燃气体转变成电能，并且不产生污染，酒精传感器只是燃料电池的一方面应用。与半导体型的相比，燃料电池型呼气酒精检测仪有很多优势，即稳定性好，精度高，抗干扰性好。但是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，并且材料成本高，价格昂贵[3]。
1.2 酒精浓度检测仪现状及发展趋势
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核心技术的酒精浓度检测仪是在技术上是一大突破，提高了检测酒精的精确度，社会公共安全系数也大大的提高。
但是现在大部分一般的酒精浓度检测仪价格低的灵敏度低，准确度高的售价也比较昂贵，并且大多只是对结果进行预警、低报、高报三限报警点设置。为了得到准确的浓度数值，在LED 显示酒精浓度数值上应实现普及。同时很多其他气体会可能会对检测的结果产生影响，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上也待提升。现在大多都是对气体浓度或液体浓度的单一检测，最好是能解决一个检测仪能同时对酒精的气体和液体两种状态下的检测。
1.3 本课题实现目标
本课题进行硬件部分和软件部分设计，硬件部分是利用酒精气敏传感器检测
2
空气中的酒精浓度并转为电压信号，经A/D转换器程序转换成数字信号传给单片机系统，并经单片机及其外围电路信号处理，显示酒精浓度值以及超阈值声光报警。
硬件设计部分主要包括：MCU、A/D、LCD、外围扩展数据RAM等芯片的选择。
2 设计方案和元器件选择
2.1 设计方案
因为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伏电压值且电压值稳定，外部干扰小等，所以可以把传感器输出电压值经过A/D转换得到数据交给单片机进行处理。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。单片机采集酒精传感器的响应信号，并且进行转换。进行气体检测的基本步骤是信号采集处理、声光报警电路以及显示、键盘。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。
2.2 单片机的选择
我们选择单片机STC89C52 为控制核心，主要基于考虑STC89C52 具有低价高速，高可靠强抗静电，强抗干扰的特点。
STC89C52 有40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，并且有2个外中断口，2个全双工串行通信口，32个读写口线，片内振荡器及时钟电路，3个16位可编程定时计数器。89C51能够按照常规方法进行编程，也能够在线编程。同时STC89C52 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，
3
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。
STC89C52 单片机单片机引脚功能，引脚如图2-2所示：
(1)Vcc：电源电压
(2)GND：地
图2-2 89C52单片机引脚图
STC89C52 是低电压，高性能的CMOS8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256Kbytes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89C51产品引脚兼容，片内置通用8位中央处器和FLASH存储单元，功能强大，STC89C52 单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。
主要性能参数：
(1) 8K 字节可重擦写FLASH闪存存储器
(2) 1000次写/擦循环
(3)时钟频率：0Hz—24MHz
(4)三级加密存储器
4
(5)256字节内部RAM
(6)32个可编程I/O口线
(7)2个16位定时/计数器
(8) 5个中断源
(9)可编程串行UART通道
(10)低功耗的空闲和掉电模式
(11)片内振荡器和时钟电路[4]
2.3 传感器
本系统直接测量的是呼气中的酒精浓度，再转换为血液酒精含量浓度。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、长久的使用时间和可靠的稳定性的特点。
传感器的标准回路有加热回路和信号输出回路两部分。其中信号输出回路能比较精准的检测出传感器表面电阻值的变化。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。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，MQ3型气敏传感器的结构和外形如下图2-3所示，标准回路如下图2-4所示。为了使测量的精确度达到最高，误差最小，需要找到适宜的温度，一般在测量之前将传感器预热5分钟。
5
6
图2-3 MQ3结构和外形
图2-4 MQ3标准回路图
2.4 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。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[5]。
ADC0832具有以下特点：
(1)8 位分辨率
(2) 双向通道A/D转换
(3)输入电平与输出电平与TTL/CMOS相兼容
(4) 5V电源供电时输入电压在0~5V之间
(5) 工作频率是250KHZ，转换时间是32μS
(6) 一般功耗仅为15mW
(7) 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：
(8) CS_片选使能，低电平芯片使能
(9) CH0模拟输入通道0，或作为IN+/-使用
(10) CH1模拟输入通道1，或作为IN+/-使用
(11) GND芯片参考0电位(地)
(12) DI数据信号输入，选择通道控制
(13) DO数据信号输出，转换数据输出
(14) CLK芯片时钟输入
(15) Vcc/REF电源输入及参考电压输入(复用)
2.5 LCD显示模块
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当作存储器或I/O设
7
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。间接控制方式只是利用它的I/O口来实现与显示模块的联系，而不使用单片机的数据系统。这种访问方式既不占用存储器空间，接口电路又与时序无关，其时序彻底地靠软件编程实现[7]。
表2-1 LCD1602接口功能表
引脚号引脚名电平输入输出引脚说明
1 VSS 电源地
2 VDD 电源正极（+5V）
3 VL 液晶显示偏压信号
4 RS 0/1 输入数据/命令选择端，0：
输入指令，1：输入数据
5 R/W 0/1 输入读/写选择端，0：想LCD
写入指令或数据，1：从
LCD读取信息
6 E 1→0 输入使能信号，1时读取信
息，1→0（下降沿）执
行指令
7 D00/1 输入/输出数据总线（最低位）
8 D10/1 输入/输出数据总线
9 D20/1 输入/输出数据总线
10 D30/1 输入/输出数据总线
11 D40/1 输入/输出数据总线
12 D50/1 输入/输出数据总线
13 D60/1 输入/输出数据总线
14 D70/1 输入/输出数据总线（最高位）
15 BLA +VCC LCD背光电源正极
16 BLK 接地LCD背光电源负极
8
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上表2-1所示：
3 系统硬件设计
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。
3.1 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，以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先采集酒精传感器的响应信号，然后进行转换，储存在数据储存器中，最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[8]。
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，其原理框图如图3-1所示：
图3-1系统总体流程图
9
3.2 硬件设计外围电路
3.2.1 晶振电路、复位电路设计
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。STC89C52 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STC89C52 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[9]。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。晶振电路和复位电路如下图3-2所示：
图3-2晶振电路与复位电路
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操作失误，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
10
11
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STC89C52 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C 1的充电，RST 引脚的高电平将逐渐下降[10]。
本设计中复位电路采用的是开关复位电路，开关S 9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STC89C52 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。如图3-3所示：
图3-3复位电路
RST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8.2K。
3.2.2 报警设计设计
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，供操作人员借鉴。但针对某些特定状态，例如系统检测到的错误状态等，为了使操作人员不小心忽视，及时采取措施，必须还需要有某种更能引人注意，提起警觉的报警信号。这种报警信号一般有闪光报警、鸣音报警和语音报警三种类型。其中，前两种报警装置因硬件结构简单，软件编程方便，往往在单片机应用系统中使用。但语音报警虽然警报信息较直接，并且硬件成本高，结构相对复杂，软件量也增加[1]。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。报警电路如下图3-4所示：
12
图3-4报警电路图
3.2.3 电源电路设计
在本次设计中，采用的为5V USB供电，直接使用有USB借款单，手机充电器，充电宝等设备供电。这些设备电源稳定，使用很方便。我们在电源电路中加了一个电源指示灯，方便查看电路是否有电。
3.2.4 A/D转换电路设计
正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。当A DC0832 未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据用于选择通道功能。如图3-7所示：
13
14
图3-7数模转换图
本系统应用有人机对话功能，该功能既能随时发出各种控制命令和数据输入以及和LCD 连接显示运行状态和运行结果。键盘分为：独立式和矩阵式两类，每一类按其编码方法又可以分为编码和非编码两种。由于本系统只有：“加”、“减”2个控制命令，所需按键较少，所以本系统选择独立式按键。电路图见图3-8所示：
图3-8按键电路图
独立式按键是直接用I/O 口线构成的单个按键电路。每个独立式按键占有一根I/O 口线。各根I/O 口线之间不会相互影响键盘抖动的消除：抖动的消除大致可以分为硬件削抖和软件削抖。
(1)硬件削抖是采用硬件电路的方法对键盘的按下抖动及释放抖动进行削抖，经过削抖电路使按键的点评信号只有两种稳定状态。
(2)软件削抖的基本原理是当检测出键盘闭合时，先执行一个延时子程序产生数毫秒的延时，待接通时的前沿抖动消失后在判别是否有按键下。当按键释放时，也要经过数毫秒延时，呆后沿抖动消失后在判别是否释放。
(3)由于应用硬件削抖还需要外加器件，成本相对较高，所以本系统选择软件延时削抖的方法[2]。
3.2.5 语音播报
语音模块采用OTP语音模块，此系列语音芯片是技针对市场推出的一款具有PWM 输出的OTP 语音标准芯片。共有3 个IO 口，外围最低仅需要一个104 电容就可以稳定的工作，产品方案成本极低。
此语音芯片内置电阻，没有外围元件，外围电路只需要一个104 电容。整个方案的费用为您节省30%-50%左右
优势说明：
工作电压2.2-5.5V，适用范围很宽。输出方式：PWM
此芯片是特定的固定标准模块，可以通过单片机最少2 个IO 口控制多达128 段声音任意调用和组合的语音标准芯片。通常最常用的制方式是3 个IO，现针对此模式做一个详细的原理说明。以方便调试
BUSY：芯片工作时（播放声音），输出低电平，停止工作或者待机时，保持高电平；
DATA：接受控制脉冲的脚位。收到几个脉冲，就播放第几个地址的内容；
REST：任何时候，收到一个脉冲的时候，可以使芯片的播放指针归零（就是是DATA 的脚位恢复到初始状态），同时即刻是芯片停止，进入待机状态；
工作示例：例如现在需要播放第十段声音。单片机控制原理是：先发送一个复位脉冲到RST（Rest）脚，接着发送10 个脉冲到DATA 脚。芯片即刻工作，播放第十段的声音；如果需要播放第五段的声音，
则是：先发送一个复位脉冲到REST 脚，接着发送5 个脉冲到DATA 脚。芯片即刻工作，播放第5 段的
15
声音；
例如需要连续播放第十段和第五段声音：先发送一个复位脉冲到REST 脚，接着发送10 个脉冲到DATA 脚。芯片即刻工作，播放第十段的声音，同时单片机判断语音芯片的BUSY 是否是高电平，如果
不是则一直等待，如果是高电平，则发送一个复位脉冲到RST 脚，接着发送5 个脉冲到DATA 脚。芯片即刻工作，播放第5 段的声音.依此类推。
3-3 语音播报电路
4 系统软件设计
4.1 主程序流程图
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。流程图图4-1所示：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。
16
开始
初始化CPU
初始LCD屏
显示开机画面
显示主菜单
读键
结束
图4-1主程序流程图
4.2 A/D转换模块程序流程图
(1)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.芯片的数据CS口，A/D连接51单片机的P3.1口，接P3.2，CLKD1 和D0 接P3.3。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CLK CS 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。如想进行下一次转换，CS必须做一个从高到低的跳变，后跟着的此配置数据重复上面的过程。
(2)ADC0832的转换流程图见下图4-2所示：
17
毕业设计（论文）开题报告 题目：基于单片机的酒精气体检测系统设计 专业：电子信息工程 1选题的背景、意义 气体与人类的日常生活密切相关，从工厂企业到居民家庭，酒精泄露的检测、监控以及对酒后驾车的检测对居民的人身和财产安全都是十分重要且必不可少的。现如今，由于人们的安全意思增强，对环境安全性和生活舒适性要求的提高，再加上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显示市场和潜在的市场要求。 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。单片机内部也和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可......用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。 在计算机出现以前，有不少能工巧匠做出了不少精巧的机械。进入电器时代后，人们借助电气技术实现了自动控制机械，自动生产线甚至自动工厂，并且大大地发展了控制理论。然而，在一些大中型系统中自动化结果均不理想。只有在计算机出现后，人们才见到了希望的曙光。如今借助计算机逐渐实现了人类的梦想。但是，计算机出现后的相当长的时间里，计算机作为科学武器，在科学的神圣殿堂里默默地工作，而工业现场的测控领域并没有得到真正的应用。只有在单片机（Microcontroller)出现后，计算机才真正地从科学的神圣殿堂走入寻常百姓家，成为广大工程技术人员现代化技术革新，技术革命的有利武器。目前，单片机在民用和工业测控领域得到最广泛的应用。彩电，冰箱，空调，录像机，VCD，遥控器，游戏机，电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深地溶入我们每个
本科毕业论文 题目酒精浓度监测仪的设计学生 指导教师 年级 专业 系别
郑重声明 本人的毕业论文（设计）是在指导教师的指导下独立撰写完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。特此郑重声明。 毕业论文（设计）作者（签名）： 2009 年月日
目录 标题 (1) 中文摘要 (1) 1 序言 (1) 2 酒精浓度监测仪硬件电路设计 (2) 2.1 89C51单片机系统 (2) 2.1.1 单片机片内结构 (2) 2.1.2 89C51芯片介绍................................................ ..9 2.2 A/D转换电路................................................. .. 3 2.2.1 ADC0809的引脚及功能.. (3) 2.2.2 ADC0809的结构及原理 (3) 2.3 LED显示电路 (3) 2.3.1 LED显示器的结构 (4) 2.3.2 LED显示器的工作原理 (4) 3 酒精浓度监测仪系统的软件设计 (4) 3.1 初始化程序 (5) 3.2 A/D转换子程序 (5) 3.3 显示子程序 (5) 4 结论 (7) 注释 (7) 参考文献 (8) 外文页．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
酒精浓度监测仪的设计 摘要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 1 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。
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据 库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期：
基于单片机的酒精浓度测试仪设计毕业设计 目录 第1章绪论 (1) 1.1酒精测试仪现状和发展趋势 (1) 1.2酒精浓度检测仪设计的意义 (1) 1.3 研究内容 (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)
基于51单片机酒精浓度检测仪的设计毕业论文设计
酒精浓度检测仪的设计 目录 一、前言 (4) 二、酒精测试仪总体方案设计 (4) 2.1 酒精浓度检测仪设计要求分析 (4) 2.2 酒精浓度检测仪设计方案 (4) 三、硬件设计...................................................... ..5 3.1 传感器的选择.............................................. .. 5 3.2 A/D转换电路 (6) 3.3 89C51单片机系统 (9) 3.4 LED显示电路 (12) 3.5 键盘电路 (13) 3.6 报警电路 (13) 四、软件设计 (14) 4.1 主程序框图 (14) 4.2 数据采集子程序程序框图 (15) 4.3 报警子程序程序框图 (15) 五、课程设计系的心得体会 (17) 六、参考文献 (17) 附图整体电路图 (18)
酒精浓度检测仪的设计 一、前言 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、酒精测试仪总体方案设计 2.1 酒精浓度检测仪设计要求分析 设计的酒精浓度测试仪应具有如下特点： （1）数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LED显示以及键盘响应电路，无需要其他计算机，用户就可以与之进行交互工作，完成数据的采集、存储、计算、分析等过程。 （2）系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。 （3）从便携式的角度出发，系统成功使用了数码管显示器以及小键盘。由单片机系统控制键盘和LED显示来实现人机交互操作，界面友好。 （4）软件设计简单易懂。 2.2 酒精浓度检测仪设计方案 设计时，考虑酒精浓度是由传感器把非电量转换为电量，传感器输出的是0-5伏的电压值且电压值稳定，外部干扰小等。因此，可以直接把传感器输出电压值经过A/D转换器转换得到数据送入单片机进行处理。此外，还需接人LED显示，4*4键盘，报警电路
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
酒精浓度检测仪的设计 目录 一、前言 (4) 二、酒精测试仪总体方案设计 (4) 2.1 酒精浓度检测仪设计要求分析 (4) 2.2 酒精浓度检测仪设计方案 (4) 三、硬件设计 ....................................................... ..5 3.1 传感器的选择 ............................................... .. 5 3.2 A/D转换电路 (6) 3.3 89C51单片机系统 (9) 3.4 LED显示电路 (12) 3.5 键盘电路 (13) 3.6 报警电路 (13) 四、软件设计 (14) 4.1 主程序框图 (14) 4.2 数据采集子程序程序框图 (15) 4.3 报警子程序程序框图 (15) 五、课程设计系的心得体会 (17) 六、参考文献 (17) 附图整体电路图 (18)
酒精浓度检测仪的设计 一、前言 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、酒精测试仪总体方案设计 2.1 酒精浓度检测仪设计要求分析 设计的酒精浓度测试仪应具有如下特点： （1）数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LED显示以及键盘响应电路，无需要其他计算机，用户就可以与之进行交互工作，完成数据的采集、存储、计算、分析等过程。 （2）系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。 （3）从便携式的角度出发，系统成功使用了数码管显示器以及小键盘。由单片机系统控制键盘和LED显示来实现人机交互操作，界面友好。 （4）软件设计简单易懂。 2.2 酒精浓度检测仪设计方案 设计时，考虑酒精浓度是由传感器把非电量转换为电量，传感器输出的是0-5伏的电压值且电压值稳定，外部干扰小等。因此，可以直接把传感器输出电压值经过A/D转换器转换得到数据送入单片机进行处理。此外，还需接人LED显示，4*4键盘，报警电路等。
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
Abstract Causing 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 ,
郑州科技学院毕业设计（论文）开题报告
A/D 转换' 模块 酒精 检测 模块 五、设计预期成果 接上电源后、可以对上、下限值进 行设定、并能输出检测到的值并在大于 上限值的时候发出报警。 六、任务完成的阶段内容及时间安排 第一阶段：第8学期1周，上交基于51单片机的车载酒精浓度检测仪的设计的开题报告。 第二阶段：第8学期2周，上交基于51单片机的的车载酒精浓度检测仪的设计的文献综述及外文翻译。 第三阶段：第8学期3— 4周，在网上收集基于51单片机的车载酒精浓度检测仪的设计的相关资料。在与指导老师的沟通下，最终确定作品设计硬件电路图。 第四阶段：第8学期5—6周，与指导老师共同来完成软件的编写。 第五阶段：第8学期7周，根据作品电路图拟一份清单并根据清单去购买元器件。 第六阶段：第8学期8—9周，依据电路原理图焊接实际电路，经检查电路无虚焊、漏接、错接等问题后，下载程序调试电路达到预期成果。 第七阶段：第8学期10—11周，开始撰写基于51单片机的车载酒精浓度检测仪的设计毕业论文初稿。 第八阶段：第8学期12周，修改毕业论文形成定稿，并准备毕业答辩。 七、完成设计（论文）所具备的条件因素 （1）主修理论课程：模电，数电，单片机项目教程，传感器与检测技术和proteus等相关软件。
（2）做过的作品：声光控开关、汽车尾灯控制器、基于单片机的智能温控电风扇。 （3）具备的能力：较强的动手能力，善于分析和解决问题，有创新和创造的思维。 ⑷ 实作所需的工具：烙铁，万用表，电脑， Proteus protel软件等等。 （5）实作所需地点及论文资料来源：图书馆，网络上的文件，电子发烧友等—些网站。 指导教师签名：日期：2016/3/2 注：课题来源要填写明确（如教师拟定、学生建议、某企事业单位项目等） 课题类型：（1） A—工程设计；B—技术开发；C-软件工程；D—理论研究; E—调研报告（文科）、产品制作（理工科） （2） X —真实课题；Y —模拟课题； 要求（1）、（2）均要填，如AY, BY等。
基于单片机的酒精测试仪 摘要 单片机和气体传感器为核心，设计酒精浓度检测仪,实现不同环境下酒精浓度的检测。本文介绍酒精浓度检测仪整体结构，设计了系统硬件电路，阐述了各模块功能并着重研究了气体传感器的选择。 关键词：单片机；A/D 转换；酒精传感器
目录 摘要 (2) Abstract (2) 1 引言 (4) 1.1 课题的背景和意义 (4) 1.2 本论文主要工作 (4) 2 总体设计方案 (4) 2.1 酒精浓度检测仪整体结构设计 (4) 2.2 硬件设计及功能概述 (5) 2.3 硬件电路设计 (6) 2.4 各功能模块的设计 (6) 3 总结与展望 (10) 参考文献.................................................................................... 错误！未定义书签。0
1、引言 1.1课题的背景和意义 年来，随着我国经济的高速发展，民的生活水平迅速提高，越来越多的人有了自己的私家车，酒后驾车造成的交通事故也频频发生。酒后驾车引起的交通事故是由于司机的过量饮酒造成人体内酒精浓 度过高，麻痹神经，成大脑反应迟缓，肢体不受控制等症状。少量饮酒并不会有上述症状，即人体内酒精浓度比较低时，而人体内酒精超过某一个值时就会引起危，需要设计一智能仪器能够监测驾驶员体内酒精含量。目前全世界绝大多数国家都采用呼气酒精测试仪对驾驶人员进行现场检测确定被测量者体内酒精含量的多少，以确保驾驶员的生命财产安全。12此外，空气酒精浓度监测仪还能监测某一特定环境的酒精浓度如酒精生产车间可避免发生起火、爆炸及工业场地酒精中毒等恶性事故，确保环境安全。 1.2本论文主要工作 789本课题研究的是一种以气敏传感器和单片机为主，监测空气酒精浓度，并具有声光报警功能及LCD显示功能的空气酒精浓度监测仪。其可监测出空气环境中酒精浓度值，并根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行声光报警．来提示危害。采用汇编语言来实现其软件功能。该仪器硬件电路设计简单、软件功能完善、灵敏度高、工作性能好，并且具有尺寸小、方便携带的优点。此外，低功耗、低成本的特点可以使其吸引更多的市场目光。 2、总体设计方案 2.1酒精浓度检测仪整体结构设计 （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
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。
基于单片机的酒精浓度检测仪设计开题报告
河北建筑工程学院 毕业设计（论文）开题报告 课题 基于单片机的酒精浓度检测仪设计名称 系别： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师：职称： 开题时间：
课题来源导师课题课题类别工程设计
一、论文资料的准备 1、借阅有关单片机的书籍，了解单片机的相关知识，并查看研究单片机的相关设 计 案例。 2、联系本设计的基础上，研读传感器相关知识，寻找适合设计的传感器。 3、了解LCD相关属性及其案例，与本设计相结合。 4、借阅查看相关软件知识，与设计联系起来学习。 5、借阅与设计相似的设计案例，研读学习。 二、本课题的目的（重点及创新点） 本课题是基于单片机的酒精浓度检测仪设计。设计中，综合应用大学所学课程，理论联系实际，加深对理论知识的理解，培养综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析与解决实际问题的能力，完成基本工程训练和初步培养从事科学研究能力的重要环节；同时培养自己查阅相关资料、方案论证、专业数据获取及分析解决问题的能力；熟悉整个设计流程，培养学生认真、严谨的科学态度，为今后的工作打下坚实的基础。 利用MQ303A酒精传感器作为敏感单元，检测气体中含有的乙醇气态浓度，并将其转换成电信号，经A/D转换电路送单片机处理。以AT89S51为核心控制器。有LCD直观显示被测气体中乙醇的浓度，根据不同的环境设定不同的阈值，超过阈值进行声光报警。 完成硬件电路设计及其相应的软件程序，及其proteus仿真。硬件电路尽量体积小巧。
三、主要内容、研究方法、研究思路 本设计主要是设计一款便携式酒精检测仪器，以AT89S51为核心控制器，利用 MQ303A酒精传感器作为敏感单元，将气体中含有的乙醇气态浓度转换成电信号，经A/D 转换电路送单片机处理，有LCD直观显示被测气体中乙醇的浓度，根据不同的环境设定不同的阈值，超过阈值进行声光报警。完成硬件电路设计及其相应的软件程序，及其proteus仿真。硬件电路尽量体积小巧。 通过借阅书籍、期刊等方法，学习单片机、传感器、LCD等相关知识并认真研读有关设计案例，以此作为借鉴，完成本设计。 设计要先从酒精浓度检测仪的应用意义开始，根据实际情况设计流程图，然后进行硬件电路图的设计与完善，接着着手软件设计，最后进行调试。
... . . 酒精浓度检测仪的设计 目录 一、前言 (4) 二、酒精测试仪总体方案设计 (4) 2.1 酒精浓度检测仪设计要求分析 (4) 2.2 酒精浓度检测仪设计方案 (4) 三、硬件设计 ................................................................................................................................. ..5 3.1 传感器的选择................................................................................................................. .. 5 3.2 A/D转换电路 (6) 3.3 89C51单片机系统 (9) 3.4 LED显示电路 (12) 3.5 键盘电路 (13) 3.6 报警电路 (13) 四、软件设计 (14) 4.1 主程序框图 (14) 4.2 数据采集子程序程序框图 (15) 4.3 报警子程序程序框图 (15) 五、课程设计系的心得体会 (17) 六、参考文献 (17) 附图整体电路图 (18)
酒精浓度检测仪的设计 一、前言 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围，所以需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体酒精含量。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。
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10 2.3.1 ADC0809的引脚及功能10 2. 3. 2 ADC0809的结构及转换原理11 2.4 LED显示电路12 2.4. 1 LED显示器的结构12 2.4.2 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 15 15 16 3. 3数据处理子程序16 3. 4报警子程序17 4结论… 参考文献19 2. 1 20
U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。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。而硬件电路乂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。
学 生 毕 业 设 计 课题名称 酒驾酒精浓度检测仪的设计 姓 名 费海波 学 号 101220223 学 院 通信与电子工程学院 专 业 电子信息工程 指导教师 杨冰 讲师 2014年06月10日 ※ ※※※※※※※※ ※ ※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2014届学生 毕 业 设 计 材 料
毕 业 设 计 任 务 书 课题名称 酒驾酒精浓度检测仪的设计 姓 名 费海波 学 号 101220223 学 院 通信与电子工程学院 专 业 电子信息工程 指导教师 杨冰 讲师 2014年03月05日 ※ ※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※※※ 2014届学生 毕 业 设 计 材 料 （一）
一、设计的教学目的 1、提高学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力； 2、培养学生知识应用能力、动手能力、创新能力、文字表达能力等，为今后的学习和工作打下良好的基础； 3、培养学生认真负责的工作态度； 4、熟悉ATmega8单片机C语言编写方法，能熟练操作A VR Studio 4和Altium Designer10.0等软件。 二、设计的主要内容 1、以单片机ATmega8为核心，结合蜂鸣器报警模块、液晶显示模块和酒精传感器模块等硬件来实现酒精浓度检测仪的设计； 2、画出酒驾酒精浓度检测仪的原理图并编写程序； 3、初步调试原理图和程序达到要求后生成PCB图； 4、做出PCB板，焊接元器件； 5、对酒驾酒精浓度检测仪进行调试。 三、设计的基本要求 1、酒驾酒精浓度检测仪具有酒精浓度检测能力，可以大概判断出酒精浓度，具有超出提示等功能； 2、设计结构合理，层次分明，数据准确； 3、设计文档格式符合本科毕业设计的要求； 4、设计文档字数不少于6000。 四、进度安排
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。 目前,气敏传感器已有较高的精度,可达万分之一以上。随着新材料发展与新加工技术的提高,有了高可靠性与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,误差大与操作人员长时间工作等问题。