酒精浓度检测仪的设计.docx

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1、驾驶座酒精浓度测试仪摘要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监测对居民的人身和财产安全都是十分重要且必不可少的。同时，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，酒后驾车是导致交通事故的一个主要因素,资料显示,我国近几年发生的重大交通事故中,有将近三分之一是由酒后驾车引起的。由于人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求的提高,为了防止机动车辆驾驶人员酒后驾车，现场实时对人体呼气中酒精含量的检测已日益受到重视，酒精浓度测试仪逐渐得到广泛应用。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

2、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。综观现有的酒精检测器,系统实现方案上大部分以单片机为基础,并借助相应的外围电路,将检测结果通过1ED、1CD等显示方式告知使用者。本设计用的MQK2酒精传感器就是一种对气体敏感的化学传感器，它能随着外部气体的浓度或不同而改变敏感膜的电阻。系统选AT89S52单片机为控制核心，对检测到的气体状况进行相应的处理分析、处理和显示，并通过报警进行提示。关键词：酒精传感器MQK2AT89C51单片机AbstractEnterprisefromthefactorytohouseho1ds,a1coho11eakdet

3、ection,monitoringandmonitoringofdrinkinganddrivingforthepersona1andpropertysafetyoftheresidentsisveryimportantandnecessary.Atthesametime,withtherapiddeve1opmentofChinaseconomy,peop1es1ivingstandardsincreasingquick1y,moreandmorepeop1ehavetheirownprivatecars,drunkdrivingisamainfactorwhichcausesacciden

4、ts,thedatashows,majortrafficaccidenthappenedinrecentyearsinourcountry,near1yathirdiscausedbydrunkendriving.Becausepeop1esafetyconsciousnessenhancement,improvementof1ivingcomfortandsafetytotheenvironment,inordertopreventdrunkdrivingmotorvehic1edrivingpersonne1,on-sitedetectionofa1coho1contentinrea1-t

5、imetothehumanbodyexpiratoryhasbeenincreasing1yva1ued,a1coho1testerisgradua11ywide1yused.Inaddition,a1coho1testercana1sobeusedinfoodprocessing,brewing,etcneedtomonitorthea1coho1concentrationintheair.Today,thegassensortothedeve1opmentof1owpowerconsumption,mu1ti-function,integrationdirection,therefore,

6、a1coho1concentrationdetectorhasaverybroadmarketrea1ityandpotentia1marketdemands.Throughouttheexistinga1coho1detector,thesystemimp1ementationschemeonmostbasedonsing1echipmicrocomputer,andwiththeaidofcorrespondingperipherycircuit,wi11testresu1tstoinformtheuserbywayof1ED,1CDdisp1ay.ThisdesignwithMQK2a1

7、coho1sensorisakindofchemica1sensorissensitivetothegas,itcanbechangedbyexterna1gasconcentrationordifferentsensitivemembraneresistance.SystemAT89S52sing1echipmicrocomputerasthecontro1core,todetectthecorrespondingprocessing,afterana1yzingthesituationofgas,processinganddisp1ay,andthroughthea1armprompt.K

8、eywordsjA1coho1sensor.MQK2.AT89C51sing1echipmicrocomputer摘要错误！未定义书签。ABSTRACT错误!未定义书签。目录.错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。一、前言1二、酒精测试仪总体方案设计12.1 酒精浓度检测仪设计要求分析12.2 酒精浓度检测仪设计方案1三、硬件设计33.1 传感器的选择33.2 A/D转换电路43.3 2.1DC0809的引脚及功能53.2.2DC0809的结构及转换原理73.389C52单片机系统83.3.1单片机片内结构83.3.289C52芯片介绍103.3.3晶振电路和复位电路121)时

9、钟电路13(2)复位电路13(3)89C52中断技术概述143. 41ED显示电路143.5 键盘电路153.6 报警电路163. 6.1声音报警电路17四、软件设计174. 1主程序框图174. 2数据采集子程序程序框图184. 3键盘扫描子程序194.5 键盘阈值设定子程序194.6 显示子程序194.7 报警子程序错误!未定义书签。五、测试结果及结论211.1 硬件调试错误!未定义书签。1.2 结论21致谢24参考文献：25附原理图26附程序26附图PCB29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。因此，我国因酒驾应付刑事

10、责任，所以需要设计一酒精浓度测试仪器来检测驾驶员体内酒精含量是否超标。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。其可检测出驾驶座空气环境中酒精浓度值，对超标的驾驶员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

11、片机小系统电路、A/D转换电路、声光报警电路、1ED显示电路，按键电路。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1ED显示以及键盘响应电路，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1ED显示来实现人机交互操作，界面友好。(4)软件设计通俗易操作。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

12、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，还需接入1ED数码管显示，键盘设定，报警电路等。其总体框图如图2-1所示。键盘图2T基本工作原理图三、硬件设计3.1传感器的选择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。因周围环境的影响，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MQ3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。MQ3型气敏传感器由微型A1203,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

13、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R1上的有效电压信号VR1输出面获得的。负载电阻R1可调为0.5-20OK。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、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3-3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，一般在测量前需将传感器预热5分钟。图3-1MQ3结构和外形图3-3传感器阻值变化率与酒

14、精浓度、外界温度之间的关系3. 2A/D转换电路在单片机应用系统中，被测量对象的有关变化量，须经传感器转换成连续变化的模拟电信号(电压或电流)，这些模拟电信号必须转换成数字量后才能在单片机中用软件进行处理。实现模拟量转换成数字量的器件称为A/D转换器(ADC)oA/D转换器大致分有三类：一是双积分A/D转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢；二是逐次逼近型A/D转换器，精度、速度、价格适中；三是ZAD转换器。该设计中选用的是ADCO809属第二类，是8位A/D转换器。0809具有8路模拟信号输入端口，地址线(23-25脚)可决定那一路模拟信号进行A/D转换。22脚为地址锁存控制，

15、当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。6脚为测试控制，当输入一个2us的高电平脉冲时，就开始A/D转换。7引脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平。9脚为A/D转换数据输出允许端，当OE脚为高电平时，A/D转换数据输出。10脚为0809的时钟输入端。3. 2.1ADCO809的引脚及功能逐次比较型A/D转换器在精度、速度、和价格上都适中，是最常用的A/D转换器件。芯片采用的是ADCO809,以下介绍ADeO809的引脚及功能。芯片如图3-4所示。)608SQV01IN2IN1INOADDAADDBADDCE17G54OV2ADDDDD-D西药药雪药药药H2Q1酉1ZI61II图3-4ADCo809的引脚ADC0809是一种逐次比较式8路模拟输入、8位数字量输出的A/D转换器。由图可见，ADCO809共有28个引脚，采用双列直插式封装。主要引脚功能如下：(1) 0-IN7是8路模拟信号输入端。(2) H)7是8位数字量输入端。(3) A、B、C与A1E控制8路模拟通道的切换，A、B、C分别与3根地址线或数据线相连，3位编码对应8个通道地址端口。ADCo809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图所示。下面说明各引脚功能。IN0-IN7：8路模拟量输入端。