畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于單片機(jī)的酒精探測儀設(shè)計(jì).doc

I摘要機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T“酒后駕車”極易發(fā)生道路交通事故，嚴(yán)重危害了道路交通安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。人飲酒后，酒精通過消化系統(tǒng)被人體吸收，經(jīng)過血液循環(huán)，約有90%的酒精通過肺部呼氣排出,因此測量呼氣中的酒精含量，就可判斷其醉酒程度。本探測儀采用酒精氣體敏感元件作為探頭，由一塊集成電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，并驅(qū)動(dòng)十個(gè)發(fā)光二極管按信號(hào)電壓高低依次顯示，同時(shí)由單片機(jī)控制對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換用數(shù)碼管輸出。對(duì)剛飲過酒的人，只要向探頭吹一口氣，探測儀就能顯示出酒精氣體的濃度高低。若把探頭靠近酒瓶口，它也能輕而易舉地識(shí)別出瓶內(nèi)盛的是白酒還是黃酒，能區(qū)分出酒精含量的高低。關(guān)鍵詞：傳感器；酒精探測儀；單片機(jī)；模-數(shù)轉(zhuǎn)換IIAbstractDriverdrivesveryeasytohappentrafficaccidentafterdrinkingwhichendangertrafficsafetyandpeoplesafetyoflifeandpropertyseriously.Afterpeopledrink,thealcoholisabsorbedbythehumanbodythroughthedigestivesystem,throughthebloodcirculation,nearlyithavedischargeexhalinglungalcoholof90%.Someasurethecontentofalcoholwhileexhaling,canjudgeitsdrunkdegree.Thisdetectoradoptsthealcoholgassensitiveelementconducttopoponeshead,isamplifiedthesignalbyanintegratedcircuit,urgetenLEDshowsequentiallyaccordingtosignalvoltagehighorlowprices,theMicroControllerUnitcontrolsandchangesandexportstothesignalwiththedigitaltubemodulusesatthesametime.Topersonthatdrinkjust,solongastopoponesheadonebreathofblowing,detectorcandemonstratedensityhighorlowprices,alcoholofgas.Ifpoponesheadclosetowinebottleneck,itcanrecognisewhomthebottleholdwhitespiritoryellowriceormilletwineeasytoo,candistinguishoutthelevelofthecontentofalcohol.Keywords:SensorAlcoholdetectorMicroControllerUnitAnalogtoDigitalConvertIII目錄摘要.IABSTRACT.II第1章緒論.1第2章傳感器基礎(chǔ)知識(shí).32.1傳感器的定義.32.2傳感器的分類.32.3傳感器的特性.42.4傳感器的選擇.52.5傳感器的發(fā)展方向.6第3章方案論證.83.1氣體傳感器的選擇.83.1.1MQ-3基本介紹.83.1.2MQ-3的檢測.93.2編程語言的選擇.103.3開發(fā)工具.113.3.1單片機(jī)選擇.113.3.2開發(fā)環(huán)境.133.3.3仿真器.133.4系統(tǒng)框圖.14第4章系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).154.1發(fā)光二極管顯示.154.1.1LM3914基本介紹.154.1.2工作原理.164.2數(shù)碼管顯示.164.2.1ADC0809主要特性.164.2.2ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu).174.2.3ADC0809外部特性.17IV4.2.4工作原理.194.2.5A/D轉(zhuǎn)換.204.2.6顯示部分.21第5章結(jié)論.225.1結(jié)果分析.225.2有待改進(jìn)的地方.23致謝.24參考文獻(xiàn).25附錄一：數(shù)碼管顯示程序.26附錄二：整體電路.291第1章緒論傳感器是人類探知自然界信息的觸角。在人類文明的發(fā)展歷史中，感受處理外部信息的傳感技術(shù)一直扮演著一個(gè)重要的角色。在古代，傳感技術(shù)由人的感官來實(shí)現(xiàn)，人觀天象而仕農(nóng)耕，察火色而冶銅鐵。從18世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命以來，特別是在20世紀(jì)信息革命中，傳感技術(shù)越來越多的由人造感官，即傳感器來實(shí)現(xiàn)。目前，傳感器的應(yīng)用如此廣泛，可以說任何機(jī)械電氣系統(tǒng)都離不開它。人們常常將傳感器稱之為電五官，這是說如果將計(jì)算機(jī)比作人的大腦而稱為電腦的話，那么傳感器的地位和功能就相當(dāng)于人的眼，耳，鼻，舌，身五官。由于氣體與人類的日常生活密切相關(guān)，對(duì)氣體的檢測已經(jīng)是保護(hù)和改善生態(tài)居住環(huán)境不可缺少的手段，氣體傳感器發(fā)揮著極其重要的作用。常用的主要有接觸燃燒式氣體傳感器、電化學(xué)氣體傳感器和半導(dǎo)體氣體傳感器等。接觸燃燒式氣體傳感器的檢測元件一般為鉑金屬絲（也可表面涂鉑、鈀等稀有金屬催化層），使用時(shí)對(duì)鉑絲通以電流，保持300400的高溫，此時(shí)若與可燃性氣體接觸，可燃性氣體就會(huì)在稀有金屬催化層上燃燒，因此鉑絲的溫度會(huì)上升，鉑絲的電阻值也上升；通過測量鉑絲的電阻值變化的大小，就知道可燃性氣體的濃度。電化學(xué)氣體傳感器一般利用液體（或固體、有機(jī)凝膠等）電解質(zhì)，其輸出形式可以是氣體直接氧化或還原產(chǎn)生的電流，也可以是離子作用于離子電極產(chǎn)生的電動(dòng)勢。半導(dǎo)體氣體傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、使用簡單的特點(diǎn)，應(yīng)用極其廣泛。酒精是人類健康的大敵。一般白酒的酒精含量為4565，果酒的酒精含量為1618，啤酒中酒精含量較少，占35。酒精進(jìn)入胃腸壁后，被迅速吸收溶解于血液中，一般在飲酒后5分鐘便可以在血液中發(fā)現(xiàn)酒精，大約經(jīng)過2.5小時(shí)，所飲酒中的酒精便被人體全部吸收，滲透到肌體各組織內(nèi)部。有資料表明，人體只要吸收3080mgml的酒精，就會(huì)出現(xiàn)健談、行動(dòng)笨拙、絮叨不休、感情沖動(dòng)、反應(yīng)遲鈍等狀況；吸收120mgml以上的酒精，就已經(jīng)是醉酒狀態(tài)了，出現(xiàn)疲勞嗜睡、大小便失去控制、昏迷；吸收600mgml的酒精，就將直接致人于死命了。酒后駕車發(fā)生事故的機(jī)率高達(dá)27。隨著攝入酒精量的增加，選擇反應(yīng)錯(cuò)誤率顯著增加，當(dāng)血液中酒精含量由0.5增至1，發(fā)生車禍的可能性便增加5倍，如2果增至1.5，可能性再增加6倍。當(dāng)然對(duì)付這些飲酒開車者，現(xiàn)在最便捷的就是使用酒精測試儀，可以當(dāng)場直接測試。司機(jī)只要將嘴對(duì)著傳感器使勁吹氣，儀器就會(huì)馬上顯示出酒精濃度的高低，對(duì)照這個(gè)數(shù)字交警們就可以馬上判斷該司機(jī)是否喝酒了。3第2章傳感器基礎(chǔ)知識(shí)2.1傳感器的定義國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。2.2傳感器的分類目前對(duì)傳感器尚無一個(gè)統(tǒng)一的分類方法，但比較常用的有如下三種：(1)按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器。(2)按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵熱電偶等傳感器。(3)按傳感器輸出信號(hào)的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開關(guān)量（“1”和“0”或“開”和“關(guān)”）的開關(guān)型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。電阻式傳感器電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件