基于單片機(jī)的酒精濃度測(cè)試儀

摘要由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平越來(lái)越高，私家車(chē)也越來(lái)越多，酒后駕車(chē)行為所造成事故也就越來(lái)越普遍，對(duì)社會(huì)的安定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展也造成了很大的影響，酒精正在成為越來(lái)越兇殘的“馬路殺手'。為此，我國(guó)將酒駕列入了刑法X圍內(nèi)，那么就需要設(shè)計(jì)一個(gè)智能儀器能夠檢測(cè)駕駛員體內(nèi)酒精含量。本課題設(shè)計(jì)的是一種以酒精濃度傳感器、單片機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換器為主的，檢測(cè)駕駛員呼出氣體的酒精濃度的，而且還帶有聲光報(bào)警功能的酒精濃度檢測(cè)儀。這種檢測(cè)儀不僅可以檢測(cè)出空氣環(huán)境中酒精濃度值，還可以由不同的環(huán)境來(lái)設(shè)定不同的閾值，當(dāng)空氣中酒精濃度超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。我的這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)分主要為兩部分：硬件設(shè)計(jì)部分和軟件設(shè)計(jì)部分。硬件設(shè)計(jì)部分是利用MQ3氣敏傳感器先測(cè)量空氣中的酒精濃度，然后轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后再傳給單片機(jī)系統(tǒng)，最后由單片機(jī)系統(tǒng)和相應(yīng)外圍電路進(jìn)行信號(hào)處理，并由LCD顯示酒精濃度值并且對(duì)超過(guò)的閾值進(jìn)行報(bào)警。軟件設(shè)計(jì)部分的程序采用的是模塊化設(shè)計(jì)思想，各個(gè)子程序的功能相對(duì)獨(dú)立，便于調(diào)試和修改。電路可分為單片機(jī)小系統(tǒng)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、聲光報(bào)警電路、LCD顯示電路，按鍵電路。各部分電路的設(shè)計(jì)及原理圖將會(huì)在硬件電路設(shè)計(jì)部分作出詳細(xì)的介紹。關(guān)鍵詞酒精濃度傳感器（MQ3）,A/D轉(zhuǎn)換器，軟件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)ABSTRACTDuetotherapiddevelopmentofeconomy,people'sstandardoflivingishigherandhigher,moreandmoreprivatecars,theaccidentcausedbydrunkendrivingbehaviorareincreasinglymon,socialstabilityandeconomicdevelopmentalsocausedgreatinfluence,alcoholisbeingincreasinglyviolent"roadkiller".Tothisend,Chinawilldrunkdrivingintothescopeofcriminallaw,youwillneedtodesignaintelligentinstrumentcandetectdriver'salcoholcontentinthebody.ThistopicdesignisAkindoftoalcoholconcentrationsensorandsinglechipmicroputerA/Dconverter,Adriverexhaledgasalcoholconcentration,alcoholconcentrationmonitorwithsoundandlightalarmisandair.itcandetectthealcoholdensityintheairenvironment,alsocanaccordingtothedifferentenvironmentsetdifferentthreshold,thethresholdvalueofmorethanaudibleandvisualalarm.Thistopicisdividedintotwoparts:hardwaredesignandsoftwaredesignpart.thehardwarepartisusingMQ3gassensorsmeasurethealcoholconcentrationintheair,andconvertedintovoltagesignal,afterA/DconverterconvertedintoAdigitalsignaltotheSCMsystem,bysingle-chipmicroputeranditscorrespondingperipheralcircuitforsignalprocessing,gramadoptsmodulardesignthought,functionofeachsubroutineisrelativelyindependent,easytodebugandmodify.Thehardwarecircuitcanbedividedintothesinglechipprocessorsystemcircuit,A/Dconversioncircuit,soundandlightalarmcircuit,LEDdisplaycircuit,keycircuit.Theprinciplediagramofthecircuitdesignofeachpartandwillbeinthehardwarecircuitdesignpartmakeadetailedintroduction.KeywordsAlcoholconcentrationsensor(MQ3)，A/Dconverter，Softwaredesign，Hardwaredesign摘A111222222233334BST1課題的2本酒精..BST1課題的2本酒精..研究課題濃度MQQ3Q33A302.3.4酒精123PROD顯示晶顯示器1602警電儀的軟言的序設(shè)序設(shè)真結(jié)果要1RACTI緒論 2背景、發(fā)展歷史及意義2研究的主要內(nèi)容3測(cè)試儀的硬件設(shè)計(jì)4體設(shè)計(jì)框圖4C51單片機(jī)4C51單片機(jī)功能簡(jiǎn)介451單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)介紹589C51芯片介紹 6振電路和復(fù)位電路903A酒精傳感器 9303A酒精傳感器簡(jiǎn)介903A酒精傳感器特點(diǎn)11酒精傳感器的工作條件及環(huán)境113A酒精傳感器使用方法12D轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)13電路14的優(yōu)點(diǎn)14液晶顯示15路16件設(shè)計(jì)17選擇17計(jì)17計(jì)18與分析18#/39圖4-1設(shè)定報(bào)警的閥值為0.55mg/L,檢測(cè)出空氣中酒精濃度0.56mg/L時(shí)，空氣中酒精濃度大于設(shè)定的閥值，系統(tǒng)開(kāi)始報(bào)警，并且蜂鳴器發(fā)出聲音。仿真結(jié)果如圖4-2所示：

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11=0.55h9/Lalarm>XTAL1LCD1UCI-IELF：FAlcohol?0.5Gn9,L

11=0.55h9/Lalarm>XTAL1FDIYAPDPD.VAHFD^AIZXTALZr口工同iinFD.^AI+-IBRSTFD.G'AISFD.WAI7PZV>S■工2rH舊P3EKALEPN.HAIN■P3.tfAI3FNjaTU-p-mFZ.KAIS口口RMDp-l1ra.-mnpP3WTHFp13F33iimP1■PiHTraP1jSP3J&W叮i■何rFIT■3DD,Zi■3B01指■HDZ+■■主DJ■35口*s-氤3〉DS?■-33口曰Ei-■32□73a■zr*■NFUAI-Z3EHvtcillLUCHI['DOND圖4-25結(jié)論隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，私家車(chē)越來(lái)越多，人們的應(yīng)酬也越來(lái)越多，這對(duì)公共交通安全級(jí)構(gòu)成了很大的威脅，所以對(duì)酒精濃度的檢測(cè)在生產(chǎn)、生活等各個(gè)方面都有著重要的影響。人們?cè)诠I(yè)生產(chǎn)和日常生活中，對(duì)酒精濃度檢測(cè)儀的要求，主要是保證檢測(cè)儀能夠快速、準(zhǔn)確地測(cè)量出氣體的酒精濃度并對(duì)超過(guò)設(shè)定的閥值進(jìn)行報(bào)警。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的名字是基于單片機(jī)的酒精濃度測(cè)試儀，是一種基于AT89C51單片機(jī)的控制系統(tǒng)，采用MQ303A酒精傳感器，它的輸出信號(hào)可直接與單片機(jī)相連接，保證了信號(hào)采集的準(zhǔn)確性；采用A/D轉(zhuǎn)換器和LCD顯示電路，控制精度高，且編寫(xiě)程序簡(jiǎn)單方便，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積較小，檢測(cè)迅速，具有一定的實(shí)用性。[1]邱關(guān)源.電路（第四版）[M].:高等教育,2006.9.[1]⑵康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版）[M].:高等教育,2008.1.[3]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（簡(jiǎn)明修訂版）[M].:航空航天大學(xué),1998.[4]丁元杰.單片微機(jī)原理及應(yīng)用（第三版）[M]:機(jī)械工業(yè),2005.7.[5]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)（第三版）[M],:清華大學(xué),2005.[6]李維提，郭強(qiáng).《液晶顯示應(yīng)用技術(shù)》:電子工業(yè),2000.[7]呂俊芳，錢(qián)政，袁梅.傳感器接口與檢測(cè)儀器電路[M].:國(guó)防工業(yè),2009.[8]蘭吉昌.單片機(jī)C51完全學(xué)習(xí)手冊(cè)[M].:化學(xué)工業(yè),2009.[9]雷伏容，X小林，X浩.51單片機(jī)常用模塊設(shè)計(jì)查詢手冊(cè)[M].:清華大學(xué),2010.[10]王鳴.一種輸入傳行數(shù)據(jù)的LCD模塊的應(yīng)用[J].XX機(jī)電學(xué)院,2000-08.[11]方吉高，黃炳醒.高選擇性酒精傳感器J].硅谷,2004-02.夏繼強(qiáng).單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程.:航空航天大學(xué),2001.王祁.智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ).:機(jī)械工業(yè),2009.夏路易等.電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程.:希望電子,2002.何立民．單片機(jī)高級(jí)教程（第1版）:航空航天大學(xué),2001.[16]郁有文.傳感器原理及工程應(yīng)用[M].XX:XX電子科技大學(xué),2001.[17]王幸之.AT89系列單片機(jī)原理與接口技術(shù),2004.岳睿.呼吸式酒精傳感器的研究進(jìn)展[J].化學(xué)傳感器,2006（3）.X豐年.氣體傳感器測(cè)試系統(tǒng)[D].XX:XX理工大學(xué),2003.何希才.傳感器技術(shù)與應(yīng)用[M].:航空航天大學(xué),2005.何希才.傳感器及其應(yīng)用.:國(guó)防工業(yè),2001.何立民.單片機(jī)高級(jí)教程應(yīng)用與設(shè)計(jì)[M].:航空航天大學(xué)出版,2000.附錄1#include<reg51.H>#include<intrins.h>

#include<stdio.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar//*J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J*義全變量/*J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J*///unsignedchardat=0x00;//AD值unsignedcharcount=0x00; //定時(shí)器計(jì)數(shù)unsignedcharchannel; //通道變量//ADC0832的引腳sbitADCS=P1A2;//ADC0832chipseclectsbitADDI=P1A1;//ADC0832kinsbitADDO=P1A1；//ADC0832koutsbitADCLK=P1A0;//ADC0832clocksignalunsignedchardispbuf[3];uinttemp;uint"。;〃酒精濃度uchardat;〃獲取ADC轉(zhuǎn)換回來(lái)的值uchar*aa="M=T.TTmg/L";uchar*cc="alarm";uchar*dd=" ";uintsheding=60;ucharbb[16]={'A','l','c','o','h','o','l','=','','.','','','m','g','/','L'};sbitRS=P2A0; //定義端口sbitRW=P2A1;sbitEN=P2A2;sbitbeep=P3A7;sbitk1=P1A3;//+鍵sbitk2=P1A4;//-鍵#defineRS_CLRRS=0

#defineRS_SETRS=1#defineRW_CLRRW=0#defineRW_SETRW=1#defineEN_CLREN=0#defineEN_SETEN=1voidDelayUs2x(unsignedchart);voidDelayMs(unsignedchart);voidLCD_Write_String(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*s);voidLCD_Write_Char(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedcharData);voidinit();voidwrite_(unsignedchar);voidwrite_data(unsignedchardate);voidDelayUs2x(unsignedchart){while(--t);}voidDelayMs(unsignedchart){while(t--){〃大致延時(shí)1mSDelayUs2x(245);DelayUs2x(245);}各子函}各子函/*********************************lcd1602voidwrite_(unsignedchar)//寫(xiě)命令{RS_CLR;RW_CLR;P0=;DelayMs(5);EN_SET;DelayMs(5);EN_CLR;}voidwrite_data(unsignedchardate)//寫(xiě)一個(gè)字符{RS_SET;RW_CLR;P0=date;DelayMs(5);EN_SET;DelayMs(5);EN_CLR;}voidinitlcd()//初始化{write_(0x38);write_(0x0c);write_(0x06);write_(0x01);}/* 寫(xiě)入字符串函數(shù) */voidLCD_Write_String(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*s){if(y==0){write_(0x80+x);}else{write_(0xC0+x);}while(*s){write_data(*s);s++;}}/* 寫(xiě)入字符函數(shù) */voidLCD_Write_Char(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedcharData){if(y==0){write_(0x80+x);}else{write_(0xC0+x);}write_data(Data);}//*J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J*小小小小小小小小小小小函數(shù)功能:AD轉(zhuǎn)換子程序入口參數(shù):CH出口參數(shù):dat小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小//采集并返回unsignedcharAdc0832(unsignedcharchannel)//AD轉(zhuǎn)換，返回結(jié)果{uchari=0;ucharj;uchardat=0;ucharndat=0;if(channel==0)channel=2;if(channel==1)channel=3;ADDI=1;_nop_();_nop_();ADCSuOJ/拉低CS端_nop_();_nop_();ADCLKTJ/拉高CLK端_nop_();_nop_();ADCLKuOJ/拉低CLK端，形成下降沿1_nop_();_nop_();ADCLKTJ/拉高CLK端ADDI=channel&0x1;_nop_();_nop_();ADCLKuOJ/拉低CLK端，形成下降沿2_nop_();_nop_();ADCLK=1;/啦高CLK端ADDI=(channel>>1)&0x1;_nop_();_nop_();ADCLKuOJ/拉低CLK端，形成下降沿3ADDI=1;//控制命令結(jié)束_nop_();_nop_();dat=0;for(i=0;i<8;i++){datl=ADDO;〃收數(shù)據(jù)ADCLK=1;_nop_();_nop_();ADCLK=0;//形成一次時(shí)鐘脈沖_nop_();_nop_();dat<<=1;if(i==7)dat|=ADDO;}for(i=0;i<8;i++){j=0;j司ADDO;//收數(shù)據(jù)ADCLK=1;_nop_();_nop_();ADCLK=0;//形成一次時(shí)鐘脈沖_nop_();_nop_();j=j<<7;ndat=ndat|j;if(i<7)ndat>>=1;}ADCSulJ/拉低CS端ADCLKuOJ/拉低CLK端ADDO=1;//拉高數(shù)據(jù)端,回到初始狀態(tài)dat<<=8;dat|=ndat;return(dat); //returnadk}//*J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J*小小小小小小小小小小小函數(shù)功能:定時(shí)器中斷延時(shí)程序這一段的作用時(shí)隔一段時(shí)間抽樣一次否側(cè)顯示的最后一位會(huì)不穩(wěn)定入口參數(shù):出口參數(shù):小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小小voidtimer0(void)interrupt1{TMOD=0x01;TH0=0x00;TL0=0x00;IE=0x82;TR0=01;count++;if(count==0x0A){count=0x00;dat=Adc0832(channel);}}/*voidformat_data(uintdat){uintchange_dat=dat;ucharptr[3];change_dat=(change_dat<<8)+(change_dat<<7)+(change_dat<<6)+(change_dat<<5)+(change_dat<<4)+(change_dat<<2);//乘500change_dat=change_dat>>8;//除以256ptr[0]=change_dat/100; //得到個(gè)位數(shù)字ptr[1]=(change_dat-(100*ptr[0]))/10;//得到十分位數(shù)字ptr[2]=change_dat-(100*ptr[0])-(10*ptr[1]);//得到百分位數(shù)字}*/voidkeyscan(){if(!k1){DelayMs(5);if(!k1){while(!k1);sheding+=5;LCD_Write_Char(2,1,sheding/100+'0');LCD_Write_Char(4,1,sheding%100/10+'0');LCD_Write_Char(5,1,sheding%10+'0');}}if(!k2){DelayMs(5);if(!k2){while(!k2);sheding-=5;LCD_Write_Char(2,1,sheding/100+'0');LCD_Write_Char(4,1,sheding%100/10+'0');LCD_Write_Char(5,1,sheding%10+'0');}}//*J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J*函數(shù)功能:主程序入口參數(shù):出口參數(shù):/*J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J**J*/voidmain(void){uchari;P2=0xff; //端口初始化P0=0xff;P3=0xff;channel=0x00;//channel=0TMOD=0x01;TH0=0x00;TL0=0x00;IE=0x82;TR0=01;initlcd();LCD_Write_String(0,0,bb);LCD_Write_String(0,1,aa);//LCD_Write_String(11,1,cc);LCD_Write_Char(2,1,sheding/100+'0');LCD_Write_Char(4,1,sheding%100/10+'0');LCD_Write_Char(5,1,sheding%10+'0');while(1){temp=dat*1.0/255*500;〃電壓值轉(zhuǎn)換，5V做為參考電壓，分成256份。if(temp<187){alc=100*(temp-8)/895;}else{alc=100*(temp-133)/272;}dispbuf[0]=alc%10+'0';//個(gè)位dispb