基于单片机的酒精浓度测试仪设计和实现 电气自动化专业.doc

摘 要 现如今，人们对生活的态度和生活方式变得不同,，不仅私家车成为了人们最普遍的交通工具，大多数人都有自己的私家车,而且人们对酒精的消耗量也越来越大，这些就导致酒后驾车行为越来越普遍，酒后驾车意外越来越频繁，涉及到的领域不断扩大，对社会的影响也不断增大。酒精麻醉神经、使人大脑神经系统紊乱、身体不协调、身体难以自控等等，最终很容易造成事故 。因此本设计就非常有必要、非常具有现实意义，有了这个酒精浓度检测仪就能更好地对酒驾进行行为进行检测及控制。 本设计可以实现检测和显示不同浓度的酒精，而且体积小便于随身携带，非常适合人们自行检测和交警工作等，方便又安全。这个设计在STC89C51单片机的控制、指导下，通过气体传感器MQ-3对外界的酒精浓度进行响应,然后传感器产生电阻变化，形成电压信号即模拟信号，A/D模数转换器将此信号转换成数字信号，并且将其转存起来，最后由LCD显示酒精密度。 关键词：酒精浓度传感器（MQ3）；STC89C51单片机；A/D模数转换器；LCD1602液晶显示器 Abstract Nowadays, people's life attitude and life style is different, and not only private cars became the most common means of transportation, people most people have their own cars, and people to the consumption of alcohol is becoming more and more big, the behavior leads to drunk driving is becoming more common, drunken driving accident is more and more frequent,'s sphere is more and more broad, and the impact on the society is more and more big. The alcohol anesthetized nerve, causes the people of the people's people's brain to be nervous system disorder, the body is not coordinated, the body is difficult self-control and so on, it is very easy to cause an accident. So this design is very necessary, very realistic, with the alcohol concentration detector can better for detection and control of drunk driving behavior. This design can achieve detection and display of different concentrations of alcohol, small volume and easy to carry, very suitable for people to detect and police work, convenient and safe. This design is in STC89C51 single chip under the guidance of MQ - three of the world through A gas sensor detect alcohol concentration, and then produce resistance change, form A voltage signal that is analog signal A/D analog-to-digital converter converts the signals into digital signals, and ripping it up, finally by the LCD display alcohol density. Key words:Alcohol concentration sensor (MQ3); STC85C5 MUC; A / D converter; LCD 目 录 引言 6 1. 绪论 8 1.1酒精浓度测试仪的开发背景 8 1.2 酒精浓度检测仪的现状及发展趋势 8 1.3 酒精浓度检测仪设计内容及论文介绍 9 1.4本章小结 10 2 系统总体方案设计 10 2.1 设计总方案简介 10 2.2 元器件的确认 11 2.2.1 单片机 11 2.2.2传感器 11 2.2.3 模数转换器 11 2.2.4 液晶显示器 11 3 系统硬件设计 12 3.1 单片机模块 12 3.1.1单片机简介 12 3.1.2 单片机最小系统电路   15 3.2模数转换器 16 3.2.1 模数转换器简介 16 3.3 液晶显示器 18 3.3.1液晶显示器简介 18 3.3.2 液晶显示器模块电路 20 3.4 传感器 21 3.4.1 气体传感器简介 21 3.4.2 气体传感器电路 23 3.5 按键设计 24 3.6 报警电路 24 3.6 系统硬件设计原理图分析 25 3.7本章小结 25 4 软件设计 26 4.1 编译语言 26 4.2 主程序模块 26 4.3 按键输入模块 27 4.4 A/D转换模块 28 4.5 液晶显示输出模块 29 4.6本章小结 31 5 系统调试 32 5.1 系统硬件调试 32 5.2 系统软件调试 32 6 结束语 34 感谢语 35 参考文献 35 引言 自21世纪以来,中国各方面实力都越来越强，特别是经济实力，全国大多数人民基本上不需要再为温饱而发愁了，人们对生活的态度和生活方式变得不同, 不仅私家车成为了人们最普遍的交通工具，大多数人都有自己的私家车,而且很多人对酒精的消耗量也越来越大，越来越多人在和朋友聚会及工作聚餐或者与客户吃饭等的情况下，或多或少都会喝酒，甚至有些人喜欢开着车去酒吧等娱乐场所，这些就导致酒后驾车行为越来越普遍酒后驾车意外越来越频繁，涉及到的领域不断扩大，对社会的影响也不断增大。酒麻醉神经、使人大脑神经系统紊乱、身体不协调、身体难以自控等等，最终很容易造成事故 。酒后驾车不光会给人们的生命带来威胁,而且也会给国家的整体经济带来了巨大的财产损失 。因此，必须有一种检测人体内酒精浓度的设备来防止酒驾,现在大多数的交通警察检查酒后驾车都是通过检测司机呼出的气体从而检测司机是否过度饮酒。所以酒精浓度检测仪的这个设计具有重要的现实意义。 本设计可以实现检测和显示不同浓度的酒精，而且体积小便于随身携带，非常适合人们自行检测和交警工作等，方便又安全。这个设计是在STC89C51单片机的控制、指导下，通过气体传感器MQ-3对外界的酒精浓度进行响应，然后传感器产生电阻变化，形成电压信号即模拟信号，A/D模数转换器将此信号转换成数字信号，并且将其转存起来，最后由LCD显示酒精密度。现在大多数的交通警察检查酒后驾车都是通过检测司机呼出的气体从而检测司机是否过度饮酒，从而对酒后驾驶行为进行遏制，这个设计就非常符合交警工作要求，同时这种便携的酒精浓度检测仪可随身携带，有利于司机对自己是否适合开车有很好的判断，同时也便于交警的工作，此设计有很大的现实意义。 1. 绪论 1.1酒精浓度测试仪的开发背景 喝酒可以让人平静，让人轻松,让人有点小小的兴奋，这是很多人喜欢喝酒的主要原因。但是，酒精会导致人抵制力明显降低,使人自我控制能力削弱、神经反应迟钝、动作不协调等等,从而导致创造力的出现,有时会导致实际的非理性行为。 司机酒后驾车一般会出现这些情况: 行驶速度不稳定，变速快，车辆行驶不正常，不安交通灯指示行驶；变更车道时不开转向灯，随性而为，甚至强行超车或在车辆之间穿行；不遵守各种交通信号灯指示，胡乱踩刹车，对色彩辨别能力下降、视力收到严重影响 ，对道路情况的变化不能很好地看清。无论你喝多少酒之后，人的神经系统或多或少都会受到影响，使人随机应变能力减弱，知觉和感觉判断能力下降，意识混乱，注意力不能正常的集中。 酒后驾车不仅会给人们的生命带来威胁,而且给社会安定和谐带来了更多阻碍，也给国家的整体经济带来了巨大的财产损失，酒后驾驶行为是对自己、对他人、对国家的不负责任。为了防止这类事故的再次发生，一个检测设备必不可少，本设计就是这类设备酒精浓度检测仪。目前，现在大多数的交通警察检查酒后驾车都是通过检测司机呼出的气体从而检测司机是否过度饮酒，从而对酒后驾驶行为进行遏制，这个设计就非常符合交警工作要求，同时这种便携的酒精浓度检测仪可随身携带，有利于司机对自己是否适合开车有很好的判断，同时也便于交警的工作。酒精浓度检测仪的设计具有一定的现实意义，此设计有利于司机对自己是否适合开车有很好的判断，同时也便于交警的工作 。 1.2 酒精浓度检测仪的现状及发展趋势 在当今世界，新型能源一直是最火热的话题，而半导体电池就是其中之一，它不仅能产高能，而且环保，可以说对环境几乎没有污染，最近两年出现了一种新型的半导体型酒精浓度检测仪CA2000，它不仅结构相对简单、使用起来简单、制作成本低，而且精确度高、抗干扰性能力强、可靠性也好，这次设计使用的就是类似的半导体型的酒精浓度检测仪。现如今，酒精浓度检测仪的显示方式一般有发光管显示和数字显示，主要显示分为三部分：未饮酒、饮酒、酗酒三区。现在国内外酒精浓度检测技术主要趋势就是：第一，手指按压检测技术。在驾驶员启动车之前，通过指纹或者电子钥匙启动，同时车自带同步检测系统，要是司机体内酒精浓度超标则无法启动车子，有钥匙也不行，这样会很好的避免酒驾和醉驾，但是有个问题有待解决，在车子启动后不能无时无刻对驾驶员呼出气体进行检测，这个问题是今后必须解决的，这样才能更好的防止酒驾。比如SABB公司的一种内嵌在汽车钥匙酒精呼气检测器。第二，不接触的气体检测技术。在机动车内部各个组件内均加个检测酒精浓度的仪器，如方向盘、仪表盘、座椅头枕和换挡杆，全方位全面的检测，能够无时无刻的对驾驶员体内酒精浓度进行检测,如丰田公司就推出了类似的一种防止酒驾的装置，在车子的方向盘上安装汗液传感器和皮肤传感器，在司机驾驶时可以对其的体内酒精浓度随时进行检测而且随时更新，通过司机皮肤和汗液来得出司机的体内酒精浓度，这种技术将来很有可能被广泛使用。 1.3 酒精浓度检测仪设计内容及论文介绍 这个设计是在STC89C51单片机的控制、指导下，通过气体传感器MQ-3对外界的酒精浓度进行检测，然后传感器产生电阻变化，形成电压信号即模拟信号，A/D模数转换器将此信号转换成数字信号，并且将其转存起来，最后由LCD显示酒精密度。 本设计的设计内容主要是三个部分：硬件部分： (1)主要元件的介绍：STC89C51单片机、传感器MQ3、ADC0832数模转换器、LCD液晶显示器；(2)单片机系统的复位电路及晶振电路、按键电路设计、酒精传感器电路设计、液晶显示设计、A/D转换设计、外围扩充存储器电路设计、时钟芯片电路设计、报警电路设计。软件部分：（1）软件及编程语言