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1、毕 业 设 计设计题目：基于单片机的酒精浓度测试的设计与研究 系 别： 信息工程系 班 级： 电子信息工程 姓 名： 指 导 教 师： 年6月10日基于单片机的酒精浓度测试的设计与研究摘 要对于人体内酒精浓度的高低的判断主要依据于人酒后所呼出的气体中酒精浓度的高低做出适当的判断。随着经济的发展，人民生活水平的提高，酒后驾驶所造成的交通事故频频发生。为防止此类事故的发生，交通执法者检测驾驶员是否酒后驾驶尤为重要。本文设计了一个基于单片机的酒精浓度检测报警系统，单片机作为主控芯片。MQK2酒精传感器将检测到的信息发送至芯片和设定的阈值比较后判断是否报警，若报警GSM模块实现了将报警信号发送至手机端
2、，同时在液晶显示屏上显示测量结果。本次设计的检测装置将89c51作为主要控制芯片、MQ302A 酒精传感器、AD0804 转换器、AT89C51 单片机控制器、声光报警、LCD1602 显示器、GSM模块等构成 。文中对酒精浓度检测的原理做出具体的分析和设计方案，对各个子模块进行了论证和比较。硬件设计采用Protel 软件，完成了各个模块的原理图设计。软件设计采用KeilB编程软件，实现了对酒精浓度信号处理过程的编程和调试。关键字：单片机 酒精浓度传感器 LCD1602 GSM模块 声光报警Design And Research Of The Alcohol Concentration Tes
3、t Based On MCUAbstractMake a proper judgment on the alcohol concentration of alcohol concentration to determine the main basis to drunk the exhaled gas in the level of. With the development of economy, peoples living standards improve, drunken driving caused by traffic accidents happen frequently. T
4、o prevent this kind of accident, traffic law enforcement detect whether the driver drunk driving is particularly important.This paper describes the design of an alarm system for detecting alcohol concentration based on single-chip microcomputer, microcontroller as the main control chip. MQK2 alcohol
5、 sensor will detect the information sent to the chip and the set threshold comparison to determine whether the alarm, the alarm GSM module to achieve the alarm signal will be sent to the mobile phone terminal, at the same time, the measured results are displayed on the LCD screen.The detection devic
6、e design will form the 89C51 as the main control chip, MQ302A alcohol sensor, AD0804 converter, AT89C51 controller, alarm, LCD1602 display, GSM module etc. Principle of alcohol concentration detection in this paper makes the analysis and the specific design of each module, are discussed and compared
7、. The hardware design using Protel software, completed the design of each module principle diagram. Software design using Keil uVision2, the realization of signal processing of alcohol concentration during programming and debugging.Keywords: SCM alcohol concentration sensor LCD1602 GSM module sound-
8、light alarm目 录1 引言12 系统总体方案设计22.1 总体设计思路分析22.2 总体设计框图分析23 系统硬件设计43.1STC89C5A60S2单片机电路设计43.1.1.STC89C5A60S2单片机特性概述43.1.2 STC89C5A60S2引脚功能43.1.3 晶振电路53.1.4 复位电路63.2 酒精浓度模块设计73.2.1 酒精浓度传感器MQ3的特点73.2.2 A/D 转换电路83.2.3 MAX3232电路93.3 液晶显示器LCD160293.3.1 LCD1602介绍93.3.2 系统LCD1602显示说明103.4通信模块设计113.4.1 GSM模块介
9、绍123.5 按键键盘设计123.5.1按键键盘说明123.5.2 按键电路设计123.6 报警电路设计123.6.1蜂鸣器说明123.6.2发光二极管说明133.6.3声光报警电路134 系统软件设计144.1 软件设计概述144.1.1 Keil软件介绍144.2 系统软件设计144.2.1 主程序流程图144.2.2 酒精浓度检测子程序154.2.3 LCD显示子程序154.2.4 无线通信子程序164.2.5 报警子程序204.2.5 串行口子程序215 硬件焊接及调试235.1 概要说明235.1.1硬件焊接235.1.2 软件调试235.1.3 软硬联调235.2 调试中出现的问题
10、及解决方法246 结论25谢辞26参考文献27附录281 引言近年来，随着我国经济的高速发展，人民的生活水平迅速提高，越来越多的人有了私家车，伴随而来的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，造成大脑反应迟缓，肢体不受控制等造成的。多年前交通管理者判定驾驶人员是否有饮酒只能靠主观判断、肉眼的观察和去医院进行血液中酒精含量的检测，这些不科学不及时的方法造成了很多不必要的误会和麻烦；而现在伴随着科技的发展酒精浓度测试仪已经基本装备了交通管理者的队伍。为此，需要设计一款便携式仪器能够监测驾驶员体内酒精含量。本毕业设计通过对酒精浓度
11、测试的研究和设计，使学生认识了解单片机对数据采集分析的过程、方法与步骤，提高并巩固学生所学的理论知识，结合课题的需要提高学生获取新知识的能力。使学生能掌握单片机基本使用方法。力求使学生在收集资料，查阅文献，调查研究，方案设计，外文应用，计算机处理，撰文论证，文字表达等方面加强训练，实现所学知识向能力的转化。能够熟练使用设计所依赖的开发平台。本文所述酒精浓度测试仪采用MQK2酒精浓度传感器检测人呼出气体中酒精的浓度并且输出电压信号,然后把信号输出到高集成度的混合集成芯片C8051F040作处理,并完成数据采集、判断处理、数据的传输等功能。测试仪进行气体测试的基本步骤是:单片机采集酒精传感器的响应
12、信号，并且进行转换，储存在数据存储器(SRAM)中，然后单片机进行气体浓度的识别,并且将结果输出到液晶显示屏上，同时可发出浓度阈值的光(声)警报信号也可通过网络将警报发送至手机。2 系统总体方案设计2.1 总体设计思路分析本文所述的酒精浓度测试仪分为硬件部分和软件部分。其中硬件部分利用MQ3气敏传感器采集空气中酒精的浓度，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；并且将报警信号经过GSM模块发送至所设定的手机。软件设计采用C语言编程，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
13、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，GSM模块电路，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C语言编程。2.2 总体设计框图分析本文的总体设计框图如下：酒精传感器显示语音报警A/D转换单片机GSM模块网络手机图2-1 系统总体设计框图各模块说明功能如下：1.MQ3酒精浓度传感器是一种检测装置对乙醇蒸汽有很高的灵敏度和良好的选择性。经过MQ3检测空气中的酒精浓度后，检测值经过数模转换器传送至单片机，经过单片机处理与所设定的阈值进行比较，判断是否报警。2.显示部分是将采集到的酒精浓度进行显示。本设计采用LCD1602显示屏对采集到的数据进行显
14、示的。1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，完全可以满足对温湿度的显示。3.本设计为了更加便于使用，相比于普通的酒精浓度测试仪增加了GSM模块。当单片机判断所检测到的酒精浓度超出所设定的阈值时，发出声光报警的同时并将报警信号发送至提前设定好的手机。4. STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代51单片机。指令代码完全兼容传统的51单片机，但是速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换。5.GSM模块内有GSM射频芯片、系带处理芯片、存储器、功放器件等。能够发送手机短信。6. .设定值由接收端的按键控制，其中一个为设置键，另有两个按键控制设定值的加减，比较报警选用蜂鸣器和LED电路表示报警信号。3 系统硬件设计3.1STC89C5A60S2单片机电路设计3.1.1.STC89C5A60S2单片机特性概述STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技
