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1、基于89C52的酒精测试仪设计摘 要酒后驾车问题越来越得到社会的关注，酒精浓度对工业安全生产也很重要，为此设计了酒精测试仪来检测空气中酒精浓度。AT89C52是一种可编程控制的微处理器，具有体积小，价格低，性能稳定的特点,被广泛的应用于工业自动化 、智能仪器仪表等领域。酒精传感器MQ3以其灵敏度高、性能稳定、价格便宜、体积小在酒精检测设计中被广泛使用。酒精测试仪硬件主要由89C52、酒精传感器MQ3、A/D转换器TLC549、数码管、键盘、蜂鸣器六部分组成，其中89C52是核心。软件用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。在该装置中，MQ3将检测到的酒精浓度值转化为电压信号，电压信号经TLC5
2、49转化为数字信号，并送入单片机，单片机对所输入数字信号分析处理，并送至数码管显示。由于不同环境对酒精浓度要求不同，这里可以通过键盘设定不同阀值，并送至数码管显示，与检测值比较。当检测值大于阀值，单片机将会控制蜂鸣器发出警报，实现了对酒精浓度的监测、显示、报警功能。Proteus7.5中仿真结果表明，该酒精测试仪可实现对空气中酒精浓度101000ppm范围的监测，精度可到到4ppm,性能稳定，LED显示器能够对设定值和检测值实时显示，并能够实现声光报警功能。关键词：酒精测试仪，89C52，TLC549，酒精传感器MQ3Alcohol Concentration Monitor Based on
3、 89C52ABSTRACTDrinking driving is becoming a serious social problem with more social concerns, alcohol concentration is also important in industrial production, so an alcohol detector is designed to detect the alcohol concentration in the air.89C52 is a programmable control microprocessor, with smal
4、l volume, low price, stable performance characteristics, and widely applied to industrial automation, intelligent instrument, etc. Alcohol sensor MQ3 is widely used for its high sensitivity, stability, price cheap, small volume.Alcohol detectors hardware consists of STC89C52, alcohol sensor MQ3, A/D
5、 converter TLC549, LED, keyboard and buzzer. Huibian language is used to realize the software. Alcohol concentration signal is changed into voltage signal by MQ3, then the voltage signal is changed into digital signal through A/D converter. Digital signal is analyzed and processed by 89C52 and sent
6、to display. Because different environments require different alcohol concentration, here you can set different values by the keyboard, then displayed on LED , comparing with the detecting value. When detecting value is more than setting value, 89C52 will control buzzer alarms. The device realizes th
7、e monitor, display and alarm.Simulation results in the Proteus7.5 show that alcohol detector can monitor the range101000ppm alcohol,precision to 4ppm and realizes real-time display,sound-light alarm function. In addition, the alcohol detector has stable performance and promising market prospect .KEY
8、 WORDS: Alcohol Concentration Monitor,89C52,TLC549,Alcohol Sensor MQ3目录前言1第1章酒精测试仪的整体结构21.1 酒精测试仪的特点21.2 硬件设计及功能方案框图2第2章 酒精测试仪的硬件结构设计及原理52.1 硬件原理52.1.1 硬件原理说明52.1.2 实践方法步骤72.2 各元器件的选取与介绍72.2.1 89C52单片机的选择72.2.2 酒精传感器MQ3的选择92.3 各模块电路工作原理122.3.1 按键电路工作原理及按键作用122.3.2 检测电路及A/D转换电路132.3.3 显示电路和报警电路142.3.
9、4 时钟电路和复位电路15第3章 酒精测试仪软件的设计173.1 主程序流程概述173.2 键盘扫面子程序183.3A/D转换与比较子程序流程图19第4章 测试与仿真204.1 软件的调试204.2 测试仿真214.2.1仿真过程214.2.2 仿真结果21结论24谢 辞25参考文献26附 录27外文资料翻译35前言近年来，随着我国经济的高速发展，人民的生活水平迅速提高，越来越多的人有了自己的私家车，而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，肢体不受控制等症状。少量饮酒并不会有上述症状，即人体内酒精浓度比较
10、低时，而人体内酒精超过某一个值时就会引起危险。为此，需要设计一种智能仪器能够监测驾驶员体内酒精含量。目前全世界绝大多数国家都采用呼气酒精测试仪对驾驶人员进行现场检测，以确定被测量者体内酒精含量的多少，以确保驾驶员的生命财产安全。此外，空气酒精浓度监测仪还能监测某一特定环境的酒精浓度如酒精生产车间可避免发生起火、爆炸及工业场地酒精中毒等恶性事故，确保环境安全。本课题研究的是一种以气敏传感器和单片机为主，监测空气环境酒精浓度，并具有声音报警功能及LED显示功能的空气环境酒精浓度监测仪。其可监测出空气环境中酒精浓度值，并根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行声音报警，来提示危害。这种高智能酒
11、精测试仪将被广泛应用于交通，工业酒精生产等部门。第1章酒精测试仪的整体结构1.1 酒精测试仪的特点半导体气敏传感器是利用气体在半导体表面的氧化还原反应和还原反应导致敏感元件阻值发生变化，也就是非电量气体的氧化和还原反应导致电阻值发生了变化，最终把分电量信号转化为电压信号输出，经过模数转换送入单片机进行处理，其中可以通过键盘设定阀值，单片机处理数据后的酒精浓度可以在LED显示并判断是否报警4。1数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LED显示以及键盘响应电路，无需要其他计算机，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
12、便携式的角度出发，系统成功使用了数码管显示器以及44键盘。由单片机系统控制键盘和 LED 显示来实现人机交互操作，界面友好；4软件系统采用汇编语言编写，在兼顾实时性处理的同时也能很方便地进行数据处理。1.2 硬件设计及功能方案框图 酒精传感器测试仪常用的是单片机、A/D转换芯片TLC549、酒精传感器等主要硬件构成硬件电路，软件多采用C程序来实现。由于汇编语言更直观、更容易理解，所以这里采用汇编语言实现其软件的设计。酒精传感器将测试环境中的酒精浓度信号转换为电信号，经过放大、A/D芯片转换后送入单片机处理，单片机将酒精浓度信息转换为十进制数，并通过查表获得对应的数码管显示，并送到LED数码管显
13、示，通过44键盘输入设定数值，让检测到的酒精浓度值和设定值相比较，如果检测数值大于设定值就发出警报，否则，返回。本文设计的酒精浓度检测仪主要是以酒精传感器和单片机为平台设计而成的，这里给出了两个可选择方案。酒精测试仪基本工作原理框图如图1-1、图1-2所示。方案一：图1-1 酒精测试仪基本工作原理框图方案二：图1-2 酒精测试仪基本工作原理框图关于酒精传感器的芯片很多，由于身边关于MQ3酒精测试仪的设计资料较多，而TGS2620不太熟悉，还有就是酒精传感器MQ3要比传感器TGS2620价格跟为经济，有比较好的稳定性和精度，抗干扰能力也较强，这里就选择了酒精传感器MQ3，以前用过过89C52的芯
14、片,自己对LCD的控制字不熟悉，LED现在比LCD价格要便宜，满足工程需要足够了。方案一更容易操作并且可执行性更好，各模块之间相互独立思路更为清晰，TLC549是8位串行A/D转换芯片，引脚与89C52兼容，价格更为便宜，工程上更为实用。这里选用了方案一，其中主要芯片酒精传感器MQ3、A/D转换芯片TLC549、89C52、LED数码显示管、74LS138译码器。本设计可以实现对空气中酒精浓度检测范围（101000）10-6ppm的检测，灵敏度：Rin air/Rin typical gas5。数码管显示时候都是整数，单位默认为ppm，旁边还有四位数码管可输入设定值，进行对比，如检测值大于设定
15、值则报警，否则返回。串行8位A/D转换芯片TLC549总失调误差最大为0.5LSB。第2章 酒精测试仪的硬件结构设计及原理2.1 硬件原理酒精测试仪主要是用来检测酒精浓度的，它主要由酒精传感器、模数转换器、单片机、LED显示、键盘以及声音报警构成。酒精传感器将检测到的酒精浓度转化为电信号，然后将电信号传送给模数转换器，经过模数转换器转换后，把转换后得到的数字信号传给单片机，单片机将酒精浓度信息转换为十进制数，查表获得对应数码管显示代码，并送到LED数码管显示。 单片机对所输入的数字信号进行分析处理后，最后将分析处理的结果通过显示器显示出来。由于不同的环境对酒精浓度的要求也不一样，所以，可以通过键盘来设定不同环境中酒精浓度的不同阀值 如果所检测到的空气中的酒精浓度超过了所设定的阀值，那么单片机将会控制蜂鸣器发出声音报警，用来提示危害。2.1.1 硬件原理说明1图2-1中给出了酒精监测仪控制电路原理；2单片机89C52的31引脚接高电平，使用内存ROM；3C1、C2、Y1（晶振)构成振荡电路,提供时钟信号，与89C52的18、19引脚相连接；4C3、S1和R1组成复位电路，与89C52的9引脚相连接；
