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1、 黄山学院 单片机课程设计 专 业： 自动化 班 级： xx自动化班 学生姓名： xxxxxxxxxx 指导教师： xxxxxxxxx 成 绩： 2015年 12 月 26日单 片 机 课 程 设 计 任 务 书课程设计题目基于QM-J3酒精传感器的酒精检测仪1. 内容概述2. 方案框图1.内容概述: 基于QM-J3酒精传感器的酒精检测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、蜂鸣器、发光二极管及LED 数码管显示构成。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AD转换器，经过AD转换器转换后，把转换后得到的数字信号传给单片机，单片机对所输入的数字信
2、号进行分析处理，最后将分析处理的结果通过LED数码管显示器显示出来。当酒精浓度超过设定的上限值时，蜂鸣器会发出响声，此时发光二极管也会发出光芒。1. 方案框图:1. 应用价值2. 技术指标1. 应用价值:本次酒精检测仪的设计是一个基于STC89 C51单片控制的仪器，可以实现酒精浓度的检测，应用到生活中，常见的是用来检测驾驶员的酒驾问题。酒精测试仪的工作原理是通过测试呼吸气体中的酒精含量，便可测出此人的醉酒程度。人在饮酒之后，大概有百分之九十酒精会经过肺部的呼吸系统排出，这样我们通过测试呼吸气体中的酒精含量，驾驶员只需要对着传感器呼出气体，进行检测，酒精测试仪便可显示出相应的结果。当然酒精测试
3、仪不仅仅可以用来查酒驾，还可以应用于室内的环境检测，检测出某些特殊的工厂，车间等地，根据空气中酒精的浓度来进行报警，避免人们处于危险的环境当中。2.技术指标:（1） LM358技术指标: 内部频率补偿； 低输入偏流； 低输入失调电压和失调电流；共模输入电压范围宽，包括接地.差模输入电压范围宽，等于电源电压范围； 直流电压增益高(约100dB)； 单位增益频带宽(约1MHz)； 电源电压范围宽：单电源(330V)； 双电源(1.5一15V)。 (2)QM-J3技术指标表：类别说明加热电压（）AC或DC 50.2V回路电压 () 最大DC 24V负载电阻()4K(或可调)清洁空气中电阻（）2000
4、 K灵敏度（）5（在100ppm蒸汽中）分辨率（）3（在100ppm汽油蒸汽中）响应时间（tres）10S恢复时间 (tres)30S元件功耗0.7W监测范围505000ppm使用寿命2年（3）TLC1543技术指标:A0A10（19 、11、12脚）为11 个模拟输入端； REF+（14脚，通常为VCC）和REF-（13脚，通常为地）为基准电压正负端； CS（15脚）为片选端，在CS端的一个下降沿变化将复位内部计数器并控制和使能ADDRESS、I/O CLOCK （18脚）和DATA OUT（16脚）；ADDRESS（17脚）为串行数据输入端，是一个1的串行地址用来选择下一个即将被转换的模拟
5、输入或测试电压； EOC（19脚）输出端变高表明转换完成。内部转换器具有高速（10S转换时间），高精度（10分辨率，最大1LSB不可调整误差）。发挥部分 当酒精达到设定值时，我们利用LM358，当其输出高电平时，使三极管导通，蜂鸣器和发光二极管（红色）接通，蜂鸣器就会发出报警响声，二极管就会发出红色报警灯。2115年 12月 26日 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。 AT89C51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QM-J3以
6、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89C51、酒精传感器QM-J3、A/D转换器TLC1543、数码管、发光二极管、比较器LM258、蜂鸣器七部分组成，其中89C51是核心。软件用C语言进行编程，采用模块化设计思想。在该装置中，QM-J3将检测到的酒精浓度值转化为电压信号，电压信号经TLC1543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。当酒精浓度大于设定值时，通过比较器，使蜂鸣器发出警报，发光二极管发出亮光，实现了对酒精浓度的监测、显示、报警功能。关键词：酒精测试仪，89C51，TLC1543，酒精传
7、感器QM-J3，LM358ABSTRACTDrinking 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. 89C51 is a programmable control microprocessor, w
8、ith small volume, low price, stable performance characteristics, and widely applied to industrial automation, intelligent instrument, etc. Alcohol sensor MQ-J3 is widely used for its high sensitivity, stability, price cheap, small volume. Alcohol detectors hardware consists of STC89C52, alcohol sens
9、or MQ-J3, A/D converter TLC1543, , keyboard and buzzer. Software with C language programming, the use of modular design.In the device, QM-J3 will detect that the alcohol concentration value transformation into a voltage signal, voltage signal by TLC1543 transformed into digital signals, and into the
10、 SCM, SCM to the input digital signal processing and analysis and send to the digital tube display.When the alcohol concentration is higher than the set value, the buzzer sends out the alarm through the comparator, and the light emitting diode emits light to realize the monitoring, the display and t
11、he alarm function of the alcohol concentration. KEY WORDS: Alcohol Concentration Monitor,89C51,TLC1543,Alcohol Sensor MQ-J3 ，LM3585目 录第1章 设计内容及方案概述11.1 设计思路11.2 设计方案1 1.3 方案框图1第2章 硬件电路设计32.1 电源和开关模块32.2 QM-J3传感器模块32.3 蜂鸣器和发光二极管模块42.4 单片机最小系统模块42.5 AD采集模块52.6 数码管显示模块5第3章 电路工作原理及各器件介绍73.1 QM-J3酒精传感器部分
12、73.2 TLC1543数据采集部分83.3 数据数据处理（单片机系统）部分93.3.1 单片机的选择与介绍93.3.2 引脚功能描述103.4数码管显示的原理12第4章 软件设计14第5章 原理图和PCB图175.1 原理图175.2 PCB图17第6章 结论与心得18参考文献19 第1章 设计内容及方案概述1.1 设计思路 基于QM-J3酒精传感器的酒精检测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、蜂鸣器、发光二极管及LED 数码管显示构成。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AD转换器，经过AD转换器转换后，把转换后得到的数字信号传给单片
13、机，单片机对所输入的数字信号进行分析处理，最后将分析处理的结果通过LED数码管显示器显示出来。当酒精浓度超过设定的上限值时，蜂鸣器会发出响声，此时发光二极管也会发出光芒。1.2 设计方案1.2.1硬件部分硬件设计时，考虑酒精浓度是由传感器把非电量转换为电量，传感器输出的是0-5伏的电压值且电压值稳定（变化不大），外部干扰小等。因此，可以直接把传感器输出电压值经过TLC1543采集数据送入单片机进行处理。将输出的电压值与参考的标定电压值进行比较，如果在某一个范围内就将这个范围的档数显示到LED上。当酒精浓度超过设定的上限值时，经过LM358比较器比较后蜂鸣器会发出响声，同时发光二极管也会发出光芒。1.2.2软件部分采用STC89C51单片机，并用C语言进行程序编写，主要流程是单片机对采集的数据进行处理和数码管显示这两个环节，具体见软件流程图。1.3 方案框图1.3.1硬件原理设计框图酒精传感器AD转换器LM358比较器STC89C51单片机蜂鸣器发光二极管数码管图1 硬件设计框图1.3.2软件原理设计框图（流
