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1、武汉理工大学毕业设计（论文）基于AT89S51单片机酒精浓度探测仪的设计与实现学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫
2、描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗，在 年解密后适用本授权书2、不保密囗 。（请在以上相应方框内打“”）作者签名： 年 月 日导师签名： 年 月 日毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期：
3、使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本
4、声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日武汉理工大学本科生毕业设计（论文）任务书学生姓名 黄制兵 专业班级 电子信息科学与技术0502指导教师 徐晓英 易迎彦 工作单位 理学院物理系设计（论文）题目：基于AT89S5
5、1单片机酒精浓度探测仪的设计与实现设计（论文）主要内容：要求设计并实现一个基于AT89S51单片机的酒精浓度探测仪系统，其中酒精传感器采用MQ-3型，利用该传感器将酒精气体浓度信号转化为电信号，选择适当的放大器放大其电压信号，驱动发光二极管显示酒精浓度的高度，同时利用模数转换芯片将模拟信号进行转化，并由单片机控制，最后用数码管显示。要求完成的主要任务：1、查阅不少于15篇的相关资料，其中英文文献不少于2篇，完成开题报告。2、掌握C51系列单片机原理及编程技术，熟悉ADC0809的工作原理及特性；熟悉数码管显示技术。3、用protel绘制其原理图，完成整体电路的安装与调试，并对实验结果进行分析。
6、4、完成不少于5000字的英文文献翻译。5、完成不少于12000字的毕业论文。必读参考资料：1 张培仁基于汇编语言编程MCS-51单片机原理与应用M北京：清华大学出版社，20032 吴桂秀传感器应用制作入门M浙江科学技术出版社，2004指导教师签名 系主任签名 院长签名（章）武汉理工大学本科学生毕业设计(论文)开题报告1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）从18世纪产业革命以来，到20世纪信息技术的快速发展，传感技术逐渐走向成熟，在现实生产生活中的应用也渐渐在普及。传感器应用广泛，在各个领域都有着举足轻重的作用，所以传感器不断向高精度，高可靠性，微型化，微功耗无源化和智能化数字化发展，以便更
7、好的服务于我们的生产和生活。气体与人类的日常生活密切相关，检测气体是保护和改善我们居住环境的必要工作，要检测气体就少不了用到气体传感器。本设计基于AT89S51单片机设计的酒精浓度探测仪，可用来检测酒精气体浓度，最主要的用途是检测司机的酒精含量。开车司机只要将嘴对着传感头使劲吹气，仪器就能发上显示出酒精浓度的高低，从而判断该司机是否酒后驾车，避免事故的发生。当然，最好的办法是在车内安装这种测试仪，司机一进入车内检测仪就检测司机的酒精含量，如果超出允许值，系统控制引擎无法启动，这样就可从根本上解决酒后驾车问题。酒精浓度探测仪在生产中也有重要的应用，比如，在一些环境要求严格的生产车间，用这种酒精浓
8、度探测仪，可随时检测车间内的酒精气体浓度，当酒精气体浓度高于允许限定值时要及时通风换气，做到安全生产。当然，依照同样的原理也可设计检测其他气体的探测仪，与我们的生活息息相关的是检测有毒气体。传感头是酒精浓度探测仪中感受酒精的重要部分。目前，所设计的该类传感器多选用以二氧化锡为基本材料，添加不同物质制成的气敏传感器。本设计所选用的MQ-3气敏传感器的敏感部分是由二氧化锡的N型半导体微晶烧结层构成，灵敏度高，响应速度快，可靠性好。也有选择以其他氧化物为基本材料制成的传感器，如选二氧化钛作为气体传感材料。虽然目前的二氧化钛薄膜有电阻值高，工作温度高，敏感性差的缺点，但是二氧化钛薄膜具有良好的电学性能
9、，优异的光学性能，化学稳定性高，机械强度高，且可用于多种气体的检测。单片机在整个传感器中起操作和相应数据处理并送显示的作用，是传感器的核心部分。目前，气敏传感器已有较高的精度，可达万分之一以上。随着新材料发展和新加工技术的提高，有了高可靠性和低功耗的气体传感器。智能化数字化的气体传感器克服了目前气敏传感器人工测试带来的效率低，误差大和操作人员长时间工作等问题。2、基本内容和技术方案敏感部分由二氧化锡的N型半导体微晶烧结层构成的MQ-3型气敏传感器，当其表面吸附有被测气体酒精分子时，表面导电电子比例就会发生变化，从而其表面电阻会随着被测气体的浓度的变化而变化。由于这种变化是可逆的，所以能重复使用
10、。MQ-3型气敏传感器灵敏度高，响应速度快。AT89S51单片机是一般控制应用的8位单片机。芯片内部有时钟振荡器，只读存储器为4K字节，外部可扩充至64K字节，128字节的随机存储器，外部可扩充至64K字节。32条双向输入输出线，每条均可以单独做I/O的控制。5个中断向量源。2个独立的16位定时器。1个全双工串行通信端口。选用的开发平台为MedWin单片机集成开发环境。发光二极管显示选用集成驱动器LM3914。内部有10个电压比较器，可驱动10个发光二极管。相邻分压端之间的电压差是0.12V。可选择点状显示也可选择条状显示。ADC0809为8路8位的A/D转换器，具有转换起停控制端，转换时间为
11、100s，模拟输入电压值范围是0+5V，+5V电压供电。三位数码管显示具体数值。根据以上内容选定技术方案。气体传感器遇到酒精气体后，阻值发生变化，所要测的电压发生相应的变化。变化的电压值送LM3914放大比较，驱动相应的发光二极管发光，显示酒精浓度的高低。单片机不断采集经ADC0809模数转换后的变化的电压值，经数据处理交数码管显示。3、进度安排第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论知识和设计所需的元器件。确定方案，完成开题报告。第4-6周：画出流程图，编写程序。第7-10周：建立系统模型，画出电路图，并对软件进行仿真调试。第11-13周：完成硬件电路的安装，并进行硬件电
12、路的调试。第14-15周：完成并提交论文，对论文进行修改定稿。第16周：完成并修改毕业论文。第17周：准备论文答辩。4、指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 设计背景11.2 气敏传感器的研究现状11.3 设计酒精气体传感器的意义21.4 本文主要研究工作22 硬件电路设计与实现42.1 单片机开发流程42.2 硬件系统框图42.3 信号采集电路52.4 信号转换电路82.5 发光二极管显示报警电路142.6 数码管显示电路162.7 系统整体电路图183 软件编程203.1 开发环境203.2 程序流程203.3 程序代码编写224 电路
13、调试与测试结果284.1 电路调试284.2 浓度与显示之间的关系295 结束语33参考文献34附 录35致 谢38摘 要本设计实现了对不同浓度酒精的检测和显示，通过适当改进可以用于检测酒后驾车。本文用AT89S51单片机与MQ-3型气体传感器实现了对酒精浓度的测量，并对测量数据进行显示，同时利用二极管简单显示浓度的高低，在设计允许值时发出报警。论文主要研究了（1）硬件方面，MQ-3气体传感器技术参数的检测和将它接入到酒精浓度检测模块中；将模拟电压信号放大驱动发光二极管点亮报警；将采集到的模拟电压信号通过单片机控制经A/D转换，得到数字电压信号；用于显示浓度的数码管显示模块。（2）软件方面，主
14、要研究了电压到浓度的线性转换和最终浓度值的数码管显示。（3）对设计的传感器进行了标定。设计的传感器对酒精气体反应灵敏，能在有效范围内测量它的浓度值。并且在检测低浓度酒精时误差较小，最大误差为8.2%满足设计要求。本文的特色在于标准的确定。对于流动空气，样品的稳定性和水蒸气的影响，提出了解决方案和验证方法。对不同的区间浓度和电压转换关系做线性化处理，简化了硬件电路的设计。设计的传感器可以检测不同浓度的酒精气体，改进之后对解决酒后驾车事故和特殊场合酒精检测都可以使用。关键词：气体传感器，模数转换，单片机AbstractDifferent concentrations of alcohol solution are detected and showed in the design. The design can be used to the detection o
