(完整版)酒精浓度测试仪设计详解.doc

智能酒精浓度检测仪的设计方案第1章绪论1.1 选题的依据和课题的意义根据WTO数据，全球2003年得人均纯酒精消费量为6.2L，其中欧洲地区人均达11.9L，美洲地区人均为8.7L。

俄罗斯及其周边的东欧国家酒精消费量最高，其次为欧洲其他国家。

在人均国民生产总值（GDP）低于7000美元的低收入国家，酒精消费量与人均GDP有关，GDP越高这个国家或者地区的酒精消费量也就越高。

而随着我国近年来高速发展的经济水平和居民生活水平，私家车的占有率直线上升，各式各样的汽车已经成为人们的代步工具。

同时伴随而来的是频频发生的交通事故，尤其是因为酒后驾车所引发的交通事故，给自己和人们的生命财产安全带来威胁，同时也给国家和社会带来了严重的经济损失。

因此，对于每个驾驶人来说拥有一个酒精浓度检测仪，在每次驾驶之前自行检测酒精浓度再决定是否安全驾驶，这是对自己、对家庭、对社会有责任感的体现。

此外，从工厂企业到居民家庭，酒精泄露的检测、监控对居民的人身和财产安全都是十分重要和必不可少的。

因此，酒精浓度检测仪具有十分广阔的实际应用价值和潜在的市场要求。

1.2 国外研究概况受20世纪信息技术快速发展的影响，传感技术逐渐走向成熟，在生活生产中得到了广泛的应用。

由于传感器在各个领域都有着举足轻重的作用，因此，高精度、高可靠性、微型化、低功耗和智能数字化成了其发展方向。

为了检查酒驾，警察常常使用一种便携式的酒精呼吸检测仪。

通过检测驾驶员呼出的气体判断驾驶者是否饮酒，而目前使用的酒精呼吸检测仪只能初步显示驾驶员是否饮酒，具体酒精浓度含量还得通过血检才能测得。

为了简化其流程，英国部已推出一种超级酒精呼吸检测仪，能够根据体温、呼吸频率等情况，当场判断出驾驶员体的酒精含量。

由此可见，高精度、高可靠性、微型化以及低功耗是酒精浓度检测仪今后发展的主流方向。

迄今为止，对气体中酒精含量进行检测的设备有燃料电池型、半导体型、红外线型、气体色谱分析型和比色型五种类型，但由于使用方便的原因，目前常用的有燃料电池型和半导体型两种。

酒后驾车测试仪的设计摘要以单片机和气体传感器为核心，设计了酒精浓度检测仪,实现了不同环境下酒精浓度的检测。

本文主要介绍了酒精浓度检测仪整体结构，设计了系统硬件电路，阐述了各模块功能并着重研究了气体传感器的选择。

关键词：单片机；A/D 转换；酒精传感器AbstractAn alcohol concentration detector is designed taken single chip computer and gas sensor as kernel. The alcohol concentration in different environment can be measured . In this paper , the whole construct of the alcohol concentration detector is introduced ; the system hardware circuit is designed ; the function of each model and how to select the gas sensor are discussed especially .Keywords : Single Chip Computer ; A/D Transformer ; Alcohol Sensor目录摘要 (1)Abstract (1)1、引言1.1课题的背景和意义近年来，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。

酒精浓度检测仪设计酒精浓度检测仪设计随着科技的不断发展，现代人对生活品质的要求越来越高，但同时人们也面临着种种安全隐患。

酒后驾驶是其中的一种，为了减少酒后驾驶对社会的负面影响，酒精浓度检测仪的应用越来越广泛。

本文将介绍酒精浓度检测仪的设计。

一、需求分析在设计酒精浓度检测仪前，我们需要充分了解需求。

酒精浓度检测仪的主要需求有：1. 精度高：酒精浓度检测仪需要能够准确地检测出饮酒者的酒精浓度，避免误判。

2. 稳定性好：由于酒精浓度检测仪需要长时间的使用，因此需要具有较好的稳定性，能够在长期使用中保持准确度和精度。

3. 操作简便：酒精浓度检测仪是为了能够让饮酒者自我检测的产品，所以需要操作简单，方便饮酒者使用。

4. 可靠性高：作为一款安全检测产品，酒精浓度检测仪需要具有高可靠性，能够准确地检测出饮酒者的酒精浓度，避免误判和漏判。

5. 成本低廉：为方便大众使用，酒精浓度检测仪需要具有成本低廉的优点，这样才能得到更为广泛的应用。

二、设计方案基本原理：汽车用酒精检测器是利用酒精传感器感受饮酒者呼出的气体中的酒精含量来判断其是否饮酒过量，从而达到节约油耗、防范酒驾的目的。

方案设计：1. 酒精传感器的选择：酒精传感器是整个酒精浓度检测仪的核心。

在选择传感器的时候，需要考虑其精确度、响应时间、稳定性、抗干扰能力等指标。

2. 电路设计：酒精浓度检测仪的电路设计需要考虑到传感器的输出信号处理、滤波、放大、数字转换等。

同时，根据要求可设计LED指示灯，显示红色表示饮酒超标，绿色表示饮酒未超标。

3. 软件设计：软件需要能够将传感器所采集到的数据转换成酒精浓度，根据酒驾限制法规进行酒精浓度限制，达到报警的目的。

4. 机械设计：考虑到饮酒者在呼出气体时需要将口对准酒精浓度检测仪的传感器，因此机械设计需要能够让传感器对溢气口进行自然吸附。

三、结构设计酒精浓度检测仪采用带显示屏的手持式结构，传感器置于机身顶部，运作过程中，饮酒者将吐气口对准传感器位置进行检测，通过屏幕显示酒精含量。

酒精浓度测试仪的设计随着现代人生活水平的提高，人们的需求也越来越高，包括对健康和安全的关注程度也越来越高。

在一些场合，饮酒后驾车已经被有关部门明确的禁止了，因为酒后驾车不仅对自己的身体和生命存在着极大的危害，同时也会给周围的人带来生命危险。

为了保障驾驶员的健康和安全，提高行车安全，尤其是在酒驾检测方面，酒精浓度测试仪的出现已经成为了一种非常有效的手段。

酒精浓度测试仪的原理酒精浓度测试仪的原理非常简单，它通过检测酒精在空气中的浓度，来确定被测者是否超出驾车安全的标准值。

由于人体吸入酒精的时间和方式不同，因此酒精浓度测试仪还分为呼气式和样品式两种，下面我们分别介绍一下。

呼气式酒精浓度测试仪呼气式酒精浓度测试仪是非接触式的，被测试者只需要将嘴巴对准呼气嘴，吸入口中的空气即可。

测试仪会将吸入的空气经过分析，确定酒精的浓度，然后显示在仪器的屏幕上。

这种方法的优点是测量速度快，非常方便，可以在任何时间、任何场合进行测量，而且精度大，误差非常小。

但是，呼气式酒精浓度测试仪需要花费一定的时间来清洁呼气嘴口罩，防止交叉感染。

样品式酒精浓度测试仪样品式酒精浓度测试仪是需要取样后才能进行测试的，它需要将被测试者的体液（通常是唾液或血液）或者被测试物（比如饮品）放到测试仪的吸孔中，然后进行测试。

这种方法的优点是能够更准确地测量酒精浓度，而且测试仪本身不用进行清洁，非常便于管理。

但是这种方法的缺点也很明显，需要取样，因此非常不方便，而且需要专业的技术人员才能进行操作。

酒精浓度测试仪的设计与制造为了能够更好地测量酒精浓度，酒精浓度测试仪需要具备精密的设计和制造技术。

具体而言，它需要考虑以下几个方面：1.反应器的材料应该使用高精度的金属材料，以确保仪器的精度和稳定性。

2.检测酒精浓度需要用到传感器，传感器需要非常精细，以能够在不同的环境下测量到准确的浓度值。

3.为了防止误操作，测试仪需要进行密码保护，只有特定的人员才能够进行操作。

摘要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。

酒精浓度监测仪是一种以气敏传感器和单片机为主，监测空气酒精浓度，并具有声光报警功能的空气酒精浓度监测仪。

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光报警来提示危害。

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。

关键词：AT89C52单片机；酒精浓度监测仪；A/D转换；声光报警目录摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 绪论 (4)2 单片机最小系统介绍 (5)2.1 AT89C52简介 (5)2.2 复位电路介绍 (6)2.3 晶振电路介绍 (7)3 信号采集和AD转换过程的软硬件设计 (8)3.1 酒精浓度传感器模块简介 (8)3.2 AD转换软硬件件设计 (9)3.2.1 ADC0804简介 (9)3.2.2 本设计中ADC0804外围硬件连接 (10)3.2.3 本设计中AD转换软件实现 (11)4显示模块软硬件设计 (12)4.1 LCD1602简介 (12)4.2 本设计中LCD1602的硬件连接介绍 (13)4.3 本设计中LCD1602的软件设计 (14)4.3.1 本设计的液晶写命令子函数和写数据子函数程序分析. 14 4.3.2 本设计中用到的液晶指令介绍 (15)4.3.3 本设计中的字符串显示和数据实时更新的实现方法 (16)5 其它外围设备软硬件设计 (17)5.1 报警电路软硬设计 (17)5.1.1 硬件部分设计 (17)5.1.2 软件部分设计 (18)5.2 待机指示灯软硬件设计 (19)5.2.1 硬件部分设计 (19)5.2.2 软件部分设计 (19)5.3 按键软硬件设计 (19)5.3.1 硬件部分设计 (19)5.3.2 软件部分设计 (20)5.4 电源电路 (21)6．系统总体设计 (21)6.1 硬件总体框图 (21)6.2 程序流程图 (22)6.3 硬件调试 (24)6.4 软件调试 (24)6.4.1 标志数的应用 (24)6.4.2 按键的消抖与松手检测的程序实现 (25)6.4.3 定时器与定时器中断 (26)结束语 (28)致谢 (29)参考文献............................. 错误!未定义书签。

abstractIn recent years, with the development of our country economy, people's living standards improve, more and more people have their own private cars, and drunk driving cause traffic accident also occur frequently. Now national law on road traffic safety regulations, major traffic accident after drinking or drunk driving motor vehicle, if the case constitutes a crime, shall be investigated for criminal responsibility according to law, and by the traffic administrative department of the public security organ his motor vehicle driving license revoked, and to regain the motor vehicle driving license shall not be for life.In view of the people for drunk driving has gradually, alcohol testing issue has caused wide attention. Drunk driving cause traffic accident is caused by driver's excessive drinking alcohol concentration is too high, in the human body paralysis nerve, cause the brain slow response, the symptom such as uncontrolled body. For this topic research is a kind of gas sensor and MCU is given priority to, monitoring air alcohol concentration, alcohol and which has the function of the LCD display air concentration monitor. The need to design an intelligent instrument to monitor driver's alcohol content in the body. This topic research is a kind of gas sensor and MCU is given priority to, monitoring air alcohol concentration, and has the function of voice alarm and LCD display air alcohol concentration monitor. It can detect and breathe out the alcohol density in air environment, and according to the different environment set different threshold, to sound alarm, more than the threshold and displays a threshold. To prompt the hazards.So as to achieve the following objectives: conducive to social and public traffic safety; Improve people's legal consciousness; Make it convenient and safe, accurate, efficient, easy to improve family alcohol test is blossoming.This work is based on 51 single chip microcomputer control ADC0809 sampling on the alcohol concentration to reflect the human body blood alcohol concentration; As well as to the MQ - 3 electrochemical sensor for temperature alcohol.Key words: ADC0809; MQ - 3; 51 single chip microcomputer第3章 系统硬件3.1系统硬件设计原理图分析D 1D 2k 1k 2k 3LEDRLEDG12345678910111213141516R S L C D E N I N311223344556603.2 实物图图3.2.1图3.2.23.3液晶显示器介绍在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。

酒精浓度测试仪设计报告目录酒精浓度测试仪设计报告 (1)一、设计意义 (3)二、硬件设计 (3)1、设计框图 (3)2、乙醇信号检测及调理电路 (4)3、单片机电路 (7)4、显示电路 (8)5、供电及程序下载电路 (9)三、Protel硬件开发软件 (10)1．Protel软件组成 (10)2．PCB板设计 (11)四、软件编程 (13)1、软件流程图 (13)2、主程序 (14)五、下载与调试 (20)1、USB转串口驱动安装 (20)2、下载程序 (21)参考文献 (22)程序 (22)一、设计意义自《刑法修正案(八)》和修改后的《道路交通安全法》正式实施，“醉酒驾驶”正式入刑。

不仅交警部门，而且很多车主都期盼能够有便携仪器方便地测量气体酒精浓度，为安全驾驶提供保障，有效减少重大交通事故的发生。

本研究设计的酒精浓度测试仪是一款实用性强、安全可靠的气体乙醇浓度检测工具，采用高精度MQ-3乙醇气体传感器对空气中的乙醇浓度进行检测，利用宏晶公司高性能低成本单片机STC89C52对检测信号进行A/D转换和处理，最后通过液晶屏显示输出。

本研究设计的酒精浓度测试仪还具有醉酒阈值设定功能，可以根据法律法规或用户需要设定修改醉酒阈值，并进行保存。

二、硬件设计1、设计框图本研究设计的酒精浓度测试仪框图如图1所示。

MQ-3乙醇气体传感器输出信号经信号调理电路处理，输出随乙醇浓度变化的电压信号，该电压信号送入单片机系统，经AD转换，与设定的醉酒阈值进行比较，并显示或报警。

图1 酒精浓度测试仪方框图2、乙醇信号检测及调理电路MQ-3乙醇气体传感器可以应用用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测，也用于其他场所乙醇蒸汽的检测。

其技术特点为：●对乙醇蒸汽有很高的灵敏度和良好的选择性●快速的响应恢复特性●长期的寿命和可靠的稳定性●简单的驱动回路主要技术指标：MQ-3乙醇气体传感器灵敏度曲线如图2所示，其传感原理为气敏电阻的输出阻值随乙醇气体等浓度变化而变化。

三峡学院专业综合课程设计报告题目51单片机酒精浓度测试仪设计系别电子与信息工程学院专业电子信息工程班级****级*班姓名XXX学号 52014年12 月12 日酒精浓度检测仪的设计一、设计目的近年来，我国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繁发生。

为此，我国将酒驾列入刑法围，所以需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体酒精含量。

本课程设计研究的是一种以气敏传感器和单片机A/D转换器为主，检测驾驶员呼出气体的酒精浓度，并具有声光报警功能的空气酒精浓度监测仪。

其可检测出空气环境中酒精浓度值，并可根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行声光报警来提示危害。

本课题分为两部分：硬件设计部分和软件设计部分。

硬件部分为利用MQ3气敏传感器测量空气中酒精浓度，并转换为电压信号，经A/D转换器转换成数字信号后传给单片机系统，由单片机及其相应外围电路进行信号的处理，显示酒精浓度值以及超阈值声光报警。

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，按键电路，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。

二、设计方案1、酒精浓度检测仪总设计方案设计时，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，外部干扰小等。

因此，可以直接把传感器输出电压值经过A/D转换器转换得到数据送入单片机进行处理。

此外，还需接人LED数码管显示，键盘设定，报警电路等。

其总体框图如图1所示。

图1 基本工作原理图三、设计容1、酒精浓度检测仪设计要求分析设计的酒精浓度测试仪应具有如下特点：（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。

酒精测试仪总体方案设计一、要求1.1、基本要求（1）使用乙醇传感器检测酒精浓度。

（2）当酒精浓度高于35mg/100ml时用绿色指示灯提示饮酒。

（3）当酒精浓度高于80mg/100ml时用绿色指示灯熄灭红色指示灯点亮并响蜂鸣器报警提示醉酒。

1.2、发挥部分（1）利用单片机进行控制。

（2）通过LCD或者数码管进行显示当前酒精浓度。

（3）通过按键能够修改饮酒或醉酒标准。

二、酒精浓度检测仪设计方案2.1 酒精浓度检测仪设计要求分析设计的酒精浓度测试仪应具有如下特点:(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)从便携式的角度出发,系统成功使用了数码管显示器以及小键盘｡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)软件设计简单易懂｡2.2 酒精浓度检测仪设计方案设计时,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,外部干扰小等｡因此,可以直接把传感器输出电压值经过A/D转换器转换得到数据送入单片机进行处理｡此外,还需接人LED显示,4*4键盘,报警电路等｡其总体框图如图2-1所示｡图2-1系统设计方框图单片机酒精浓度测试仪用MQ3酒精传感器采集气体信号,并通过数模转换器将模拟信号转换成数字信号送至单片机,单片机对数字信号进行分析处理,并将所得的结果显示出来,可以通过键盘设置不同环境下酒精浓度的不同阀值,如果所检测出的酒精浓度超过了所设定的阀值,那么单片机就能控制蜂鸣器发出声音报警｡键盘采用3个独立键盘进行数据输入设定;显示部分用4个数码管显示当前数据,数码管分别用4个74LS47锁存器控制段选和位选｡三、酒精测试仪的硬件设计3.1 单片机模块电路的设计本硬件由五部分组成:单片机模块,模数转换模块,酒精传感器模块｡本系统由单片机AT89C51控制,其直接控制三个模块:数转换模块将酒精传感器采集到模拟电压信号转换成输送到单片机控制处理,LCD显示模块可以将经过单片机处理过的酒精气体浓度的具体量化值显示｡单片机是一种集成电路芯片,采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算,逻辑运算､数据传送､中断处理)的微处理器(CPU),随机存取数据存储器(RAM),只读程序存储器(ROM),输入输出电路(I/O口),可能还包括定时计数器,串行通信口(SCI),显示驱动电路(LCD或LED驱动电路),脉宽调制电路(PWM),模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上,构成一个虽小然而完善的计算机系统｡这些电路能在软件的控制下准确､迅速､高效地完成程序设计者事先规定的任务｡3.1.1 单片机片内结构51单片机的片内结构如图3-1所示｡它把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上｡按功能划分,它有如下功能部件组成:（1）微处理器(CPU)｡（2）数据存储器(RAM)｡（3）程序存储器(ROM/EPROM)｡（4）4个8位并行I/O口(P0口､P1口､P2口､P3口)｡（5）一个串行口｡（6）2个16位定时器､计数器｡（7）中断系统｡（8）特殊功能寄存器(SFR)｡图3-1系统硬件设计原理图3.1.2单片机的选择AT89S51是低功耗､高性能､采用CMOS工艺的8位单片机,其片内具有8KB的可在线编程的Flash 存储器｡该单片机采用了ATMEL公司的高密度､非易失性存储器技术,与工业标准型80C51单片机的指令系统和引脚完全兼容;片内的Flash存储器可在线重新编程,或者使用通用的非易失性存储器编程;通用的8位CPU与在线可编程Flash集成在一块芯片上,从而使AT89S52 功能更加完善,应用更加灵活;具有较高的性能价格比,使其在嵌入式控制系统中有着广泛的应用前景｡掌握MCS-51单片机,应首先了解MCS-51的引脚,熟悉并牢记各引脚的功能,MCS-51系列中各种型号芯片的引脚是互相兼容的｡制作工艺为HMOS的MCS-51的单片机都采用40只引脚的双列直插封装方式,如图3-2所示｡P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST(TXD) P3.1 (INT0) P3.2 (INT1) P3.3 T0 P3.4 T1 P3.5 (WR) P3.6 (RD) P3.7XTAL1XTAL2GNDVccP0.0 (AD0)P0.1 (AD1)P0.2 (AD2)P0.3 (AD3)P0.4 (AD4)P0.5 (AD5)P0.6 (AD6)P0.7 (AD7)EA/VPPPSENP2.7 (A15)P2.6 (A14)P2.5 (A13)P2.4 (A12)P2.3 (A11)P2.2 (A10)P2.1 (A9)P2.0 (A8) PDIP(RXD) P3.0ALE/PROG图3-2 AT89C51芯片管脚图40只引脚按其功能来分,可分为如下3类:(1)电源及时钟引脚:Vcc､Vss､XTAL1､XTAL2｡电源引脚接入单片机的工作电源｡Vcc接+5V电源,Vss接地｡时钟引脚XTAL1､XTAL2外接晶体与片内的反相放大器构成了1个晶体振荡器,它为单片机提供了时钟控制信号｡2个时钟引脚也可外接独立的晶体振荡器｡XTAL1接外部的一个引脚｡该引脚内部是一个反相放大器的输入端｡这个反相放大器构成了片内振荡器｡如果采用外接晶体振荡器时,此引脚接地｡XTAL2接外部晶体的另一端,在该引脚内部接至内部反相放大器的输出端｡若采用外部时钟振荡器时,该引脚接受时钟振荡器的信号,即把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端｡(2)控制引脚:PSEN､ALE､EA､RESET(RST)｡此类引脚提供控制信号,有的还具有复用功能｡①RST/VPD引脚:RESET(RST)是复位信号输入端,高电平有效｡当单片机运行时,在此引脚加上持续时间大于2个机器周期(24个振荡周期)的高电平时,就可以完成复位操作｡在单片机工作时,此引脚应为≤0.5V低电平｡VPD为本引脚的第二功能,即备用电源的输入｡当主电源发生故障,降低到某一规定值的低电平时,将+5V电源自动接入RST端,为内部RAM提供备用电源,以保证片内RAM的信息不丢失,从而使单片机在复位后能正常进行｡② ALE/PROG引脚:ALE引脚输出为地址锁存允许信号,当单片机上电正常工作后ALE引脚不断输出正脉冲信号｡当单片机访问外部存储器时,ALE输出信号的负跳沿用于单片机发出的低8位地址经外部锁存器锁存的锁存控制信号｡即使不访问外部锁存器,ALE端仍有正脉冲信号输出,此频率为时钟振荡器频率的1/6｡PROG为该引脚的第二功能｡在对片内EPROM型单片机编程写入时,此引脚作为编程脉冲输入端｡③PSEN引脚:程序存储器允许输出控制端｡在单片机访问外部程序存储器时,此引脚输出脉冲负跳沿作为读外部程序存储器的选通信号｡此引脚接外部程序存储器的OE(输出允许端)｡④EA/VPP引脚:EA功能为片内程序存储器选择控制端｡当EA引脚为高电平时,单片机访问片内程序存储器,但在PC值超过0FFFH时,即超出片内程序存储器的4KB地址范围时将自动转向执行外部程序存储器内的程序｡当EA引脚为低时,单片机只访问外部程序存储器,不论是否有内部程序存储器｡(3)I/O口引脚:P0､P1､P2､P3,为四个8位I/O口的外部引脚｡P0口､P1口､P2口､P3口是3个8位准双向的I/O口,各口线在片内均有固定的上拉电阻｡当这3个准双向I/O口作输入口使用时,要向该口先写1,另外准双向口I/O口无高阻的“浮空”状态｡由于单片机具有体积小､质量轻､价格便宜､耗电少等突出特点,所以本系统采用89C51单片机,硬件设计电路图如图1所示｡89C51内部有4KB的EPROM,128字节的RAM,所以一般都要根据所需存储容量的大小来扩展ROM和RAM ｡本电路EA接高电平,没有扩展片外ROM和RAM｡MCS单片机都采用40引脚的双列直插封装方式｡40条引脚说明如下:主电源引脚Vss和Vcc(1)Vss接地(2)Vcc正常操作时为+5伏电源外接晶振引脚XTAL1和XTAL2(1)XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端,是外接晶体的一个引脚｡当采用外部振荡器时,此引脚接地｡(2)XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端｡是外接晶体的另一端｡当采用外部振荡器时,此引脚接外部振荡源｡控制或与其它电源复用引脚RST/VPD,ALE/和/Vpp(1)RST/VPD 当振荡器运行时,在此引脚上出现两个机器周期的高电平(由低到高跳变),将使单片机复位在Vcc掉电期间,此引脚可接下图8051引脚排列图上备用电源,由VPD向内部提供备用电源,以保持内部RAM中的数据｡(2) ALE/正常操作时为ALE功能(允许地址锁存)提供把地址的低字节锁存到外部锁存器,ALE 引脚以不变的频率(振荡器频率的)周期性地发出正脉冲信号｡因此,它可用作对外输出的时钟,或用于定时目的｡但要注意,每当访问外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲,ALE 端可以驱动(吸收或输出电流)八个LSTTL 电路｡对于EPROM型单片机,在EPROM编程期间,此引脚接收编程脉冲(功能)｡(3)外部程序存储器读选通信号输出端,在从外部程序存储取指令(或数据)期间, 在每个机器周期内两次有效, 同样可以驱动八LSTTL输入｡(4)/Vpp ､/Vpp为内部程序存储器和外部程序存储器选择端｡当 /Vpp为高电平时,访问内部程序存储器,当/Vpp为低电平时,则访问外部程序存储器｡对于EPROM型单片机,在EPROM编程期间,此引脚上加21伏EPROM编程电源(Vpp)｡输入/输出引脚P0.0 - P0.7,P1.0 - P1.7,P2.0 - P2.7,P3.0 - P3.7｡(1)P0口(P0.0 - P0.7)是一个8位漏极开路型双向I/O口,在访问外部存储器时,它是分时传送的低字节地址和数据总线,P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL负载｡(2)P1口(P1.0 - P1.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口｡能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载｡(3)P2口(P2.0 - P2.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口,在访问外部存储器时,它输出高8位地址｡P2口可以驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载｡(4)P3口(P3.0 - P3.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口｡能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载｡3.1.3单片机最小系统的实现单片机主要擅长系统控制,而不适合做复杂的数据处理,在设计单片机最小系统时通常选用AT89C5l､AT89C52､AT89S51､AT89S52(S系列芯片支持ISP功能)等型号的8位DIP-40封装的单片机作为MCU,一个典型的单片机最小系统一般由时钟电路､复位电路､键盘电路､显示电路部分组成,有时也外扩片外RAM 和ROM以及外部扩展接口等电路｡3.1.3.1系统时钟电路单片机内部具有一个高增益反相放大器,用于构成振荡器｡通常在引脚XTALl和XTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器,系统时钟电路结构如图2所示,可以根据情况选择6MHz､8MHz或12MHz等频率的石英晶体,补偿电容通常选择20-30pF左右的瓷片电容｡3.1.3.2复位电路单片机小系统采用上电自动复位和手动按键复位两种方式实现系统的复位操作｡上电复位要求接通电源后,自动实现复位操作｡手动复位要求在电源接通的条件下,在单片机运行期间,用按钮开关操作使单片机复位｡上电自动复位通过电容C3充电来实现｡手动按键复位是通过按键将电阻R2与VCC接通来实现｡3.1.3.3键盘电路系统利用P1口的P1.0-P1.3设置了4个独立按键S2~S5,当键按下时,P1口相应的引脚置为低电平,且与此键相连的发光二极管点亮｡此外,通过8279键盘显示控制芯片还可以扩展编码键盘和显示,利用8279扩展的一个2×8=16键编码键盘及 8个LED电路｡3.1.3.4显示电路系统设置了8个共阳极LED数码管LED1-LED2,单片机P0口提供段码信号,低电平有效,P0口输出端通过限流电阻R00~R07与数码管的段码数据线相连,用来送出LED数码管的段码数据信号｡单片机P2口提供位选信号,当P2口某位输出低电平时,与此相连的开关三极管导通,对应的数码管点亮,使用三极管用来增强信号的驱动能力｡此外,为了扩展LCD显示,系统设置了两个LCD 接口,如图7,一个用于40点矩阵LCD显示,一个用于128×64点阵式LCD 显示｡3.2酒精传感器模块的选择与设计3.2.1气敏传感器工作原理气敏电阻是一种半导体敏感器件,它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的｡人们发现某些氧化物半导体材料如SnO2､ZnO､Fe2O3､MgO､NiO､BaTiO3等都具有气敏效应｡气敏传感器是一种检测特定气体的传感器｡它主要包括半导体气敏传感器､接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等,其中用的最多的是半导体气敏传感器｡它的应用主要有:一氧化碳气体的检测､瓦斯气体的检测､煤气的检测､氟利昂(R11､R12)的检测､呼气中乙醇的检测､人体口腔口臭的检测等等｡它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号,根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,从而可以进行检测､监控､报警;还可以通过接口电路与计算机组成自动检测､控制和报警系统｡半导体气敏传感器对于低浓度气体具有很高的灵敏度,具有嗅觉功能,能自动检测瓦斯浓度｡一旦瓦斯超限,气敏传感器即可自动报警,然后采取先抽后采的原则,即可防止瓦斯爆炸事故的发生｡半导体气敏传感器是利用待测气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化来检测气体的种类和浓度的｡当半导体器件被加热到稳定状态,在气体接触半导体表面而被吸附时,被吸附的分子首先在表面自由扩散,失去运动能量,一部分分子被蒸发掉,另一部分残留分子产生热分解而固定在吸附处时,如果半导体的功函数大于吸附分子的离解能,吸附分子将向器件释放电子,而形成正离子吸附｡如H2､CO､碳氢化合物等,被称为还原型气体｡当还原型气体吸附到N型半导体上时,载流子增多,使半导体电阻值下降｡3.2.2气敏传感器简介气敏传感器是酒精检测系统的核心,通常安装在探测头内｡从本质上讲气敏传感器是一种将某种气体的体积分数转化成对应电信号的转换器｡探测头通过气敏传感器对气体样品进行调理,通常包括滤除杂质和干扰气体､干燥或制冷处理､样品抽吸,甚至对样品进行化学处理,以便化学传感器进行更快速的测量｡目前普遍使用的气敏传感器有燃料电池型(电化学型)和半导体型两种｡他们能够制造便携型呼气酒精浓度测试器,适合于现场使用｡与半导体传感器相比,燃料电池酒精传感器具有稳定性好､精度高､抗干扰性好等优点｡由于燃料电池酒精传感器的结构要求很精密,制造难度大,目前世界上只有美国､德国､英国等少数几个国家能够生产｡本测试器采用MQK2酒精浓度传感器,检测人体呼出气体中酒精浓度并且输出电压信号｡MQK2酒精浓度传感器主要由气敏元件和电阻丝组成, MQK2传感器外接+5V电压时,能将电阻丝加热到270℃~300℃｡,电路将MQK2传感器的阻值变化转化成输出电压的变化,从而可以通过A/D转换成数字量供单片机处理｡根据分析,乙醇浓度增加时元件电阻R减小反之异亦反,所以呼出气体中的气态乙醇逐渐扩散后元件电阻R敏感的变化｡在应用方面,目前最广泛的是可燃性气体气敏元件传感器,已普及应用于气体泄漏检测和监控,从工厂企业到居民家庭,应用十分广泛｡一是气体传感器向低功耗､多功能､集成化方向发展国外气体传感器发展很快｡二是增强可靠性,实现元件和应用电路集成化,多功能化,发展MEMS技术,发展现场适用的变送器和智能型传感器｡3.2.3 气体传感器向低功耗､多功能､集成化方向发展国外气体传感器发展很快,一方面是由于人们安全意识增强,对环境安全性和生活舒适性要求提高;另一方面是由于传感器市场增长受到政府安全法规的推动｡因此,国外气体传感器技术得到了较快发展,据有关统计猜测,美国1996年—2002年气体传感器年均增长率为(27~30)%｡目前,气体传感器的发展趋势集中表现为:一是提高灵敏度和工作性能,降低功耗和成本,缩小尺寸,简化电路,与应用整机相结合,这也是气体传感器一直追求的目标｡如日本费加罗公司推出了检测(0.1~10)×10-6硫化氢低功耗气体传感器,美国IST提供了寿命达10年以上的气体传感器,美国FirstAlert公司推出了生物模拟型(光化反应型)低功耗CO气体传感器等｡二是增强可靠性,实现元件和应用电路集成化,多功能化,发展MEMS技术,发展现场适用的变送器和智能型传感器｡如美国GeneralMonitors公司在传感器中嵌入微处理器,使气体传感器具有控制校准和监视故障状况功能,实现了智能化;还有前已涉及的美国IST 公司的具有微处理器的“MegaGas”传感器实现了智能化､多功能化｡3.2.4传感器的选择传感器千差万别,即便对于相同种类的测定量也可采用不同工作原理的传感器,因此,要根据需要选用最适宜的传感器｡(1)测量条件如果误选传感器,就会降低系统的可靠性｡为此,要从系统总体考虑,明确使用的目的以及采用传感器的必要性,绝对不要采用不适宜的传感器与不必要的传感器｡测量条件列举如下,即测量目的,测量量的选定,测量的范围,输入信号的带宽,要求的精度,测量所需要的时间,过输入发生的频繁程度｡(2) 传感器的性能选用传感器时,要考虑传感器的下述性能,即精度,稳定性,响应速度,模拟信号或者数字信号,输出量及其电平,被测对象特性的影响,校准周期,过输人保护｡(3) 传感器的使用条件传感器的使用条件即为设置的场所,环境(湿度､温度､振动等),测量的时间,与显示器之间的信号传输距离,与外设的连接方式,供电电源容量｡根据被检测气体的不同,气敏传感器可分为以下三类:(1)可燃性气体气敏传感器｡目前该类气敏传感器需求量最大,包含各种无机和有机类气体检测,主要用于抽油烟机､泄露报警器和空气清新剂等方面,并已经形成生产规模,在油田､矿区､化工､企业及家庭等生产和生活领域广泛用作气体泄露报普,特别是用于家庭气体泄露报警,需求量不断增加,使该类传感器有着广泛的发展空间｡(2)CO和H2气敏传感器｡CO气敏元件可用于工业生产､环保､汽车､家庭等CO泄露和不完全燃烧检测报警;H2气敏元件除应用于工业等领域外,主要用于家庭管道煤气泄露报警｡由于我国管道煤气中H2含量很高,而氢敏元件较氧化碳元件价格低,灵敏度高,因此,用氢敏元件做城市管道煤气泄露报警更为适宜｡(3)毒性气体传感器｡毒性气体传感器又称为环境有毒有害气体传感器,主要用于检测烟气､尾气､废气等环境污染气体,虽然SnO2气敏传感器对CO,H2S等有毒有害气体敏感,但应用最多的仍是电解式化学传感器｡传感器的分类方式有很多种,以上是根据被检测气体的性质进行的分类,也有根据元件的物理特性进行分类的｡一个新型的气体检测系统应该包括:(1)基于一种或几种传感技术的气体传感器｡(2)组合了气体传感器和采样调理电路的探头｡(3)配有人机接口软件的中心监测和控制系统｡(4)在一些应用中,与其它安全系统和仪器的接口｡本设计中的酒精气体传感器采用河南汉威电子有限公司的MQ-3型,它属于MQ系列气敏元件的一种｡如图3-3所示:图3-3 MQ-3外形特点:检测范围为10ppm~2000ppm ;灵敏度高,输出信号为伏特级;响应速度快,小于10秒;功耗小于0.75W,尺寸:D17*H10｡MQ-3型气敏传感器的敏感部分是由金属氧化物(二氧化锡)的N型半导体微晶烧结层构成｡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｡本系统直接测量的是呼气中的酒精浓度,再转换为血液中的酒精含量浓度,故采用气敏传感器｡考虑到周围空气中的气体成分可能影响传感器测量的准确性,所以传感器只能对酒精气体敏感,对其他气体不敏感,故选用MQ-3型气敏传感器｡其有很高的灵敏度､良好的选择性､长期的使用寿命和可靠的稳定性｡MQ-3型气敏传感器由微型Al2O3,陶瓷管和SnO2敏感层､测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢的腔体内,加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件｡传感器的标准回路有两部分组成｡其一为加热回路,其二为信号输出回路,它可以准确反映传感器表面电阻值的变化｡传感器的表面电阻RS的变化,是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号VRL输出面获得的｡负载电阻RL可调为0.5-200K｡加热电压Uh为5v｡上述这些参数使得传感器输出电压为0-5V｡MQ-3型气敏传感器的结构和外形､标准回路､传感器阻值变化率与酒精浓度､外界温度的关系图如图3-4所示｡图3-4 MQ3 原理图MQ-3的灵敏度特性曲线如图3-5所示:灵敏度特性曲线图3-5灵敏度特性曲线3.2.5 MQ-3的检测如图 3-6所示,当电源开关S断开时,传感器加热电流为零,实测A,B之间电阻>20M欧｡S接通,则f,f之间电流由开始时155mA降至153mA而稳定｡加热开始几秒钟后A,B之间电阻迅速下降至1M欧以下,然后又逐渐上升至20M欧以上后并保持着｡此时如果将内盛酒精棉花的小瓶瓶口靠近传感器,我们立即可以看到数字万用表显示值马上由原来大于20M欧降至1M欧以下｡移开小瓶过15-40s 后,A,B之间电阻恢复至大于20M欧｡这种反应可以重复试验,但要注意使空气恢复到洁净状态｡图3-6 MQ-3检测图3.3酒精传感器的工作原理3.3.1传感器性能分析QM3气体传感器的敏感材料是金属氧化物,最具代表性的是SnO2｡金属氧化物晶体如SnO2在空气中被加热到一定高的温度时,氧被吸附在的带一个负电荷的晶体表面｡然后,晶体表面的供与电子被转移到吸附的氧上,结果在一个空间电荷层留下正电荷｡这样,表面势能形成一个势垒,从而阻碍电子流动｡在传感器的内部,电流流过SnO2微晶的结合部位(晶粒边界)｡在晶粒边界,吸附的氧形成一个势垒阻止载流子自由移动,传感器的电阻即缘于这种势垒｡还原性气体出现时,带有负电荷的氧的表面浓度降低,导致晶粒边界的势垒降低｡降低了的势垒使传感器的阻值减小了｡传感器阻值和还原性气体浓度之间的关系可由下面的一定范围气体浓度方程表示:Rs=A[C]-α这里:Rs=传感器电阻 A=常数 [C]=气体浓度α=Rs曲线的斜率费加罗气体传感器的气敏素子,使用在清洁空气中电导率低的SnO2｡当存在检知对象气体时,传感器的电导率随空气中气体浓度增加而增大｡使用简单的电路即可将电导率的变化,转换为与该气体浓度相对应的输出信号｡TGS822 传感器对酒精､有机溶剂灵敏度高,在酒精检测器等方面得到广泛使用｡相同特性的 TGS823,采用了陶瓷底座,可以在200℃的高温气氛中使用｡表3-1 QM3性能参数一览表。

酒精浓度检测仪设计酒精浓度检测仪是一种用于检测人体内酒精含量的仪器。

在出现酒后驾车、酗酒等问题的情况下，酒精浓度检测仪成为保证公共安全、减少交通事故发生的重要装备。

因此，设计一种高精度、可靠性强、使用便捷的酒精浓度检测仪对于社会和个人都有着深远的意义。

酒精浓度检测仪的设计首先需要考虑的是检测原理。

目前常用的检测原理有两种：呼出气体分析法和皮肤透气气体分析法。

呼出气体分析法是通过检测呼出气体中酒精的浓度来确定人体内酒精含量的方法，这种方法准确度高、稳定性好，因此在实际应用中被广泛使用。

皮肤透气气体分析法则是通过检测皮肤表面蒸气中酒精的浓度来确定人体内酒精含量的方法，但由于环境因素的影响较大，目前使用较少。

其次，酒精浓度检测仪的设计需要考虑的是测量范围。

不同国家和地区对于酒精浓度的限制均不尽相同，因此酒精浓度检测仪的设计应该考虑到不同的测量范围。

例如，在中国，酒后驾车的刑事责任标准为血液中酒精含量达80mg/100ml及以上或呼气中酒精含量达350μg/100ml及以上，因此酒精浓度检测仪的测量范围应该涵盖这两个数据。

另外，酒精浓度检测仪的设计还需要考虑到使用便捷与易懂。

在实际应用中，酒精浓度检测仪应该是一个便携式的设备，使用者能够轻松进行携带和操作，并能够在短时间内快速获得检测结果。

同时，在检测结果上，酒精浓度检测仪的设计应该以数字形式展示，便于使用者快速判断和理解。

此外，酒精浓度检测仪的设计应该还考虑到防伪性和数据管理。

在实际应用中，酒精浓度检测仪被广泛应用于交通管理、公共场所管理等领域，因此酒精浓度检测仪的设计应该具备一定的防伪性能，以防止造假现象的发生。

同时，酒精浓度检测仪还应该具备数据管理的功能，能够存储、归档检测结果以及使用者信息等数据，以便于后续管理和统计。

综上所述，酒精浓度检测仪是一个与公共安全息息相关的仪器，其设计应该具备高精度、可靠性强、使用便捷、测量范围广、数据管理功能齐全等特点。

酒精浓度测试仪的设计摘要：本设计的酒精浓度测试仪是一款实用性强、安全可靠的气体乙醇浓度检测工具，采用高精度MQ-3乙醇气体传感器对人呼出的乙醇浓度进行检测，利用高性能低成本单片机STC89C52对检测信号进行A/D转换和处理，最后通过液晶屏显示输出。

关键词：单片机；A/D转换和处理;MQ-3；乙醇气体传感器目录摘要.................................................................................... 第一章绪论 ......................................................... ............1.1本课题的研究的背景以及现实意义 ...............................1.2关于本课题的简介 ............................................. ........1.3 设计酒精浓度探测仪的意义.........................................1.4 本文主要研究工作....................................................... 第二章硬件设计 ..................................................... ......2.1乙醇信号检测及调理电路 ....................................... ......... 2.2单片机电路 ..................................................................... 2.3显示电路 .......................................................................... 第三章仿真与程序........................................................3.1设计仿真.......................................................................... 3.2程序................................................................................第四章设计总结 ........................................................... 参考文献 ........................................................... ............第一章绪论1.1 设计背景我国传感器市场的增长率超过15%，2003年销售额为186亿元人民币，2006年销售额为283亿元人民币，预计2007年为325亿元人民币，2008年为374亿元人民币。

0 引言在公路运输业高速发展的年代，交通安全越来越得到大家的关注，由于酒驾所引起的交通事故已经严重威胁到人们的生命安全。

据不完全统计，人类身体中的酒精含量如果升至80mg/100ml 时引发的撞车事故比没有接触酒时候要多2倍，而当酒精含量到了100mg/100ml 时所引发的事故要比没有接触酒时要多5倍甚至更多，可见酒后驾驶危害极大。

本文设计的酒精浓度测试仪采用高级芯片来控制工作，当要测量的气体传送到气敏触头时，触头测量气体酒精的浓度并将它转换成可以识别的电压脉冲，电压脉冲通过数模转换器模块的转换进入单片机芯片中，并通过LCD 屏实时显示酒精浓度数值，如超出设定阈值便发出声光报警。

1 酒精浓度检测仪的设计1.1 系统总体设计思路此款酒精浓度测试仪以单片机为核心控制器，主体模块包括传感器模块、单片机最小系统、A/D 转换器模块、声光报警模块、LCD 液晶显示模块、键盘输入模块，完整的控制系统如图1所示。

1.2 系统功能及技术指标1.2.1 系统功能（1）酒精浓度测试仪可实时检测驾驶员呼出气体的酒精浓度并显示数值，同时显示屏还可显示设定的最大阈值与最小阈值。

（2）当测量的酒精浓度超出所设定的阈值范围时，测试仪的声光报警模块发出报警提示音，指示驾驶员处于酒驾或醉驾状态。

1.2.2 技术指标（1）测量酒精浓度的范围是：20-100mg/100mL。

（2）所含酒精百分比的精度：±0.1%。

（3）时钟性能：误差范围极小正负不超过1秒，时钟性能稳定，掉电不丢失数据。

图1 酒精浓度测试仪的系统框图1.3 系统硬件设计1.3.1 酒精传感器模块本设计的传感器模块选择MQ-3气敏传感器，该传感器的触头仅对酒精气体敏感，其他气体不影响采集结果。

MQ-3酒精传感器选用了二氧化锡作为气敏材料，传感器的触头收集到挥发酒精，敏性。

1.3.2 A/D A/D我们所需要的数据。

1.3.4 键盘输入模块键盘输入模块主要用来设定报警阈值，设置3个按键，分别对应阈值设定、阈值增加和阈值减小，即可完成阈值设定。

酒精测试仪的功能与设计方案摘要：本文论述了酒精测试仪的功能和设计方案。

介绍了酒精测试仪的技术指标和依据，酒精测试仪实现功能和设计指标，酒精测试仪的每一个功能。

关键词：酒精测试仪，PC104，数据通讯一、酒精测试仪的设计原则与依据酒精测试仪是一种便携式产品。

便携式产品具有体积小、重量轻、功耗低等特点。

因此，在设计产品时首先就要对产品的功能、指标、结构、功耗进行分析。

比如电源采用交流供电还是直流供电、交流供电采用什么电源变换技术，直流供电如何分配电源，系统各功能模块需要多大的电流等。

既要提高产品的性能，又要尽量降低其能耗，这通常是一对矛盾。

因为系统的技术指标往往与系统的关系极大，有些指标，如速度、精度、负载能力等一般就是用牺牲功耗的方法获得的。

因此，拟订方案时应根据实际需要合理的确定产品的技术指标，以达到性能合理的情况下降低功耗的目的。

对于便携式的智能化仪表，拟订方案时应考虑采用单片机作为核心控制部件，因为现在的单片机本身就有低功耗特性，自身消耗的电流极低，且利用其智能化特点可代替许多分离器件，有利用进行电源管理、满足智能化特性及提高产品的可靠性等特点。

根据现有的酒精测试仪的特点和使用效果，本系统的设计应当遵循以下原则1.规范性和实用性酒精测试仪的设计应根据环境条件、维护保养、测量精度等多种因素的统筹考虑。

项目的设计符合有关风险登记和防护级别的要求，符合有关设计规范、设计任务以及建设方的管理和使用要求。

2.先进性和互换性在技术上具有适度超前性和设备的互换性，为系统的增容和改造留有余地。

3.准确性能在现场环境条件和所选条件下，对试纸条进行准确、实时的检测。

能根据设计的要求，准确地测量出酒精的含量。

4.完整性测量的结果不仅能够在液晶屏上显示，而且能够储存和打印。

5.重复性仪器测试同一稳定中值样品的变异系数（CV）：≤2%。

用某一稳定中值样品在同一台仪器上连续测量次（≥10），按照公式1-1计算变异系数CV。

目录1 引言 (1)1.1 本课题设计的目的和意义 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3 酒精浓度测试仪科技新动向 (2)2.1 酒精浓度检测仪的原理说明 (4)2.1.1 酒精浓度检测仪构成部分 (4)2.1.2 酒精浓度检测仪原理 (4)2.1.3 呼出气体的测量方法 (4)2.1.4 数据的显示方法 (5)2.1.5 关于气体收集测量方法不同造成的影响 (5)2.2 酒精浓度监测仪的硬件电路设计 (5)2.2.1 传感器 (6)2.2.2 A/D转换电路 (8)2.2.3 ADC0809的引脚及功能 (9)2.2.4 AT89S52单片机 (11)2.2.5 LCD显示 (15)2.2.6 键盘 (15)2.2.7 声光报警 (17)3.1 主程序流程图 (18)3.1.1 数据采集子程序 (18)3.1.2 数据处理子程序 (19)3.1.3 键盘扫描子程序 (20)3.1.4 提示界面键盘子程序 (20)3.1.5 键盘阈值设定子程序 (20)3.1.6 显示子程序 (20)3.1.7 报警子程序 (21)3.2 调试分析 (22)3.2.1 硬件调试 (22)3.2.2 软件调试 (23)3.3 软件与硬件结合调试 (23)3.4 调试故障及原因分析 (23)4 结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)1 引言1.1 本课题设计的目的和意义酒后驾车是导致交通事故的一个主要因素，为了防止机动车辆驾驶人员酒后驾车，现场测试人体呼气中酒精含量已经受到重视，所以酒精浓度测试仪正在慢慢的得到广泛的关注与应用。

当酒精在人体血液内达到一定浓度时，就会麻痹神经，造成大脑反应迟缓，肢体不受控制等症状。

人对外界的反应能力及控制能力就会下降，处理紧急情况的能力也随之下降。

对于酒后驾车者而言，其血液中酒精含量越高，发生撞车的几率越大。

根据世界组织的事故调查，大约50%—69%的交通事故与酒后驾驶有关，酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要原因[1]。

酒精浓度测试仪设计报告目录酒精浓度测试仪设计报告 (1)一、设计意义 (3)二、硬件设计 (3)1、设计框图 (3)2、乙醇信号检测及调理电路 (4)3、单片机电路 (7)4、显示电路 (8)5、供电及程序下载电路 (9)三、Protel硬件开发软件 (10)1．Protel软件组成 (10)2．PCB板设计 (11)四、软件编程 (13)1、软件流程图 (13)2、主程序 (14)五、下载与调试 (20)1、USB转串口驱动安装 (20)2、下载程序 (21)参考文献 (22)程序 (22)一、设计意义自《刑法修正案(八)》和修改后的《道路交通安全法》正式实施，“醉酒驾驶”正式入刑。

不仅交警部门，而且很多车主都期盼能够有便携仪器方便地测量气体酒精浓度，为安全驾驶提供保障，有效减少重大交通事故的发生。

本研究设计的酒精浓度测试仪是一款实用性强、安全可靠的气体乙醇浓度检测工具，采用高精度MQ-3乙醇气体传感器对空气中的乙醇浓度进行检测，利用宏晶公司高性能低成本单片机STC89C52对检测信号进行A/D转换和处理，最后通过液晶屏显示输出。

本研究设计的酒精浓度测试仪还具有醉酒阈值设定功能，可以根据法律法规或用户需要设定修改醉酒阈值，并进行保存。

二、硬件设计1、设计框图本研究设计的酒精浓度测试仪框图如图1所示。

MQ-3乙醇气体传感器输出信号经信号调理电路处理，输出随乙醇浓度变化的电压信号，该电压信号送入单片机系统，经AD转换，与设定的醉酒阈值进行比较，并显示或报警。

图1 酒精浓度测试仪方框图2、乙醇信号检测及调理电路MQ-3乙醇气体传感器可以应用用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测，也用于其他场所乙醇蒸汽的检测。

其技术特点为：●对乙醇蒸汽有很高的灵敏度和良好的选择性●快速的响应恢复特性●长期的寿命和可靠的稳定性●简单的驱动回路主要技术指标：MQ-3乙醇气体传感器灵敏度曲线如图2所示，其传感原理为气敏电阻的输出阻值随乙醇气体等浓度变化而变化。

酒精浓度测试系统的硬件设计近年来，酒驾已经成为世界范围内的一大社会问题。

每年都有数以万计的人因为酒驾而丧失了生命，同时也造成了严重的财产损失。

为了解决这一问题，各种酒精浓度测试系统被广泛应用于各种交通场所和其他公共场所。

本文主要讲解酒精浓度测试系统的硬件设计。

一、酒精浓度测试系统的基本原理酒精浓度测试系统的基本原理是利用酒精和空气中的气体进行反应，并通过传感器将反应后的气体浓度，转变为电信号进行测量，从而得出酒精含量的浓度。

二、酒精浓度测试系统的硬件设计1.传感器传感器是整个酒精浓度测试系统中最重要的部分之一。

传感器的主要作用是将气体反应后的变化转换为电信号，在硬件设计中承担着测量精度和快速响应的重要角色。

目前市场上常见的传感器有半导体传感器、红外线传感器、气象传感器等。

其中，半导体传感器应用最为广泛，其主要原理是利用化学反应将反应后的气体浓度转换成电信号。

而红外线传感器的主要原理则是利用红外线光谱学原理测量气体分子和酒精分子之间的差异。

2.数据采集仪数据采集仪是酒精浓度测试系统中和传感器紧密配合的部分。

其主要作用是收集传感器传来的电信号，并通过模拟量和数字量转换器转换成计算机能够识别的数字信号。

在硬件设计中，数据采集仪需要具备高速、高精度、高稳定性的特点。

这样才能保证测试数据的精度和准确性。

3.电子控制模块电子控制模块是酒精浓度测试系统中最为核心的部分之一。

其主要作用是控制数据采集仪的工作状态，并将测试结果显示在控制面板上。

在硬件设计中，电子控制模块需要具备高速、高精度、高稳定性、低功耗的特点。

同时，还需要有较好的故障自检和报警功能，以保证测试结果的准确性。

4.显示器显示器是酒精浓度测试系统中最为直观的部分之一。

其主要作用是将测试结果在屏幕上显示出来，给人们带来视觉上的感受。

在硬件设计中，显示器需要具备高分辨率、高亮度、高对比度、省电的特点。

同时，还需要有较好的耐久性和抗干扰性，以保证测试结果的准确性。

酒精浓度测试仪的设计[摘要]：本研究设计的酒精浓度测试仪是一款实用性强、安全可靠的气体乙醇浓度检测工具，采用高精度MQ-3乙醇气体传感器对空气中的乙醇浓度进行检测，利用宏晶公司高性能低成本单片机STC12C5A16AD对检测信号进行A/D转换和处理，最后通过液晶屏显示输出。

本研究设计的酒精浓度测试仪还具有醉酒阈值设定功能，可以根据法律法规或用户需要设定修改醉酒阈值，并进行保存。

[关键词]：单片机 A/D转换和处理醉酒阈值 MQ-3乙醇气体传感器Alcohol concentration test instrumentAbstract：This study design alcohol tester is a new practical, safe and reliable gas ethanol concentration testing tool, Adopting high precision MQ - 3 ethanol gas sensors to detect the concentration of ethanol in the air, the use of macro crystal company high performance low cost STC12C5A16AD microcontroller to detection signal A/D conversion and processing, finally through the LCD screen display output. This study design alcohol tester also has drunk threshold setting function, can according to laws and regulations or the user need to set modify drunk threshold, and save.Keywords：Scm A/D conversion and processing Drunk threshold MQ - 3 ethanol gas sensor目录第一章绪论 (1)1.1本课题的研究的背景以及现实意义 (1)1.2关于本课题的简介 (1)1.3课题论述总体结构安排 (2)第二章硬件设计 (3)2.1设计框图 (3)2.2乙醇信号检测及调理电路 (3)2.3单片机电路 (6)2.4显示电路 (8)2.5阈值存储 (9)2.6供电及程序下载电路 (10)第三章 Protel硬件开发软件 (11)3.1 Protel软件组成 (11)3.2 PCB板设计 (12)第四章软件编程 (15)4.1软件流程图 (15)4.2主程序 (15)第五章酒精浓度测试仪的安装与调试 (23)5.1酒精浓度测试仪的注意事项 (23)5.1.1 手工焊接的基本概述 (23)5.1.2 元件清单 (23)5.2 酒精浓度测试仪的实物调试 (24)5.2.1 USB转串口驱动安装 (24)5.2.2下载程序 (24)5.2.3调试说明 (26)设计总结 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (31)第一章绪论1.1本课题的研究的背景以及现实意义自《刑法修正案(八)》和修改后的《道路交通安全法》正式实施，“醉酒驾驶”正式入刑。