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基于单片机的酒精浓度测试仪设计摘要中国经济的飞速发展使得私家车的占有量越来越高。
人们生活水平的提高，车辆的大幅度增多，也使得道路安全问题越来越严重。
有些事故是让人回天乏术的，而有些事故是完全可以避免的。
比如酒后驾车，这种行为是对自己以及他人生命的严重不负责。
为了遏制这种行为，对驾驶员进行酒精浓度测试不失为一种有效的方法。
酒精浓度测试仪不仅要能准确测出酒精的浓度，而且要让测试人员读出该浓度。
当然也要有报警装置，提醒人们浓度超标。
本设计目的在于实现对不同的酒精浓度的检测和显示，通过适当改进可以用于对驾驶员进行是否酒后驾车的检测。
本文主要采用STC89C52单片机与MQ-3型气体传感器，而且能够对显示出所测量的数据，加之二极管的使用就可以简单地显示出所测的酒精浓度。
当其浓度超过允许值时，检测仪将发出蜂鸣声。
关键词:酒精浓度检测；STC89C52单片机；MQ-3气体传感器；A/D转换，Alcohol tester based on MCUAbstractThe rapid development of China's economy makes the share of private cars increase. What’s more, the improvement of people's living standards and a substantial increase in the vehicle makes the road safety problem get worse. Some accidents are beyond resurrection, while others are completely can be avoided . Such as drunk driving. such behavior is serious not responsible to their and the others’lives . In order to curb this behavior, the driver alcohol test is an effective method. Alcohol tester is not only able to accurately measure the concentration of alcohol, but also can let testers reads the concentration. Of course, we have an alarm system to alert people to the concentration exceeded. The design aims to achieve different alcohol concentration detection and display. And it can be used for the driver is drunk driving tests through appropriate improvements. This paper uses STC89C52 MCU and MQ-3 Gas Sensor as the main devices. With the use of the diode, the alcohol tester can display the measured data and simply show the alcohol concentration measured. When the concentration exceeds the allowable value, the detector will beep.Keywords STC89C52 microcontroller; MQ-3 gas sensor; A/D conversion目录第1章绪论 (1)1.1酒精测试仪现状和发展趋势 (1)1.2酒精浓度检测仪设计的意义 (1)1.3 研究内容 (2)1.4系统总体思路 (2)第2章系统总体方案设计 (3)2.1总体设计 (3)2.2控制模块方案论证 (3)2.3显示模块方案论证 (4)第3章硬件电路设计 (5)3.1单片机电路设计 (5)3.1.1 单片机介绍 (5)3.1.2 STC89C52的功能特性 (6)3.1.3 STC89C52的原理说明 (6)3.2MQ3气体传感器 (7)3.2.1 MQ-3主要技术指标 (8)3.2.2 MQ-3结构、外形、测试电路 (8)3.2.3 MQ-3传感器调理电路 (10)3.3电源电路 (11)3.4ADC0809 (11)3.5LCD液晶显示模块 (12)3.5.1 LCD1602显示模块技术参数 (12)3.5.2 LCD602显示模块功能 (13)3.6发光二极管显示报警电路 (15)3.7阈值存储电路 (15)3.8系统硬件设计原理图分析 (16)第4章软件系统的设计与实现 (18)4.1主程序设计 (18)4.2分部分软件设计 (19)4.2.1 ADC程序流程图 (19)4.2.2 LCD程序流程图 (20)第5章系统的调试及实验结果 (21)5.1 调试步骤 (21)5.1.1 按键修改酒精阈值程序 (21)5.1.2 模数转换测试 (21)5.1.3 液晶显示程序设计 (22)5.1.4 声光报警测试 (25)5.1.5 整体功能调试程序 (25)5.2实验结果 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录A 译文 (30)STC89C51RC/ RD+系列MCU (30)附录B 外文原文 (38)STC89C51RC/RD+ SERIES MCU (38)附录C (50)附录a：全局变量头文件和延时模块 (50)附录b：AD转化模块 (52)附录c：24c08存储模块 (52)附录d：LCD显示模块 (57)附录e：主函数 (63)第1章绪论1.1 酒精测试仪现状和发展趋势汽车的发明，使世界的文明跨出了一大步。
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。
实验三——基于气敏传感器的驾驶员酒精浓度测试仪一．设计要求（1）测试浓度：安全浓度≤0.25mg/L，0.4mg/L＜酒驾浓度＞0.25mg/L，醉驾浓度≥0.4mg/L（2）显示方式：LCD显示（3）供电电压：3VDC（4）控制方式：单片机控制二．电路设计方框图：三．电路设计图四．程序流程图五．电路设计原理1.各单元电路原理（1）模数转换电路模数转换电路的作用是将传感器电路输出的模拟量信号转换为适合单片机处理的数字信号，并输入给单片机。
本课题采用的是ADC0809 A／D转换芯片。
ADC0809是8路8位逐次比较式A/D转换器，它能分时地对8路模拟量信号进行A／D转换，结果为8位2进制数据。
其由+5V电源供电，片内有带锁存功能的8路选1的模拟开关，由A，B，C的编码来决定选择通道。
0809完成一次转换需要1001xS左右。
输出具有TTI三态锁存缓冲器，可以直接连到MCS一5l单片机数据总线上。
ADC0809可对0-5V的模拟信号进行转换。
（2）键盘电路8279对键盘部分提供一种扫描工作方式，能对64个按键键盘阵列不断扫描，自动消抖，自动识别出闭合的键并得到键号，能对双键或N键同时按下进行处理。
显示部分为显示器提供了按扫描方式工作的显示接口，可以显示多达16位的字符或数字。
传感器输出的信号经ADC0809和单片机采集、处理后输出的信号为BCD码形式，它经过8279及显示电路处理后送入LCD显示。
（3）显示电路LJDl28X64液晶显示模块是128X64点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字(16X16点阵)、128个字符(8X16点阵)及64X256点阵显示RAM(GDRAM)。
可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8一位并行及串行两种连接方式。
（4）声光报警电路报警电路分为蜂鸣器报警电路和LED发光报警电路组成。
当输入端P1．0为低电平时，有电流通过蜂鸣器，蜂鸣器发出声音报警。
酒精浓度测试仪设计报告一、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。
MQ-3乙醇气体传感器管脚与测试电路如图3所示。
(a) 管脚图 (b) 测试电路图3 MQ-3乙醇气体传感器管脚及测试电路MQ-3乙醇气体传感器及其调理电路原理如图4所示。
其外形如图5所示。
经过调理，检测信号由电阻值转变成电压值，便于后续电路进行A/D转换和处理。
图4 传感器及调理模块原理图该传感器模块具有如下特点，方便与单片机系统接口组成检测仪器。
●具有信号输出指示。
●双路信号输出（模拟量输出及TTL电平输出）●TTL输出有效信号为低电平。
一个检测汽车司机饮酒程度仪器的设计一设计思路设计一个检测汽车司机饮酒程度的仪器。
分为十档，用一个数码管显示，要求能抗汽油味干扰。
采用的方法是测量司机呼出气体中的酒精含量，若其含量<100ppm，则为0档。
以后含量每增加300ppm就加一档。
故设计控制系统主要由酒精传感器、比较放大电路，发光二极管组成。
其工作原理为：通过酒精传感器检测司机呼出酒精气体的浓度，然后传感器的输出电压信号经过通过比较放大，驱动发光二极管依次发光，达到检测司机饮酒程度的目的。
二方案设计1.原理框图图1 系统设计原理框图2.原理及所需器件2.1.工作原理本探测仪采用酒精气体敏感元件作为探头，由一块集成电路对信号进行比较放大，并驱动一排发光二极管按信号电压高低依次显示。
对刚饮过酒的人，只要向探头吹一口气，探测仪就能显示出酒精气体的浓度高低。
若把探头靠近酒瓶口，它也能轻而易举地识别出瓶内盛的是白酒还是黄酒，能相对地区分出酒精含量的高低。
酒精探测仪的电路原理如图2所示。
该电路采用干电池供电，并经三端固定输出集成稳压器IC1稳压，输出稳定的5 V电压作为气敏传感器MQ—3和集成电路IC2的共同电源，同时也作为10个共阳极发光二极管的电源。
因此，外部电路就相当简单。
气敏传感器的输出信号送至IC2的输入端(5脚)，通过比较放大，驱动发光二极管依次发光。
10个发光二极管按IC2的引脚按(10—18、1)次序排成一条，对输入电压作线性10级显示。
输入灵敏度可以通过电位器RP调节，即对“地”电阻调小时灵敏度下降；反之，灵敏度增加。
IC2的6脚与7脚互为短接，且串联电阻R1接地。
改变R1阻值可以调整发光二极管的显示亮度，当阻值增加时亮度减弱，反之更亮。
IC2的2脚、4脚、8脚均接地。
3脚、9脚接电源+5 V(集成稳压器ICl的输出端)。
分别并联在ICl输入与输出端的电容C1、C2防止杂波干扰，使IC1输出的直流电压保持平稳。
图2 酒精探测仪电路发光二极管集成驱动器LM3914结构如图3所示。
酒精含量检测仪说明书一、产品示意图二、操作说明（1）开机及关机开机：在关机状态下，按住“右侧”键不放，直至仪器发出“哔…”的声响后放开，仪器开机。
按下“中间”键直接进入到测试界面：关机：在开机状态下，按住“右侧”键不放，直至仪器发出急促的“哔.哔.哔.哔”声响后放开，仪器断电关机。
（2）测试操作开机画面状态下，将吹管装入进气嘴，深吸一口气，然后含住吹管吹气，当达到吹气压力后仪器发出“哔”一声，同时屏幕测压指示条开始滚动；当滚动条到达尽头时，仪器自动测试并出结果：准备测试吹气中吹气完成显示测试结果在吹气压力滚动条未到达尽头，出现被测者停止吹气，仪器会显示“吹气中断”，同时发出提示音，并重新回到“请吹气”界面，要求重吹。
三,在连续测试时，两次测试应间隔2分钟。
如测试结果超过80mg/100mL（即呼气酒精含量超出0.36mg/L），下一次测试需间隔3分钟，以便让燃料电池充分归零。
四,电池弱电告警当仪器电池弱电时会提示电池电量低，但还可工作一段时间，需尽快更换电池；在工作过程中仪器会间隔性提示电池电量低，直到电池电量低至不能保证仪器正常工作，仪器将自动关机。
提示电池弱电弱电工作中电池耗尽即将关机警告仪器提示电池弱电时，还可工作一段时间，但应尽快更换电池，否则仪器将掉电关机。
五,安全操作事项请注意本说明书中的警告标志“”及警告字句。
“警告”表示对仪器或部件可能造成测量偏差或损坏的情况或行动。
请不要试图自行拆开仪器或部件进行维修，否则会造成仪器损坏或其他安全事故。
出现故障后请交给厂家或授权维修部门进行处理。
六,保养和维护需对仪器表面清洁时，请使用湿布或少量中性洗涤剂擦拭，切忌用化学有机溶剂（如酒精、天那水等）擦拭仪器表面。
每次使用完后，请将仪器关机并放回专用包装盒内。
酒精传感器资料单片机酒精浓度测试仪用MQK2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，能够通过键盘设置不一致环境下酒精浓度的不一致阀值，假如所检测出的酒精浓度超过了所设定的阀值，那么单片机就能操纵蜂鸣器发出声音报警。
键盘使用3个独立键盘进行数据输入设定；显示部分用5个数码管显示当前数据，数码管分别用2个74HC573锁存器操纵段选与位选。
本文设计的酒精浓度检测仪要紧是以酒精传感器与单片机为平台设计而成的，其硬件系统功能框图如图一所示。
图一硬件系统功能框图酒精浓度检测仪要紧是用来检测酒精浓度的，它要紧由酒精传感器、模数转换器、单片机、LCD 显示、与声音报警构成。
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，通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显示器显示出来。
假如所检测到的空气中的酒精浓度超过了所设定的阀值，那么单片机将会操纵蜂鸣器发出声音报警，用来提示危害。
2.2 MQR2酒精传感器MQR2酒精传感器是气敏传感器，其具有很高的灵敏度、良好的选择性、长期的使用寿命与可靠的稳固性。
传感器的标准回路有两部分构成：其一为加热回路；其二为信号输出回路，它能够准确反映传感器表面电阻的变化。
酒精浓度同输出电压的近似关系如图二所示。
图二酒精浓度同输出电压的近似关系2.3 传感器信号采集电路电路的前端部分MQK2传感器按照常规设计即可，如图三所示，MQK3外接+5V 电压时，可将电阻丝加热至270℃～300℃.电路将MQK2的阻值变化转换成输出电压的变化,从而能够通过A/D 转换成数字信号供单片机处理。
在酒精浓度为0时，其输出电压为3v 。
但由于其输出的电压范围超过了AT89S52的输入电压范围，因此在本设计中加入了一个调整电路来使其输出的电压能够满足AT89S52的输入要求。
