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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。
2.3.1酒精传感器的介绍酒精传感器MQ-3 的基本原理可简述为将探测到的酒精浓度转换成有用电信号的器件，并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[11]。
MQ-3 型气敏传感器由陶瓷管和二氧化硅敏感层、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。
气敏传感器的外观和相应的结构形式如图2.4 所示，它是由微型氧化铝陶瓷管、氧化锌敏感层，测量引脚电极和温度加热器组成[12]。
敏感元件固定在塑料或不绣钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。
封装好的气敏元件有六个管脚输出，其中四个用于信号的取出，二个用于提供加热的电流。
图2.4 酒精传感器的外观和相应的结构形式图中①、②、③分别表示MQ-3 乙醇传感器的引脚排列图、引脚功能图、使用接线图。
其中H-H 表示加热极（5V），A-A、B-B 传感器表示敏感元件的两个极，图③中框图中“V”为传感器的工作电压，同时也是加热的电压。
在工作时，气敏传感器的加热电压选取交流或直流5V 均可。
当其被受热后，加温室环境中的可燃气体浓度迅速增大，传感器的内阻阻值将会迅速降低，利用该特性并结合电路分析中的分压原理，分析便得知Vout 的值将逐渐增大，当超过预设定的阈值时，可产生相应的操作[13]。
经过处理后检测信号由电阻值转变成电压值，就可用于后续电路进行A/D 转换和处理。
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的电阻值变化。
传感器表面电阻Rs 的变化，是通过与其串联的负载电阻R L 上的有效电压信号U RL输出获得的。
二者之间的关系表述为：R S/R L= (V－U RL )/U RL……………………………(2-1)其中，V 为回路电压，电压为10V，负载电阻R L可调为0.5—200KΩ。
负载电阻R L可调，加热电压一般为5V。
酒精浓度检测报警电路系别：自动化工程系班级：姓名：学号：指导老师：目录一、引言 (3)二、气敏传感器研究现状 (4)三、设计框架 (5)四、设计框图 (6)五、电路图及仿真 (7)六、电路分析 (8)七、总结 (8)八、参考文献 (9)引言随着人类社会的不断进步，科学技术的突飞猛进，给我们的生活带来了日新月异的变化。
汽车已然成为现代社会必不可少乃至无可取代的产物，所以我国汽车的总数不断增加，从而导致交通事故的不断发生，而其中酒后驾驶导致的事故的占大部分。
而且中国人的请客劝酒文化根深蒂固，一到喜庆节日酒后驾驶的现象更为严重，如不及时提醒，后果将会不堪设想。
所以这更需要对汽车内的空气进行实时监测,以便及早得提醒驾驶员，有效的防护酒后驾驶，减少交通事故。
目前，在空气检测领域，各式各样的气敏传感器层出不穷，而各式各样的酒精检测设备也应运而生，且采用的都是对气体信息进行提取分析，得出气体的准确信息，但现在这些空气质量检测设备都有一个致命的缺点是—-价格昂贵，以致于难以大量普及运用。
除此之外，大部分功能较单一、实时性较低。
因此，开发一个实时性高、性能稳定、经济实用的酒精浓度检测报警器便是本设计的最终目标。
气敏传感器的研究现状气敏元件性能与敏感功能材料的种类、结构及制作工艺密切相关。
用金属氧化敏感材料制作的半导体式气敏元件具有灵敏度高，结构简单，体小质轻，坚固耐用等优点而得到广泛的应用，目前仍以SnO2材料为主。
SnO2是一种广普型的气敏材料，围绕SnO2为基体材料的气敏材料的制备及其气敏元件制备的研究课题十分活跃。
纯SnO2的气敏特性不甚好，尤其是它的热稳定性不高。
为改善其气敏特性，常在SnO2基体中掺入贵金属或其他金属氧化物。
尽管SnO2基传感材料具有许多优点，作为材料也存在一定缺点。
通过控制气敏材料微粒大小，颗粒纳米化，掺杂其它添加剂或催化剂，利用过滤设备或透气膜来获得选择性，控制工作温度及环境湿度影响，改进制备等方法可以改善SnO2传感器的气敏性能。
毕业论文酒精浓度检测仪设计摘要从工厂企业到居民家庭，酒精泄露的检测、监控以及对酒后驾车的监测对居民的人身和财产安全都是十分重要且必不可少的。
同时，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，酒后驾车是导致交通事故的一个主要因素，资料显示,我国近几年发生的重大交通事故中,有将近三分之一是由酒后驾车引起的。
由于人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求的提高,为了防止机动车辆驾驶人员酒后驾车，现场实时对人体呼气中酒精含量的检测已日益受到重视，酒精浓度测试仪逐渐得到广泛应用。
此外，酒精测试仪也可应用于食品加工、酿酒等需要监控空气中酒精浓度的场合。
如今，气体传感器向低功耗、多功能、集成化方向的发展，因此，酒精浓度检测仪具有十分广阔的现实市场和潜在的市场要求。
综观现有的酒精检测器,系统实现方案上大部分以单片机为基础,并借助相应的外围电路,将检测结果通过LED、LCD 等显示方式告知使用者。
本设计用的MQK2酒精传感器就是一种对气体敏感的化学传感器，它能随着外部气体的浓度或不同而改变敏感膜的电阻。
系统选AT89S52单片机为控制核心，对检测到的气体状况进行相应的处理分析、处理和显示，并通过报警进行提示。
关键词：酒精传感器 MQK2 AT89S52单片机报警第一章气敏传感器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。
基于单片机的酒精浓度检测仪设计1.引言随着交通工具的普及和人们生活水平的提高，酒后驾驶已经成为一个严重的社会问题。
为了防止酒后驾驶的发生，设计一个基于单片机的酒精浓度检测仪，可以帮助交通警察或者司机自我检测酒精浓度。
本设计旨在使用成本较低的硬件和简单的电路实现该功能。
2.设计原理该酒精浓度检测仪基于气体传感器MQ-3，使用单片机作为控制核心进行数据处理和显示。
MQ-3传感器可以探测酒精气体的浓度，并将其转化为电信号输出。
然后通过ADC（模拟到数字转换器）将模拟信号转换为数字信号，单片机通过读取这些数字信号来获取酒精浓度。
最后，使用LCD显示模块将检测结果实时显示出来。
3.硬件设计3.1传感器电路MQ-3传感器需要一个恒定电流来供电，一般为50mA。
为了实现这个功能，可以使用一个电流源电路，如电压稳压器和电阻。
另外，为了保护传感器，也需要一个滤波电路，可以使用电阻和电容构成。
传感器的输出电压可以连接到单片机的模拟输入引脚。
3.2单片机电路单片机电路包括电源电路、电压稳定器、晶振电路和连接传感器的引脚。
电压稳定器可以将输入电压稳定为5V或者3.3V，供给单片机和传感器。
晶振电路用于产生单片机的时钟信号。
3.3显示电路LCD显示模块一般需要一个电流源电路和一个控制电路。
电流源电路可使用电压稳压器和电阻，控制电路由单片机的输出引脚通过电平转换电路连接。
4.软件设计软件设计包括单片机程序的编写。
酒精浓度检测需要一定的算法来计算和显示浓度值。
可以根据传感器的特性和实验数据制定一个换算公式。
例如，测量得到的模拟值可以使用以下公式转换为具体的酒精浓度值：C = (ADC_value / 255.0) * 100.0其中ADC_value是单片机读取的模拟信号值，255.0是ADC的最大值，100.0是转换为浓度的最大值。
另外，可以设计一个简单的界面来显示检测结果。
可以使用LCD显示模块显示检测结果和相应的单位。
摘要随着交通行业技术的发展，以及汽车保有量的增加，汽车给人类带来舒适和便捷的同时，也给人类带来了交通事故频发等交通安全隐患，如酒后驾驶、无照驾驶、违规驾驶等，严重威胁着人类生命和财产安全。
本文在研究国内外防止酒后驾驶技术的基础上，针对酒后驾车导致交通事故频发的事实，设计一种基于单片机的智能防酒后驾驶控制系统。
系统先检测司机呼出气体酒精浓度，显示检测结果，并据此执行相应的控制。
本次设计主要完成以下几个方面的工作：（1）根据该系统的实际目的和系统装置所使用的特定环境，选择燃料电池型酒精传感器作为检测驾驶员呼出气体酒精含量的工具；采用合适的仪表放大器、单片机、显示模块、报警模块、继电器驱动模块设计硬件系统；（2）在 Keil uvision4基础上编写完成系统的软件设计，并进行编译调试；（3）在proteus环境下对系统进行仿真（4）整合调试软硬件，并调试检验。
实验表明：酒精传感器模拟信号输出经 A/D 转换为数字信号被AT89系列单片机采集，据传感器输出电压与酒精浓度的对应关系式，系统软件能精确地将该电压信号换算成酒精浓度值，并将该值与电压值由数码管显示。
酒精浓度超标时，报警模块启动并发出警告，主控制器控制继电器切断启动机电源，实现了本研究的设计目标和要求。
基于单片机的智能酒后驾驶闭锁系统工作性能稳定可靠，为交通安全提供了主动性防护保障，具有一定的实用价值。
关键词：汽车；酒后驾驶；单片机；0 前言0.1本课题的背景、目的、意义2008年世界卫生组织的事故调查显示，大约50%—60%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。
在中国，每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起；而造成死亡的事故中50%以上都与酒后驾车有关，酒后驾车的危害触目惊心，已经成为交通事故的第一大“杀手”。
2010年8月，十一届全国人大常委会第十六次会议将首次审议刑法修正案（八）草案，醉酒驾驶或被判刑。
我国对于这方面的研究比较少。
MQ-3 酒精传感器模块使用说明书简要说明：一、尺寸： 32mm X22mm X27mm长X宽X高二、主要芯片： LM393 、ZYMQ-3 气体传感器三、工作电压：直流 5 伏四、特点：1、拥有信号输出指示。
2、双路信号输出〔模拟量输出及TTL 电平输出〕3、TTL 输出有效信号为低电平。
〔当输出低电平时信号灯亮，可直接接单片机〕4、模拟量输出 0~5V 电压，浓度越高电压越高。
5、对乙醇蒸汽拥有很高的矫捷度和优异的选择性。
6、拥有长远的使用寿命和可靠的牢固性7、快速的响应恢复特点五、应用：用于灵巧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【注明说明】【原理图】【测试方式】1、传感器先预热20 秒左右。
2、将传感器放在无被测气体的地方，顺时针调治电位器，调治到指示灯亮，尔后逆时针转半圈，调到指示灯不亮，尔后凑近被测气体，指示灯亮，走开被测气体，指示灯熄灭，就证明传感器是好的！【测试程序】实现功能：1、当测量浓度大于设定浓度时，单片机IO 口输出低电平/********************************************************************汇诚科技实现功能 : 此版配套测试程序使用芯片： AT89S52晶振：波特率： 9600编译环境： Keilzhangxinchunleo【声明】此程序仅用于学习与参照，引用请注明版权和作者信息！*********************************************************************//********************************************************************说明：1、当测量浓度大于设定浓度时，单片机IO口输出低电平*********************************************************************/#include<reg52.h> // #define uchar unsigned char// #define uint unsigned int //库文件宏定义无符号字符型宏定义无符号整型/********************************************************************I/O定义*********************************************************************/sbit LED=P1^0; sbit DOUT=P2^0; ////定义单片机定义单片机P1 口的第P2 口的第1位〔即1位〔即P1.0 〕为指示端P2.0 〕为传感器的输入端/********************************************************************延时函数*********************************************************************/ void delay()//延时程序{uchar m,n,s;for(m=20;m>0;m--)for(n=20;n>0;n--)for(s=248;s>0;s--);}/********************************************************************主函数*********************************************************************/ void main(){while(1) //无量循环{LED=1;//熄灭口灯if(DOUT==0)//当浓度高于设定值时，执行条件函数{delay();//延时抗搅乱if(DOUT==0)//确定浓度高于设定值时，执行条件函数{LED=0;//点亮口灯}}}}/********************************************************************结束*********************************************************************/【测试程序】*********************************************************************/#include <reg52.h>//头文件#define uchar unsigned char //宏定义无符号字符型#define uint unsigned int//宏定义无符号整型code uchar seg7code[10]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //显示段码数码管字跟uchar wei[4]={0XEf,0XDf,0XBf,0X7f};//位的控制端//位控制码sbit ST=P3^0;//A/D启动变换信号sbit OE=P3^1;//数据输出赞同信号sbit EOC=P3^2;//A/D变换结束信号sbit CLK=P3^3;//时钟脉冲uint z,x,c,v,AD0809, date;//定义数据种类/******************************************************************延时函数******************************************************************/void delay(uchar t){uchar i,j;for(i=0;i<t;i++){for(j=13;j>0;j--);{ ;}}}/**********************************************************************数码管动向扫描*********************************************************************/ void xianshi() //显示函数{uint z,x,c,v;z=date/1000;//求千位x=date%1000/100;//求百位c=date%100/10;//求十位v=date%10;//求个位P2=0XFF;P0=seg7code[z]&0x7f;P2=wei[0];delay(80);P2=0XFF;P0=seg7code[x];P2=wei[1];delay(80);P2=0XFF;P0=seg7code[c];P2=wei[2];delay(80);P2=0XFF;P0=seg7code[v];P2=wei[3];delay(80);P2=0XFF;}/*************************************************************************CLK振荡信号**************************************************************************/ void timer0( ) interrupt 1 //准时器0 工作方式 1{TH0=(65536-2)/256;//重装计数初值TL0=(65536-2)%256;//重装计数初值CLK=!CLK;// 取反}/*************************************************************************主函数**************************************************************************/ void main(){TMOD=0X01;//准时器中断 0CLK=0;//脉冲信号初始值为 0TH0=(65536-2)/256;//准时时间高八位初值TL0=(65536-2)%256;//准时时间低八位初值EA=1;//开 CPU中断ET0=1;//开 T/C0 中断TR0=1;while(1)//无量循环{ST=0;// 使采集信号为低ST=1;// 开始数据变换ST=0;// 停止数据变换while(!EOC);// 等待数据变换达成OE=1;// 赞同数据输出信号AD0809=P1;// 读取数据OE=0;// 关闭数据输出赞同信号if(AD0809>=251)// 电压显示不能够高出 5VAD0809=250;date=AD0809*20;// 数码管显示的数据值，其中20 为采集数据的毫安值xianshi();// 数码管显示函数}}【A DC0809 资料】ADC0809中文资料1．主要特点1〕 8 路 8 位 A／ D 变换器，即分辨率8 位。
怎样用MQ3和LM3914检测酒精浓度
如附图所示，电路的前端部分MQ3传感器和分压电路按照常规设计即可．而执行驱动声光指示的电路，需要驱动多个发光管以及一个蜂鸣器，即需要将分压电路得出的电压转换成LED线段显示，同时在某点驱动蜂鸣器发声。
因此本设计拟采用LED通用电平显示驱动芯片LM3914作为执行机构。
1．MQ-3气敏电阻传感器
本设计采用的是表面电阻控制型酒精气体浓度气敏传感器MQ-3。
该气体传感器的敏感材料是活性很高的金属氧化物半导体，最常用的如SnO2。
当
N型半导体的表面，在高温下遇到离解能力较小（易失去电子）的还原性气体时，气体分子中的电子将向MQ3气敏电阻表面转移，使气敏电阻中的自由电子浓度增加，电阻率降低，电阻减小。
MQ-3应用于家庭、工厂、商业场所的气体泄漏监测装置，防火，安全探测系统。
气体泄漏报警器．气体检漏仪。
特点：高灵敏度、快速响应恢复、优异的稳定性、长寿命、驱动电路简单、电信号输出强。
2．LED通用电平显示驱动芯片LM3914 LlM3914片内有10个电压比较器，10个1K欧姆精密电阻串联组成的分压器分别向各电压比较器提供比较。
基于STM32的酒精检测仪设计摘要：当前随着我国经济水平的迅猛提升，人们的收入和以往相比也得到了显著提高，此时买车的人越来越多，而因为酒后驾车，从而引发的交通事故也不断增多，在其他方面由于酗酒或特殊环境，也发生了许多令人感到悲伤遗憾的事故，酒精检测仪可以有效地减少这方面的事故发生。
在本文中主要介绍了基于STM32F103C8T6单片机设计的酒精检测仪，此次设计的这个检测仪主要由三部分构成，首先是OLED显示屏；其次是MQ-3乙醇气体传感器，最后是单片机，其型号为STM32F103C8T6。
在预热之后，此检测仪能够利用自身的气体传感器来对空气里酒精浓度情况进行采集，将采集的信息依次由检测仪的A/D转换电路以及单片机处理之后，酒精浓度值就能够显示于显示屏中，此时检测仪的检测功能便得以实现。
此设计可以在各种环境下进行酒精浓度的检测，可用于交通安全或酒厂、食品加工工厂等地点，有效提高安全性。
关键字：STM32F103C8T6单片机 MQ-3传感器 OLED显示屏Design of Alcohol Detector Based on STM32StAbstract:At present, with the rapid improvement of China's economic level, people's income has also increased significantly compared to the past. At this time, more and more people buy cars, and the number of traffic accidents caused by drunk driving is also increasing. In other respects, due to alcoholism or special circumstances, many sad and regretful accidents have also occurred, and alcohol detectors can effectively reduce accidents in this area.In this article, the alcohol detector based on STM32F103C8T6 single-chip microcomputer is introduced. The detector designed this time is mainly composed of three parts, first is the OLED display; second is the MQ-3 ethanol gas sensor, and finally is the single-chip, its model STM32F103C8T6. After warming up, the detector can use its own gas sensor to collect the alcohol concentration in the air. After the collected information is processed by the A / D conversion circuit of the detector and the single-chip microcomputer, the alcohol concentration value can be displayed in In the display screen, the detection function of the detector can be realized at this time. This design can detect the alcohol concentration in various environments, and can beused in traffic safety or wineries, food processing factories and other places to effectively improve safety.Keywords：STM32F103C8T6 single chip microcomputer MQ-3 sensor OLEDdisplay screen目录目录 (2)1 前言 (3)1.1课题研究的背景和意义 (3)1.2课题研究的发展状况 (3)1.3课题研究的主要内容 (4)2 系统方案设计 (5)2.1单片机芯片设计 (5)2.2酒精检测模块设计 (5)2.3显示模块设计 (6)3 硬件部分设计 (6)3.1STM32单片机 (6)3.1.1 STM32单片机简介 (6)3.1.2 STM32单片机特性 (7)3.2MQ-3传感器 (8)3.2.1 MQ-3传感器简介与工作原理 (8)3.2.2 MQ-3传感器特性 (9)3.2.3 MQ-3传感器使用要求 (11)3.3OLED显示屏 (11)3.3.1 OLED显示屏简介 (11)3.3.2 OLED显示屏特点 (12)3.3.3 OLED显示屏引脚 (12)3.3.4 通讯接口电路设计 (13)4 软件部分设计 (14)4.1整体设计 (14)4.2部分模块设计 (15)4.2.1 OLED显示模块 (15)5 结论 (18)5.1实验结果 (18)5.2总结 (18)参考文献 (19)致谢 ........................................................................................................................ 错误!未定义书签。
