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基于单片机的酒精浓度测试仪摘要由于经济的快速发展，人们的生活水平越来越高，私家车也越来越多，酒后驾车行为所造成事故也就越来越普遍，对社会的安定和经济发展也造成了很大的影响，酒精正在成为越来越凶残的“马路杀手”。
为此，我国将酒驾列入了刑法范围内，那么就需要设计一个智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。
本课题设计的是一种以酒精浓度传感器、单片机和A/D转换器为主的，检测驾驶员呼出气体的酒精浓度的，而且还带有声光报警功能的酒精浓度检测仪。
这种检测仪不仅可以检测出空气环境中酒精浓度值，还可以由不同的环境来设定不同的阈值，当空气中酒精浓度超过设定的阈值时进行声光报警。
我的这个毕业设计分主要为两部分：硬件设计部分和软件设计部分。
硬件设计部分是利用MQ3气敏传感器先测量空气中的酒精浓度，然后转换为电压信号，再通过A/D转换器转换成数字信号后再传给单片机系统，最后由单片机系统和相应外围电路进行信号处理，并由LCD显示酒精浓度值并且对超过的阈值进行报警。
软件设计部分的程序采用的是模块化设计思想，各个子程序的功能相对独立，便于调试和修改。
电路可分为单片机小系统电路、A/D转换电路、声光报警电路、LCD显示电路，按键电路。
各部分电路的设计及原理图将会在硬件电路设计部分作出详细的介绍。
关键词酒精浓度传感器（MQ3），A/D转换器，软件设计，硬件设计ABSTRACTDue to the rapid development of economy, people's standard of living is higher and higher, more and more private cars, the accident caused by drunken driving behavior are increasingly common, social stability and economic development also caused great influence, alcohol is becoming increasingly violent "road killer".To this end, China will drunk driving into the scope of criminal law, you will need to design a intelligent instrument can detect driver's alcohol content in the body.This topic design is A kind of to alcohol concentration sensor and single chip microcomputer A/D converter, A driver exhaled gas alcohol concentration, alcohol concentration monitor with sound and light alarm is and air. it can detect the alcohol density in the air environment, also can according to the different environment set different threshold, the threshold value of more than audible and visual alarm.This topic is divided into two parts: hardware design and software design part. the hardware part is using MQ3 gas sensors measure the alcohol concentration in the air, and converted into voltage signal, after A/D converter converted into A digital signal to the SCM system, by single-chip microcomputer and its corresponding peripheral circuit for signal processing, display the alcohol density and ultra audible and visible alarm threshold. program adopts modular design thought, function of each subroutine is relatively independent, easy to debug and modify. The hardware circuit can be divided into the singlechip processor system circuit, A/D conversion circuit, sound and light alarm circuit, LED display circuit, key circuit. The principle diagram of the circuit design of each part and will be in the hardware circuit design part make a detailed introduction.Keywords Alcohol concentration sensor (MQ3)，A / D converter，Software design，Hardware design目录摘要 (1)ABSTRACT (II)1 绪论 (3)1.1课题的研究背景、发展历史及意义 (3)1.2本课题研究的主要内容 (4)2 酒精浓度测试仪的硬件设计 (5)2.1总体设计框图 (5)2.289C51单片机 (5)2.2.189C51单片机功能简介 (5)2.2.289C51单片机片内结构介绍 (6)2.2.389C51芯片介绍 (7)2.2.4晶振电路和复位电路 (9)2.3MQ303A酒精传感器 (10)2.3.1MQ303A酒精传感器简介 (10)2.3.2MQ303A酒精传感器特点 (12)2.3.3MQ303A酒精传感器的工作条件及环境 (12)2.3.4MQ303A酒精传感器使用方法 (13)2.4A/D转换设计 (14)2.5LCD显示电路 (15)2.5.1液晶显示器的优点 (15)2.5.2LCD1602液晶显示 (16)2.6报警电路 (17)3 酒精浓度测试仪的软件设计 (18)3.1编译语言的选择 (18)3.2主程序设计 (18)3.3子程序设计 (19)4 PROTEUS仿真结果与分析 (20)4.1P ROTEUS简介 (20)4.2仿真过程 (20)5 结论 (23)参考文献 (24)附录1 (25)致谢 (1)1 绪论1.1 课题的研究背景、发展历史及意义19 世纪后期和20 世纪初,当人口和汽车增多时,酒后驾车问题就引起了人们的重视。
摘要本文研究设计了一种用于公共场所具有检测及超限报警功能的酒精浓度智能测试仪。
其设计方案基于89C51单片机，MQ3酒精浓度传感器。
系统将传感器输出信号通过A/D转换电路调理后，经由单片机进行数据处理，最后由LCD显示酒精浓度值。
从而让驾车的人知道自己该在什么情况下可以开车，这是一个在现代生活很实用。
经过大量的验证，基于单片机的酒精浓度监测仪检测仪比传统的机械检测仪或酒精计灵敏，监测精度高，准确方便，可靠性好，扩展简单，控制功能强大。
对超出阀值进行声光报警，直观准确。
所以基于单片机的酒精浓度监测仪的研究具有一定的价值。
关键词：酒精浓度传感器单片机数模转换硬件设计数码管显示AbstractThis paper studies has been designed for public inspection and overrun alarm function with the alcohol concentration intelligent tester. Its design scheme based on 89C51, MQ3 alcohol concentration sensor. System will sensor output signal through the A/D circuit recuperation, data processing by MCU, finally by LCD display alcohol chroma value. So let the people know what oneself should drive in what circumstances can drive, this is a very practical in modern life.After a great deal of verification, based on SCM alcohol concentration monitor detector than traditional mechanical detector or alcohol plans, monitoring high precision, sensitivity, good dependability, precise convenient extended simple, control powerful functions. Beyond the value of acousto-optic alarm, intuitive accurate. So based on SCM alcohol concentration monitor research has certain value..Keywords:Alcohol concentration sensor microcontroller digital-to-analogHardware design Digital pipe display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。
基于51单片机的酒精浓度测试仪设计【摘要】针对驾驶员酒后驾车，量刑标准不明确的问题。
本文利用MQ-3酒精浓度传感器能很好的解决该问题。
MQ-3乙醇气体传感器以驾驶员呼出的气体为采集对象，输出随乙醇浓度变化的电压信号，该电压信号经ADC0832转换，送入STC89C52单片机系统，通过AT24C02与设定的醉酒阈值进行比较，并在LCD1602液晶上显示酒精浓度值，当酒精浓度超过设定值时，通过单片机驱动蜂鸣器进行报警。
从而为交警检测驾驶员是否酒后驾车提供了可靠的依据。
【关键词】STC89C52;酒精浓度;阈值引言现代传感器技术日益成熟，传感器被应用的越来越多。
随着科技的不断进步，传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段，新型传感器具有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化等特点，它将不仅能帮助系统产业的改造升级，还能促进新兴工业得到迅速发展。
本设计的酒精浓度检测仪属于气体传感器检测技术的应用，具有以下用途：在交通安全上，判断酒后驾车酒精浓度是否超标;在医学上，通过设定酒精阈值判断患者血液中的酒精浓度是否超出正常值。
该检测仪系统具有硬件电路简单、成本低、易于实现的特点。
1.MQ-3酒精浓度传感器介绍1.1 传感器主要特性（1）具有信号输出指示功能;（2）双路信号（模拟量及TTL电平）输出;（3）TTL输出有效信号低电平（输出低电平时信号灯亮，可直接接单片机）;（4）模拟量0～5V电压输出，输入浓度越高输出电压越高;（5）对乙醇蒸汽具有较好的选择性及很高的灵敏度;（6）可靠的稳定性、使用寿命长;（7）响应恢复快速。
1.2 MQ-3传感器实物及灵敏度特性MQ-3乙醇气体传感器实物及灵敏度曲线如图1-1和1-2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。
图1-1 MQ-3酒精浓度传感器图1-2 乙醇气体传感器灵敏度曲线2.系统总体设计框图该酒精浓度测试仪总体设计框图如图3所示。
邮电大学毕业设计（论文）基于AT89C51单片机酒精浓度检测器学院（系）：专业班级：学生：指导教师：学位论文原创性声明本人重声明：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容编入有关数据进行检索，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。
本学位论文属于1、囗，在年解密后适用本授权书2、不囗。
（请在以上相应方框打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日邮电大学本科生毕业设计（论文）任务书学生专业班级指导教师工作单位设计（论文）题目：基于AT89C51单片机酒精浓度检测器设计（论文）主要容：本课题的主要功能是设计一个采用AT89C51单片机的酒精浓度探测仪，酒精传感器采用MQ-3型，传感器的作用是将酒精气体浓度信号转化为可以让ADC采集的电信号，同时让电信号驱动LED，LED亮度代表酒精浓度，ADC采集的数据传输给51单片机，并由51单片机控制，采用液晶显示器LCD1602显示酒精的浓度。
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3篇，并完成开题报告。
2、掌握51系列单片机原理及编程技术，熟悉ADC0809的工作原理及特性；LCD1602显示技术。
3、用altium designer绘制其原理图，由于资金有限，没有打印出PCB板，用面包板焊接实物。
4、完成不少于5000字的英文文献翻译。
5、完成不少于14000字的毕业论文。
必读参考资料：[1] 何立民．MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M]．：航天航空大学版社，2009．[2] 吴建平．传感原理及器应用第二版[M]．科学技术，2011．指导教师签名系主任签名院长签名（章）邮电大学本科学生毕业设计(论文)开题报告目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (20)1.1 设计背景 (20)1.2 气敏传感器的研究现状 (20)1.3 设计酒精气体传感器的意义 (20)1.4 本文主要研究工作 (20)2 硬件电路设计与实现 (21)2.1 单片机开发流程 (21)2.2 硬件系统框图 (21)2.3 信号采集电路 (24)2.4 信号转换电路............................................ 错误!未定义书签。
目录一、任务与要求 (III)i.i课题概述........................................................................ni1.2设计内容和功能..................................................................ni1.2.1M主要设计内容..........................................................Ill1.2.2功能.......................................................................Ill二、酒精测试仪产品设计分析 (4)2.1设计背景 (4)2.2设计目的及意义 (4)2.3功能要求 (4)2.4产品设计实施计划 (4)三、方案设计与论证 (6)3.1总体方案框架设计分析 (6)3.1.1系统概述 (6)3.2方案的选择与设计1 (6)3.2.1单片机的选择 (6)3.2.2显方案的选择 (7)3.3方案确定 (7)3.4成本预算 (7)四、各单元设计 (9)4.1硬件原理设计 (9)4.1.2传感器模块 (12)4.1.4液晶电路模块 (12)4.1.3A/D转换模块 (13)4L5按键电路模块 (14)4.1.6灯光电路模块 (15)4.1.7声音报警电路模块 (15)4.1.8继电器电路模块 (16)4.2软件设计 (16)4.2.1Keil软件 (16)4.2.2程序原理框图 (18)4.3安装工艺设计 (18)五、样机试制步骤及结论 (20)5.1材料选购 (20)5.2试制过程 (20)5.3成本核算 (21)总结 (22)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)原理图 (26)PCB图 (26)图16设计PCB设计图 (26)实物图 (27)源程序 (27)一、任务与要求1.1课题概述酒精测试仪是最近兴起的一个司机朋友们的新宠，它可以非常直观的检测出司机有没有喝酒，存不存在酒后驾车的危险行为，但是在这个时代，什么鬼才都能蹦出来，明明知道自己喝过酒了，硬是要头铁一时的冲去开车，这能怎么办呢？当当当，为了广大司机朋友们的安全，不使他们“行车不规范，亲人两行泪”这种惨剧发生，我的毕业设计课题就应运而生。
1甲醇测试仪总体方案设计1.1甲醇浓度检测仪设计要求分析设计的甲醇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。
1.2甲醇浓度检测仪设计方案设计时，考虑甲醇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1.1基本工作原理图2硬件设计2.1传感器的选择本系统采用气敏传感器直接测量的是空气中的甲醇浓度。
传感器只能采对甲醇气体敏感，对其他气体不敏感，故选用MQ3型气敏传感器,这是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。
MQ3型气敏传感器由微型Al2O3，陶瓷管和测量电极、SnO2敏感层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。
MQ3型气敏传感器有很高的灵敏度、良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。
传感器的标准回路有加热回路和信号输出回路两部分组成，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。
MQ3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3-3所示。
一般在测量前需将传感器预热5分钟，这个样子是为了使测量的精度达到最高，误差最小，需要找到合适的温度。
word格式文档酒精浓度检测仪的设计目录一、前言 (4)二、酒精测试仪总体方案设计 (4)2.1 酒精浓度检测仪设计要求分析 (4)2.2 酒精浓度检测仪设计方案 (4)三、硬件设计 ....................................................... ..53.1 传感器的选择 ............................................... .. 53.2 A/D转换电路 (6)3.3 89C51单片机系统 (9)3.4 LED显示电路 (12)3.5 键盘电路 (13)3.6 报警电路 (13)四、软件设计 (14)4.1 主程序框图 (14)4.2 数据采集子程序程序框图 (15)4.3 报警子程序程序框图 (15)五、课程设计系的心得体会 (17)六、参考文献 (17)附图整体电路图 (18)酒精浓度检测仪的设计一、前言近年来，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范围内，所以需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。
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。
基于51单片机的酒精测试仪设计毕业设计说明书毕业设计(论文)基于51单片机的酒精测试仪设计51 MCU-Based Design Of The Tester Alcohol学生学号专业班级指导教师摘要近年来,随着我国经济的发展,人民的生活水平提高,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。
如今国家法律出台道路交通安全法规定,饮酒后或者醉酒驾驶机动车发生重大交通事故,构成犯罪的,依法追究刑事责任,并由公安机关交通管理部门吊销机动车驾驶证,终生不得重新取得机动车驾驶证。
鉴于人们对于醉酒驾驶的逐渐重视,酒精测试课题便引起了广泛的关注。
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。
为本课题研究的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LCD显示功能的空气酒精浓度监测仪。
此需要设计一智能仪器能够监测驾驶员体酒精含量。
本课题研究的是一种以气敏传感器和单片机为主,监测空气酒精浓度,并具有声报警功能及LCD显示功能的空气酒精浓度监测仪。
其可监测出空气环境中和呼气中酒精浓度值,并根据不同的环境设定不同的阀值,对超过的阀值进行声报警,并显示阀值.来提示危害。
从而达到以下目的:(1)有利于社会公共交通安全;(2)提高人们法律意识;(3)使之便捷、安全、准确、高效,便于提高家庭酒精测试的普及化。
本作品是基于单片机控制ADC0809对TGS822酒精浓度取样来反映人体血液酒精浓度;以及对DS18B20获取温度关键词:ADC0809;TGS822; DS18B20;单片机AbstractIn recent years, as China's economic development, people's living standards improve, more and more people have their own private cars and traffic accidents caused by drunk driving is also frequent. Today, the introduction of national law the provisions of the Road Traffic Safety Law, motor vehicle after drinking or drunk driving major traffic accidents, crime is constituted, criminal responsibility shall be investigated by the traffic control department of public security organ driving license revoked for life may not regain a driving license.Given people's increasing emphasis on the drink driving, alcohol test subject has aroused widespread concern. Drunk driving accidents caused by excessive drinking is caused because the driver's alcohol level is too high the body, paralysis of nerves, resulting in slow response to the brain, body out of control and other symptoms. Based research is a kind of gas sensor and microcontroller-based, monitoring of air alcohol concentration , and with LCD display monitor air alcohol concentration. The need to design an intelligent instruments to monitor the driver's alcohol content. This research is a kind of gas sensor and microcontroller-based, monitoring of air alcohol concentration , and with sound alarm and LCD display monitors the air alcoholconcentration. The environment can be monitored from the air and breath alcohol concentration, and according to different environments set different threshold than the threshold of the acoustic alarm, and display threshold. To prompt the hazard So as to achieve the following purposes: 1 in favor of public transport safety; 2 to raise awareness of legal consciousness; 3 to make it convenient, safe, accurate, efficient, easy to increase the popularity of home alcohol test This work is based on the TGS822 ADC0809 microcontroller sampling to reflect the body alcohol concentration blood alcohol concentration; and to obtain the temperature DS18B20Key words: ADC0809; TGS822; DS18B20; MCU目录第1章绪论 11.1 精测试仪现状和发展趋势 11.2研究容 2第2章总体设计 32.1 本课题的设计任务及要求 32.1.1 设计任务32.1.2 设计要求32.2 系统整机原理图分析 4第3章硬件设计 53.1 单片机模块 53.2 ADC0809资料 63.3酒精传感器模块 83.3.1传感器性能分析83.3.2呼出酒精气体浓度与血液酒精浓度关系113.4 LCD模块12第4章系统软件144.1整机系统流程图 154.1.1ADC程序流程图154.1.2 LCD程序流程图16第5章总结与展望17参考文献18致19附录1 酒精测试仪程序20第1章绪论1.1 精测试仪现状和发展趋势喝酒后,呼出的气体会有酒味,表情行为会有反常。
西安邮电大学毕业设计（论文）基于AT89C51单片机酒精浓度检测器学院（系）：专业班级：学生姓名：指导教师：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：年月日西安邮电大学本科生毕业设计（论文）任务书学生姓名专业班级指导教师工作单位设计（论文）题目：基于AT89C51单片机酒精浓度检测器设计（论文）主要内容：本课题的主要功能是设计一个采用AT89C51单片机的酒精浓度探测仪，酒精传感器采用MQ-3型，传感器的作用是将酒精气体浓度信号转化为可以让ADC采集的电信号，同时让电信号驱动LED，LED亮度代表酒精浓度，ADC采集的数据传输给51单片机，并由51单片机控制，采用液晶显示器LCD1602显示酒精的浓度。
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3篇，并完成开题报告。
2、掌握51系列单片机原理及编程技术，熟悉ADC0809的工作原理及特性；LCD1602显示技术。
3、用altium designer绘制其原理图，由于资金有限，没有打印出PCB板，用面包板焊接实物。
4、完成不少于5000字的英文文献翻译。
5、完成不少于14000字的毕业论文。
必读参考资料：[1] 何立民．MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M]．北京：北京航天航空大学版社，2009．[2] 吴建平．传感原理及器应用第二版[M]．浙江科学技术出版社，2011．指导教师签名系主任签名院长签名（章）西安邮电大学本科学生毕业设计(论文)开题报告目录摘要 ........................................................................................................................................ Abstract .....................................................................................................................................1 绪论 01.1 设计背景 01.2 酒精检测仪的简单概述 01.3 设计酒精浓度探测仪的意义 01.4 本课题主要研究内容 (1)2 酒精检测仪硬件部分 (1)2.1 AT89C51单片机的简介 (1)2.2 硬件系统框图 (3)2.3 信号采集电路 (4)2.4 发光二极管显示报警电路 (10)2.6 LCD1206显示电路 (12)3 软件编程 (14)3.1 开发环境 (14)3.2 程序流程 (14)3.3 程序代码编写 (17)4 酒精检测仪调试和测试结果 04.1 电路调试 04.2 酒精浓度与LCD显示之间的关系 (1)4.2 浓度与显示之间的关系 (3)5 结束语 (3)参考文献 0致谢 (1)摘要本课题主要目的是采用一种能简单高效地测量酒精浓度，让其应用在日常生活中，尤其是交警部门。
基于51单片机酒精浓度检测仪的设计毕业论文设计酒精浓度检测仪是一种常用的安全检测设备，主要用于检测酒驾等违法行为。
本文将设计一款基于51单片机的酒精浓度检测仪，并详细介绍其设计思路和实现方法。
首先，我们需要明确酒精浓度检测的原理。
酒精浓度检测常采用的原理是气体传感器测量酒精气体的浓度，然后将测量结果转化为电信号，通过微处理器进行处理和显示。
首先，我们选择合适的气体传感器来检测酒精浓度。
目前市场上常用的气体传感器有MQ-3型、MQ-4型等。
我们可以从中选择一个适合的传感器进行使用。
传感器的输出信号一般为模拟信号，所以我们需要通过ADC模块将模拟信号转化为数字信号供单片机处理。
接下来，我们需要设计硬件电路。
酒精浓度检测仪需包括传感器模块、单片机模块和显示模块。
传感器模块将酒精气体浓度转化为电信号，单片机模块负责处理传感器信号并进行计算，显示模块用于显示测量结果。
在传感器模块中，我们需要将传感器与电路连接，供电并连接到单片机部分的ADC模块。
在单片机模块中，我们需要将单片机与ADC模块连接，接收传感器模块传来的信号，并进行处理和计算。
根据不同的酒精浓度范围，我们可以设置不同的报警阈值，超过阈值时触发报警功能。
在显示模块中，可以采用数码管、液晶屏等方式进行显示。
我们把单片机处理后的结果转化为适合显示的形式，如显示测量结果和报警状态等，以便用户直观了解。
在软件设计方面，我们需要编写酒精浓度检测仪的控制程序。
首先，我们需要配置单片机的IO口和ADC模块。
然后，我们需要对传感器模块的输出信号进行采样和处理，将模拟信号转化为数字信号。
接着，我们需要编写算法对数字信号进行处理和计算，得到酒精浓度的数值。
最后，我们需要根据酒精浓度的数值判断是否触发报警功能，并将处理后的结果显示在显示模块上。
在实际运行中，我们需要进行实验验证，根据测量结果对传感器的响应曲线进行校正，提高检测精确度。
同时，还需要注意对仪器进行定期维护和校准，保证检测仪的正常运行。
word格式文档酒精浓度检测仪的设计目录一、前言 (4)二、酒精测试仪总体方案设计 (4)2.1 酒精浓度检测仪设计要求分析 (4)2.2 酒精浓度检测仪设计方案 (4)三、硬件设计 ....................................................... ..53.1 传感器的选择 ............................................... .. 53.2 A/D转换电路 (6)3.3 89C51单片机系统 (9)3.4 LED显示电路 (12)3.5 键盘电路 (13)3.6 报警电路 (13)四、软件设计 (14)4.1 主程序框图 (14)4.2 数据采集子程序程序框图 (15)4.3 报警子程序程序框图 (15)五、课程设计系的心得体会 (17)六、参考文献 (17)附图整体电路图 (18)酒精浓度检测仪的设计一、前言近年来，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范围内，所以需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。
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、酒精测试仪总体方案设计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 基本工作原理图三、硬件设计3.1.1 传感器的选择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MQ3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。
MQ3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。
MQ3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3-3所示。
为了使测量的精度达到最高，误差最小，需要找到合适的温度，一般在测量前需将传感器预热5分钟。
图3-1 MQ3 结构和外形图3-2 MQ3 结构图图3-3 传感器阻值变化率与酒精浓度、外界温度之间的关系本系统测量时还需要测量呼气量的大小，我们采用空气流量传感器空气流量传感器的热线电阻和温度补偿电阻分别连接在电桥电路上，当空气流经发热元件（热线电阻）时，热线的温度和电阻发生变化，空气带走的热量与流过发热元件的空气质量具有成正比的对应关系，使得电桥失去平衡，控制电路将改变供给发热云件的电流，使其温度保持在设定温度。
当电桥电流改变时，取样电阻两端的电压也同时改变，从而将空气流量的变化转换为电压信号的变化。
信号电压输入adc0809中，输出接8个发光二极管，根据发光二极管亮的多少判断呼气量的大小。
3.2 A/D转换电路在单片机应用系统中，被测量对象的有关变化量，如温度、压力、流量、速度等非电物理量，须经传感器转换成连续变化的模拟电信号（电压或电流），这些模拟电信号必须转换成数字量后才能在单片机中用软件进行处理。
实现模拟量转换成数字量的器件称为A/D转换器（ADC）。
A/D转换器大致分有三类：一是双积分A/D转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢；二是逐次逼近型A/D转换器，精度、速度、价格适中；三是∑-△A/D转换器。
该设计中选用的是ADC0809属第二类，是8位A/D转换器。
0809具有8路模拟信号输入端口，地址线（23-25脚）可决定那一路模拟信号进行A/D转换。
22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。
6脚为测试控制，当输入一个2μs 的高电平脉冲时，就开始A/D转换。
7引脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平。
9脚为A/D转换数据输出允许端，当OE脚为高电平时，A/D转换数据输出。
10脚为0809的时钟输入端。
3.2.1 ADC0809的引脚及功能逐次比较型A/D转换器在精度、速度、和价格上都适中，是最常用的A/D转换器件。
芯片采用的是ADC0809，以下介绍ADC0809的引脚及功能。
芯片如图3-4所示。
图3-4 ADC0809的引脚ADC0809是一种逐次比较式8路模拟输入、8位数字量输出的A/D转换器。
由图可见，ADC0809共有28个引脚，采用双列直插式封装。
主要引脚功能如下：⑴ IN0-IN7是8路模拟信号输入端。
⑵ D0-D7是8位数字量输入端。
⑶ A、B、C与ALE控制8路模拟通道的切换，A、B、C分别与3根地址线或数据线相连，3位编码对应8个通道地址端口。
⑷ OE、START、CLK为控制信号端，OE为输出允许端，START为启动信号输入端，CLK为时钟信号输入端。
⑸ VR (+)和VR(-)为参考电压输入端。
3.2.2 ADC0809的结构及转换原理ADC0809的结构框图如图3-6。
ADC0809采用逐次比较的方法完成A/D转换的，由单一的+5V电源供电。
片内有锁存功能的8路选1的模拟开关，由C、B、A引脚的功能来决定所选的通道。
0809完成一次转换需100μs左右，输出具有TTL三态锁存缓冲器，可直接连接到MCS-51的数据总线上。
通过适当的外接电路，0809可对0-5V的模拟信号进行转换。
图3-6 ADC0809的结构框图3.2.3 ADC0809连线图ADC0809与单片机的连线图如图3-7：START CLKC B A ALEIN7 …. IN0图3-7 ADC0809的连线图3.3 89C51单片机系统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。
3.3.1 单片机片内结构51单片机的片内结构如图3-8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：⑴微处理器（CPU）。
⑵数据存储器(RAM)。
⑶程序存储器（ROM/EPROM）。
⑷ 4个8位并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）。
⑸一个串行口。
⑹ 2个16位定时器、计数器。
⑹ 2个16位定时器、计数器。
⑺中断系统。
⑻特殊功能寄存器（SFR）。
上述功能部件都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。
但CPU对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。
从硬件角度来看，与MCS-51指令完全兼容的新一代AT89CXX系列机，比在片外加EPROM才能相当的8031单片机抗干扰性能强，与87C51单片机技能相当，但功耗小。
程序修改直接用+5V或+12V电源擦除，更显方便、而且其工作电压放宽至2.7V-6V，因而受电压波动的影响更小，而且4K的程序存储器完全能满足单片机系统的软件要求，故AT89C51单片机是构造本检测系统的更理想的选择。
3.3.2 89C51芯片介绍掌握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3-9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3-9 AT89C51芯片管脚图40只引脚按其功能来分，可分为如下3类：⑴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。
