基于51单片机的车载酒精浓度检测仪的设计开题报告

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。

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，陶瓷被测环境 气敏 传感器 A/D 转换电路 单片机 声光报警电路LED 显示键盘管和测量电极、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。

基于单片机的酒精浓度测试仪设计毕业设计目录第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 (5)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 (51)附录a：全局变量头文件和延时模块 (51)附录b：AD转化模块 (53)附录c：24c08存储模块 (54)附录d：LCD显示模块 (58)附录e：主函数 (64)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。

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。

本科毕业论文（设计）基于单片机的酒精浓度检测仪设计所在学院专业名称申请学士学位所属学科年级学生姓名、学号指导教师姓名、职完成日期1 / 21摘要近年来，随着我国经济发展，越来越多的私家车进入了人们的视野，而酒后驾车造成的交通事故也屡屡攀升。

本文研究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检测仪设计。

设计方案基于89C51单片机和MQ3酒精浓度传感器，系统先将传感器输出的信号通过A/D转换电路处理后，再经单片机进行数据处理，最后由LCD显示酒精浓度值，从而告知驾驶人在合理安全的情况下才能驾车行驶。

经过大量实验，基于单片的酒精浓度测试仪比传统的机械检测仪或酒精计灵敏，扩展简单，准确方便，可靠性好，检测精度高，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对社会公共安全的提高具有很大促进作用。

关键词：酒精浓度传感器，单片机，数模转换，硬件设计，报警I / 21ABSTRACTIn recent years, along with our country economy development, more and more private cars have come into the vision. While drunk driving traffic accidents caused by the repeated.This paper used for public inspection and overrun with the functions of alcohol concentration intelligent tester. Design scheme based on 89C51 and MQ3 alcohol concentration sensor, the system will be the first sensor output signal through the A/D converter circuit after treatment, then the MCU data processing, and finally by LCD display alcohol leel. Thus told people in the safety of reasonable driving can drive.Refined over a large number of experiments, using the alcohol concentration test instrument than traditional mechanical detector or alcohol gauge, extended simple, accurate and convenient, good reliability, high precision, strong control function, to go beyond threshold alarm, intuitive and accurate.So based on SCM alcohol concentration monitor research for social public security increase of great value.Keywords: Alcohol, concentration sensor, microcontroller analog-to-digital conversion , hardware design, alarmII / 21目录1 引言--------------------------------------------------------------------- 1 1.1 酒精浓度检测仪的背景 --------------------------------------------------- 1 1.2 酒精浓度检测仪现状及发展趋势-------------------------------------------- 11.3 本课题实现目标 --------------------------------------------------------- 12 设计方案和元器件选择------------------------------------------------------- 2 2.1 设计方案 --------------------------------------------------------------- 2 2.2 单片机的选择 ----------------------------------------------------------- 2 2.3 传感器 ----------------------------------------------------------------- 3 2.4 数模转换器 ------------------------------------------------------------- 4 2.5 AT24C02存储器---------------------------------------------------------- 52.6 LCD显示模块------------------------------------------------------------ 63 系统硬件设计-------------------------------------------------------------- 7 3.1 硬件设计原理 ----------------------------------------------------------- 7 3.2 硬件设计外围电路 ------------------------------------------------------- 83.2.1 晶振电路、复位电路设计---------------------------------------------- 83.2.2 报警电路设计 ------------------------------------------------------- 93.2.3 电源电路设计 ------------------------------------------------------- 93.2.4 信号调制电路设计 -------------------------------------------------- 103.2.5 A/D转换电路设计--------------------------------------------------- 103.2.6 外围扩充存储器电路设计--------------------------------------------- 114 系统软件设计------------------------------------------------------------- 11 4.1 主程序流程图 ---------------------------------------------------------- 11 4.2 A/D转换模块程序流程图------------------------------------------------- 12 4.3 按键程序流程图 -------------------------------------------------------- 124.4 液晶显示程序流程图 ---------------------------------------------------- 135 本设计总结与展望--------------------------------------------------------- 146 结束语------------------------------------------------------------------- 14 参考文献-------------------------------------------------------------------- 16 致谢----------------------------------------------------------------------- 17III / 211 引言1.1 酒精浓度检测仪的背景对气体中酒精含量进行检测的设备有五种基本类型，即：燃料电池型(电化学)、半导体型、气体色谱分析型、红外线型、比色型。

基于单片机的酒精浓度检测仪项目设计报告目录第一章．绪论 (1)一．酒精浓度检测仪的背景 (1)二．酒精浓度检测仪现状及发展趋势 (2)三．本课题实现目标 (2)四．本章小结 (3)第二章设计方案和元器件选择 (3)一．设计方案 (3)二．元器件选择 (4)1.单片机的选择 (4)2.传感器 (5)3.数模转换器 (6)4.AT24C02存储器 (8)5．LCD显示 (8)三．本章小结 (9)第三章硬件设计 (10)一．硬件设计原理 (10)二．硬件设计的外围电路 (11)1.晶振电路 (11)2.复位电路 (12)3.报警设计 (13)4.电源电路 (14)5.信号调制电路 (15)6.A/D转换设计 (16)7.外围扩充存储器电路 (17)三．本章小结 (18)第四章系统软件的设计 (20)一．主程序 (20)二．A/D转换模块程序流程图 (21)三．按键程序流程图 (22)四．液晶显示程序流程图 (23)五．本章小结 (24)第五章本设计总结与展望 (25)参考文献 (26)附录 (28)1．主程序 (28)2．液晶显示程序 (33)3．存储程序 (37)4．AD转换程序 (41)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第一章．绪论检测仪向更迅速更快捷发展，方便携带等要求发展。

目录摘要 (II)Abstract (III)第一章绪论 (1)1.1酒精浓度检测仪的背景 (1)1.2酒精浓度检测仪的现状及发展趋势 (1)1.3本课题实现的的目标 (1)第二章系统方案设计 (2)2.1系统的工作原理及其原理图 (2)2.2 单片机控制模块 (3)第三章硬件设计 (7)3.1数据采集设计 (7)3.2 A/D转换电路 (8)3.3按键电路 (9)3.4 LED显示电路 (9)3.5报警电路 (11)3.6电源电路设计 (11)第四章软件设计 (12)4.1主程序模块 (12)4.2数据采集模块 (12)4.1按键模块 (12)4.2报警模块 (12)4.1液晶显示输出模块 (12)第五章软件设计 (12)5.1.调试工具 (12)5.2调试过程 (12)第六章结论 (15)参考文献 (16)附录一 (16)附录二 ....................................................................................... 错误!未定义书签。

致谢. . (27)基于单片机的酒精浓度测试摘要本文设计了一种公共场所用的测试和酒精浓度超限报警功能的智能酒精测试测试仪。

该设计方案基于89C51单片机， MQ3酒精浓度传感器。

由A / D转换器电路调节该系统的传感器输出信号，通过单片机进行数据处理，最终由LCD所显示的最终酒精浓度值。

文中详细介绍了数据采集子系统、数据处理过程及报警电路和数据显示子系统的设计方法和流程。

系统对的采样地点超出规定的酒精浓度时二极管报警提醒。

同时测试仪特定的上限报警点可以由单片机编程进行设置。

大量的验证后，基于51单片机的酒精浓度检测仪比传统的酒精计或机械检测仪灵敏，高监测精度，可靠性好，准确方便，扩展简单，灵敏度高，控制功能强大。

超过阈值的声光报警，直观和准确。

因此，基于单片机的酒精浓度检测仪研究具有一定的价值。

一、概述酒精浓度检测仪作为一种重要的安全监测设备，广泛应用于酒驾检测、工业生产中的安全监测等领域。

基于51单片机的酒精浓度检测仪是一种成本低、稳定性好、性能可靠的检测设备，具有较强的应用优势。

二、设计原理基于51单片机的酒精浓度检测仪主要通过酒精传感器将被检测气体中的酒精浓度转换成电信号，再通过AD转换将模拟信号转换成数字信号进行处理，并最终通过显示屏或蜂鸣器等输出方式将检测结果直观地呈现给用户。

整个检测原理简单高效，适用于各种实际应用场景。

三、设计要点1. 酒精传感器的选择酒精传感器是整个检测仪的核心部件，其灵敏度和稳定性直接影响着检测仪的性能。

在设计时需要根据实际应用场景充分考虑酒精传感器的工作原理、灵敏度和稳定性，选择性能优越的酒精传感器。

2. 多种输出方式的设计酒精浓度检测仪需要根据实际使用需求，可以设计多种输出方式，如数字显示、模拟显示、声音报警等，使得检测结果可以直观和及时地呈现给用户。

3. 数据处理与存储基于51单片机的酒精浓度检测仪需要具备一定的数据处理和存储能力，可以实现对检测数据的分析、存储和传输，以满足不同应用场景的需求。

四、应用场景1. 酒驾检测基于51单片机的酒精浓度检测仪在交通管理领域具有重要的应用意义，可以通过安装在车载设备中，实时监测驾驶员的酒精浓度，从而有效防止酒驾事件的发生。

2. 工业生产安全监测在工业生产中，酒精浓度检测仪可以用于监测生产车间或实验室中的气体浓度，一旦检测到酒精浓度超标，可以及时报警，防止火灾或爆炸事故的发生。

3. 家庭安全监测民用领域，基于51单片机的酒精浓度检测仪也可以用于家庭安全监测，如厨房燃气的泄漏检测、儿童房内空气的监测等，能够有效预防一些家庭安全隐患。

五、未来展望基于51单片机的酒精浓度检测仪在实际应用中显示出了良好的性能和应用前景，未来可以进一步通过与智能无线终端或其他智能设备的连接，实现更加便捷的数据传输和互动，满足人们对便捷、高效安全监测需求的日益增长。

酒精浓度检测系统开题报告酒精浓度检测系统开题报告引言：酒精浓度检测系统是一种能够准确测量人体酒精浓度的技术装置。

随着社会的发展和生活水平的提高，酒驾成为了一个严重的社会问题。

为了确保道路交通的安全和减少交通事故的发生，酒精浓度检测系统的研发和应用变得尤为重要。

本文将探讨酒精浓度检测系统的原理、技术特点以及未来的发展前景。

一、酒精浓度检测系统的原理酒精浓度检测系统主要基于呼气中酒精含量与血液中酒精含量之间的相关性进行测量。

当人体摄入酒精后，酒精会通过呼吸系统排出体外。

酒精浓度检测系统通过呼气中的酒精含量来推算血液中的酒精浓度，从而判断酒驾行为是否存在。

二、酒精浓度检测系统的技术特点1. 高精度测量：酒精浓度检测系统采用先进的传感器技术和算法，能够实现对酒精浓度的精确测量，确保测量结果的准确性。

2. 快速检测：酒精浓度检测系统具备快速响应的特点，可以在短时间内完成对酒精浓度的检测，提高了检测的效率。

3. 便携式设计：现代的酒精浓度检测系统已经实现了便携式设计，可以方便地携带在车辆内部或者随身携带，使得检测更加便捷。

4. 多样化应用：除了在交通领域中的应用，酒精浓度检测系统还可以应用于酒吧、娱乐场所等场所，帮助管理人员更好地控制酒精消费行为。

三、酒精浓度检测系统的发展前景随着技术的不断进步和社会对交通安全的重视，酒精浓度检测系统在未来有着广阔的发展前景。

1. 创新技术的应用：随着传感器技术、人工智能等领域的不断发展，酒精浓度检测系统将更加智能化，能够实现更加精准的检测和预警功能。

2. 法律法规的支持：随着对酒驾行为的打击力度加大，相信未来会有更加严格的法律法规出台，酒精浓度检测系统将成为法律执行的重要工具。

3. 市场需求的增加：随着人们对交通安全的重视程度提高，酒精浓度检测系统的市场需求将会不断增加，为相关企业和科研机构提供了更多的发展机会。

结论：酒精浓度检测系统是一项具有重要意义的技术装置，它可以有效地预防和打击酒驾行为，保障道路交通的安全。