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基于单片机的酒精浓度测试仪设计大学学位论文.doc
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基于单片机的酒精浓度测试仪设计大学学位论文.doc
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苏州科技学院本科生毕业设计(论文)
I
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,
苏州科技学院本科生毕业设计(论文)
II
Alcohol tester based on MCU
Abstract
The 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
苏州科技学院本科生毕业设计(论文)
III
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.......................................................................................................................3
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
3.2 MQ3 气体传感器 .........................................................................................................................7
3.2.1 MQ-3 主要技术指标.........................................................................................................7
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
3.4 ADC0809 ....................................................................................................................................11
3.5 LCD 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.............................................................................................................................16
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
苏州科技学院本科生毕业设计(论文)
IV
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...................................................................................................................59
附录 e:主函数................................................................................................................................64
苏州科技学院本科生毕业设计(论文)
1
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。汽车产业的飞速发展使得拥有汽车已
不是遥不可及的梦。现在几乎每家每户都有汽车,汽车让人们的距离不再遥远,但交
通事故却给人们带来了不可挽回的悲剧。交通事故多发的原因有很多,其中能避免的
就是由于酒后驾车引起的交通事故。中国的酒桌文化由来已久,很多人认为自己虽然
喝了酒,但是还是能掌控车辆。但是这是完全错误的,在酒精的作用下,人的大脑并
不能做出正确的判断,容易错误的操控车辆,从而导致悲剧的发生。为了从根源上遏
制由于酒后驾车引发的交通事故的发生,酒精浓度检测仪的诞生便可以方便快捷的解
决这一问题。不仅如此,涉及到酒精浓度检测的食品加工、酿酒等行业,也广泛运用
酒精浓度检测仪来提高生产安全性。由于科技的飞速发展,用于检测酒精浓度的首要
元件——气体传感器越来越符合现代社会的生产需求。用来检测酒精浓度的传感器正
朝着功耗低,功能多,方便,快捷的方向发展。地球上大部分国家使用的都是呼吸式
酒精浓度检测仪,只要驾驶人员对着检测仪呼气,就可以现场检测出驾驶员体内的酒
精浓度,确定他们有没有酒后驾车,以及是否为醉酒开车。这样就可以大大减少这种
可避免的交通事故的发生。
1.2 酒精浓度检测仪设计的意义
进入二十一世纪以来,我国的经济发生了突飞猛进的发展,人们的生活水平越来
越高,私家车几乎成为每家每户的必备品。凡事有利有弊,有私家车的人大多生活质
量还不错,这种情况下,聚会,谈生意等场合下饮酒的可能性也相对比较大。由于驾
驶员饮用大量酒精后导致驾驶人员判断力降低,不能很好的操控机动车,从而导致非
常严重的交通事故,家破人亡,惨绝人寰的事情频频发生。为什么喝酒以后不宜开车
呢?那是因为酒后驾车,由于驾驶员体内酒精浓度比较高,会使其反应速度比较慢,
对危险的评估能力比较低,因而不能对危险起到很好的控制,悲剧就此发生。而酒精
浓度检测仪可以检测出驾驶员体内的酒精浓度,从而预防驾驶员酒后驾车,从而减少
因酒后驾车导致的交通事故的发生。因此研究酒精浓度测试仪对这个社会的安定和谐
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