【正文】 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 畢業(yè)設計（論文） 基于 AT89S51 單片機酒精濃度探測儀的設計與實現 學院（系）： 理學院物理系 專業(yè)班級： 電子信息科學與技術 學生姓名： 指導教師： 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包括任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保障、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向有關學位論文管理部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權省級優(yōu)秀學士論文評選機構將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 本學位論文屬于 保密 囗，在 年解密后適用本授權書 不保密囗 。 （請在以上相應方框內打 “√”） 作者簽名： 年 月 日 導師簽名： 年 月 日 本科生畢業(yè)設計（論文）任務書 學生姓名 專業(yè)班級 電子信息科學與技術 指導教師 工作單位 理學院物理系 設計（論文）題目： 基于 AT89S51 單片機酒精濃度探測儀的設計與實現 設計（論文）主要內容： 要求設計 并實現 一個基于 AT89S51 單片機的 酒精濃度探測儀 系統(tǒng)，其中 酒精傳感器 采用 MQ3 型 ， 利用該傳感器將酒精氣體濃度信號轉化為電信號，選擇適當的放大器放大其電壓信號，驅動發(fā)光二極管顯示酒精濃度的高度，同時利用模數轉換芯片將模擬信號進行轉化，并由單片機控制，最后用數碼管顯示 。 要求完成的主要任務： 查閱不少于 15 篇的相關資料，其中英文文獻不少于 2 篇，完成開題報告。 掌握 C51 系列單片機原理及編程技術，熟悉 ADC0809 的工作原理及特性；熟悉數碼管顯示技術。 用 protel 繪制其原理圖，完成整體電路的安裝與調試，并對實驗結果進行分析。 完成不少于 5000 字的英文文獻翻 譯。 完成 不少于 12020 字 的畢業(yè) 論文 。 必讀參考資料： [1] 張培仁 ． 基于 匯編 語言編程 MCS51 單片機原理與應用 [M]． 北京：清華大學出版社 ，2020． [2] 吳桂秀．傳感器應用制作入門 [M]．浙江科學技術出版社， 2020． 指導教師簽名 系主任簽名 院長簽名（章） 本科學生畢業(yè)設計 (論文 )開題報告 目的及意義（含國內外的研究現狀分析） 從 18 世紀產業(yè)革命以來，到 20 世紀信息技術的快速發(fā)展，傳感技術逐漸走向成熟，在現實生產生活中的應用也漸漸 在普及。傳感器應用廣泛，在各個領域都有著舉足輕重的作用，所以傳感器不斷向高精度，高可靠性，微型化，微功耗無源化和智能化數字化發(fā)展，以便更好的服務于我們的生產和生活。 氣體與人類的日常生活密切相關，檢測氣體是保護和改善我們居住環(huán)境的必要工作，要檢測氣體就少不了用到氣體傳感器。本設計基于 AT89S51 單片機設計的酒精濃度探測儀，可用來檢測酒精氣體濃度，最主要的用途是檢測司機的酒精含量。開車司機只要將嘴對著傳感頭使勁吹氣，儀器就能發(fā)上顯示出酒精濃度的高低，從而判斷該司機是否酒后駕車，避免事故的發(fā)生。當然，最好的辦 法是在車內安裝這種測試儀，司機一進入車內檢測儀就檢測司機的酒精含量，如果超出允許值，系統(tǒng)控制引擎無法啟動，這樣就可從根本上解決酒后駕車問題。 酒精濃度探測儀在生產中也有重要的應用，比如，在一些環(huán)境要求嚴格的生產車間，用這種酒精濃度探測儀，可隨時檢測車間內的酒精氣體濃度，當酒精氣體濃度高于允許限定值時要及時通風換氣，做到安全生產。當然，依照同樣的原理也可設計檢測其他氣體的探測儀，與我們的生活息息相關的是檢測有毒氣體。 傳感頭是酒精濃度探測儀中感受酒精的重要部分。目前，所設計的該類傳感器多選用以二氧化錫為基本材 料，添加不同物質制成的氣敏傳感器。本設計所選用的 MQ3 氣敏傳感器的敏感部分是由二氧化錫的 N 型半導體微晶燒結層構成，靈敏度高，響應速度快，可靠性好。也有選擇以其他氧化物為基本材料制成的傳感器，如選二氧化鈦作為氣體傳感材料。雖然目前的二氧化鈦薄膜有電阻值高，工作溫度高，敏感性差的缺點，但是二氧化鈦薄膜具有良好的電學性能，優(yōu)異的光學性能，化學穩(wěn)定性高，機械強度高，且可用于多種氣體的檢測。單片機在整個傳感器中起操作和相應數據處理并送顯示的作用，是傳感器的核心部分。 目前，氣敏傳感器已有較高的精度，可達萬分之一以上 。隨著新材料發(fā)展和新加工技 術的提高，有了高可靠性和低功耗的氣體傳感器。智能化數字化的氣體傳感器克服了目前氣敏傳感器人工測試帶來的效率低，誤差大和操作人員長時間工作等問題。 基本內容和技術方案 敏感部分由二氧化錫的 N 型半導體微晶燒結層構成的 MQ3 型氣敏傳感器，當其表面吸附有被測氣體酒精分子時，表面導電電子比例就會發(fā)生變化，從而其表面電阻會隨著被測氣體的濃度的變化而變化。由于這種變化是可逆的，所以能重復使用。 MQ3 型氣敏傳感器靈敏度高，響應速度快。 AT89S51 單片機是一般控制應用的 8 位單片機。芯片 內部有時鐘振蕩器，只讀存儲器為 4K 字節(jié)，外部可擴充至 64K 字節(jié)， 128 字節(jié)的隨機存儲器，外部可擴充至 64K 字節(jié)。32 條雙向輸入輸出線，每條均可以單獨做 I/O 的控制。 5 個中斷向量源。 2 個獨立的 16 位定時器。 1 個全雙工串行通信端口。選用的開發(fā)平臺為 MedWin 單片機集成開發(fā)環(huán)境。 發(fā)光二極管顯示選用集成驅動器 LM3914。內部有 10 個電壓比較器，可驅動 10 個發(fā)光二極管。相鄰分壓端之間的電壓差是 ?？蛇x擇點狀顯示也可選擇條狀顯示。 ADC0809 為 8 路 8 位的 A/D 轉換器，具有轉換起?？刂贫?，轉換時間為 100μs，模擬輸入電壓值范圍是 0～ +5V， +5V 電壓供電。三位數碼管顯示具體數值。 根據以上內容選定技術方案。 氣體傳感器遇到酒精氣體后，阻值發(fā)生變化，所要測的電壓發(fā)生相應的變化。變化的電壓值送 LM3914 放大比較，驅動相應的發(fā)光二極管發(fā)光，顯示酒精濃度的高低。單片機不斷采集經 ADC0809 模數轉換后的變化的電壓值，經數據處理交數碼管顯示。 進度安排 第 13 周：查閱相關文獻資料，明確研究內容，了解研究所需理論知識和設計所需的元器件。確定方案，完成開題報告。 第 46 周：畫出流程圖，編寫程序。 第 710 周：建立系統(tǒng)模型，畫出電路圖，并對軟件進行仿真調試。 第 1113 周：完成硬件電路的安裝，并進行硬件電路的調試。 第 1415 周：完成并提交論文，對論文進行修改定稿。 第 16 周：完成并修改畢業(yè)論文。 第 17 周：準備論文答辯。 指導教師意見 指導教師簽名： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文） 目 錄 摘 要 .............................................................................................................................................. I Abstract ...........................................................................................................................................II 1 緒論 ............................................................................................................................................. 1 設計背景 .................................................................................................................................. 1 氣敏傳感器的研究現狀 .......................................................................................................... 1 設計酒精氣體傳感器的意義 .................................................................................................. 2 本文主要研究工作 .................................................................................................................. 2 2 硬件電路設計與實現 ................................................................................................................. 4 單片機開發(fā)流程 ...................................................................................................................... 4 硬件系統(tǒng)框圖 .......................................................................................................................... 4 信號采集電路 .......................................................................................................................... 5 信號轉換電路 .......................................................................................................................... 8 發(fā)光二極管顯示報警電路 .................................................................................................... 14 數碼管顯示電路 .................................................................................................................... 16 系統(tǒng)整體電路圖 .................................................................................................................... 18 3 軟件編程 ................................................................................................................................... 20 開發(fā)環(huán)境 ................................................................................................................................ 20 程序流程 ......................................