【正文】 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子系畢業(yè)設(shè)計(jì) 常常 州州 輕輕 工工 職職 業(yè)業(yè) 技技 術(shù)術(shù) 學(xué)學(xué) 院院 題 目 酒精濃度探測(cè)儀 姓 名 姜萍 學(xué) 號(hào) 1033323102 班 級(jí) 10 電子 331 指導(dǎo)教師 宋朝暉 職 稱 講師 日 期 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書 摘 要 本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同濃度酒精的檢測(cè)和顯示，通過(guò)適當(dāng)改進(jìn)可以用于檢測(cè)酒后駕車。本文用 STC12C5A16AD 單片機(jī)與 MQ3 型氣體傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)酒精濃度的測(cè)量，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。 本設(shè)計(jì)主要研究了（ 1）硬件方面， MQ3 氣體傳感器技術(shù)參數(shù)的檢測(cè)和將它接入到酒精濃度檢測(cè)模塊中；將采集到的模擬電壓信號(hào)通過(guò)單片機(jī)控制經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字電壓信號(hào)；用于顯 示濃度的數(shù)碼管顯示模塊。（ 2）軟件方面，主要研究了電壓到濃度的線性轉(zhuǎn)換和最終濃度值的數(shù)碼管顯示。（ 3）對(duì)設(shè)計(jì)的傳感器進(jìn)行了標(biāo)定。設(shè)計(jì)的傳感器對(duì)酒精氣體反應(yīng)靈敏，能在有效范圍內(nèi)測(cè)量它的濃度值。并且在檢測(cè)低濃度酒精時(shí)誤差較小，最大誤差為 %滿足設(shè)計(jì)要求。 本設(shè)計(jì)的特色在于標(biāo)準(zhǔn)的確定。對(duì)于流動(dòng)空氣，樣品的穩(wěn)定性和水蒸氣的影響，提出了解決方案和驗(yàn)證方法。對(duì)不同的區(qū)間濃度和電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系做線性化處理，簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的傳感器可以檢測(cè)不同濃度的酒精氣體，改進(jìn)之后對(duì)解決酒后駕車事故和特殊場(chǎng)合酒精檢測(cè)都可以使用 。 關(guān)鍵詞 ：氣體傳感器 。模數(shù)轉(zhuǎn)換 。單片機(jī) Abstract Different concentrations of alcohol solution are detected and showed in the design. The design can be used to the detection of drunk driving through improvement. In this thesis, the concentration of alcohol can be measured and displayed by using the gas sensor based on STC12C5A16AD MCU and MQ3. In the thesis Major researches are three points. (1) In the hardware, detecting the technology parameters MQ3 gas sensor, and connecting it to a testing part of the alcohol gas concentration。 Analog voltage signal amplification to drive lightemitting diode light to alarm。 conversing the voltage signal through the A/D conversion at the control of the singlechip, obtaining the digital voltage signal。 displaying the concentration in the digital tube display module.(2)In the Software, linear conversion between the concentration of the alcohol and the voltage and the digital display of the final concentration value.(3) The designed sensor is calibrated. The design of gas sensor is responsive to the alcohol, can measure concentration in the effective range of its concentration. And in the low concentration of alcohol in the test the error is small with the maximum error %, meeting requirements of the design. The characteristics of the thesis are to determine the standard. The solutions and verification methods are proposed about the flow of air samples, the sample stability and water vapor. The conversion between voltage and concentration in different range is treated as linear relationship. The design of sensor can detect different the alcohol gas with different concentration. It plays an important role to solve the drunkdriving accidents and alcohol testing for special occasions after improvement. Key Words: Gas sensor。 A/D conversion。 Singlechip Microputer 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 第 0頁(yè) 共 28 頁(yè) 目 錄 第一章 引言 ...........................................................1 設(shè)計(jì)背景 ......................................................1 設(shè)計(jì)酒精濃度探測(cè)儀的意義 .......................................1 本文主要研究工作 ..............................................1 第二章 元器件和開發(fā)工具介紹 ...........................................3 ADC0809 .......................................................3 ................................................. 3 ................................................. 3 （引腳功能） ..................................... 3 STC12C5A16AD ..................................................4 Protel軟件介紹 ...............................................5 KEIL介紹 .....................................................6 ProtuesISIS介紹 ..............................................6 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) ...................................................8 設(shè)計(jì)框圖 .....................................................8 乙醇信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理電 路 ........................................8 單片機(jī)電路 .................................................11 顯示電路 ....................................................12 閾值存儲(chǔ) ....................................................13 第四章 軟件設(shè)計(jì) ......................................................14 第五章 調(diào)試 ..........................................................16 參考文獻(xiàn) .............................................................19 致謝 .................................................................20 附錄 A元器件清單 .....................................................21 附附 錄錄 B 實(shí)實(shí) 物物 圖圖 .........................................................22 附附 錄錄 C 程程 序序 ..........................................................23 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 第 1頁(yè) 共 28 頁(yè) 第一 章 引言 設(shè)計(jì)背景 我國(guó)傳感器市場(chǎng)的增長(zhǎng)率超過(guò) 15%， 2020年銷售額為 186億元人民幣， 2020年銷售額為 283億元人民幣，預(yù)計(jì) 2020年為 325億元人民幣， 2020 年為 374億元人民幣。我國(guó)傳感器 4 大類中，工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品占市場(chǎng)份額的 %。近年來(lái)，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段，新型傳感器的特點(diǎn)是微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它將不僅促進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造，而且可導(dǎo)致建立新型工業(yè)和軍事變革，是 21 世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn) [1]。 由于氣體與人類的日 常生活密切相關(guān)，對(duì)氣體的檢測(cè)已經(jīng)是保護(hù)和改善生態(tài)居住環(huán)境不可缺少的手段，氣體傳感器發(fā)揮著極其重要的作用。氣體傳感器是把氣體中的特定成分檢測(cè)出來(lái)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的一類器件，用來(lái)對(duì)有害氣體，易燃易爆氣體等進(jìn)行安全檢測(cè)和報(bào)警，對(duì)生產(chǎn)生活中需要了解的氣體進(jìn)行檢測(cè)，分析，研究等。近年來(lái)，我國(guó)氣敏傳感器產(chǎn)業(yè)有了較快的發(fā)展，但與國(guó)外相比，從技術(shù)水平，產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用等領(lǐng)域均存在著不小的差距。 目前，氣敏傳感器領(lǐng)域還存在一些問題。一是元件的穩(wěn)定性差。由于元件電阻和靈敏度隨時(shí)間而不斷變化，漂移大給檢測(cè)結(jié)果的可靠性帶來(lái)不穩(wěn)定的因素 。二是選擇性差。由于在檢測(cè)氣體時(shí)，往往還存在著其它的干擾氣體 (如煙酒等 )，使氣敏元件發(fā)生交叉響應(yīng)，產(chǎn)生誤報(bào)。三是催化劑中毒。摻有催化劑的氣敏元件接觸某些氣體后，活性組分被毒化，將會(huì)改變?cè)倪x擇性，降低其敏感度和穩(wěn)定性，另外催化劑本身也存在著不穩(wěn)定性問題。靈敏度問題。四是 SnO2元件有時(shí)由于靈敏度過(guò)大導(dǎo)致誤報(bào)，但是在檢測(cè)某些低濃度氣體時(shí)靈敏度卻難以達(dá)到要求。 設(shè)計(jì)酒精濃度探測(cè)儀的意義 本設(shè)計(jì)基于 STC12C5A16AD 單片機(jī)設(shè)計(jì)的酒精氣體濃度探測(cè)儀，可用來(lái)檢測(cè)酒精氣體濃度，最主要的用途是檢測(cè)司機(jī)的酒 精含量。 酒后駕車發(fā)生事故的機(jī)率高達(dá) 27%。隨著攝入酒精量的增加，選擇反應(yīng)錯(cuò)誤率顯著增加，當(dāng)血液中酒精含量由 ‰ 增至 1‰ ，發(fā)生車禍的可能性便增加 5 倍，如果增至 ‰ ，可能性再增加 6倍。 機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T“酒后駕車” 及“醉酒駕車”極易發(fā)生道路交通事故 , 嚴(yán)重危害了道路交通安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。人飲酒后 , 酒精通過(guò)消化系統(tǒng)被人體吸收 , 經(jīng)過(guò)血液循環(huán) , 約有 90%的酒精通過(guò)肺部呼氣排出 , 因此測(cè)量呼氣中的酒精含量 , 就可判斷其醉酒程度。開車司機(jī)只要將嘴對(duì)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(jī)是否酒后駕車，避免事故的發(fā)生。當(dāng)然，最好的辦法是在車內(nèi)安裝這種測(cè)試儀，司機(jī)一進(jìn)入車內(nèi)檢測(cè)儀就檢測(cè)司機(jī)的酒精含量，如果超出允許值，系統(tǒng)控制引擎無(wú)法啟動(dòng)，這樣就可從根本上解決酒后駕車問題。 酒精氣體濃度探測(cè)儀在生產(chǎn)生活中也有重要的應(yīng)用，比如，在一些環(huán)境要求