【正文】 結果的可靠性帶來不穩(wěn)定的因素。氣體傳感器是把氣體中的特定成分檢測出來，并轉(zhuǎn)化為電信號的一類器件，用來對有害氣體，易燃易爆氣體等進行安全檢測和報警，對生產(chǎn)生活中需要了解的氣體進行 檢測，分析，研究等。 Singlechip Microputer 畢業(yè)設計用紙 第 0頁 共 28 頁 目錄 第一章 引言 ........................................................... 1 設計背景 ...................................................... 1 設計酒精濃度探測儀的意義 ...................................... 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） ..................................... 4 STC12C5A16AD .................................................. 4 Protel軟件介紹 .............................................. 5 KEIL介紹 .................................................... 6 ProtuesISIS介紹 ............................................. 6 第三章 硬件電路設計 ................................................... 8 設計框圖 ..................................................... 8 乙醇信號檢測及調(diào)理電路 ....................................... 8 單片機電路 ................................................. 11 顯示電路 .................................................... 12 閾值存儲 .................................................... 13 第四章 軟件設計 ...................................................... 14 第五章 調(diào)試 .......................................................... 17 參考文獻 ............................................................ 20 致謝 ................................................................ 21 附錄 A元器件清單 ..................................................... 22 附附 錄錄 B 實實 物物 圖圖 ........................................................ 23 附附 錄錄 C 程程 序序 .......................................................... 24 畢業(yè)設計用紙 第 1頁 共 28 頁 第一章 引言 設計背景 我國傳感器市場的增長率超過 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，預計 2020年為 325億元人民幣， 2020年為 374億元人民幣。 Analog voltage signal amplification to drive lightemitting diode light to alarm。設計的傳感器可以檢測不同濃度的酒精氣體，改進之后對解決酒后駕車事故和特殊場合酒精檢測都可以使用。并且在檢測低濃度酒精時誤差較小，最大誤差為 %滿足設 計要求。 本設計主要研究了（ 1）硬件方面， MQ3氣體傳感器技術參數(shù)的檢測和將它接入到酒精濃度檢測模塊中；將采集到的模擬電壓信號通過單片機控制經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字電壓信號；用于顯示濃度的數(shù)碼管顯示模塊。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，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。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或 集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 涉密論文按學校規(guī)定處理。（ 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。 本設計的特色在于標準的確定。 關鍵詞 ：氣體傳感器 。 conversing the voltage signal through the A/D conversion at the control of the singlechip, obtaining the digital voltage signal。我國傳感器 4大類中，工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品占市場 份額的 %。近年來，我國氣敏傳感器產(chǎn)業(yè)有了較快的發(fā)展，但與國外相比，從技術水平，產(chǎn)業(yè)化及應用等領域均存在著不小的差距。二是選擇性差。靈敏度問題。隨著攝入酒精量的增加，選擇反應錯誤率顯著增加，當血液中酒精含量由 ‰ 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。當然，最好的辦法是在車內(nèi)安裝這種測試儀，司機一進入車內(nèi)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。 （ 2）軟件方面，標準的確定是該部分要做的主要工作。一是外界環(huán)境流動空氣對傳感器的影響和對氣體樣品的稀釋，二是樣品的穩(wěn)定性對測量帶來的誤差，三是水蒸氣對測量的影響。用相同容量的塑料瓶配制好不同濃度的酒精溶液后，將它密封并放置一段時間，待其穩(wěn)定后再測量。 3）轉(zhuǎn)換時間為 100μ s 4）單個＋ 5V電源供電 5）模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點和滿刻度校準。輸入輸出與 TTL兼容。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3位地址輸入線，用于選通 8路模擬輸入中的一路。當 A／ D轉(zhuǎn)換結束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 Vcc：電源，單一＋ 5V。 START上升沿將逐次逼近寄存器復位。 紙張與頁面設置：（ 1） A縱向、單面打印。外型管腳與 AT89S52等完全相同。 對乙醇蒸汽具有很高的靈敏度和良好的選擇性。該軟件功能強大，人機界 面友好，易學易用，仍然是大中院校電學專業(yè)必學課程，同時也是業(yè)界人士首選的電路板設計工具。先按照已畫好的電路草圖將所有元件找到拖放到編輯框里。對某個工程的操作是對一個數(shù)據(jù)庫的操作，因此不同的數(shù)據(jù)庫會在不同的窗口中打開，通過最小化可看各個數(shù)據(jù)庫的窗口。而將文件直接放在數(shù)據(jù)庫根目錄下則不會出現(xiàn)這些問題。在放置芯片引腳時大頭指的是引腳外側(cè)，引腳名稱會嵌到芯片框里，引腳號在外側(cè)。 Keil提供了包括 C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。 Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。 C51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結構 C51 工具包的整體結構，其中 uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows和 for Dos的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標準的 Hex 文件，以供調(diào)試器dScope51或 tScope51使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM中。 ProtuesISIS 介紹 畢業(yè)設計用紙 第 7頁 共 28 頁 Proteus是英國 Labcenter electronics 公司開發(fā)的 EDA工具軟件。用戶甚至可以實時采用諸如 LED/、 RS232 終端等動態(tài)外設模型來對設計進行交互仿真。 (2)交互的裝置模型包括： LED和 LCD顯示， RS232終端，通用鍵盤，開關，按鈕等。 (6) DLL接口為應用提供特定的模式。 (10)模擬信號發(fā)生器包括直流、正弦、脈沖、分段線性、音頻、指數(shù)、單頻 FM；數(shù)字信號發(fā)生器包括尖脈沖、脈沖、時鐘和碼流。無論是實現(xiàn)復雜設計的仿真以及 PCB設計，還是設計精美的原理圖 ISIS都是最好工具。元件列表、對象選擇按鈕、預 覽對象方位控制按鈕、仿真控制按鈕、狀態(tài)欄。其技術特點為： 1：對乙醇蒸汽有很高的靈敏度和良好的選擇性 2：快速的響應恢復特性 3：長期的壽命和可靠的穩(wěn)定性 4：簡單的驅(qū)動回路 MQ3乙醇氣體傳感器靈敏度曲線如圖 32 所示，其傳感原理為氣敏電阻的輸出阻值隨乙醇氣體等濃度變化而變化。經(jīng)過調(diào)理，檢測信號由電阻值轉(zhuǎn)變成電壓值，便于后續(xù)電路進行 A/D 轉(zhuǎn)換和處理。 (當輸出低電平時信號燈亮，可直接接單片機 ) 模擬量輸出 0~5V電壓，濃度越高電壓越高。圖中 AOUT為 MQ3傳感器模塊輸出的檢測電壓信號，送入 ADC7端口進行處理， DOUT為傳感器模塊輸出的數(shù)字電平信號，該信號可以根據(jù)乙醇氣體濃度直接輸出報警信號，報警閾值通過模塊上的電位器進行調(diào)節(jié)。 表 32 液晶屏接口信號說明 與單片機接口電路如圖 38所示。 AT24C04是 IIC 接口的 EEPROM 芯片，可以用于掉電不易失數(shù)據(jù)的存儲。 圖 39 EEPROM存儲電路 畢業(yè)設計用紙 第 14頁 共 28 頁 第四章 軟件設計 軟件流程圖 本設計軟件主程序流程圖如圖 41所示。 //A/D啟動轉(zhuǎn)換信號 sbit OE=P3^1。 //定義數(shù)據(jù)類型 延時函數(shù) void delay(uchar t) { uchar i,j。j0。 z=date/1000。 //求個位 P2=0XFF。 delay(80)。 delay(80)。 delay(80)。 delay(80)。 //重裝計數(shù)初值 CLK=!CLK。 //定時時 間高八位初值 TL0=(655362)%256。 while(1) //無限循環(huán) { ST=0。 //等待數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完畢 OE=1。 date=AD0809*20。安裝完成后，插入 USB下載線后，在 [開始 ][控制面板 ][打印機和其他硬件 ][設備管理器 ]，在“端口”分支下有（ Prolific USBtoSerial Comm Port(COMX)。 畢業(yè)設計用紙 第 18頁 共 28 頁 圖 52 下載軟件 正確選擇 MCU 類型， COM口（與剛才安裝的 COM號一致），最高波特率和最低波特率都選 2400bps 或者 1200bps （下載線內(nèi) PL2303芯片所限，沒辦法?。⒋蜷_正確的 .hex 數(shù)據(jù)文件。我發(fā)現(xiàn)設計過程是一個考驗人耐心的過程，不能有絲毫的急躁，對電路應該一步一步的來。也因為這樣，我明白了真理總是在不斷的揣摩中產(chǎn)生的，這是我的最深體會。最后感謝我的同學以及家人這段時間