【正文】 數(shù)而選擇阻值合適的電阻。由于這種變化是可逆的，所以能重復(fù)使用。將電極斷 A接到電源正極，電極端 B 接兩個(gè) 270Ω 并聯(lián)的電阻。 圖 4 MQ3 檢測電路 信號采樣電路 信號的采樣模塊電路如圖 5 所示。此時(shí)如果將酒精溶液樣品靠近 MQ3 傳感器，我們立即可以看到數(shù)字萬 用表顯示值馬上由原來大于 120KΩ 降至 10KΩ 以下。 MQ3 的 靈敏度特性曲線如 圖 3 所示。如圖 2 所示： 圖 2 MQ3 特點(diǎn) :檢測范圍為 10ppm～ 2020ppm ； 靈敏度高，輸出信號為伏特級；響應(yīng)速度快， 小于 10 秒；功耗 小于 ，尺寸： D17*H10。 （ 2）組合了氣體傳感器和采樣調(diào)理電路的探頭。 （ 3）毒性氣體傳感器。目前該類氣敏傳感器需求量最大，包含各種無機(jī)和有機(jī)類氣體檢測，主要用于抽油煙機(jī)、泄露報(bào)警器和空氣清新劑等方面，并已經(jīng)形成生產(chǎn)規(guī)模，在油田、礦區(qū)、化工、企業(yè)及家庭等生產(chǎn)和生活領(lǐng)域廣泛用作氣體泄露報(bào)普，特別是用于家庭氣體泄露報(bào)警，需求量不斷增加，使該類傳感器有著廣泛的發(fā)展空間。數(shù)碼管顯示模塊是對單片機(jī)處理后的數(shù)字信號的顯示，用來顯示酒精的濃度。但一次性成功的幾乎是不是不可能的。由于硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會相互影響，因此，從簡化電路結(jié)構(gòu)、降低成本、減少故障率、提高系統(tǒng)的靈活性與通用性方面考慮，提倡軟件能實(shí)現(xiàn)的功能盡可能由軟件來完成；但也應(yīng)考慮軟件代硬件的實(shí)質(zhì)是以降低系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、增加處理進(jìn)行為代價(jià)的，而且軟件設(shè)計(jì)費(fèi)用、研制周期也將增加，因此系統(tǒng)的軟硬件功能分配應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求及實(shí)際情況而合理安排，統(tǒng)一考慮。在進(jìn)行可行性調(diào)研后，如果可以立項(xiàng)，下一步工作就是系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)。可行性調(diào)研的目的，是分析完成這個(gè)項(xiàng)目的可能性。水蒸氣對 MQ3 的影響很小，這一點(diǎn)可以通過對只裝有純凈水的塑料瓶的多次測量來驗(yàn)證。 （ 3）為了盡量減少設(shè)計(jì)的氣體傳感器的測量誤差，在測量酒精溶液樣品時(shí)要考慮并解決 3 個(gè)主要問題。 （ 1）硬件電路方面，對氣體傳感器 MQ3 按檢測電路，接上一定阻值的負(fù)載電阻，檢測它的技術(shù)參數(shù)，確定 MQ3 所接負(fù)載電阻的大小，完成信號采樣電路的設(shè)計(jì)；采樣到的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 模擬電壓電信號通過 A/D 轉(zhuǎn)換，得到可供單片機(jī)處理的數(shù)字信號，再由單片機(jī)作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理；發(fā)光二極管報(bào)警顯示和 3 個(gè)單位 8 段共陰數(shù)碼管濃度值顯示。開車司機(jī)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(jī)是否酒后駕車，避免事故的發(fā)生。 酒后駕車發(fā)生事故的機(jī)率高達(dá) 27%。吸油煙機(jī)等產(chǎn)品上常用 MQ3 型半導(dǎo)體氣敏傳感器，它采用旁熱式結(jié)構(gòu)，陶瓷管內(nèi)裝有高阻抗加熱絲，管外涂有梳狀金屬電極，金屬電極之外涂有 SnO2材料，使 SnO2燒結(jié)體位于兩電極之間 [6]。納米技術(shù)的發(fā)展，不僅為傳感器提供了優(yōu)良的敏感材料，而且為傳感器制作提供了許多新型方法。為改善其氣敏特性，常在 SnO2 基體中摻入貴金屬或其他金屬氧化物。 氣敏傳感器的研究現(xiàn)狀 氣敏元件性能與敏感功能材料的種類、結(jié)構(gòu)及制作工藝密切相關(guān)。三是催化劑中毒。一是元件的穩(wěn)定性差。 由于氣體與人類的日 常生活密切相關(guān)，對氣體的檢測已經(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。 conversing the voltage signal through the A/D conversion at the control of the singlechip, obtaining the digital voltage signal。對不同的區(qū)間濃度和電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系做線性化處理，簡化了硬件電路的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的傳感器對酒精氣體反應(yīng)靈敏，能在有效范圍內(nèi)測量它的濃度值。本文用 AT89S51 單片機(jī)與 MQ3 型氣體傳感器實(shí)現(xiàn)了對酒精濃度的測量，并對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示， 同時(shí)利用二極管簡單顯示濃度的高低，在設(shè)計(jì)允許值時(shí)發(fā)出報(bào)警。 第 1415 周：完成并提交論文，對論文進(jìn)行修改定稿。確定方案，完成開題報(bào)告。 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(yīng)的變化?？蛇x擇點(diǎn)狀顯示也可選擇條狀顯示。選用的開發(fā)平臺為 MedWin 單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境。32 條雙向輸入輸出線，每條均可以單獨(dú)做 I/O 的控制。由于這種變化是可逆的，所以能重復(fù)使用。 目前，氣敏傳感器已有較高的精度，可達(dá)萬分之一以上 。本設(shè)計(jì)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(dǎo)體微晶燒結(jié)層構(gòu)成，靈敏度高，響應(yīng)速度快，可靠性好。 酒精濃度探測儀在生產(chǎn)中也有重要的應(yīng)用，比如，在一些環(huán)境要求嚴(yán)格的生產(chǎn)車間，用這種酒精濃度探測儀，可隨時(shí)檢測車間內(nèi)的酒精氣體濃度，當(dāng)酒精氣體濃度高于允許限定值時(shí)要及時(shí)通風(fēng)換氣，做到安全生產(chǎn)。 氣體與人類的日常生活密切相關(guān)，檢測氣體是保護(hù)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。 完成不少于 5000 字的英文文獻(xiàn)翻 譯。 （請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打 “√”） 作者簽名： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 年 月 日 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 電子信息科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)教師 工作單位 理學(xué)院物理系 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于 AT89S51 單片機(jī)酒精濃度探測儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 要求設(shè)計(jì) 并實(shí)現(xiàn) 一個(gè)基于 AT89S51 單片機(jī)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(zhuǎn)化為電信號，選擇適當(dāng)?shù)姆糯笃鞣糯笃潆妷盒盘?，?qū)動(dòng)發(fā)光二極管顯示酒精濃度的高度，同時(shí)利用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并由單片機(jī)控制，最后用數(shù)碼管顯示 。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 本學(xué)位論文屬于 保密 囗，在 年解密后適用本授權(quán)書 不保密囗 。 用 protel 繪制其原理圖，完成整體電路的安裝與調(diào)試，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。傳感器應(yīng)用廣泛，在各個(gè)領(lǐng)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(shù)字化發(fā)展，以便更好的服務(wù)于我們的生產(chǎn)和生活。當(dāng)然，最好的辦 法是在車內(nèi)安裝這種測試儀，司機(jī)一進(jìn)入車內(nèi)檢測儀就檢測司機(jī)的酒精含量，如果超出允許值，系統(tǒng)控制引擎無法啟動(dòng)，這樣就可從根本上解決酒后駕車問題。目前，所設(shè)計(jì)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(zhì)制成的氣敏傳感器。單片機(jī)在整個(gè)傳感器中起操作和相應(yīng)數(shù)據(jù)處理并送顯示的作用，是傳感器的核心部分。 基本內(nèi)容和技術(shù)方案 敏感部分由二氧化錫的 N 型半導(dǎo)體微晶燒結(jié)層構(gòu)成的 MQ3 型氣敏傳感器，當(dāng)其表面吸附有被測氣體酒精分子時(shí)，表面導(dǎo)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。芯片 內(nèi)部有時(shí)鐘振蕩器，只讀存儲器為 4K 字節(jié)，外部可擴(kuò)充至 64K 字節(jié)， 128 字節(jié)的隨機(jī)存儲器，外部可擴(kuò)充至 64K 字節(jié)。 1 個(gè)全雙工串行通信端口。相鄰分壓端之間的電壓差是 。 根據(jù)以上內(nèi)容選定技術(shù)方案。 進(jìn)度安排 第 13 周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，明確研究內(nèi)容，了解研究所需理論知識和設(shè)計(jì)所需的元器件。 第 1113 周：完成硬件電路的安裝，并進(jìn)行硬件電路的調(diào)試。 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 摘 要 .............................................................................................................................................. I Abstract ...........................................................................................................................................II 1 緒論 ............................................................................................................................................. 1 設(shè)計(jì)背景 .................................................................................................................................. 1 氣敏傳感器的研究現(xiàn)狀 .......................................................................................................... 1 設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................................................................................. 4 單片機(jī)開發(fā)流程 ...................................................................................................................... 4 硬件系統(tǒng)框圖 .......................................................................................................................... 4 信號采集電路 .......................................................................................................................... 5 信號轉(zhuǎn)換電路 .......................................................................................................................... 8 發(fā)光二極管顯示報(bào)警電路 .................................................................................................... 14 數(shù)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 ................................................................................................................................ 20