【正文】 第 13頁(yè) 共 28 頁(yè) 圖 38 LCD與單片機(jī)接口電路 閾值存儲(chǔ) 醉酒閾值存儲(chǔ)在 EEPROM 芯片 AT24C04 中，并可以通過(guò) “增加”、“減少”按鍵調(diào)節(jié)并保存。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 第 12頁(yè) 共 28 頁(yè) 顯示電路 顯示部分采用 SMC 1602液晶屏進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，其主要技術(shù)參數(shù)為： 表 31 液晶屏技術(shù)指標(biāo) 接口信號(hào)說(shuō)明如表 32所示。由STC12C5A16AD組成的單片機(jī)系統(tǒng)原理圖如圖 7所示。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 第 11頁(yè) 共 28 頁(yè) 雙路信號(hào)輸出（模擬量輸出及 TTL電平輸出） TTL輸出有效信號(hào)為低電平。其外形如圖 35 所示。 M Q 3 氣 體 傳 感 器信 號(hào) 調(diào) 理 電 路M Q 3 傳 感 器 模 塊模 / 數(shù) 轉(zhuǎn) 換電 壓 / 酒 精 濃 度轉(zhuǎn) 換閾 值 比 較 外 部 E E P R O M醉 酒 閾 值模 擬 電 壓 信 號(hào)酒 精 濃 度 顯 示 過(guò) 閾 報(bào) 警S T C 1 2 C 5 A 1 6 A D 單 片 機(jī) 圖 31 酒精濃度測(cè)試儀方框圖 乙醇信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理電路 MQ3乙醇?xì)怏w傳感器可以應(yīng)用用于機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛?cè)藛T及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，也用于其他場(chǎng)所乙醇蒸汽的檢測(cè)。包括：標(biāo)題欄、主菜單、工具欄、預(yù)覽窗口、挑選元件按鈕、庫(kù)管理按鈕、原理圖編輯窗口。它是具有控制原理圖畫(huà)圖的外觀(guān)的超強(qiáng)設(shè)計(jì)環(huán)境。 (9)高級(jí)仿真包括強(qiáng)大的基于圖形的分析功能：模擬、數(shù)字和混合瞬時(shí)圖形，頻率，轉(zhuǎn)換，噪聲，失真，傅立葉，交流、直流和音頻曲線(xiàn)。 (5)內(nèi)置超過(guò) 6000標(biāo)準(zhǔn) SPICE模型，完全兼容制造商提供的 SPICE模型。 (1)支持許多通用的微控制器，如 ARM7， PIC， AVR， HC11以及 8051。 一、 Proteus簡(jiǎn)介 Proteus 產(chǎn)品系列包含了 VSM 技術(shù) ，用戶(hù)口可以對(duì)基于微控制器的設(shè)計(jì)連同所有的周?chē)娮悠骷黄鸱抡妗? （ 3） 仿真芯片的 31 腳（ /EA）已接至高電平，所以仿真時(shí)只能使用片內(nèi) ROM，不能使用片外ROM；但仿真器外引插針中的 31 腳并不與仿真芯片的 31 腳相連，故該仿真器仍可插入到擴(kuò)展有外部 ROM（其 CPU的 /EA引腳接至低電平）的目標(biāo)系統(tǒng)中使用。目標(biāo)文件可由 LIB51創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng) L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件 (.ABS)。下面詳細(xì)介紹 Keil C51開(kāi)發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。 KEIL 介紹 keil 軟件是目前最流行開(kāi)發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)廠(chǎng)商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看 出。 （ 2）、基本操作 元件庫(kù)文件（ .LIB）也是基于數(shù)據(jù)庫(kù)文件（ .DDB）下的操作，同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)下元件庫(kù)中的元件才可以通過(guò) Tools－ ﹥ Copy Component 相互復(fù)制，不同數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)可先用右鍵的 copy將 整個(gè)元件庫(kù)復(fù)制到當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)，再在 該數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行單個(gè)元件的復(fù)制。 一個(gè)工程數(shù)據(jù)庫(kù)中最好不要將所有文件都放在文件夾 Documents中 ,因?yàn)檫@樣會(huì)產(chǎn)生一些小問(wèn)題。或者可以先將電路的各個(gè)模塊先搭好，再通過(guò)框定各模塊平移組合成完整的電路，取消框定要通過(guò) Edit－﹥ DeSelect－﹥ Inside Area－﹥?cè)儆檬髽?biāo)框定以前選中的模塊，就可以解除，表現(xiàn)為模塊由黃色變成普通顏 色。 一、電路圖編輯器（ Schematic） （ 1）、概述 進(jìn)入 Design Protel 99 SE后在 Documents中通過(guò)右鍵 “New” 建立 “Document” 文件，打開(kāi)后即可進(jìn)行電路原理圖的編輯。 Protel 99 SE是 ProklTechnology公司開(kāi)發(fā)的基于 Windows環(huán)境下的電路板設(shè)計(jì)軟件。（當(dāng)輸出低電平時(shí)信號(hào)燈亮，可直接接單片機(jī)） 模擬量輸出 0~5V電壓，濃度越高電壓越高。 單片機(jī) STC12C5A16AD PDIP40, STC12C5A16AD 圖 22 STC12C5A16AD 該單片機(jī)為 DIP40封裝，該單片機(jī)內(nèi)置 8位 A/D轉(zhuǎn)換器，可以將酒精傳感器輸出電壓轉(zhuǎn)變成數(shù)字量處理。當(dāng) OE 輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài)門(mén)打開(kāi)，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線(xiàn)上。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。 REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓。 EOC： A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng) A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平） OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 21～ 28： 8位數(shù)字量輸出端。因此， ADC0809 可處理 8 路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨(dú)工作。 2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。水蒸氣對(duì) MQ3 的影響很小，這一點(diǎn)可以通過(guò)對(duì)只裝有純凈水的塑料瓶的多次測(cè)量來(lái)驗(yàn)證。 （ 3）為了盡量減少設(shè)計(jì)的氣體傳感器的測(cè)量誤差，在測(cè)量酒精溶液樣品時(shí)要考慮并解決 3 個(gè)主要問(wèn)題。 （ 1）硬件電路方面，對(duì)氣體傳感器 MQ3按檢測(cè)電路，接上一定阻值的負(fù)載電阻，檢測(cè)它的技 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 第 2頁(yè) 共 28 頁(yè) 術(shù)參數(shù)，確定 MQ3 所接負(fù)載電阻的大小，完成信號(hào)采樣電路的設(shè)計(jì)；采樣到的模擬電壓電信號(hào)通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換，得到可供單片機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)，再由單片機(jī)作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理； lcd液晶顯示屏濃度值顯示。開(kāi)車(chē)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(chē)，避免事故的發(fā)生。 酒后駕車(chē)發(fā)生事故的機(jī)率高達(dá) 27%。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(wèn)題。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 。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(lèi)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。 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(kāi)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(xiāo)售額為 186億元人民幣， 2020年銷(xiāo)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。 Analog voltage signal amplification to drive lightemitting diode light to alarm。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(chē)事故和特殊場(chǎng)合酒精檢測(cè)都可以使用 。并且在檢測(cè)低濃度酒精時(shí)誤差較小，最大誤差為 %滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 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。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。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。對(duì)不同的區(qū)間濃度和電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系做線(xiàn)性化處理，簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì)。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。 A/D conversion。 由于氣體與人類(lèi)