基于單片機的酒精濃度檢測儀設計-預覽頁
【正文】 視野，而酒后駕車造成的交通事故也屢屢攀升。經過大量實驗，基于單片的酒精濃度測試儀比傳統(tǒng)的機械檢測儀或酒精計靈敏，擴展簡單，準確方便，可靠性好，檢測精度高，控制功能強大，對超出閥值進行聲光報警，直觀準確。 燃料電池作為一種發(fā)電裝置，它的原理是將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能。 酒精濃度檢測儀現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢如今的酒精濃度檢測儀都是采用可替代吹管，酒精儀從傳統(tǒng)的機械檢測或酒精計到現(xiàn)在的利用傳感器和單片機核心技術的酒精濃度檢測儀是在技術上是一大突破，提高了檢測酒精的精確度，社會公共安全系數(shù)也大大的提高?，F(xiàn)在大多都是對氣體濃度或液體濃度的單一檢測，最好是能解決一個檢測儀能同時對酒精的氣體和液體兩種狀態(tài)下的檢測。因此要求系統(tǒng)配備完善的模擬量和數(shù)字量輸入輸出通道和完善的中斷系統(tǒng)和處理功能。 單片機的選擇我們選擇單片機STC89C51為控制核心，主要基于考慮 STC89C51具有低價高速，高可靠強抗靜電，強抗干擾的特點。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 主要性能參數(shù)：(1) 8K 字節(jié)可重擦寫 FLASH 閃存存儲器 (2) 1000次寫/擦循環(huán)(3) 時鐘頻率：0Hz—24MHz (4) 三級加密存儲器(5) 256字節(jié)內部RAM (6) 32個可編程I/O口線 (7) 2個16位定時/計數(shù)器 (8) 5個中斷源 (9)可編程串行UART 通道(10)低功耗的空閑和掉電模式(11)片內振蕩器和時鐘電路[4] 傳感器本系統(tǒng)直接測量的是呼氣中的酒精濃度，再轉換為血液酒精含量濃度。其中信號輸出回路能比較精準的檢測出傳感器表面電阻值的變化。為了使測量的精確度達到最高，誤差最小，需要找到適宜的溫度，一般在測量之前將傳感器預熱5分鐘。逐次逼近型是將采樣信號和已知電壓不斷進行比較，一個時鐘周期完成1位轉換，依次類推，轉換完成后，輸出二進制數(shù)。串行E2PROM是基于I2CBUS 的存儲器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點，在儀器儀表及工業(yè)自動化控制中得到大量的應用。直接訪問方式是把液晶模塊當作存儲器或 I/O 設備直接接在單片機的總線上，單片機以訪問存儲器或I/O設備的方式操作液晶顯示模塊的工作。 1602 液晶顯示屏采用標準的16腳接口，其中各接口的功能如上表21所示： 3 系統(tǒng)硬件設計基于單片機酒精濃度檢測儀的硬件設計部分，首先，我們必須了解它的硬件設計原理其次，需要弄清楚它的總體構成及具體的外圍電路最后，根據(jù)其原理框圖和具體的外圍電路得到完整的硬件總電路圖。單片機的時鐘信號用來為單片機芯片內部各種微操作提供時間基準。對于CHMOS工藝的單片機，外部時鐘要由XTAL1端引入，而XTAL2端應懸空。因此，任何單片機在開始工作前，都必須進行一次復位過程，使單片機處于一種確定的狀態(tài)。本設計中復位電路采用的是開關復位電路，開關S9未按下是上電復位電路，上電復位電路在上電的瞬間，由于電容上的電壓不能突變，電容處于充電(導通)狀態(tài)，故RST腳的電壓與VCC相同。如圖33所示：圖33復位電路RST引腳的高電平只要能保持足夠的時間（2個機器周期），單片機就可以復位操作。這種報警信號一般有閃光報警、鳴音報警和語音報警三種類型。報警電路如下圖34所示：圖34報警電路圖 電源電路設計在本次設計中，需要一個比較大的電壓源和一個5V的單片機供電源，為了實現(xiàn)便攜式，設用一個9V的電壓源，一般6節(jié)電池和一個9V的電池都可以提供，因而需要一個電壓轉換把9V轉換成5V。圖35 低壓層電路原理圖輸出電壓的具體數(shù)值由運算放大器U確定，采用同相放大器的優(yōu)勢在于其輸入阻抗極大， V電壓與后級電路隔離，使其免受負載變化的影響；運放與電阻R3和R2組成比例放大環(huán)節(jié)，可對基準電壓按要求進行比例放大輸出，但輸出電壓最大不能超過運放的電源電壓。當 ADC0832 未工作時其CS輸入端應為高電平，此時芯片禁用，CLK 和 DO/DI的電平可任意。在第3個脈沖下沉之前DI端應輸入2位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。電路圖見圖38所示：圖38按鍵電路圖獨立式按鍵是直接用I/O口線構成的單個按鍵電路。(2)軟件削抖的基本原理是當檢測出鍵盤閉合時，先執(zhí)行一個延時子程序產生數(shù)毫秒的延時，待接通時的前沿抖動消失后在判別是否有按鍵下。在應用中要保存一些參數(shù)和狀態(tài)，據(jù)了解基于EEPROM的存儲芯片是一種很好的選擇。圖 41主程序流程圖 A/D轉換模塊程序流程圖(1)模數(shù)轉換模塊的主要功能就是將經放大器放大的模擬電壓信號轉化為 MCU能夠處理的數(shù)字信號，A/，接 ，CLKD1 和 D0 接 。當最后一位數(shù)據(jù)移入多路器時，DI 變?yōu)楦咦钁B(tài)，在這以前DO(數(shù)據(jù)輸出端)都為高阻態(tài)。(2)ADC0832的轉換流程圖見下圖42所示：圖42數(shù)轉換流程圖 按鍵程序流程圖(1)按鍵時顯現(xiàn)人機對話的一個控制按鈕，通過按鍵的操作，對系統(tǒng)進行發(fā)送操作指令，后經與 MCU 串行通信，然后在液晶上顯示。液晶顯示的操作流程圖見下圖44所示：圖44液晶顯示流程圖在LCD1602液晶上顯示相應的讀寫數(shù)據(jù)。人們對檢測的精度高，準確度高，攜帶方便等等要求，再加上氣體傳感器向低功耗、多功能、集成化方向的發(fā)展，單片機具有受集成限制，片內儲存量較小，可靠性好，擴展簡單，控制功能強等特點，所以，基于單片機的酒精濃度檢測儀的研究和開發(fā)生產具有十分廣泛的現(xiàn)實市場和潛在的市場需求。通過本次畢業(yè)設計，我加深了很多在大學課本上學到的知識，并且用于實踐，相信在以后的工作中，這次設計是我寶貴的財富。便攜式酒精濃度檢測儀的設計主要分為硬件設計和軟件設計?；谶@樣的思路,完成了便攜式酒精濃度檢測儀的基本設計。 WORD格式整理
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