【正文】 ......................................... 16 主程序流程圖 ........................................................................................ 16 主程序設(shè)計(jì) ............................................................................................ 17 數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計(jì) ..................................................................................... 18 液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì) ..................................................................................... 19 報(bào)警模塊程序設(shè)計(jì) ............................................................................................ 20 A/D 轉(zhuǎn)換模塊程序設(shè)計(jì) ..................................................................................... 21 5 系統(tǒng)調(diào)試 .................................................................................................................... 22 各模塊調(diào)試 ...................................................................................................... 22 傳感器測試 ............................................................................................ 22 充電電路測試 ........................................................................................ 22 報(bào)警電路測試 ........................................................................................ 23 系統(tǒng)整體調(diào)試 ........................................................................................ 23 調(diào)試結(jié)果分析 ................................................................................................... 23 測試數(shù)據(jù) ............................................................................................... 23 誤差分析 ............................................................................................... 23 調(diào)試中的問題及解決方案 ................................................................................. 24 6 結(jié)論 ......................................................................................................................... 25 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 26 致 謝 ........................................................................................................................ 27 聲 明 ........................................................................................................................ 28 附 件 ........................................................................................................................ 29 第 1 頁 共 31 頁 1 引言 課題研究背景及意義 據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2020 年我國共生產(chǎn)了白酒約 1026 萬噸，排除重復(fù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，實(shí)際的消費(fèi)量為 800 萬噸。 在本課題中使用 MQ3 氣體傳感器采集數(shù)據(jù)，經(jīng)過 STM32 單片機(jī)處理， 如果濃度值超過標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)將給予 聲光報(bào)警 ，并液晶顯示濃度 。 人 們 的生活 和消費(fèi) 水平迅速提高， 制造業(yè)也在快速地發(fā)展。 所以 ,過量飲酒者開車是一件非常危險(xiǎn)的事情 ， 但是 少量飲酒并不會(huì)有上述癥狀 。 MQ3 alcohol concentration sensor。比如由于酒駕引起的交通事故等等。并且每一段都有一個(gè)不同顏色的 LED 燈，根據(jù)測試的結(jié)果，來點(diǎn)亮對應(yīng)那一段的 LED指示燈。這種酒精檢測儀不僅僅是通過駕駛員體內(nèi)的酒精含量來判斷駕駛員是否酒駕，它還根據(jù)駕駛員的體溫，呼吸頻率等多方面的因素當(dāng)場判斷駕駛者是否酒駕 [3]。因此燃料電池型酒精傳感器誕生，它的原理是：使用貴金屬鉑金作為電極，在燃燒室內(nèi)燃燒酒精，在燃燒的過程中使用了特種催化劑，使酒精充分燃燒。 其可 檢測出人體呼出的氣體和空氣環(huán)境中的酒精濃度 ,只要濃度值大于 閾值 就 進(jìn)行聲光報(bào)警 ，這個(gè) 閾值 是 根據(jù) 要求和 環(huán)境 的不同來 設(shè)定的。 總體設(shè)計(jì)方案 總體設(shè)計(jì)方案如圖 21 所示，由 MQ3 酒精氣體 傳感器負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，采集的信號(hào)通過調(diào)理電路處理后，再輸入給單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)嵌的 A/D 轉(zhuǎn)換 模塊對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號(hào)，然后單片機(jī)再對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析處理轉(zhuǎn)換成酒精濃度值，再通過顯示屏將濃度值顯示出來。 MQ3 的 引腳分布 如圖 32 所示。 圖 33 中的 Rs/R0 與酒精濃度的關(guān)系 是建立在如下環(huán)境中的： 溫度： 20176。并且此時(shí)內(nèi)部所有由 ；并且 RC 振蕩器也都會(huì)被關(guān)閉；在待機(jī)模式下，待機(jī)電路仍然在工作，但是，寄存器和 SRAM 的內(nèi)容將會(huì)消失，后備寄存器的內(nèi)容仍會(huì)保留。如果想要將 I/O 引腳的外設(shè)功能鎖定，那么只需要進(jìn)行一個(gè)特定的操作就可以了，這樣就可以防止意外寫入 I/O 寄存器。當(dāng)充電電流小于設(shè)定值的 1/10 的時(shí)候 ，整個(gè)充電循環(huán)就結(jié)束了。并且在所有的模式下，充電電流都可以通過該引腳上的電壓來計(jì)算，如公式 33 所示： IBAT=（ VPROG/RPROG） *1 000 (33) PROG 引腳還可以用來關(guān)斷充電器。 它具體的一些特點(diǎn)如下 1) 輸出電壓： 及 2) 極低靜態(tài)電流 3) 過熱保護(hù)和過流保護(hù) 4) 極低溫度系數(shù) 5) 僅需 1us 即可穩(wěn)定輸出 6) 極低的線路調(diào)節(jié)率以及負(fù)載調(diào)節(jié)率 顯示屏 1)對 12864 液晶顯示屏的概述 設(shè)計(jì)采用 12864OLED 液晶顯示屏來顯示數(shù)據(jù)，由于 它的內(nèi)部 自帶中文字庫，所以它能夠顯示中文字符。 圖 36 充電及穩(wěn)壓電路 A B C 第 14 頁 共 31 頁 傳感器及信號(hào)調(diào)理電路模塊 傳感器及信號(hào)調(diào)理電路模塊設(shè)計(jì)如圖 37 所示， 由電源模塊 輸出的 電壓給傳感器供電，為了讓傳感器能夠測量得更準(zhǔn)確，誤差達(dá)到最小，傳感器要先預(yù)熱 5 分鐘，再進(jìn)行測量。 圖 39 液晶顯示屏電路 硬件成品展示 硬件成品如圖 310 所示 ,這個(gè)系統(tǒng)是鋰電池供電，通過單片機(jī)最小系統(tǒng)上的USB 數(shù)據(jù)線接口來給鋰電池充電。主要程序模塊包括：數(shù)據(jù)采集子程序、 ADC 轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理子程序、報(bào)警子程序、 OLED顯示子程序。調(diào)用報(bào)警子程序 OLED_Init()。如果正在工作 ,那就必須等待 ,直到液晶發(fā)出工作完成的信號(hào)時(shí) ,才能夠?qū)懭肟刂谱趾蛿?shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在指定的地址。 報(bào)警電路測試 首先，檢查連線是否正確，排除斷路、短路等情況，然后通過編程設(shè)置蜂鳴器和 LED 燈與單片機(jī)相連的腳為高或低電平，然后觀察蜂鳴器和 LED 燈的變化。 表 51 檢測儀測 量 的數(shù)據(jù) 根據(jù)表中的數(shù)據(jù)去掉最大值和最小值算出平均值為 mg/L。 2) 在測量的過程中，傳感器與酒精源的距離也會(huì)給測量結(jié)果帶來誤差，距離酒精源越近，酒精的濃度越大。 2) 傳感器輸出信號(hào)不正常 調(diào)試傳感器模塊時(shí)，在最初調(diào)試的過程中，我是在系統(tǒng)剛一開始供電就開始調(diào)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)傳感器的輸出信號(hào)變化不正常，與預(yù)期的結(jié)果不一樣，但是過幾分鐘后調(diào)試就正常了，剛開始一直以為是電路哪里有問題，但是找了很久都沒有找到問題所在，后來再去查看 MQ3 傳感器的使用手冊的時(shí)候發(fā)現(xiàn)， MQ3 傳感器在使用之前要先預(yù)熱 5 分鐘，才能使它的精度達(dá)到最高，誤差最小。調(diào)試了很久也沒找出問題在哪里，后來考慮到這個(gè)模塊對硬件的整體設(shè)計(jì)和功能沒有什么影響，于是決定把這個(gè)模塊取消了，現(xiàn)在在產(chǎn)品成品上還遺留著那個(gè)電位器。該酒精濃度檢測系統(tǒng)不僅可以用于檢測空氣中的酒精含量，對人 身安全起保護(hù)作用，而且也可以用于其他需要進(jìn)行酒精濃度檢測的環(huán)境中。 (4)學(xué)校可允許學(xué)位論文被查閱或借閱。 static u32 adc_t。 t++。 float aleter = 0。 OLED_P8x16Str(10, 4,str)。GPIO_InitStructure)。 Warning_LED1 = 1。 } } 。 Warning_LED0 = 1。 = GPIO_Speed_50MHz。 } } 報(bào)警主要程序 void Warning_init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure。 Get_Adc_Average()。 t = 0。 if (t 12 amp。 除非另有科研合同和其他法律文書的制約，本論文的科研成果屬于成都信息工程 大學(xué) 。在此，再一次向他們表示衷心的感謝。就去查找原因，通過查找 MQ3 酒精傳感器的使用手冊發(fā)現(xiàn)，并不是根據(jù)上述的關(guān)系來換算的，酒精傳感器在純凈空氣中的電壓值與在酒精氣體中輸出的值電壓的比值與酒精濃度并不是成正比的。我在這一部分浪費(fèi)了不少時(shí)間，還是沒結(jié)果。 4) 在使用的過程中，若鋰電池的供電電壓不穩(wěn)定，會(huì)直接影響傳感器的輸出，從而產(chǎn)生誤差。% 的 酒精氣體傳感器， 由 它 測量的濃度值 為 ，這個(gè)濃度是指血液中的酒精濃度 （ BAC） ，它與呼氣酒精濃度 （ BrAC）的關(guān)系為： BAC=BrAC2200 。當(dāng)系統(tǒng)上電后， 顯示屏 上會(huì)顯示Aleter 的字樣，以及初始濃度 。再根據(jù)公式算出實(shí)際電壓值并與閥值進(jìn)行比較，判斷是否報(bào)警。 開始 初始化 連續(xù)采集 12個(gè)值 去掉最大值、最小值，算出平均值 顯示屏顯示，聲光報(bào)警 結(jié)束 第 20 頁 共 31 頁