【正文】 0 0 0IN00 0 1IN10 1 0IN20 1 1IN31 0 0IN41 0 1IN51 1 0IN61 1 1IN7ADC0809芯片內(nèi)部沒有時(shí)鐘脈沖源，可以用單片機(jī)提供的地址鎖存控制輸入信號(hào)ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后，作為 ADC0809的時(shí)鐘輸入。 　　ADC0809的工作過程是：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。 　　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）。 圖8 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖9所示。對(duì)于復(fù)位電路部分，AT89S51技術(shù)資料給出，當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。ALE以1/6的振蕩頻率固定速率輸出，可作為對(duì)外輸出的時(shí)鐘或用作外部定時(shí)脈沖?？梢则?qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。GND：接地。現(xiàn)在，單片微機(jī)已不僅指單片計(jì)算機(jī)，還包括微計(jì)算機(jī)，微處理器，微控制器和嵌入式控制器，單片微機(jī)已是它們的俗稱[8]。由于這種變化是可逆的，所以能重復(fù)使用。圖4 MQ3檢測電路 信號(hào)采樣電路信號(hào)的采樣模塊電路如圖5所示。MQ3的靈敏度特性曲線如 圖3所示。（2）組合了氣體傳感器和采樣調(diào)理電路的探頭。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。但一次性成功的幾乎是不是不可能的。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)。水蒸氣對(duì)MQ3的影響很小，這一點(diǎn)可以通過對(duì)只裝有純凈水的塑料瓶的多次測量來驗(yàn)證。（1）硬件電路方面，對(duì)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(hào)采樣電路的設(shè)計(jì)；采樣到的模擬電壓電信號(hào)通過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；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。酒后駕車發(fā)生事故的機(jī)率高達(dá)27%。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。 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)。一是元件的穩(wěn)定性差。 conversing the voltage signal through the A/D conversion at the control of the singlechip, obtaining the digital voltage signal。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)測量它的濃度值。第1415周：完成并提交論文，對(duì)論文進(jìn)行修改定稿。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。1個(gè)全雙工串行通信端口?；緝?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(huì)發(fā)生變化，從而其表面電阻會(huì)隨著被測氣體的濃度的變化而變化。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。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。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 。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。完成不少于5000字的英文文獻(xiàn)翻譯。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)。目前，氣敏傳感器已有較高的精度，可達(dá)萬分之一以上。32條雙向輸入輸出線，每條均可以單獨(dú)做I/O的控制。ADC0809為8路8位的A/D轉(zhuǎn)換器，具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?，轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs，模擬輸入電壓值范圍是0～+5V，+5V電壓供電。第46周：畫出流程圖，編寫程序。論文主要研究了（1）硬件方面，MQ3氣體傳感器技術(shù)參數(shù)的檢測和將它接入到酒精濃度檢測模塊中；將模擬電壓信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管點(diǎn)亮報(bào)警；將采集到的模擬電壓信號(hào)通過單片機(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。設(shè)計(jì)的傳感器可以檢測不同濃度的酒精氣體，改進(jìn)之后對(duì)解決酒后駕車事故和特殊場合酒精檢測都可以使用。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(hào)的一類器件，用來對(duì)有害氣體，易燃易爆氣體等進(jìn)行安全檢測和報(bào)警，對(duì)生產(chǎn)生活中需要了解的氣體進(jìn)行檢測，分析，研究等。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)定性問題。盡管SnO2基傳感材料具有許多優(yōu)點(diǎn)，作為材料也存在一定缺點(diǎn)。氣敏傳感器工作時(shí)，加熱器通電加熱，若無被檢氣體侵入時(shí)，氣敏元件的阻值基本不變當(dāng)氣敏元件表面產(chǎn)生吸附作用，其阻值將隨氣體濃度的變化變化。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。一是外界環(huán)境流動(dòng)空氣對(duì)傳感器的影響和對(duì)氣體樣品的稀釋，二是樣品的穩(wěn)定性對(duì)測量帶來的誤差，三是水蒸氣對(duì)測量的影響。進(jìn)行這方面的工作，可參考國內(nèi)外有關(guān)資料，看是否有人進(jìn)行過類似的工作。在確定軟硬件功能的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)者的工作就開始涉及到具體的問題，如儀器的體積及與具體技術(shù)指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的硬件實(shí)現(xiàn)方案，軟件的總體規(guī)劃等。報(bào)警模塊是對(duì)設(shè)定值提供報(bào)警功能，該功能用發(fā)光二極管顯示。毒性氣體傳感器又稱為環(huán)境有毒有害氣體傳感器，主要用于檢測煙氣、尾氣、廢氣等環(huán)境污染氣體，雖然SnO2氣敏傳感器對(duì)CO，H2S等有毒有害氣體敏感，但應(yīng)用最多的仍是電解式化學(xué)傳感器。 MQ3型氣敏傳感器的敏感部分是由金屬氧化物（二氧化錫）的N型半導(dǎo)體微晶燒結(jié)層構(gòu)成。移開小瓶過1分鐘左右后，A，B之間電阻恢復(fù)至大于120KΩ。MQ3型氣敏傳感器與電位器串聯(lián)構(gòu)成分壓電路，采樣點(diǎn)為電位器的分壓。應(yīng)為實(shí)驗(yàn)所用的MQ3在預(yù)熱5到10分鐘后，它的敏感體電阻只有120KΩ，所以負(fù)載電阻選用兩個(gè)270Ω并聯(lián)，構(gòu)成采樣部分的分壓電阻。AT89S51芯片有40條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖6所示。P1口：8位、準(zhǔn)雙向I/O口。/VCC：片外程序存儲(chǔ)器訪問允許信號(hào)，低電平有效。對(duì)于電源部分，～。10pF，使用陶瓷諧振器推薦電容容量為40pF177。圖7 AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖8所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。如表1所示。 　　REF（+）、REF（）：基準(zhǔn)電壓。當(dāng)OE輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。由于ALE和START連在一起，ADC0809在鎖存通道地址的同時(shí)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。把模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的A2﹑A1﹑A0端分別用導(dǎo)線連接到地址鎖存器的低三位，用于選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換的通道。同理，要使LED2發(fā)光，*2=；要使LED10發(fā)光，*10=。數(shù)碼管是由若干發(fā)光二極管組合而成的，有共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)形。設(shè)計(jì)選用3個(gè)單位8段共陰數(shù)碼管來顯示輸出的數(shù)據(jù)，因?yàn)殡娐酚布鄬?duì)較簡單，所以選擇靜態(tài)顯示方法。圖15 整體電路圖3 軟件編程 開發(fā)環(huán)境選用的開發(fā)平臺(tái)為MedWin單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境，只需在PC機(jī)上安裝MedWin軟件，然后在MedWin軟件代碼編輯器編輯程序代碼，經(jīng)匯編，修改，產(chǎn)生代碼。利用單片機(jī)豐富的I/O口可以采用查詢方式來檢測模數(shù)轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，可以開始讀取數(shù)據(jù)了。START:MOV R7,60HMOV R0,20HCLR ALOOP:MOV R0,AINC R0DJNZ R7,LOOP初始化程序從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址為20H單元開始，到80H單元全部清零。根據(jù)這思路可以寫出模數(shù)轉(zhuǎn)換的子程序代碼。模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字電壓量被單片機(jī)讀取后還要作一定的數(shù)據(jù)處理，其中包括把電壓值轉(zhuǎn)換為與之相對(duì)應(yīng)的酒精濃度值，根據(jù)總體設(shè)計(jì)思路，對(duì)電壓值都近似作對(duì)應(yīng)區(qū)間的線性轉(zhuǎn)換。除法運(yùn)算是按位進(jìn)行的，每一位是一個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)中要作三件事，一是被除數(shù)左移一位，二是余數(shù)減除數(shù)，最后根據(jù)是否減來置商位為1或0。打開MedWin軟件，將寫好的調(diào)試程序代碼在計(jì)算機(jī)上輸入、匯編、修改、產(chǎn)生代碼。測量數(shù)據(jù)與數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)基本一致，說明電路數(shù)碼管顯示部分連接正確。圖17 調(diào)試電路圖 濃度與顯示之間的關(guān)系 傳感器的定標(biāo)在系統(tǒng)電路調(diào)試正確以后，要作改進(jìn)工作，使數(shù)碼管上正確顯示所測的酒精氣體濃度值。根據(jù)編寫的數(shù)據(jù)處理程序，數(shù)碼管最終顯示的是酒精濃度值小數(shù)部分的前3位數(shù)字。當(dāng)傳感器的敏感部分吸附有酒精分子時(shí)，表面的導(dǎo)電電子比例就會(huì)發(fā)生變化，從而其表面電阻會(huì)隨著被測酒精氣體濃度的不同而發(fā)生相應(yīng)的變化，且這種變化是可逆的，可重復(fù)使用。當(dāng)駕駛者按下遙控器上的開門按鈕，酒精探測儀也隨之啟動(dòng)，然后駕駛者對(duì)著小管口吹氣，酒精濃度會(huì)經(jīng)由感應(yīng)器上的小綠燈或小紅燈顯示出來。 黃制兵 2009年6月3。半導(dǎo)體氣敏傳感器和電化學(xué)固體電解質(zhì)氣敏傳感器具有測量精度高、所需試樣少、響應(yīng)快等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于化工、建筑、環(huán)保、醫(yī)療、家電、安全保衛(wèi)等領(lǐng)域。負(fù)載電阻的分壓值即對(duì)應(yīng)著一個(gè)酒精氣體的濃度值，只需對(duì)該分壓值采樣，就可得到要測酒精氣體濃度值的信號(hào)。表4 濃度與電壓線性映射關(guān)系電壓值區(qū)間(V)濃度轉(zhuǎn)換關(guān)系～C=*～C=*～C=*～C=*～C=*～C=*V 酒精濃度測試結(jié)果、其結(jié)果分別顯示為：010102156。測量用的酒精溶液是用無水乙醇和純凈水按體積比來配制的，單位mL/mL表示的是1mL酒精溶液中含酒精的體積。調(diào)試電路其他功能模塊正確后，將預(yù)熱足夠長時(shí)間能正常工作的氣體傳感器MQ3換上原來20kΩ的電阻。初始化器件后，將經(jīng)過編譯生成的,HEX十六進(jìn)制文件下載到單片機(jī)。據(jù)此，可以寫出雙字節(jié)除法的程序代碼。根據(jù)酒精濃度與電壓的線性映射關(guān)系，如表3所示，可以寫出該部分的程序代碼MOV B,100MVL ABMOV R6,AMOV R7,BMOV R5,0MOV R4,51ACALL DIV16MOV 70H,R6MOV 71H,R7MOV A,71HJNZ L5L1:MOV 72H,75CLR CMOV A,70HSUBB A,72HJNC L2ACALL PP0AJMP PPL2:MOV 72H,145CLR CMOV A,70HSUBB A,72HJNC L3ACALL PP1AJMP PPL3:MOV 72H,173CLR CMOV A,70HSUBB A,72HJNC L4ACALL PP2AJMP PPL4:MOV 72H,233CLR CMOV A,70HSUBB A,72HJNC L5ACALL PP3AJMP PPL5:MOV 72H,18CLR CMOV A,70HSUBB A,72HJNC L6ACALL PP4AJMP PPL6:MOV 72H,64CLR CMOV A,70H