【正文】 體樣品，檢測氣體傳感器是否能正常工作。當把不同濃度的酒精溶液樣品靠接氣敏傳感器時，各自對應一個不同的數(shù)據(jù)顯示，說明整體電路已經(jīng)完全正確。如圖17所示，硬件電路中發(fā)光二極管顯示和3位數(shù)碼管顯示都正確后，表明所連接的硬件電路已經(jīng)調(diào)試成功。這時候可以配制幾個酒精溶液對調(diào)試電路作初步測試。圖17所示是測量其中一個樣品溶液時顯示的數(shù)值。圖17 調(diào)試電路圖 濃度與顯示之間的關系 傳感器的定標在系統(tǒng)電路調(diào)試正確以后，要作改進工作，使數(shù)碼管上正確顯示所測的酒精氣體濃度值。之前顯示的是酒精濃度值與電壓的對應關系，所以要顯示酒精濃度值，需要找到電壓與濃度之間的關系，然后才能建立酒精濃度值與顯示的映射關系。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。準備多個不同濃度的酒精氣體樣品，從小到大，依次用氣敏傳感器檢測，記錄對應的電壓值，記錄樣品的濃度和電壓值之間的關系，如圖17所示。根據(jù)曲線圖的走向可以看出傳感器的酒精濃度檢測大致范圍，然后根據(jù)這個范圍選擇7個合適的濃度值，多次測量電壓值，再取平均值作為最后電壓值，把6個標準區(qū)間范圍定下來，如表3所示。圖17 濃度與電壓關系曲線圖表3 樣品對應電壓值樣品濃度C(mL/mL)C1C2C3C4在酒精氣體濃度的每個小區(qū)間內(nèi)，將電壓值與數(shù)碼管顯示值之間的關系當作線性處理，即每段小區(qū)間對應著一個線性映射關系，如表4所示。在要作不同線性轉(zhuǎn)換電壓區(qū)間范圍和對應的線性轉(zhuǎn)換關系確定好了以后，根據(jù)表4所對應的關系，修改數(shù)據(jù)處理程序部分，建立酒精濃度和電壓之間的關系。使最終顯示的數(shù)據(jù)為酒精濃度值。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。這樣，一個完整的基于AT89S51單片機酒精濃度探測儀就設計出來了。表4 濃度與電壓線性映射關系電壓值區(qū)間(V)濃度轉(zhuǎn)換關系～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。%對于檢測濃度低的酒精誤差比檢測濃度高的酒精誤差小，這也是設計的該酒精濃度探測儀適合與檢測酒后駕車的原因，因為人在飲酒后，從呼吸道呼出的酒精氣體濃度一般都不是很高。因此，對設計的傳感器可以在定標上作適當?shù)母倪M，就可以用于檢測酒后駕車。如圖18所示是最終的測試電路，可以用來檢測不同濃度的酒精溶液。，顯示濃度值小數(shù)部分前3位數(shù)字的結(jié)果是156。圖18 測試電路圖5 結(jié)束語MQ3傳感器屬于金屬半導體電阻式傳感器，靈敏度高，響應速度快，可重復性使用。當傳感器的敏感部分吸附有酒精分子時，表面的導電電子比例就會發(fā)生變化，從而其表面電阻會隨著被測酒精氣體濃度的不同而發(fā)生相應的變化，且這種變化是可逆的，可重復使用。MQ3接上一定阻值的負載電阻，即可構(gòu)成對酒精氣體濃度的檢測部分。負載電阻的分壓值即對應著一個酒精氣體的濃度值，只需對該分壓值采樣，就可得到要測酒精氣體濃度值的信號。將該信號通過A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號由單片機作相應的數(shù)據(jù)處理，得到3位BCD碼并將3位送送數(shù)碼管顯示。在發(fā)光二極管顯示報警模塊中，將采集信號輸入二極管集成功率放大器，對該采集信號放大后驅(qū)動相應的發(fā)光二極管點亮，起到報警的作用。當然可以對本系統(tǒng)作一定改進，并在此基礎上制作酒精檢測鑰匙。即在車鑰匙上設計一個小吹管，由一組信號發(fā)射器連接至車上的電子控制組件，如果駕駛者在開門之前所做的酒精吹氣測試樣本被發(fā)現(xiàn)超過法定允許的標準值，則系統(tǒng)將使引擎維持在靜止狀態(tài)無法啟動。當駕駛者按下遙控器上的開門按鈕，酒精探測儀也隨之啟動，然后駕駛者對著小管口吹氣，酒精濃度會經(jīng)由感應器上的小綠燈或小紅燈顯示出來。當顯示綠燈時，鑰匙將傳送允許信號至車輛的電子控制系統(tǒng)，也就是通過檢測，可以上路了；但是如果測試結(jié)果為紅燈，則車輛將維持在鎖定狀態(tài)，即使鑰匙插入鑰匙孔也無法發(fā)動車子。半導體氣敏傳感器和電化學固體電解質(zhì)氣敏傳感器具有測量精度高、所需試樣少、響應快等特點，廣泛應用于化工、建筑、環(huán)保、醫(yī)療、家電、安全保衛(wèi)等領域。隨著納米技術(shù)、薄膜技術(shù)等新材料研制成功，微機械與微電子技術(shù)、計算機技術(shù)等的綜合應用，高性能的氣敏傳感器將會不斷出現(xiàn)。參考文獻[1] 司士輝．生物傳感器[M]．化學工業(yè)出版社，2003．[2] 吳桂秀．傳感器應用制作入門[M]．浙江科學技術(shù)出版社，2004．[3] 彭軍．傳感器與檢測技術(shù)[M]．西安電子科技大學出版社，2003．[4] 陳杰，黃鴻．傳感器與檢測技術(shù)[M]．北京：高等教育出版社，2003．[5] 吳桂秀．傳感器應用制作入門[M]．浙江科學技術(shù)出版社，2004．[6] 張錫富．傳感器[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2002．[7] 郁有文．傳感器原理及工程應用[M]．西安：西安電子科技大學出版社，2003．[8] 樓然苗，李光飛．51系列單片機設計實例[M]．北京航空航天大學出版社，2003．[9] 朱定華，戴汝平．單片微機原理與應用[M]．清華大學出版社，2003．[10] 胡乾斌，李光斌，李玲．單片微型計算機原理與應用[M]．華中科技大學出版社，2002．[11] 胡漢才．單片機原理與借口技術(shù)[M]．清華大學出版社，2004．[12] 余家春．Protel 99 SE電路設計實用教程[M]．中國鐵道出版社，2004．[13] 張培仁．基于匯編語言編程MCS51單片機原理與應用[M]．北京：清華大學出版社，2003．[14] T．Someya，J．Small，P． Kim，C．Nuckolls，J．T．Yardley．Alcohol vapor sensorsbased on singlewalled carbon nanotube field effect transistors[M]．Nano Letters，2003．[15] M．Penza et al．Alcohol detection using carbon nanotubes acoustic and optical sensors[M]．Applied Physics Letters，2004．[16] F．Rettig，R．Moos．Direct thermoelectric gas sensors Design aspects and first gas sensors[M]．Sens Actuators B，2007．致 謝基于AT89S51單片機酒精濃度探測儀設計與實現(xiàn)論文已經(jīng)完成。本論文從選題，實驗，到論文的寫作，整個過程得到了指導老師的精心指導和細心幫助，在此表示衷心的感謝。大學三年學習生涯即將告以段落，在此要感謝三年以來一直對教學和指導工作認真負責，孜孜不倦的所有的老師們，同時還要感謝跟我一同學習的同學，他們給了我?guī)椭?、支持和動力，讓我度過了一個美好的大學生活。附 錄附錄一：ORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART:MOV R7,60HMOV R0,20HCLR ALOOP:MOV @R0,AINC R0DJNZ R7,LOOPACALL TESTMOV B,51DIV ABADD A,10MOV 7DH,AMOV A,BMOV B,10MUL ABMOV R6,AMOV R7,BACALL DIV16MOV 7EH,R6MOV A,R2MOV B,10MUL ABMOV R6,AMOV R7,BACALL DIV16MOV 7FH,R6ACALL DISPACALL DELAYAJMP STARTDISP:MOV DPTR,TABMOV A,7FHMOVC A,@A+DPTRACALL SOMOV A,7EHMOVC A,@A+DPTRACALL SOMOV A,7DHMOVC A,@A+DPTRACALL SORETSO:MOV R7,8SO1:CLR RRC A MOV ,C SETB DJNZ R7,SO1 RETTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH DB 66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH,0BFH,86H DB 0DBH,0CFH,0E6H,0EDH DB 0FDH,87H,0FFH,0EFH DB 0FFH,00HDELAY:MOV R5,05H DEL1:MOV R6,0FFH DEL2:MOV R7,0FFH DJNZ R7,$ DJNZ R6,DEL2 DJNZ R5,DEL1 RETTEST:MOV DPTR,7FF8H SETB MOVX @DPTR,A JB ,$ MOVX A,@DPTR RETDIV16:MOV R5,0 MOV R4,51 MOV R3,0 MOV R2,0 MOV R1,16LP1:CLR C MOV A,R6 RLC A MOV R6,A MOV A,R7 RLC A MOV R7,A MOV A,R2 RLC A MOV R2,A MOV A,R3 RLC A MOV R3,A MOV A,R2 CLR C SUBB A,R4 JC NEXT MOV R0,A MOV A,R3 SUBB A,R5 JC NEXT INC R6 MOV R3,A MOV A,R0 MOV R2,ANEXT:DJNZ R1,LP1RETEND附錄二：名 稱數(shù) 量電阻4電容4開關2發(fā)光二極管10晶振1或非門3ADC08091LM39141MQ—31AT89C51174LS741DPY7SEGDP374LS164374LS373