基于51單片機(jī)的酒精測(cè)試儀設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2024-09-04 15:42本頁(yè)面
【正文】 感器的氣敏素子，使用 在清潔空氣中電導(dǎo)率低的 SnO2。還原性氣體出現(xiàn)時(shí)，帶有負(fù)電荷的氧的表面濃度降低，導(dǎo)致晶粒邊界的勢(shì)壘降低。 在傳感器的內(nèi)部，電流流過(guò) SnO2 微晶的結(jié)合部位（晶粒邊界）。然后，晶體表面的供與電子被轉(zhuǎn)移到吸附的氧上，結(jié)果在一個(gè)空 間電荷層留下正電荷。 圖 ADC0809 系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖和外部引腳圖 酒精傳感器模塊 傳感器性能分析 TGS822 氣體傳感器的敏感材料是金屬氧化物 ,最具代表性的是 SnO2。直到 A／ D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。 4. ADC0809 的工作原理 ADC0809 的工作過(guò)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。 Vcc：電源，單 ~＋ 5V。要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 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）。 ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 21~28： 8 位數(shù)字量輸出端。下面說(shuō)明各引腳功能。輸入輸出與 TTL兼容。 ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，它由 8 路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位開(kāi)關(guān)樹(shù)型 D/A 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。 （ 7）低功耗，約 15mW。 （ 5）模擬輸入電壓范圍 0～ +5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 （ 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μ s。 1．主要特性 （ 1） 8 路 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率 8 位。在直接型 A/D 轉(zhuǎn)換器中，輸入的模擬電壓被直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼，不經(jīng)任何中間變量。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路是本系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其性能的好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊 ADC0809 性能的介紹 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的功能是將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量，是架起模擬系統(tǒng)跟數(shù)字系統(tǒng)之間連接的橋梁。 （ 4） P3 口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。 （ 3） P2 口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它輸出高 8 位地址。 （ 2） P1 口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。 基于 51 單片機(jī)的酒精測(cè)試儀設(shè)計(jì) 輸入 /輸出引腳 ， ， ， 。當(dāng) /Vpp 為高電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，當(dāng) /Vpp 為低電平時(shí)，則訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。 （ 3） 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，在從外部程序存儲(chǔ)取指令（或數(shù)據(jù)）期間， 在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次有效 ， 同樣可以驅(qū) 動(dòng)八 LSTTL輸入。但要注意，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖， ALE 端可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）八個(gè) LSTTL電路。 （ 2） ALE/正常操作時(shí)為 ALE 功能（允許地址鎖存）提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器， ALE 引腳以不變的頻率（振蕩器頻率的）周期性地發(fā)出正脈沖信號(hào)。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳接外部振蕩源。 （ 2） XTAL2 內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸出端。 下 圖為引腳排列圖， 40 條引腳說(shuō)明如下： 1． 主電源引腳 Vss 和 Vcc （ 1） Vss 接地 （ 2） Vcc 正常操作時(shí)為 +5 伏電源 2． 外接晶振引腳 XTAL1 和 XTAL2 （ 1） XTAL1 內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端，是外接晶體的一個(gè)引腳。該單片機(jī)采用了 ATMEL公司的高密度、 非易失性存基于 51 單片機(jī)的酒精測(cè)試儀設(shè)計(jì) 儲(chǔ)器技術(shù)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型 80C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容；片內(nèi)的 Flash存儲(chǔ)器可在線重新編程，或者使用通用的非易失性存儲(chǔ)器編程；通用的 8位 CPU與在線可編程 Flash集成在一塊芯片上，從而使 AT89S52 功能更加完善，應(yīng)用更加靈活；具有較高的性能價(jià)格比，使其在嵌入式控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景。其系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原理圖如圖 所示， 其整機(jī)工作原理如下，本系統(tǒng)由單片機(jī) AT89C2 控制，其直接控制三個(gè)模塊：數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將酒精傳感器采集到模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸送到單片機(jī)控制處理，溫度傳感器 DS18B20 可以將采集到的溫度信號(hào)直接以數(shù)字信號(hào)的形式傳到單片機(jī)， LCD 顯示模塊可以將經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理過(guò)的酒精氣體濃度和溫度的具體量化值顯示。 TGS822 的采樣電壓由 ADC0809的 IN0 口輸入，通過(guò)轉(zhuǎn)換后由其 D0D7 輸出到單片機(jī)的 P0 口，然后通過(guò)傳感器的特性公式計(jì)算由 P1 口將數(shù)據(jù)通過(guò) LCD 的 DB0DB7 輸出。 （ 3）單片機(jī) AT89C52 工作頻率為 6 MHz； 傳感器 LCD顯示輸出 單片機(jī) 數(shù)字輸出 控制輸出 模數(shù)轉(zhuǎn)換 模擬輸出 基于 51 單片機(jī)的酒精測(cè)試儀設(shè)計(jì) （ 4） LCD 顯示器用 50K 的可調(diào)電阻調(diào)節(jié)使其清晰顯示，消除“鬼影”。 DS18B20 其自身的溫度傳感器所產(chǎn)生的溫度數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存入其自身的存儲(chǔ)器，單片機(jī)對(duì)其控制讀出溫度數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，將當(dāng)前環(huán)境溫度由液晶板輸出。 TGS822 對(duì)酒精濃度的變化，其阻值產(chǎn)生相應(yīng)的變化，然后通過(guò)取樣電阻分壓的變化表現(xiàn)出來(lái)； 人體血液酒精濃度的不同，其呼出的氣體中酒精濃度也不同。 DS18B20 其自身的溫度傳感器所產(chǎn)生的溫度數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存入其自身的存儲(chǔ)器，單片機(jī)對(duì)其控制讀出溫度數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，將當(dāng)前環(huán)境溫度由液晶板輸出。 BAC 和 BAC 內(nèi)在轉(zhuǎn)化如下所述： BAC=BACBAC/B
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