【正文】 性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊?文的部分或全部內(nèi)容。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 摘 要 本設(shè)計實(shí)現(xiàn)了對不同濃度酒精的檢測和顯示，通過適當(dāng)改進(jìn)可以用于檢測酒后駕車。 本設(shè)計主要研究了（ 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；將采集到的模擬電壓信號通過單片機(jī)控制經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字電壓信號；用于顯示濃度的數(shù)碼管顯示模塊。（ 3）對設(shè)計的傳感器進(jìn)行了標(biāo)定。并且在檢測低濃度酒精時誤差較小，最大誤差為 %滿足設(shè) 計要求。對于流動空氣，樣品的穩(wěn)定性和水蒸氣的影響，提出了解決方案和驗證方法。設(shè)計的傳感器可以檢測不同濃度的酒精氣體，改進(jìn)之后對解決酒后駕車事故和特殊場合酒精檢測都可以使用。模數(shù)轉(zhuǎn)換 。 Analog voltage signal amplification to drive lightemitting diode light to alarm。 displaying the concentration in the digital tube display module.(2)In the Software, linear conversion between the concentration of the alcohol and the voltage and the digital display of the final concentration value.(3) The designed sensor is calibrated. The design of gas sensor is responsive to the alcohol, can measure concentration in the effective range of its concentration. And in the low concentration of alcohol in the test the error is small with the maximum error %, meeting requirements of the design. The characteristics of the thesis are to determine the standard. The solutions and verification methods are proposed about the flow of air samples, the sample stability and water vapor. The conversion between voltage and concentration in different range is treated as linear relationship. The design of sensor can detect different the alcohol gas with different concentration. It plays an important role to solve the drunkdriving accidents and alcohol testing for special occasions after improvement. Key Words: Gas sensor。 Singlechip Microputer 畢業(yè)設(shè)計用紙 第 0頁 共 28 頁 目錄 第一章 引言 ........................................................... 1 設(shè)計背景 ...................................................... 1 設(shè)計酒精濃度探測儀的意義 ...................................... 1 本文主要研究工作 .............................................. 1 第二章 元器件和開發(fā)工具介紹 ........................................... 3 ADC0809 ....................................................... 3 ................................................ 3 ................................................ 3 （引腳功能） ..................................... 4 STC12C5A16AD .................................................. 4 Protel軟件介紹 .............................................. 5 KEIL介紹 .................................................... 6 ProtuesISIS介紹 ............................................. 6 第三章 硬件電路設(shè)計 ................................................... 8 設(shè)計框圖 ..................................................... 8 乙醇信號檢測及調(diào)理電路 ....................................... 8 單片機(jī)電路 ................................................. 11 顯示電路 .................................................... 12 閾值存儲 .................................................... 13 第四章 軟件設(shè)計 ...................................................... 14 第五章 調(diào)試 .......................................................... 17 參考文獻(xiàn) ............................................................ 20 致謝 ................................................................ 21 附錄 A元器件清單 ..................................................... 22 附附 錄錄 B 實(shí)實(shí) 物物 圖圖 ........................................................ 23 附附 錄錄 C 程程 序序 .......................................................... 24 畢業(yè)設(shè)計用紙 第 1頁 共 28 頁 第一章 引言 設(shè)計背景 我國傳感器市場的增長率超過 15%， 2020 年銷售額為 186 億元人民幣， 2020年銷售額為 283億元人民幣，預(yù)計 2020年為 325億元人民幣， 2020年為 374億元人民幣。近年來，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段，新型傳感器的特點(diǎn)是微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它將不僅促進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造，而且可導(dǎo)致建立新型工業(yè)和軍事變革，是21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn) [1]。氣體傳感器是把氣體中的特定成分檢測出來，并轉(zhuǎn)化為電信號的一類器件，用來對有害氣體，易燃易爆氣體等進(jìn)行安全檢測和報警，對生產(chǎn)生活中需要了解的氣體進(jìn)行 檢測，分析，研究等。 目前，氣敏傳感器領(lǐng)域還存在一些問題。由于元件電阻和靈敏度隨時間而不斷變化，漂移大給檢測結(jié)果的可靠性帶來不穩(wěn)定的因素。由于在檢測氣體時，往往還存在著其它的干擾氣體 (如煙酒等 )，使氣敏元件發(fā)生交叉響應(yīng)，產(chǎn)生誤報。摻有催化劑的氣敏元件接觸某些氣體后，活性組分被毒化，將會改變元件的選擇性，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。四是 SnO2 元件有時由于靈敏度過大導(dǎo)致誤報，但是在檢測某些低濃度氣體時靈敏度卻難以達(dá)到要求。 酒后駕車發(fā)生事故的機(jī)率高達(dá) 27%。 機(jī)動車駕駛?cè)藛T“酒后駕車” 及“醉酒駕車”極易發(fā)生道路交通事故 , 嚴(yán)重危害了道路交通安全和人民生命財產(chǎn)安全。開車司機(jī)只要將嘴對著傳感頭使勁吹氣，儀器就能發(fā)上顯示出酒精濃度的高低，從而判斷該司機(jī)是否酒后駕車，避免事故的發(fā)生。 酒精氣體濃度探測儀在生產(chǎn)生活中也有重要的應(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，發(fā)出警報，提醒人們及時通風(fēng)換氣，做到安全生產(chǎn)。 （ 1）硬件電路方面，對氣體傳感器 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，完成信號采樣電路的設(shè)計；采樣到的模擬電壓電信號通過 A/D 轉(zhuǎn)換，得到可供單片機(jī)處理的 數(shù)字信號，再由單片機(jī)作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理； lcd液晶顯示屏濃度值顯示。因為原始的采樣值是一個間接的負(fù)載分壓值，需要將它轉(zhuǎn)化為被測酒精濃度值。 （ 3）為了盡量減少設(shè)計的氣體傳感器的測量誤差，在測量酒精溶液樣品時要考慮并解決 3 個主要問題。針對 這 3 個主要問題提出以下解決方案和驗證方法。水蒸氣對 MQ3的影響很小，這一點(diǎn)可以通過對只裝有純凈水的塑料瓶的多次測量來驗證。再通過反復(fù)多次測量多組數(shù)據(jù)，求其平均值的方法來縮小測量誤差。 2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫恕? 6）工作溫度范圍為 40～＋ 85攝氏度 7）低功耗，約 15mW。因此， ADC0809可處理 8路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨(dú)工作。 畢業(yè)設(shè)計用紙 第 4頁 共 28 頁 外部特性（引腳功能） ADC0809 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式封裝，下面說明各引腳功能。 21～ 28： 8位數(shù)字量輸出端。 ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有 效。 EOC： A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平） OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。 CLK：時鐘脈沖輸入端。 REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓。 GND：地。此地址經(jīng)譯碼選通 8路模擬輸入之一到比較器。下降沿啟動 A／ D轉(zhuǎn)換，之后 EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。當(dāng)OE輸入高電平 時，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。（ 2）頁邊距：上 、下 、內(nèi)側(cè) 3cm、外側(cè) 2cm；（ 3）裝訂線 0cm、頁眉 、頁腳 、對稱頁邊距。 單片機(jī) STC12C5A16AD PDIP40, STC12C5A16AD 圖 22 STC12C5A