【正文】 顯著增加，‰增至1‰，發(fā)生車禍的可能性便增加5倍，‰，可能性再增加6倍。 設(shè)計(jì)酒精濃度探測(cè)儀的意義本設(shè)計(jì)基于AT89S51單片機(jī)設(shè)計(jì)的酒精氣體濃度探測(cè)儀，可用來(lái)檢測(cè)酒精氣體濃度，最主要的用途是檢測(cè)司機(jī)的酒精含量。氣敏傳感器工作時(shí)，加熱器通電加熱，若無(wú)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。氣敏傳感器在家用電器中也有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。納米固體材料具有龐大的界面，提供了大量氣體通道，從而大大提高了靈敏度，工作溫度大大降低，大大縮小了傳感器的尺寸。納米科學(xué)技術(shù)(Nano—ST)—100nm的物質(zhì)組成體系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用以及可能的實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)問(wèn)題的科學(xué)技術(shù)。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)。純SnO2的氣敏特性不甚好，尤其是它的熱穩(wěn)定性不高。用金屬氧化敏感材料制作的半導(dǎo)體式氣敏元件具有靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體小質(zhì)輕，堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，目前仍以SnO2材料為主[3]。四是SnO2元件有時(shí)由于靈敏度過(guò)大導(dǎo)致誤報(bào)，但是在檢測(cè)某些低濃度氣體時(shí)靈敏度卻難以達(dá)到要求[2]。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(wèn)題。由于在檢測(cè)氣體時(shí)，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(bào)。由于元件電阻和靈敏度隨時(shí)間而不斷變化，漂移大給檢測(cè)結(jié)果的可靠性帶來(lái)不穩(wěn)定的因素。目前，氣敏傳感器領(lǐng)域還存在一些問(wèn)題。氣體傳感器是把氣體中的特定成分檢測(cè)出來(lái)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的一類器件，用來(lái)對(duì)有害氣體，易燃易爆氣體等進(jìn)行安全檢測(cè)和報(bào)警，對(duì)生產(chǎn)生活中需要了解的氣體進(jìn)行檢測(cè)，分析，研究等。近年來(lái)，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(zhǎng)點(diǎn)[1]。 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, A/D conversion, Singlechip Microputer1 緒論 設(shè)計(jì)背景 我國(guó)傳感器市場(chǎng)的增長(zhǎng)率超過(guò)15%，2003年銷售額為186億元人民幣，2006年銷售額為283億元人民幣，預(yù)計(jì)2007年為325億元人民幣，2008年為374億元人民幣。 Analog voltage signal amplification to drive lightemitting diode light to alarm。設(shè)計(jì)的傳感器可以檢測(cè)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(chǎng)合酒精檢測(cè)都可以使用。對(duì)于流動(dòng)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(yàn)證方法。并且在檢測(cè)低濃度酒精時(shí)誤差較小，%滿足設(shè)計(jì)要求。（3）對(duì)設(shè)計(jì)的傳感器進(jìn)行了標(biāo)定。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(cè)和將它接入到酒精濃度檢測(cè)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(guò)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。指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日目 錄摘 要 IAbstract II1 緒論 1 設(shè)計(jì)背景 1 氣敏傳感器的研究現(xiàn)狀 1 設(shè)計(jì)酒精氣體傳感器的意義 2 本文主要研究工作 22 硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 4 單片機(jī)開(kāi)發(fā)流程 4 硬件系統(tǒng)框圖 4 信號(hào)采集電路 5 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路 8 發(fā)光二極管顯示報(bào)警電路 14 數(shù)碼管顯示電路 16 系統(tǒng)整體電路圖 183 軟件編程 20 開(kāi)發(fā)環(huán)境 20 程序流程 20 程序代碼編寫(xiě) 224 電路調(diào)試與測(cè)試結(jié)果 28 電路調(diào)試 28 濃度與顯示之間的關(guān)系 295 結(jié)束語(yǔ) 33參考文獻(xiàn) 34附 錄 35致 謝 38摘 要本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同濃度酒精的檢測(cè)和顯示，通過(guò)適當(dāng)改進(jìn)可以用于檢測(cè)酒后駕車。第16周：完成并修改畢業(yè)論文。第1113周：完成硬件電路的安裝，并進(jìn)行硬件電路的調(diào)試。第46周：畫(huà)出流程圖，編寫(xiě)程序。進(jìn)度安排第13周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，明確研究?jī)?nèi)容，了解研究所需理論知識(shí)和設(shè)計(jì)所需的元器件。變化的電壓值送LM3914放大比較，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光，顯示酒精濃度的高低。根據(jù)以上內(nèi)容選定技術(shù)方案。ADC0809為8路8位的A/D轉(zhuǎn)換器，具有轉(zhuǎn)換起停控制端，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。內(nèi)部有10個(gè)電壓比較器，可驅(qū)動(dòng)10個(gè)發(fā)光二極管。選用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)為MedWin單片機(jī)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。2個(gè)獨(dú)立的16位定時(shí)器。32條雙向輸入輸出線，每條均可以單獨(dú)做I/O的控制。AT89S51單片機(jī)是一般控制應(yīng)用的8位單片機(jī)。由于這種變化是可逆的，所以能重復(fù)使用。智能化數(shù)字化的氣體傳感器克服了目前氣敏傳感器人工測(cè)試帶來(lái)的效率低，誤差大和操作人員長(zhǎng)時(shí)間工作等問(wèn)題。目前，氣敏傳感器已有較高的精度，可達(dá)萬(wàn)分之一以上。雖然目前的二氧化鈦薄膜有電阻值高，工作溫度高，敏感性差的缺點(diǎn)，但是二氧化鈦薄膜具有良好的電學(xué)性能，優(yōu)異的光學(xué)性能，化學(xué)穩(wěn)定性高，機(jī)械強(qiáng)度高，且可用于多種氣體的檢測(cè)。本設(shè)計(jì)所選用的MQ3氣敏傳感器的敏感部分是由二氧化錫的N型半導(dǎo)體微晶燒結(jié)層構(gòu)成，靈敏度高，響應(yīng)速度快，可靠性好。傳感頭是酒精濃度探測(cè)儀中感受酒精的重要部分。酒精濃度探測(cè)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(cè)儀，可隨時(shí)檢測(cè)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)。開(kāi)車司機(jī)只要將嘴對(duì)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。氣體與人類的日常生活密切相關(guān)，檢測(cè)氣體是保護(hù)和改善我們居住環(huán)境的必要工作，要檢測(cè)氣體就少不了用到氣體傳感器。必讀參考資料：[1] 張培仁．基于匯編語(yǔ)言編程MCS51單片機(jī)原理與應(yīng)用[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2003．[2] 吳桂秀．傳感器應(yīng)用制作入門(mén)[M]．浙江科學(xué)技術(shù)出版社，2004．指導(dǎo)教師簽名 系主任簽名 院長(zhǎng)簽名（章）武漢理工大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）從18世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命以來(lái)，到20世紀(jì)信息技術(shù)的快速發(fā)展，傳感技術(shù)逐漸走向成熟，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中的應(yīng)用也漸漸在普及。完成不少于5000字的英文文獻(xiàn)翻譯。掌握C51系列單片機(jī)原理及編程技術(shù)，熟悉ADC0809的工作原理及特性；熟悉數(shù)碼管顯示技術(shù)。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”）作者簽名： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 年 月 日武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名 黃制兵 專業(yè)班級(jí) 電子信息科學(xué)與技術(shù)0502指導(dǎo)教師 徐曉英 易迎彥 工作單位 理學(xué)院物理系設(shè)計(jì)（論文）題目：基于AT89S51單片機(jī)酒精濃度探測(cè)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：要求設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于AT89S51單片機(jī)的酒精濃度探測(cè)儀系統(tǒng)，其中酒精傳感器采用MQ3型，利用該傳感器將酒精氣體濃度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，選擇適當(dāng)?shù)姆糯笃鞣糯笃潆妷盒盘?hào)，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管顯示酒精濃度的高度，同時(shí)利用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并由單片機(jī)控制，最后用數(shù)碼管顯示。本人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士論文評(píng)選機(jī)構(gòu)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)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。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于AT89S51單片機(jī)酒精濃度探測(cè)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)院（系）： 理學(xué)院物理系 專業(yè)班級(jí)：電子信息科學(xué)與技術(shù)0502班 學(xué)生姓名： 黃制兵 指導(dǎo)教師： 徐曉英 易迎彥 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 作者簽名： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本學(xué)位論文屬于保密囗，在 年解密后適用本授權(quán)書(shū)不保密囗 。要求完成的主要任務(wù)：查閱不少于15篇的相關(guān)資料，其中英文文獻(xiàn)不少于2篇，完成開(kāi)題報(bào)告。用protel繪制其原理圖，完成整體電路的安裝與調(diào)試，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。完成不少于12000字的畢業(yè)論文。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(wú)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。本設(shè)計(jì)基于AT89S51單片機(jī)設(shè)計(jì)的酒精濃度探測(cè)儀，可用來(lái)檢測(cè)酒精氣體濃度，最主要的用途是檢測(cè)司機(jī)的酒精含量。當(dāng)然，最好的辦法是在車內(nèi)安裝這種測(cè)試儀，司機(jī)一進(jìn)入車內(nèi)檢測(cè)儀就檢測(cè)司機(jī)的酒精含量，如果超出允許值，系統(tǒng)控制引擎無(wú)法啟動(dòng)，這樣就可從根本上解決酒后駕車問(wèn)題。當(dāng)然，依照同樣的原理也可設(shè)計(jì)檢測(cè)其他氣體的探測(cè)儀，與我們的生活息息相關(guān)的是檢測(cè)有毒氣體。