基于單片機(jī)的酒精濃度檢測儀設(shè)計p-在線瀏覽
2025-02-09 09:22本頁面
【正文】 9 報警 電路 設(shè)計 11 電源電路 設(shè)計 11 信號調(diào)制電路 設(shè)計 12 A/D轉(zhuǎn)換 電路 設(shè)計 13 外圍擴(kuò)充存儲器電路 設(shè)計 14 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 15 主程序 流程圖 15 A/D轉(zhuǎn)換模塊程序流程圖 15 按鍵程序流程圖 16 液晶顯示程序流程圖 17 5 本設(shè)計總結(jié)與展望 18 6 結(jié)束語 18 參考文獻(xiàn) 20 致 謝 21北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 1 引 言 酒精濃度檢測儀的背景 對氣體中酒精含量進(jìn)行檢測的設(shè)備有五種基本類型 ， 即 ： 燃料電池型 (電化學(xué) )、半導(dǎo)體型、氣體色譜分析型、紅外線型 、 比色型 。 燃料電池 作為一種發(fā)電裝置，它的原理是 將存 在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能 。 與半導(dǎo)體型 的 相比 ， 燃料電池型呼氣酒精 檢測儀有很多優(yōu)勢，即 穩(wěn)定性好 ， 精度高 ，抗干擾性好 。 酒精濃度檢測儀現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 如今的酒精濃度檢測儀都是采用可替代吹管 ， 酒精儀從傳統(tǒng)的機(jī)械檢測或酒精計到現(xiàn)在的利用傳感器和單片機(jī)核心技術(shù)的酒精濃度檢測儀 是 在技術(shù)上 是一大突破 ， 提高了檢測酒精的精確度 ，社會公共安全 系數(shù) 也大大的提高。為了得到準(zhǔn)確的濃度數(shù)值 ， 在 LED 顯示酒精濃度數(shù)值上應(yīng)實現(xiàn)普及 。 現(xiàn)在大多都是 對 氣體濃度或液體濃度的 單一檢測 ， 最好是能解決一個檢測儀 能同時對酒精的氣體和液體兩種狀態(tài)下的檢測。 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 2 硬件設(shè)計部分主要包括 ： MCU、 A/D、 LCD、外圍擴(kuò)展數(shù)據(jù) RAM 等芯片的選擇 。 因此要求系統(tǒng)配備完善的模擬量和數(shù)字量輸入輸出通道和完善的中斷系統(tǒng)和處理功能 。 進(jìn)行氣體檢測的基本步驟是信號采集處理、聲光報警電路以及顯示、鍵盤、 PC 接口電路測試 。 單片機(jī)的選擇 我們選擇單片機(jī) STC89C51 為 控制核心 ， 主要基于考慮 STC89C51 具有 低價高速 ， 高可靠強(qiáng)抗靜電 ， 強(qiáng)抗干擾 的特點。 89C51 能夠 按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ， 也 能夠 在線編程 。 空閑方式停止 CPU 的工作 ， 但允許 RAM， 定時 /計數(shù)器 ， 串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作 。 STC 單片機(jī)有 PDIP、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式 ， 以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求 。 主要性能參數(shù) ： (1) 8K 字節(jié)可重擦寫 FLASH 閃存存儲器 (2) 1000 次寫 /擦循環(huán) (3) 時鐘頻率 ： 0Hz— 24MHz (4) 三級加密存儲器 (5) 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM (6) 32 個可編程 I/O 口線 (7) 2 個 16 位定時 /計數(shù)器 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 4 (8) 5 個中斷源 (9)可編程串行 UART 通道 (10)低功耗的空閑和掉電模式 (11)片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 [4] 傳感器 本系統(tǒng)直接測量的是呼氣中的酒精濃度，再轉(zhuǎn)換為血液酒精含量濃度。 本系統(tǒng)選擇 MQ3 型酒精傳感器 ， MQ3 酒精傳感器是氣敏傳感器 ， 其具有很高的靈敏度、良好的選擇性、長 久 的使用 時間 和可靠 的 穩(wěn)定性 的特點。其中 信號輸出回路 能比較精準(zhǔn)的檢測出 傳 感器表面電阻 值 的變化 。 二者之間的關(guān)系表述為 ： RS/RL=(VCVRL)/VRL， 其中 VC 為回路電壓 ， 10V 負(fù)載電阻 RL可調(diào)為 ～ 200K， 加熱電壓 Uh 為 5V。為了使測量的精確度達(dá)到最高，誤差最小，需要找到適宜的溫度，一般在測量之前將傳感器預(yù)熱 5 分鐘。 由于逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換具有速度 ， 分辨率高等優(yōu)點 ， 而且采用這種方法的 ADC 芯片成本低 ， 所以我們采用逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 。 逐次逼近型是將采樣信號和已知電壓不斷進(jìn)行比較 ， 一個時鐘周期完成 1 位轉(zhuǎn)換 ， 依次類推 ， 轉(zhuǎn)換完成后 ， 輸出二進(jìn)制數(shù) 。 ADC0832 模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換、輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容、 5V 電源供電時輸入電壓在 0～ 5V 之間、工作頻率為250KHZ、轉(zhuǎn)換時間為 32 微秒、一般功耗僅為 15MW 等優(yōu)點 ， 適合本系統(tǒng)的應(yīng)用 ，所以我們采用 ADC0832 為模數(shù)轉(zhuǎn)換器 [5]。 串行 E2PROM 是基于 I2CBUS 的存儲器件 ， 遵循二線制協(xié)議 ， 由于其具有接口方便 ， 體積小 ， 數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點 ， 在儀器儀表及工業(yè)自動化控制中得到大量的應(yīng)用 。 發(fā)現(xiàn)一種 ATMEL(激光印字 )以及 XICOR 牌號的 24C02 具有全面的符合 I2C 總線協(xié)議的功能 ， 而有些牌號 24C02 要么沒有 WP 引腳保護(hù)功能 ， 要么沒有器件地址功能 (即 2 片 24C02 不能共用一個 I2C 總線 )有些甚至兩種功能均無 ， 所以說一些同樣功能型號的電子器件在兼容性上往往會帶來意想不到的問題 ， 值得引起注意 。 直接訪問方式是把液晶模塊 當(dāng)作 存儲器或 I/O 設(shè)北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 7 備直接接在單片機(jī)的總線上 ， 單片機(jī)以訪問存儲器或 I/O 設(shè)備的方式操作液晶顯示模塊的工作 。 這種訪問方式 既 不占用存儲器空間 ， 接口電路 又 與時序 無關(guān)，其時序徹底地靠軟件編程實現(xiàn) [7]。 1602 液晶顯示屏采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口 ， 其中各接口的功能如 上 表 21 所示 ： 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 基于單片機(jī)酒精濃度檢測儀的硬件設(shè)計部分 ， 首先 ， 我們必須了解它的硬件設(shè)計原理其次 ， 需要弄清楚它的總體構(gòu)成及具體的外圍電路最后 ， 根據(jù)其原理框圖和具體的外圍電路得到完整的硬件總電路圖 。 測試儀進(jìn)行氣體檢測的基本步驟是單片機(jī) 先 采集酒精傳感器的響應(yīng)信號 ，然后 進(jìn)行轉(zhuǎn)換 ， 儲存在數(shù)據(jù)儲存器中 ，最后 單片
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