智能酒精浓度探测仪

郑州工程技术学院

电子工艺课程设计

题目：智能酒精浓度测试仪 学院： 班级： 学号： 姓名： 指导老师：

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目录

前言 .......................................................................................................................................................................3 1方案构思 ............................................................................................................................................................4

1.1方案设计与分析 .....................................................................................................................................4 1.2设计总体框图 .........................................................................................................................................5 2信号采集与放大的硬件设计 ............................................................................................................................5

2.1 酒精浓度传感器的选择 ........................................................................................................................5 2.2采集信号与放大电路图 .........................................................................................................................6 3 AD转换硬件设计 .............................................................................................................................................7

3.1 AD转换器的选择及介绍 ......................................................................................................................7 3.2 本设计中ADC0804外围硬件连接 ......................................................................................................8 3.3本设计中AD转换软件实现 .................................................................................................................9

3.3.1 ADC程序流程图 .........................................................................................................................9 3.3.2 ADC转换原则及程序 .................................................................................................................9

4单片机最小系统模块设计 ..............................................................................................................................10

4.1 AT89S52简介 ....................................................................................................................................10 4.2 复位电路设计 ...................................................................................................................................... 11 4.3 晶振电路设计 .................................................................................................................................... 11 5显示模块软硬件设计 ......................................................................................................................................12

5.1 LCD1602简介 ...................................................................................................................................12 5.2本设计中LCD1602的硬件连接 .........................................................................................................13 5.3液晶写命令子函数和写数据子函数程序分析 ...................................................................................13 5.4 本设计中用的液晶指令介绍 ..............................................................................................................14 5.5字符串显示和数据实时更新的实现 ...................................................................................................14 6其它外围设备软硬件设计 ..............................................................................................................................16

6.1 报警电路软硬设计 ..............................................................................................................................16

6.1.1 硬件部分设计 ...........................................................................................................................16 6.1.2 软件部分设计 ...........................................................................................................................17 6.2待机指示灯软硬件设计 .......................................................................................................................18

6.2.1 硬件部分设计 ...........................................................................................................................18 6.2.2 软件部分设计 .........................................................................................................................18 6.3 按键软硬件设计 ..................................................................................................................................18

6.3.1 硬件部分设计 ...........................................................................................................................18 6.3.2 软件部分设计 ...........................................................................................................................19 6.4 电源电路 ..............................................................................................................................................20

6.5 休眠（空闲）状态的设定 .........................................................................................................20

7 软件设计 .........................................................................................................................................................21

7.1主程序流程图 .......................................................................................................................................21 为了能让主函数分清是执行执行待机程序还是检测程7.2检测与待机功能切换设计及程序流程图22 7.3定时器与定时器中断 ...........................................................................................................................23 参考文献 .............................................................................................................................................................24 附录一 硬件设计原理图 .................................................................................................................................25 附录二 程序 .......................................................................................................................................................26

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前言

对于酒后驾车行为的监督在人民的人身和财产安全中起着重要的作用。随着社会的发展，气体传感器逐渐向着低功耗、多功能、集成化方向的发展，以便于更准确更方便的检测出酒精浓度，更大程度上防范事故发生，因此，便携式酒精浓度检测仪具有十分广阔的现实市场和潜在的市场要求。

目前国际公认的酒后驾车的限定有两种，一种是酒后驾车，一种是酒醉驾车。根据我国2003年的修订规定，当驾驶者每毫升血液中酒精含量大于或等于0.2mg时，就会被认定为酒后驾车；大于或等于0.8mg时，则会被认定为醉酒驾车。当驾驶者血液中酒精含量达到80mg/100ml时，发生交通事故的几率是血液中不含酒精时的2.5倍；达到100mg/100mg时，发生交通事故的几率是血液中不含酒精时的4.7倍。即使在少量饮酒的状态下，交通事故的危险也可达到未饮酒状态的2倍左右。

本文设计的基于单片机的便携式酒精浓度检测仪以单片机和酒精传感器为核心，具有LCD实时显示浓度值的功能，不同颜色LED彩灯显示酒精浓度的不同范围，从而判断司机是否处于酒驾状态，如若酒驾则判断是酒后驾驶还是醉酒驾驶，一旦超过一定阈值即蜂鸣器报警同时报警灯亮。而且还可以通过按键进行待机与检测功能随时切换，在待机时进行简易计时，超过十分钟则自动进入休眠状态,可用硬件复位来唤醒单片机。本设计采用C语言来实现其软件功能。该仪器硬件电路设计简单、软件功能完善、灵敏度高、工作性能好，并且具有尺寸小、方便携带的优点。

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1方案构思

1.1方案设计与分析

本文设计的便携式酒精浓度测试仪具有以下特点：

（1）数据采集系统以AT89S52单片机为控制核心，外围电路带有LCD显示以及键盘电路，无需其他计算机，用户就可以与其进行交互工作，完成数据的采集、存储、计算、分析，显示，休眠等功能。其中显示功能如下：

A.酒精含量<20mg/100ml时，安全灯（绿色LED灯）亮；

B.20mg/ml≤酒精含量≤80mg/ml时，警告灯（黄色LED灯）闪烁； C.80mg/ml≤酒精含量时，危险灯（红色LED灯）闪烁，蜂鸣器报警； 本仪器酒精含量测试范围：0-190mg/100ml，要求其测量精度优于0.5%。 （2）系统具有低功耗、方便携带、高性价比，低成本等特点。 （3）从便携式的角度设计，系统成功使用了大屏幕LCD显示器以及小键盘。由单片机系统控制键盘和LCD 显示来实现人机交互操作，界面友好。

（4）软件系统采用C语言编写，既兼顾实时性处理的要求又能很方便地进行数据处理。

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1.2设计总体框图

MQ3传感器MCU控制中心（AT89S52）LCD显示模块报警与待机指示灯电路放大电路按键A/D转换模块 图1-1总体设计框图

本设计采用的是AT89S52单片机，传感器则选用MQ—3酒精浓度传感器。系统将由MQ-3酒精浓度传感器输出的微弱电流经具有放大滤波等功能的调理电路后，输入以模数转换芯片ADC0804为核心的转换电路转换为八位数字信号，再由单片机进行处理，最终送入LCD液晶显示屏显示实时检测的酒精浓度以及实现超值报警功能,通过判断酒精浓度范围，实现酒后驾驶和醉酒驾驶的判断。系统上电后自动进入待机状态，在工作时可以随时通过按键控制进入待机状态，待机状态中系统不进行酒精浓度采集、显示和报警，而是给传感器预热并显示十分钟以内的简易计时，让使用者大致掌握预热时间。待机状态中也可随时通过按键进入工作状态。

2信号采集与放大的硬件设计 2.1 酒精浓度传感器的选择

气体传感器是气体检测系统的核心，通常安装在探测头内。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制

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