智能酒精浓度探测仪(2)

冷处理、样品抽吸，甚至对样品进行化学处理，以便化学传感器进行更快速地测量【1】。

在选择传感器的时候，一定要考虑到稳定性、灵敏度、选择性和抗腐蚀性，MQ3 酒精传感器具有很高的灵敏度、良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性，所以本系统选择MQ3 型酒精传感器。

2.2采集信号与放大电路图

MQ-3 气体传感器有6 个针状管脚，其中4 个用于信号取出，2 个用于提供加热电流. LM393是由两个独立的、高精度电压比较器组成的集成电路，失调电压低，最低为2.0 mV，专为获得宽电压范围、单电源供电而设计，也可以用双电源供电，电源电流低. 即使采用单电源供电，比较器的共模输入电压范围也接近低电平。 LM393 被设计成能直接连接TTL 和CMOS，当用双电源供电时，它能兼容MOS逻辑电路，这是低功耗LM393相较于标准比较器的独特优势【2】。

图2-1 MQ-3酒精浓度传感器采集信号与放大电路图

MQ-3酒精浓度传感器探头感知到酒精气体，MQ3开始起作用，输出的微弱电流送入由LM393运算放大器和电阻电容构成的调理电路，使信号放大并滤

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去杂波，经放大滤波后有OUT输出。模拟信号输出端口能输出0到+VCC（+5v） 的模拟信号，当检测的酒精浓度越大时输出电压越高。此端口接入ADC0804的6号引脚，实现AD转换【3】。

3 AD转换硬件设计 3.1 AD转换器的选择及介绍

A/D转换其的主要技术指标包括分辨率（位数）、量化误差、转换精度和转换时间【4】。

根据本文设计的技术参数要求：测量精度优于0.5%。 从精度方面考虑方案如下：

方案一：用8位的A/D转换器，其测量精度为0.39% 方案二：用12位的A/D转换器，其测量精度为0.02% 从测量精度的方面考虑都符合要求。

从A／D转换器的分类方面考虑方案如下：

1、逐次比较式A／D转换器：转换时间一般在μs级，转换精度一般在0.1％上下，适用于一般场合。

2、积分式A／D转换器：其核心部件是积分器，因此转换时间一般在ms级或更长，但抗干扰性能强，转换精度可达0.01％或更高。适于数字电压表类仪器采用。

3、并行比较式又称闪烁式：采用并行比较，其转换时间可达ns级，但抗干扰性能较差，由于工艺限制，其分辨率一般不高于8位。可用于数字示波器等要求转换速度较快的仪器中。

4、改进型是在上述某种形式A／D转换器的基础上，为满足某项高性能指标而改进或复合而成的。例如余数比较式即是在逐次比较式的基础上加以改进，使其在保持原有较高转换速率的前提下精度可达0.01％以上。

基于以上比较，综合性价比，选择8为主次逼近式A／D转换器：ADC0809和ADC0804。

ADC0809的功能是将输入模拟量转换为与其成正比例的数字量,它具有8路模拟输入端口,地址线可决定对哪一路模拟输入做AD转换.

ADC0804的功能与ADC0809基本相同，不同点在于它有一路输入。对于本设计的要求是有一路的输入信号，所以从性价比的方面考虑选择ADC0804更

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优。

3.2 本设计中ADC0804外围硬件连接

图3-1 ADC0804外围电路连接

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3.3本设计中AD转换软件实现

3.3.1 ADC程序流程图

开始初始化判断ADC是否转换完毕YN读出数据计算

图3-2 ADC程序流程图

单片机对ADC进行初始化，使其能进入正常工作状态，通过判断ADC转换判断标志EOC,看其是否转换完毕，如果没有，则继续判断，如若完成则将ADC转换的数据由单片机读取并计算，然后进入下一环节。

3.3.2 ADC转换原则及程序

转换原则：ACD0804有八位数据输出口，即转换精度为256，它将最高值分为255份，当得到一个转换数据时，用最大值除以255，再乘以该数据值便是最终转换值。

AD转换子函数分析： void ad()

{ wr=0; //将WR拉低，让芯片开始读6、7号引脚电压值 delay(1); //延时约一毫秒，让芯片忙完

wr=1; //将WR拉高，上升沿到来时，AD转换开始 delay(5); //软件延时约五毫秒，等待AD转换完成

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P3=0xff; //将P3口全部拉高，等待测试数据 delay(1); //延时一会，避免紊乱 rd=0; //将RD拉低，芯片送出数据 delay(1); //延时约一毫秒，让P3口 temp=P3; //将数据存入temp rd=1; //将RD拉高 }

4单片机最小系统模块设计

CPU最小系统是单片机运行工作起来所必需的最基本电路组成。它包括电源电路、时钟电路、复位电路。最小硬件电路组成见图4-1。

图4-1 最小系统电路图

4.1 AT89S52简介

本设计以AT89S52单片机为控制核心。单片机也就是MCU，即微控制单元。AT89S52 是低功耗、高性能、采用CMOS工艺的8位单片机，其片内具有8KB 的可在线编程的Flash 存储器，该单片机采用了ATMEL 公司的高密度、非易失性存储器技术，与工业标准型80C51 单片机的指令系统和引脚完全兼容，它能以3V的超低电压工作，晶振时钟最高可达24MHz。通用的8位CPU与在线可编程Flash 集成在一块芯片上，从而使AT89S52 功能更加完善，应用更加灵活；具有较高的性能价格比，使其在嵌入式控制系统中有着广泛的应用前景【5】。

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