文档介绍：一、 主要内容
基于单片机设计一个酒精浓度检测仪。硬件部分为利用MQ3气敏传感器测量空气 屮酒精浓度，并转换为电压信号经A/D转换后传给单片机系统，由单片机及其外围电 路进行信号的处理，显示浓度值以及超阈值声光报警。
二、 基本要求
设计一个能够检测驾驶员体内酒精含量智能仪器。
选用合适的单片机、传感器、A/D转换器，并设计相应硬件电路。
画出电路图(protel绘制)。
画出程序框图。
完整的实验报告。
三、主耍参考资料:
•北京：电子工业出版社，2005 王洪君•单片机原理及应用•济南： 王祁•智能仪器设计基础•北京：***
一、 前言 4
二、 酒精测试仪总体方案设计 4
2. 1酒精浓度检测仪设计要求分析 4
2酒精浓度检测仪设计方案 4
三、 硬件设计 5
1传感器的选择 5
A/D转换电路 6
89C51单片机系统 9
LED显示电路 12
13
13
四、 软件设计 14
1主程序框图 14
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4. 3报警子程序程序框图 15
五、 课程设计系的心得体会 17
六、 参考文献 17
附图整体电路图 18
酒精浓度检测仪的设计
一、 前言
近年来，我国越来越多的人有了自己的私家车，而酒后驾车造成的交通事故也频 繁发牛。为此，我国将酒驾列入刑法范围内，所以需要设计一智能仪器能够检测驾驶员 体内酒精含量。本课程设计研究的是一•种以气敏传感器和单片机A/D转换器为主，检测 驾驶员呼出气体的酒精浓度，并具有声光报警功能的空气酒精浓度监测仪。其可检测出 空气坏境屮酒精浓度值，并可根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行声光 报警来提示危害。
本课题分为两部分：硬件设计部分和软件设计部分。硬件部分为利用MQ3气敏传感 器测量空气屮酒精浓度，并转换为电压信号，经A/D转换器转换成数字信号后传给单片 机系统，由单片机及其相应外围电路进行信号的处理，显示酒精浓度值以及超阈值声光 报警。程序采用模块化设计思想，各个子程序的功能相对独立，便于调试和修改。血硬 件电路又大体可分为单片机小系统电路、A/D转换电路、声光报警电路、LED显示电路, 按键电路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍。
二、 酒精测试仪总体方案设计
设计的酒精浓度测试仪应具有如下特点：
数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LED显示以及键盘响应电路, 无需要其他计算机，用户就可以与之进行交互工作，完成数据的采集、存储、计算、分 析等过程。
系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。
从便携式的角度出发，系统成功使用了数码管显示器以及小键盘。由单片机系 统控制键盘和LED显示来实现人机交互操作，界面友好。
软件设计简单易懂。
2酒精浓度检测仪设计方案
设计吋，考虑酒精浓度是由传感器把非电量转换为电量，传感器输出的是0-5伏的 电压值且电压值稳定，外部干扰小等。因此，可以直接把传感器输出电压值经过A/D转 换器转换得到数据送入单片机进行处理。此外，还需接人LED显示，4*4键盘，报警电路 等。
其总体框图如图2-1所示。
V
键盘
图2-1基本工作原理图
三、硬件设计
本系统直接测量的是呼气屮的酒精浓度，再转换为血液屮的酒精含量浓度，故采用 气敏传感器。考虑到周围空气屮的气体成分可能影响传感器测量的准确性，所以传感器 只能对酒精气体敏感，对其他气休不敏感，故选用MQ3型气敏传感器。其有很高的灵敏 度、良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。MQ3型气敏传感器由微型A1203, 陶瓷管和SnO2敏感层、测量电极和加热器构成的敏感元件同定在塑料或不锈钢的腔体 内，加热器为气敏冗件的工作提供了必要的工作条件。传感器的标准回路有两部分组成。 其一为加热回路，其二为信号输出回路，它可以准确反映传感器表面电阻值的变化。传 感器的表面电阻RS的变化，是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号VRL输出 面获得的。负载电阻RL可调为0. 5-200Ko加热电压Uh为5v。上述这些参数使得传感 器输出电压为0-5Vo MQ3型气敏传感器的结构和外形、标准回路、传感器阻值变化率与 酒精浓度、外界温度的关系图如图3-3所示。为了使测量的精度达到最高，误差最小， 需要找到合适的温度，一般在测量前需将传感器预热5分钟。
图3-1 MQ3结构和外形
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