单片机技术的酒精浓度检测系统设计
引言 6
一、总体方案概述 6
（一）设计的意义 6
（二）MQ-3传感器的简介 6
（三）整体设计方案 7
二、硬件设计 7
（一）传感器的选择 7
（二）A/D转换电路 9
（三）单片机模块 12
（四）显示电路 16
（五）键盘电路 17
（六）报警电路 18
三、软件设计 20
（一）主程序设计 20
（二）报警子程序设计 21
（三）A/D转换子程序设计 22
四、调试和结论 22
（一）系统调试 22
（二）结论 23
致谢 25
参考文献 26
附录一原理图 27
附录二PCB图 28
附录三源程序 29
附录四元器件清单 31
引言
随着国民经济水平的快速发展，很多人当上了有车一族，驾车的安全问题越来越受到社会的广泛关注。酒后驾车非常危险，很多人却不以为然。根据往年的调查，上万起交通事故几乎都是由于酒后驾车导致的。造成人员伤亡的事故占到50%以上。本次研究项目有别于传统的酒精测量，他是基于计算机的，使得测量数据更加精准有效，而且体积较小，随身携带很方便。
可以发现，酒精浓度检测仪以后的发展会很好。这个设备能测试驾驶司机有没有酒驾，在食品加工、酿酒厂也可以使用。因为他们都是要控制住空气中的酒精浓度。
一、总体方案概述
（一）设计的意义
这项设计，最主要的用途就是检测驾驶员有没有喝酒，而且显示体内的酒精浓度的度数。我们的大脑以及神经系统都会受到酒精 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
的影响。喝酒之后，我们会反应慢，人会很轻松，很兴奋。所以从古到今人们都喜欢饮酒，借酒消愁或者开心聚会时都会喝酒庆祝。有专家说过，人可以少量的喝点酒，会对人的身体有好处。心脏方面的问题发生率也会减少。但是我们要懂得适可而止，不能够一味的摄取。现在生活条件提高，应酬也很多，很多人聚会为了开心都会喝酒，经不住朋友的劝酒等。酒精会麻痹司机的神经，司机对突发状况做出反应的能力就会延迟，从而导致车祸率发生的可能大大提高。饮酒后，人的身体是用肺呼吸，酒精进入身体有的排除体外，但大多数都会在人体内会停留很长时间。因此，我们可以将此设备安装在车上。如果司机喝酒了，车内就会有他呼出的气体。测试仪自动将酒精含量在空气中检测到。如果超出设定的数值，就会亮红灯，蜂鸣器发出警报提醒司机不可以酒后驾车，增强安全隐患的意识解决醉酒驾车问题，防患于未然。
同时，酒精浓度检测仪也已经广泛运用到生活和生产中。LED可以显示较准确的酒精浓度，用途广泛，发展意义强。像一些工厂，它对环境中所包含的酒精浓度有要求，生产中就可以利用我们的检测设备来检测。设定要求的限值，超过就会报警。此时员工就要开窗户换气，以免发生事故。
（二）MQ-3传感器的简介
1.传感器的应用
传感技术在各多个领域中有广泛的运用。敏感元件、转换元件等四部分构成了传感器。现在几乎都用的是SnO2这种材料。SnO2粉末的粒径、粒子的形状等特性都能影响到气敏器件的正常工作。新技术开发后，有了广泛的运用。气敏传感器的性能逐渐趋于完善，功能也变得很多，用起来很稳定，价格也是消费者可以接受的范围。
2.MQ-3传感器的介绍
当半导体气敏原件和空气中的气体有了接触，会发生一些反应变化，利用这种反应来观察乙醇气体的浓度。设计中选取的半导体气体传感器，属于n型传感器。组成有很多材料，比如二氧化锡半导体的晶体分子。当SnO2活动在乙醇气体周围时，比例上会发生一些影响阻值的变动。半导体结晶粒子，导电电子和原先比例的比例就会不同，这也就使电阻值不同。
（三）整体设计方案
此次方案中，要求把非电量转变成为电量，传感器要保持稳定的电压值，在0-5V之间，这样就有了抵抗外部干扰的能力。酒精浓度检测仪这个设计要在MQ-3传感器工作后才能实现功能。MQ-3传感器可以直接把电压值送入单片机中分析，利用转换器得出数据。其整体框图见1。
图1 基本工作原理图
二、硬件设计
（一）传感器的选择
系统设计选择了气敏传感器，它可以轻松测量出空气中所带有的酒精浓度。空气不纯，含有很多的杂质气体，做实验的时候这些杂质会影响到实验的准确度，使得测量不精准。而MQ3型气敏传感器只会检测酒精。质地轻便，构造简单，质
量好又很耐用所以很多人会选择MQ-3型气敏传感器，和别的传感器相比它的性能特点更加优越。
图2 MQ-3实物图
加热器在气敏元件能够正常工作时起到了非常重要的作用。传感器外面如果发生数值变动，标准回路就会知道，并且反映时都不会有差错。RL是负载电阻，将它和传感器用串联的方式相连。这样，RS有了数值变化，传感器就可以知道了。如图3、4、5，MQ-3型气敏传感器的结构图和关系图。对实验测量的数据有特别的要求，确保误差很小，而能影响到精确性的就是测量的温度，所以热敏传感器在实验之前要先预热5分钟以上。
图3 MQ3 结构、外形
图4 MQ3 结构图
图5 阻值变化速率和酒精浓度值的关系
（二）A/D转换电路
单片机系统中，很多非电物理量都是被测量的对象。模数转换器要经过取样、保持等一系列合并的四个过程。通过传感器的作用转变成电压或电流，再用数字量代替模拟电信号。
转换器选用的实验设计中经常出现的ADC0809，采样频率为8位的A/D转换器属于逐次逼近型，且是8路模拟量输入口。23-25引脚可以决定怎么进行A/D的转换。地址锁存控制是22引脚，高电平有效。测试控制是6引脚，可以输入高电平脉冲，一个周期内2微秒。
1. ADC0809的引脚及功能
ADC系列的品种很多，平常设计中，ADC0809比较常见。见图6，为0809的引脚图。
图6 ADC0809的引脚
ADC0809是一种模数转换器，它有28个引脚。同时也是A/D转换器，拥有8位数字量。大多数封装都是双列直插式，ADC0809也是的。
上面介绍的随便一种方式，都能用在OE信号微控制器上。前提要先确定转换有没有完成后。只要完成了，就可以发送有效信号，再用CPU进行转换。
特别重要的是：ADC0809的所有瞬间只可以换1路，使用时共同用一个A/D转换器转换，由各软件变更C、A、B码之间切换，再送到引脚显现代码。A、B、C 3个地址的破译和解锁都需要用到地址锁存和解码器。选择好通道，再将数据存储在三态输出锁存器。转换结果出来后，就接到总线上。
一、总体方案概述 6
（一）设计的意义 6
（二）MQ-3传感器的简介 6
（三）整体设计方案 7
二、硬件设计 7
（一）传感器的选择 7
（二）A/D转换电路 9
（三）单片机模块 12
（四）显示电路 16
（五）键盘电路 17
（六）报警电路 18
三、软件设计 20
（一）主程序设计 20
（二）报警子程序设计 21
（三）A/D转换子程序设计 22
四、调试和结论 22
（一）系统调试 22
（二）结论 23
致谢 25
参考文献 26
附录一原理图 27
附录二PCB图 28
附录三源程序 29
附录四元器件清单 31
引言
随着国民经济水平的快速发展，很多人当上了有车一族，驾车的安全问题越来越受到社会的广泛关注。酒后驾车非常危险，很多人却不以为然。根据往年的调查，上万起交通事故几乎都是由于酒后驾车导致的。造成人员伤亡的事故占到50%以上。本次研究项目有别于传统的酒精测量，他是基于计算机的，使得测量数据更加精准有效，而且体积较小，随身携带很方便。
可以发现，酒精浓度检测仪以后的发展会很好。这个设备能测试驾驶司机有没有酒驾，在食品加工、酿酒厂也可以使用。因为他们都是要控制住空气中的酒精浓度。
一、总体方案概述
（一）设计的意义
这项设计，最主要的用途就是检测驾驶员有没有喝酒，而且显示体内的酒精浓度的度数。我们的大脑以及神经系统都会受到酒精 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
的影响。喝酒之后，我们会反应慢，人会很轻松，很兴奋。所以从古到今人们都喜欢饮酒，借酒消愁或者开心聚会时都会喝酒庆祝。有专家说过，人可以少量的喝点酒，会对人的身体有好处。心脏方面的问题发生率也会减少。但是我们要懂得适可而止，不能够一味的摄取。现在生活条件提高，应酬也很多，很多人聚会为了开心都会喝酒，经不住朋友的劝酒等。酒精会麻痹司机的神经，司机对突发状况做出反应的能力就会延迟，从而导致车祸率发生的可能大大提高。饮酒后，人的身体是用肺呼吸，酒精进入身体有的排除体外，但大多数都会在人体内会停留很长时间。因此，我们可以将此设备安装在车上。如果司机喝酒了，车内就会有他呼出的气体。测试仪自动将酒精含量在空气中检测到。如果超出设定的数值，就会亮红灯，蜂鸣器发出警报提醒司机不可以酒后驾车，增强安全隐患的意识解决醉酒驾车问题，防患于未然。
同时，酒精浓度检测仪也已经广泛运用到生活和生产中。LED可以显示较准确的酒精浓度，用途广泛，发展意义强。像一些工厂，它对环境中所包含的酒精浓度有要求，生产中就可以利用我们的检测设备来检测。设定要求的限值，超过就会报警。此时员工就要开窗户换气，以免发生事故。
（二）MQ-3传感器的简介
1.传感器的应用
传感技术在各多个领域中有广泛的运用。敏感元件、转换元件等四部分构成了传感器。现在几乎都用的是SnO2这种材料。SnO2粉末的粒径、粒子的形状等特性都能影响到气敏器件的正常工作。新技术开发后，有了广泛的运用。气敏传感器的性能逐渐趋于完善，功能也变得很多，用起来很稳定，价格也是消费者可以接受的范围。
2.MQ-3传感器的介绍
当半导体气敏原件和空气中的气体有了接触，会发生一些反应变化，利用这种反应来观察乙醇气体的浓度。设计中选取的半导体气体传感器，属于n型传感器。组成有很多材料，比如二氧化锡半导体的晶体分子。当SnO2活动在乙醇气体周围时，比例上会发生一些影响阻值的变动。半导体结晶粒子，导电电子和原先比例的比例就会不同，这也就使电阻值不同。
（三）整体设计方案
此次方案中，要求把非电量转变成为电量，传感器要保持稳定的电压值，在0-5V之间，这样就有了抵抗外部干扰的能力。酒精浓度检测仪这个设计要在MQ-3传感器工作后才能实现功能。MQ-3传感器可以直接把电压值送入单片机中分析，利用转换器得出数据。其整体框图见1。
图1 基本工作原理图
二、硬件设计
（一）传感器的选择
系统设计选择了气敏传感器，它可以轻松测量出空气中所带有的酒精浓度。空气不纯，含有很多的杂质气体，做实验的时候这些杂质会影响到实验的准确度，使得测量不精准。而MQ3型气敏传感器只会检测酒精。质地轻便，构造简单，质
量好又很耐用所以很多人会选择MQ-3型气敏传感器，和别的传感器相比它的性能特点更加优越。
图2 MQ-3实物图
加热器在气敏元件能够正常工作时起到了非常重要的作用。传感器外面如果发生数值变动，标准回路就会知道，并且反映时都不会有差错。RL是负载电阻，将它和传感器用串联的方式相连。这样，RS有了数值变化，传感器就可以知道了。如图3、4、5，MQ-3型气敏传感器的结构图和关系图。对实验测量的数据有特别的要求，确保误差很小，而能影响到精确性的就是测量的温度，所以热敏传感器在实验之前要先预热5分钟以上。
图3 MQ3 结构、外形
图4 MQ3 结构图
图5 阻值变化速率和酒精浓度值的关系
（二）A/D转换电路
单片机系统中，很多非电物理量都是被测量的对象。模数转换器要经过取样、保持等一系列合并的四个过程。通过传感器的作用转变成电压或电流，再用数字量代替模拟电信号。
转换器选用的实验设计中经常出现的ADC0809，采样频率为8位的A/D转换器属于逐次逼近型，且是8路模拟量输入口。23-25引脚可以决定怎么进行A/D的转换。地址锁存控制是22引脚，高电平有效。测试控制是6引脚，可以输入高电平脉冲，一个周期内2微秒。
1. ADC0809的引脚及功能
ADC系列的品种很多，平常设计中，ADC0809比较常见。见图6，为0809的引脚图。
图6 ADC0809的引脚
ADC0809是一种模数转换器，它有28个引脚。同时也是A/D转换器，拥有8位数字量。大多数封装都是双列直插式，ADC0809也是的。
上面介绍的随便一种方式，都能用在OE信号微控制器上。前提要先确定转换有没有完成后。只要完成了，就可以发送有效信号，再用CPU进行转换。
特别重要的是：ADC0809的所有瞬间只可以换1路，使用时共同用一个A/D转换器转换，由各软件变更C、A、B码之间切换，再送到引脚显现代码。A、B、C 3个地址的破译和解锁都需要用到地址锁存和解码器。选择好通道，再将数据存储在三态输出锁存器。转换结果出来后，就接到总线上。
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