1、畢業(yè)設(shè)計開題報告 文獻(xiàn)綜述專 業(yè)： 電子信息工程 姓 名： 學(xué) 號： 課題名稱： 基于單片機(jī)酒精濃度測試儀 指導(dǎo)教師： 1、 選題的背景與意義隨著我國的改革開放以來，我國的經(jīng)濟(jì)水平便不斷地提高，人們的生活水平也就隨之變好了，人們的出行也越來越方便，從之前的走路到有自行車在到現(xiàn)在的私家車。現(xiàn)在的人們生活上也就更多樣化了，比如人多聚會酒水肯定不能少的；每個人都是開著自己的轎車出去聚會的；所以問題也就來了便有了這么多的交通事故是由于酒后駕車造成的，從而造成不少的意外死亡。交通事故已經(jīng)成為了危害人們生命的最大隱患。全世界每年都有好多的人死于車禍。引起交通事故的基本因素有人、車、路、環(huán)境與管理等,其中駕

2、駛員本身因素占70%。而酒后駕車是駕駛員駕駛事故重要因素之一。世界各國統(tǒng)計,30%50%的交通事故由飲酒后駕車所至。我國交通部門報道,酒后駕車的交通事故率比平常人高出至少56倍。飲酒可致駕駛員視覺功能、觸覺敏感度、判斷能力、注意力等下降,從而致交通事故的發(fā)生。目前，我國對于酒后駕車行為的監(jiān)控主要采取出動警力，定期抽查的方式。但由于人員有限等原因，管理仍存在一定的難度。交管部門對此也非常苦惱。由于酒后駕車的危害，交管部門加大處罰力度。現(xiàn)在好多人因為他們上班的主要的交通工具就是汽車，所以更應(yīng)該避免在回來的路上由于在酒桌上喝酒后駕車。酒后駕車造成的交通事故對國家、他人、自己產(chǎn)生了難以估計的后果。為了

3、減少這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，世界各國都在想辦法來解決這個問題。目前全世界大多數(shù)的國家都是采用呼氣式的酒精測試儀來對駕駛者進(jìn)行現(xiàn)場檢測的，這樣可以知道被測者體內(nèi)酒精的含量多少，從而可以保證駕駛者是否可以正常開車，來保證駕駛者的人身與財產(chǎn)安全。所以這個酒精測試儀是有著不可替代的作用的，它的發(fā)展前景和意義也是很大的。有了這個酒精濃度測試儀的使用，不僅可以方便交警查醉駕，還可以對駕駛者在一定程度上存在威懾性，從而來減少由于醉駕引起的交通事故，最終達(dá)到駕駛者安全行駛，使得汽車在方便之余還可以帶來更多的安全保障。該課題的設(shè)計經(jīng)大量的驗證，基于單片機(jī)的酒精濃度檢測儀檢測的結(jié)果比傳統(tǒng)的機(jī)械檢測儀或酒精計更加的靈敏，精

4、度也高，準(zhǔn)確方便，可靠性好，擴(kuò)展簡單，控制功能強(qiáng)大。對超出的閥值進(jìn)行聲光報警，直觀準(zhǔn)確。二 課題研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題1 了解單片機(jī)酒精測試儀的基本機(jī)構(gòu)和工作原理2選用單片機(jī)AT89S51本設(shè)計的核心元件，設(shè)計合理的電路來實現(xiàn)所需要的功能。3 選擇好合適的酒精傳感器4 選擇合理的LED顯示酒精濃度等測試的數(shù)值5 完成軟件和硬件各部分，連接調(diào)試電路，模擬實現(xiàn)酒精濃度測試儀功能實施方案（傳感器的選擇）系統(tǒng)的主要是酒精的檢測，所以傳感器要選擇合適的。FSS-A80型電化學(xué)酒精傳感器是一種電化學(xué)庫侖分析池型酒精濃度檢測器件，專門用于呼氣中酒精濃度檢測。它的基本特征是：更好的準(zhǔn)確性、極好的穩(wěn)定

5、性、極高靈敏度和較快的響應(yīng)速度、較好的抗?jié)裥阅堋跉鉀]有響應(yīng)。FSS-A80型電化學(xué)酒精傳感的工作電流不到一個微安，功耗極低。FSS-A80型電化學(xué)酒精傳感器適宜于呼氣中酒精濃度的檢測，用于警用酒精檢測裝置、汽車點火控制系統(tǒng)等。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、長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性。MQ3 型氣敏傳感器由微型Al2O3、陶瓷管和SnO2 敏感層、測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或者不銹鋼的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件的工作提供了必要的工作條件。傳感器的標(biāo)準(zhǔn)回路有兩部分組成：其一為加熱回路；其二為信號輸出回路，它可以準(zhǔn)確

6、反映傳感器表面電阻的變化。傳感器表面電阻RS 的變化，是通過與其串聯(lián)的負(fù)載電阻RL 上的有效電壓信號VRL 輸出面獲得的。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0.5200K，加熱電壓Uh 為5V。上述這些參數(shù)使得傳感器輸出電壓為05V。為了使測量的精度達(dá)到最高，誤差最小，需要找到合適的溫度，一般在測量前需要將傳感器預(yù)熱5 分鐘。經(jīng)過對比，兩者都可以用來測量，但是電化學(xué)的傳感器價格要比MQ-3貴十幾倍，所以本設(shè)計從經(jīng)費上考慮選用MQ-3酒精傳感器。 三 課

7、題研究方法、設(shè)計方案或論文撰寫提綱 本次設(shè)計的酒精濃度測試儀是一款實用性較強(qiáng)，安全可靠的氣體乙醇濃度檢測工具，主要是軟件與硬件的結(jié)合。是采用高精度MQ-3乙醇?xì)怏w傳感器對呼氣中的乙醇濃度的檢測，然后通過軟件的單片機(jī)STC12C5A16AD對檢測的信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換和處理，最后通過一個顯示屏來顯示數(shù)據(jù)的。由于不同的環(huán)境對酒精濃度的要求也不一樣，所以，可以通過鍵盤來設(shè)定不同環(huán)境中酒精濃度的不同閥值。如果所檢測到的空氣中的酒精濃度超過了所設(shè)定的閥值，那么單片機(jī)將會控制小燈和蜂鳴器報警，用來提示。所以本次的設(shè)計就在于軟件與硬件部分的實現(xiàn)，只有這兩部分的功能都能實現(xiàn)這個設(shè)計才能成功，如果某個部分有一點差錯

8、，那么這個酒精濃度測試儀便是失敗的，不能夠得到原本想要的結(jié)果，起不到設(shè)計本身的意義。因此在軟件的設(shè)計與硬件的設(shè)計方面一定要根據(jù)其原理，將每一步都做到成功，才能完成此次設(shè)計。四 總體安排與進(jìn)度：本選題以軟件硬件結(jié)合的研究方法，通過查閱各方面資料，了解相關(guān)知識，實際動手設(shè)計成品，以達(dá)到選題的目的，其具體步驟為 1、氣敏傳感器的認(rèn)識。了解氣敏傳感器的用途，工作原理，以及在本設(shè)計中的應(yīng)用和作用.（MQ-3）2、數(shù)據(jù)采集的設(shè)計。傳感器信號采集電路的設(shè)計。3、數(shù)模轉(zhuǎn)換器的設(shè)計。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計與作用。單片機(jī)程序編寫。 4、按鍵設(shè)計。獨立鍵盤電路的設(shè)計與作用，每個接口的對應(yīng)。5、時鐘設(shè)計。內(nèi)部時鐘設(shè)置.6

9、、顯示設(shè)計。數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)的接口對應(yīng)及段位選的輸入。7、報警設(shè)計。蜂鳴器的設(shè)置連接與使用。8、 電源設(shè)計。電源電路的設(shè)計。 文獻(xiàn)綜述1前言 氣體現(xiàn)在和人們的生活關(guān)系密切，酒精濃度的檢測和對酒后駕駛的檢查對人們的人身安全起到很大的作用。現(xiàn)在，人們的生活水平提高，所以對環(huán)境氣體的要求也就越高，現(xiàn)在的氣敏傳感器正朝著低功率，多功能，集成化方向發(fā)展。因此酒精濃度測試儀具有很大的市場要求和發(fā)展?jié)摿Α饷魝鞲衅髦饕前褮怏w中特定的成分檢測出來，并轉(zhuǎn)化成電信號的一種儀器，然后通過某個裝置顯示或者報警。 2 單片機(jī)與酒精傳感器的認(rèn)識 單片機(jī)是典型的嵌入式微控制器。單片機(jī)是一種高集成度的電子芯片，是采用超大規(guī)模

10、集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的CPU隨機(jī)存儲器丶只讀存儲器ROM丶多種I0口和中斷系統(tǒng)丶定時器等功能集中到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算計系統(tǒng)。使用單片機(jī)來作為檢查酒精濃度的軟件部分有的優(yōu)點： 1 數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)是以單片機(jī)為控制中心的，外面是LED顯示屏和鍵盤的響應(yīng)電路，可以方便的記錄數(shù)據(jù)存儲等功能 2 單片機(jī)系統(tǒng)具有低功率，高效率等功能 3 所有的過程可以通過按鍵和液晶顯示來進(jìn)行，方便觀察和操作。 4 采用C語言，可以方便的對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 5 測量結(jié)果更加精準(zhǔn)，反應(yīng)快。 傳感器頭是酒精濃度檢測中感受酒精的重要部分。這次設(shè)計采用的是MQ-3氣敏傳感器，因為MQ-3氣敏傳感器的敏感部分是

11、由二氧化錫的N型半導(dǎo)體微晶燒結(jié)層構(gòu)成的，靈敏度高，響應(yīng)速度快，可靠性好。正是由于這些作用，對酒精濃度的檢測才能達(dá)到嚴(yán)格準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)到設(shè)計的目的。單片機(jī)在整個檢測過程中起到的是操作和相應(yīng)數(shù)據(jù)處理并顯示的作用，是系統(tǒng)設(shè)計的主要部分。 3 設(shè)計思路 傳統(tǒng)的酒精測試方法都是直接使用一個傳感器來進(jìn)行的，這種方法往往會存在干擾等問題，使得測量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。所以，本次設(shè)計基于單片機(jī)的酒精濃度測試儀是利用了單片機(jī)的一些功能特性，很好的彌補(bǔ)了存在的缺陷。系統(tǒng)是以單片機(jī)芯片作為控制核心，采用MQ-3酒精氣體傳感器作為數(shù)據(jù)采集單元，采集數(shù)據(jù)后在經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換把采集的信號數(shù)字化，在經(jīng)過單片機(jī)對該信號處理并通過液晶顯示屏顯示出來。 酒精濃度測試儀主要是用來檢測酒精濃度的，主要有硬件部分的MQ-3酒精傳感器，LED顯示丶鍵盤和聲音報警器；軟件部分的模數(shù)轉(zhuǎn)換器丶單片機(jī)構(gòu)成的。酒精通過酒精傳感器把其濃度轉(zhuǎn)為電信號，然后把電信號送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器后，再把轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號傳給單片機(jī)，單片機(jī)對所接收的信號分析處理后，最后把處理的結(jié)果通過顯示器顯示出來。由于不同的環(huán)境對酒精濃度的要求也是不同的，所以可以通過鍵盤設(shè)定不同環(huán)境中酒精濃度的不同閥值，如果檢測的酒精濃度超過了剛設(shè)定的閥值，那么單片機(jī)將會控制蜂鳴器發(fā)出報警聲，從而達(dá)到測