基于ATC单片机酒精浓度检测仪.doc
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1、基于ATC单片机酒精浓度检测仪(完整资料)(可以直接使用,可编辑 优秀版资料,欢迎下载)西安邮电大学毕业设计(论文)基于AT89C1单片机酒精浓度检测器学院(系):专业班级:学生姓名:指导教师:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果.除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被
2、查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗,在 年解密后适用本授权书2、不保密囗 .(请在以上相应方框内打“)作者签名: 年 月 日导师签名: 年 月 日西安邮电大学本科生毕业设计(论文)任务书学生姓名专业班级指导教师工作单位设计(论文)题目:基于A851单片机酒精浓度检测器设计(论文)主要内容:本课题的主要功能是设计一个采用AT89C5单片机的酒精浓度探测仪,酒精传感器采用M型,传感器的作用是将酒精气体浓度信号转化为可以让DC采集的电信号,同时让电信号驱动LE,
3、LED亮度代表酒精浓度,AD采集的数据传输给单片机,并由51单片机控制,采用液晶显示器LC1602显示酒精的浓度。要求完成的主要任务:1、查阅不少于15篇的相关资料,其中英文文献不少于3篇,并完成开题报告.2、掌握51系列单片机原理及编程技术,熟悉ADC809的工作原理及特性;LCD1602显示技术。3、用altium dsiger绘制其原理图,由于资金有限,没有打印出PCB板,用面包板焊接实物。4、完成不少于500字的英文文献翻译。、完成不少于1000字的毕业论文。必读参考资料:1何立民。CS1系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术。北京:北京航天航空大学版社,20.2 吴建平.传感原理及
4、器应用第二版M。浙江科学技术出版社,2011指导教师签名系主任签名院长签名(章)西安邮电大学本科学生毕业设计(论文)开题报告1、检测仪的目的及意义从英国工业革命以来,到二十一世纪信息技术的高速发展,传感技术越来越走进人类的生活,为人类的生活提供了各种方便。传感器深入社会生活的各个领域,在人类的各个领域都无法代替的作用,目前传感器向高可靠性,高精度,微小型化,功耗低和数字化智能化发展,以便更好的为人类的工作和生活提供服务.本课题是基于单片机A8C51的酒精浓度测试仪,主要是检测酒精气体的浓度,开车司机只要将嘴对着传感头使劲吹气,LCD206就能准确显示出酒精浓度的高低,从而判断该驾驶员是否有酒后
5、驾车的行为,这样就可以有效的避免交通事故的发生。本课题所采用的M3气敏传感器,半导体酒精传感器MQ3所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在酒精蒸汽时,传感器的电导率随空气中酒精气体浓度的增加而增大.使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号.Q3半导体酒精传感器对酒精的灵敏度高,可以抵抗汽油、烟雾、水蒸气的干扰。这种传感器可检测多种浓度酒精气氛,是一款适合多种应用的低成本传感器。、PU和ADC的选择51单片机是一种集成电路芯片,采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算,逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU
6、),随机存取数据存储器(RAM),只读程序存储器(O),输入输出电路(I/O口),可能还包括定时计数器,串行通信口(CI),显示驱动电路(LCD或LD驱动电路),脉宽调制电路(PM),模拟多路转换器及AD转换器等电路集成到一块单块芯片上,构成一个虽小然而完善的计算机系统.本课题选用的开发平台为el单片机集成开发环境。ADC809是一种逐次比较式路模拟输入、位数字量输出的转换器。由图可见,ADC80共有28个引脚,采用双列直插式封装。D16显示具体数值.根据以上内容选定技术方案。气体传感器遇到酒精气体后,其阻值会发生变化,所要测的电压发生也相应的变化,驱动相应的LED发光,这样就可以显示酒精浓度
7、的高低。单片机连续地采集经DC09模数转换后的变化的电压值,数据处理后由LC1206来显示。3、进度安排第13周:查阅相关文献,确定课题的内容,确定所需技术知识和电路板需要的电子元器件.确定技术方案,并完成开题报告.第4周:画出技术流程图,编写C程序。第-0周:焊接面包,画出电路图,并对软件调试。第1015周:完成并提交论文,对论文进行修改定稿。第周:完成并完善毕业论文。第17周:准备毕业论文答辩.4、指导教师意见 指导教师签名: 年 月 日目 录摘要AsractI1 绪论11 设计背景11.2气敏传感器的研究现状1。3 设计酒精气体传感器的意义21.本文主要研究工作22硬件电路设计与实现42
8、1 单片机开发流程42。2 硬件系统框图43 信号采集电路52.4 信号转换电路82。5 发光二极管显示报警电路。6 数码管显示电路12.7系统整体电路图183 软件编程203。1开发环境2. 程序流程203.3 程序代码编写224电路调试与测试结果28. 电路调试84。2 浓度与显示之间的关系29 结束语33参考文献4附录35致谢38摘 要本课题主要目的是采用一种能简单高效地测量酒精浓度,让其应用在日常生活中,尤其是交警部门。酒精浓度测量仪采用1单片机作为处理器,传感器采用常见的气体传感器MQ-3,AD采集数据提供给CPU处理,二极管是电流器件,电流越大,其亮度就越高,所以本文采用其来显示酒
9、精的浓度,非常直观.LCD106显示酒精浓度的数据,如果酒精浓度超过了设计的值,蜂鸣器就会发出报警。课题一般分为硬件和软件:硬件主要是需要元器件,比如气体传感器,CU,外围硬件电路,细分一点就是蜂鸣器,电阻电容电感等。气体传感器将其体现信号转换成电信号,ADC采集电信号后,将数据传输给C,CPU将数据处理后,将采取行动,第一点亮LED,第二,将酒精浓度用LCD206显示。软件部分,采用语言编程,汇编语言属于低级语言,枯燥难懂,而C语言属于高级语言,简单易懂,开发环境采用KEI编译器。酒精检测仪主要应用于酒驾,为社会的和谐和安全献出一份力量。关键词:气体传感器,ADC转换器,51单片机Abtra
10、ctTmapps of ths projct isto use smplenefficit msuemnt ofalcohoconcenation,s th it s ued dailife,especiallyte trffic poice partent。Alh centtion ter i 51MCUas thepoesso, t ensor dopts ecommongasnso Q3, ACdata cqiition the PU, the od is th evicecuent, crrent creae, te ghtness shhThefre, ti paper ses th
11、e acohoconcetation,vry ituitive LC12 sos acohol concetratn f the daa, ifthe alcohol conentraton xedte aeof tedesg, th uzerwill issue awan。Thetopii gerlly ivied intohardwe n stwre: harware s manlreuiredonents, uch as as senor, PU, peripherl hadare rcut, h brekown of a oint ihe bzer, resstce,cciace, d
12、uctane, e。Gas sens will behreflectedignal sonvered toeletia signs, ADC tlcmmicaion, dta are ransmtted tothe CP, the Ull ta pocesing, will take action, irstlit le,seond,alcool onentrti lc106 dipy Software art, usng C anuae prgraming,assembly lagge aleel anguae, bringand iffcultto undestnd, and lguage
13、 is high-ll laguage, st nderstad, theevopment evironmetusing EIL compilerAloholdetecto anly used indrunk drving, for he socal honyan secuity oge a strngh.ey ods: asnr,A/ coneion,51 Micocomputer1 绪论11设计背景21世纪以来,随着中国经济快速发展,汽车得到很大的普及,大陆的交通事故越来越多,汽车的普及给人类带来的便捷,但同时,日益严重的交通事故严重威胁的人们的安全,其正很主要原因之一就是司机酒后驾车。酒
14、后驾车特别容易发生交通事故;为了减少这种不安全的行为;本文提出了一种基于C51单片机的超低功耗酒精探测控制仪,可以自动对酒精浓度进行探测,这样就可以检测驾驶员是否有酒驾行为。该系统具有性价比高,智能化程度高,工作稳定可靠的优点。2酒精检测仪的简单概述酒后驾车是导致交通事故的一个主要因素,为了确保机动车辆驾驶人员是否酒后驾车,需要实时对人体呼气中酒精浓度进行检测,酒精浓度测试仪在生活中得到广泛应用。酒精探测仪介绍了一种利用酒精传感器、A/ D 转换器、51单片机、电该系统以P为核心, 加上外围电路,如控制电路、蜂鸣器报警电路、CD显示电路。由于具有设备可靠性较高,因此此设备具有较高的生活实用价值
15、.1。3 设计酒精浓度探测仪的意义本课题基于AT89C51单片机设计的酒精气体浓度探测仪,可用来检测酒精气体浓度,最主要的用途是检测司机的酒精含量.酒后驾车出现交通事故的概率比不饮酒的行为要高许多。血液中酒精浓度由万分之五增到千分之一,发生车祸的概率将增加五倍,如果增浓度至万分之十五,可能性将增加六倍。机动车驾驶人员“酒后驾车”和“醉酒驾车”非常容易发生道路交通事故, 极大危害了道路交通安全运输和人民生命安全.当驾驶人员饮酒后,酒精将通过消化系统被人体吸收,经过血液循环, 绝大部分的酒精将通过肺部排出,因此可以测量呼气中的酒精浓度, 这样就可以判断驾驶员的醉酒程度。驾驶人员只需要将嘴对酒精检测
16、仪器使劲吹气,检测仪器就能自动的显示出驾驶人的酒精浓度的高低,从而判断该司机是否酒后驾车,这样避免交通事故的发生。1. 本课题主要研究内容本文以ATC5单片机为核心,设计应用于测量酒精浓度的探测仪,主要研究工作包括以下2个方面。(1)硬件电路方面,对气体传感器Q-3按检测电路,接上一定阻值的负载电阻,检测它的技术参数,确定MQ3所接负载电阻的大小,完成电信号采样电路的设计;采样到的模拟电压电信号通过C转换,将采集到的数据传输给单片机,再由单片机作相应的数据处理;蜂鸣器报警和LD1206酒精浓度值显示。(2)软件方面,软件平台采用KEIL,将编写好C程序,编译链接后,生产HEX文件,通过S下载口
17、将代码下载51单片机中,其主要工作是将DC采集的数据变成酒精浓度,配置单片机相关的寄存器。酒精浓度越大,LD的亮度就越高,这个是通过CP的WM波来实现的,PWM的占空比越高,电流就越大,LED的亮度就越高。当酒精浓度等于大于设定的参数时,开启蜂鸣器,就是通过IO输出高电平,打开三极管,也就是让三极管导通,这样蜂鸣器就开始报警了。2 酒精检测仪硬件部分.1 AT89C51单片机的简介单片机是一种集成电路芯片,采用超大规模技术把具有数据处理能力的微处理器(U),只读程序存储器(),随机存取数据存储器(RA),输入输出口(I/O口),可能还包括定时计数器,串行通信口(SI),显示驱动电路(LCD或E
18、驱动电路),脉宽调制电路(W),模拟多路转换器及A/转换器等电路集成到一块单块芯片上,构成一个虽小然而完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。51单片机的片内结构如图1所示。它把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。按功能划分,它有如下功能部件组成:微处理器(CPU)。数据存储器(RAM)。 程序存储器(ROM/ERO)。4个8位并行IO口(P0口、1口、P口、P3口). 一个串行口。个16位定时器、计数器.中断系统。 特殊功能寄存器(SR)。从硬件角度来看,与MCS51指令完全兼容的新一代T9CX系列机,比在片
19、外加EPOM才能相当的8031单片机抗干扰性能强,与87C51单片机技能相当,但功耗小。程序修改直接用5V或+12V电源擦除,更显方便、而且其工作电压放宽至2.7-6,因而受电压波动的影响更小,而且4的程序存储器完全能满足单片机系统的软件要求,故AT8C单片机是构造本检测系统的更理想的选择。AT8C1芯片有0条引脚,采用双列直插式封装,如图所示.下面说明各引脚功能。 图1 AT9C1芯片管脚40只引脚按其功能来分,可分为如下类: 电源及时钟引脚:cc、ss、XL、XAL。电源引脚接入单片机的工作电源。V接+5V电源,Vss接地。时钟引脚TAL1、L2外接晶体与片内的反相放大器构成了1个晶体振荡
20、器,它为单片机提供了时钟控制信号。个时钟引脚也可外接独立的晶体振荡器。XTAL1接外部的一个引脚.该引脚内部是一个反相放大器的输入端.这个反相放大器构成了片内振荡器。如果采用外接晶体振荡器时,此引脚接地。XAL2接外部晶体的另一端,在该引脚内部接至内部反相放大器的输出端。若采用外部时钟振荡器时,该引脚接受时钟振荡器的信号,即把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。 控制引脚:、ALE、ET(RST)。此类引脚提供控制信号,有的还具有复用功能。 RT/VD引脚:RET(RST)是复位信号输入端,高电平有效.当单片机运行时,在此引脚加上持续时间大于2个机器周期(24个振荡周期)的高电平时,就可以完
21、成复位操作.在单片机工作时,此引脚应为0.5V低电平。VPD为本引脚的第二功能,即备用电源的输入。当主电源发生故障,降低到某一规定值的低电平时,将5电源自动接入T端,为内部A提供备用电源,以保证片内R的信息不丢失,从而使单片机在复位后能正常进行。 ALE引脚:AE引脚输出为地址锁存允许信号,当单片机上电正常工作后ALE引脚不断输出正脉冲信号。当单片机访问外部存储器时,ALE输出信号的负跳沿用于单片机发出的低8位地址经外部锁存器锁存的锁存控制信号.即使不访问外部锁存器,ALE端仍有正脉冲信号输出,此频率为时钟振荡器频率的1/。为该引脚的第二功能.在对片内EPOM型单片机编程写入时,此引脚作为编程
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