毕业设计（论文）-基于单片机的酒精探测仪设计.doc

I摘要机动车驾驶人员“酒后驾车”极易发生道路交通事故，严重危害了道路交通安全和人民生命财产安全。人饮酒后，酒精通过消化系统被人体吸收，经过血液循环，约有90%的酒精通过肺部呼气排出,因此测量呼气中的酒精含量，就可判断其醉酒程度。本探测仪采用酒精气体敏感元件作为探头，由一块集成电路对信号进行放大，并驱动十个发光二极管按信号电压高低依次显示，同时由单片机控制对信号进行模数转换用数码管输出。对刚饮过酒的人，只要向探头吹一口气，探测仪就能显示出酒精气体的浓度高低。若把探头靠近酒瓶口，它也能轻而易举地识别出瓶内盛的是白酒还是黄酒，能区分出酒精含量的高低。关键词：传感器；酒精探测仪；单片机；模-数转换IIAbstractDriverdrivesveryeasytohappentrafficaccidentafterdrinkingwhichendangertrafficsafetyandpeoplesafetyoflifeandpropertyseriously.Afterpeopledrink,thealcoholisabsorbedbythehumanbodythroughthedigestivesystem,throughthebloodcirculation,nearlyithavedischargeexhalinglungalcoholof90%.Someasurethecontentofalcoholwhileexhaling,canjudgeitsdrunkdegree.Thisdetectoradoptsthealcoholgassensitiveelementconducttopoponeshead,isamplifiedthesignalbyanintegratedcircuit,urgetenLEDshowsequentiallyaccordingtosignalvoltagehighorlowprices,theMicroControllerUnitcontrolsandchangesandexportstothesignalwiththedigitaltubemodulusesatthesametime.Topersonthatdrinkjust,solongastopoponesheadonebreathofblowing,detectorcandemonstratedensityhighorlowprices,alcoholofgas.Ifpoponesheadclosetowinebottleneck,itcanrecognisewhomthebottleholdwhitespiritoryellowriceormilletwineeasytoo,candistinguishoutthelevelofthecontentofalcohol.Keywords:SensorAlcoholdetectorMicroControllerUnitAnalogtoDigitalConvertIII目录摘要.IABSTRACT.II第1章绪论.1第2章传感器基础知识.32.1传感器的定义.32.2传感器的分类.32.3传感器的特性.42.4传感器的选择.52.5传感器的发展方向.6第3章方案论证.83.1气体传感器的选择.83.1.1MQ-3基本介绍.83.1.2MQ-3的检测.93.2编程语言的选择.103.3开发工具.113.3.1单片机选择.113.3.2开发环境.133.3.3仿真器.133.4系统框图.14第4章系统实现.154.1发光二极管显示.154.1.1LM3914基本介绍.154.1.2工作原理.164.2数码管显示.164.2.1ADC0809主要特性.164.2.2ADC0809内部结构.174.2.3ADC0809外部特性.17IV4.2.4工作原理.194.2.5A/D转换.204.2.6显示部分.21第5章结论.225.1结果分析.225.2有待改进的地方.23致谢.24参考文献.25附录一：数码管显示程序.26附录二：整体电路.291第1章绪论传感器是人类探知自然界信息的触角。在人类文明的发展历史中，感受处理外部信息的传感技术一直扮演着一个重要的角色。在古代，传感技术由人的感官来实现，人观天象而仕农耕，察火色而冶铜铁。从18世纪产业革命以来，特别是在20世纪信息革命中，传感技术越来越多的由人造感官，即传感器来实现。目前，传感器的应用如此广泛，可以说任何机械电气系统都离不开它。人们常常将传感器称之为电五官，这是说如果将计算机比作人的大脑而称为电脑的话，那么传感器的地位和功能就相当于人的眼，耳，鼻，舌，身五官。由于气体与人类的日常生活密切相关，对气体的检测已经是保护和改善生态居住环境不可缺少的手段，气体传感器发挥着极其重要的作用。常用的主要有接触燃烧式气体传感器、电化学气体传感器和半导体气体传感器等。接触燃烧式气体传感器的检测元件一般为铂金属丝（也可表面涂铂、钯等稀有金属催化层），使用时对铂丝通以电流，保持300400的高温，此时若与可燃性气体接触，可燃性气体就会在稀有金属催化层上燃烧，因此铂丝的温度会上升，铂丝的电阻值也上升；通过测量铂丝的电阻值变化的大小，就知道可燃性气体的浓度。电化学气体传感器一般利用液体（或固体、有机凝胶等）电解质，其输出形式可以是气体直接氧化或还原产生的电流，也可以是离子作用于离子电极产生的电动势。半导体气体传感器具有灵敏度高、响应快、稳定性好、使用简单的特点，应用极其广泛。酒精是人类健康的大敌。一般白酒的酒精含量为4565，果酒的酒精含量为1618，啤酒中酒精含量较少，占35。酒精进入胃肠壁后，被迅速吸收溶解于血液中，一般在饮酒后5分钟便可以在血液中发现酒精，大约经过2.5小时，所饮酒中的酒精便被人体全部吸收，渗透到肌体各组织内部。有资料表明，人体只要吸收3080mgml的酒精，就会出现健谈、行动笨拙、絮叨不休、感情冲动、反应迟钝等状况；吸收120mgml以上的酒精，就已经是醉酒状态了，出现疲劳嗜睡、大小便失去控制、昏迷；吸收600mgml的酒精，就将直接致人于死命了。酒后驾车发生事故的机率高达27。随着摄入酒精量的增加，选择反应错误率显著增加，当血液中酒精含量由0.5增至1，发生车祸的可能性便增加5倍，如2果增至1.5，可能性再增加6倍。当然对付这些饮酒开车者，现在最便捷的就是使用酒精测试仪，可以当场直接测试。司机只要将嘴对着传感器使劲吹气，仪器就会马上显示出酒精浓度的高低，对照这个数字交警们就可以马上判断该司机是否喝酒了。3第2章传感器基础知识2.1传感器的定义国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。2.2传感器的分类目前对传感器尚无一个统一的分类方法，但比较常用的有如下三种：(1)按传感器的物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器。(2)按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅热电偶等传感器。(3)按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关量（“1”和“0”或“开”和“关”）的开关型传感器；输出为模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。电阻式传感器电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。电阻应变式传感器传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力作用下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。压阻式传感器压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散