[嵌入式设计]基于单片机的双机通信酒精传感器的设计开题报告

1、毕业设计（论文）开题报告题 目基于单片机的双机通信酒精传感器的设计学 院理学院专 业光信息科学与技术姓 名 班 级 学 号 指导教师 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义酒精传感器的简介：酒精传感器简单来说就是一个可以随着酒精浓度变化而改变阻值的可变电阻。基于酒精传感器，单片机以及一些外围电路的设计，可以较为精确的测出酒精的浓度。目前可以实现酒精浓度测试的主要有五种装置即半导体型、燃料电池型、红外线型、气体色谱分析型和比色型。本设计中使用的mq-3型的传感器就是半导体型，同时也是比较常用的一种传感器类型。 选题依据以及意义：据中国社科院发布的中国汽车发展报告2012-2013称，

2、中国私家车保有量即将突破一亿辆大关。私家车过亿是人民生活品质提高的一种直观反映，但是伴随着私家车保有量快速上升的是交通事故的越发频繁。这其中相当一部分是由于酒后驾车所引起的。过度饮酒可以麻痹神经影响人的肢体活动，当司机血液中的酒精浓度达到一定程度就会严重影响行车安全。所以，交通法中规定当驾驶人血液中酒精含量大于（或者等于）20mg/100ml、小于80mg/100mg时为饮酒驾车，大于80mg/100ml时为醉酒驾车。 交警在执法的时候，检查驾驶人是否酒后驾车是日常工作中一项十分重要的工作，交警在检查驾驶人体内酒精浓度是要借助酒精浓度测试仪，那么一个智能精准的酒精浓度测试仪就十分必要了。本设计

3、的目标就是设计并制作一个基于mq-3的酒精浓度测试仪。 警用酒精传感器的简介：从理论上来说判断是否酒后驾车最准确的方法应该是测量驾驶员的血液中的酒精含量。血液中的酒精含量可以通过检查血液、呼气、尿液以及唾液实现。在现实生活中，往往采用血液检查的方法是不现实的 ，最直接简单的方法就是对呼出气体的测量，以判断血液中的酒精含量是否超标。所以现在交警在检测驾驶员是否酒后驾车的时候采用的基本上都是呼气式的酒精传感器。二、主要元器件的选择单片机的选择：本设计中采用的是pic16f877型号的单片机。这是一款 microchip公司生产的16位单片机。这款单片机功耗低，输出电压范围大同时性能也十分稳定。这款

4、单片机具有flash program程序内存功能，可以反复进行程序的烧写，非常适合进行实验和新产品的开发，价格低廉，性能稳定。同时这款单片机输出电压范围大，功耗低，对于本设计而言可以完全满足要求。所以决定选择这一款单片机。酒精传感器的选择： mq-3酒精检测传感器是一款灵敏度高同时可抗汽油干扰，同时具有较好的重复性，性能可靠。功耗不高，体积较小，能够进行大信号输出。所以选择mq-3用于本设计三、研究内容以及拟解决的问题主要任务：本设计，利用mq-3对空气中的酒精浓度进行感应产生0-5v的模拟电压，通过单片机的ad模块进行识别和检测以及转化成数字电压，通过程序控制将所得到的数字电压显示在数码管上

5、，同时传送给另一块单片机以实现双机通信并显示结果。最后将所得到的电压值利用标准酒精浓度测试仪进行定标就实现了酒精浓度测试仪的基本功能。总体框架： 图（1） 语言的选择：可供选择的语言有两种c语言和汇编语言。 c语言程序自由度高，可移植性强。运算简单，程序的可执行率高。汇编语言能够直接对单片机的硬件进行访问，代码执行的准确率很高。两种代码都各有优点，相对来说，我个人还是更熟悉c语言所以选择c语言。 c语言的源文件，可以分割成多个源程序，分别进行编译，然后连接起来构成可知性的目标文件，为开发大型软件提供了极大的方便。c语言还提供了多种存储属性，使数据可以按其需要在相应的作用域起作用，从而提高了程序

6、的可靠性。语法限制不是十分严格，程序设计很自由。其它的高级语言语法检查一般都比较严格，对于语法的要求相当高，而c语言允许程序编写者有较大的自由度，对于语法的要求比较低。允许直接访问物理地址，能进行位（bit）操作，能实现汇编语言的大部分功能，可以直接对硬件进行操作。因此，c语言既具有高级语言的功能，又兼容低级语言的许多功能，可用来编写系统软件。运用c语言进行单片机的开发是一个必然的趋势，所以对于一个单片机开发者而言，掌握c语言是基本的知识储备。 汇编语言的大部分语句直接对应着机器指令，执行速率快，效率高，代码体积小，比较适用于那些存储器容量有限，但需要快速和实时响应的器具中，例如智能玩具、精密

7、电子测量器具等。汇编语言相比于其它高级语言例如c语言等比较难于学习，但是学习汇编语言有助于对于单片机内部结构的了解，多疑对于一个单片机初学者学习汇编语言是必须的即使不能精通但是一定要了解。双机通信简介：串行通信是指使用一条数据线（另外需要地线，可能还需要控制线），将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。串行通信分为同步通信和异步通信。同步通信中要求发送方和接收方的时钟必须保持完全同步，这是同步通信和异步通信的最主要的区别。串行通信的工作模式有三种：单工模式、半双工模式、全双工模式。串行口的传输方式是将字符拆分为一个个的位信息进行传输的。所以通信的双方必须有一个共同遵守的规则

8、，从而使传输更加的有效率避免接受错误信息。通信前必须要对端口进行初始化的设置，主要包括一下几个方面的初始化：波特率的设置、数据位的设置、停止位的设置以及奇偶校验位的设置。四、研究方法及步骤步骤： 一、确定设计目标及预期达到的效果 二、利用mq-3实现酒精浓度信号对电信号的转化 三、确定酒精传感器输出的电信号的范围 四、单片机对电信号识别 五、利用软件绘制电路图 六、程序设计及仿真 七、程序调试及改进电路图 八、焊接实物 九、定标及误差测算 十、对实物的稳定性进行测试时间安排：序号时间内容13月21日3月25日查阅资料确定具体的设计方案23月26号4月5号传感器输出电信号范围测定34月6号4月1

9、5号单片机ad模块识别电压信号的设计44月15号4月20号单片机驱动数码管模块设计53月21号4月-30号双机通信模块设计65月1号5月 5号实物制作及调试75月 6号5月24号毕业论文的撰写五、主要参考文献：1李学海pic单片机实用教程-基础篇m北京：北京航空航天大学出版社，20022李学海pic单片机实用教程提高篇m北京：北京航空航天大学出版社，20023公茂法，黄鹤松，杨学蔚. mcs-51/52单片机原理与实践m.北京: 北京航空航天大学出版社，2009.4闫广明，张波，孙小君等.零点起步pic单片机常用模块与典型实例m北京：机械工业出版社，20115刘娟. 单片机c语言与protue

10、s仿真技能实训m. 出版发行项:北京.中国电力出版社, 2010.6高慧芳.单片机原理与应用技术m.北京：科学出版社，20107徐士良，孙甲松.c程序设计教程m.北京：清华大学出版社20098王雅芳 . protel99 se电路设计与制版从入门到提高m. 北京:机械工业出版社, 2011.9 yue-li hu, wei wang.design of pwm controller in a mcs-51 compatible mcud. shanghai：shanghai university.10tianyi xu, xiang gen xia. on space-time code design with a conditional pic group decodingj.