毕业设计论文基于单片机的酒精探测仪设计

1、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平安和人民生命财产平安。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上下依次显示，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上下。假设把探头靠近酒瓶口， 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上下。关键词：传感器；酒精探测仪；单片机；模-数转换AbstractDriver drives very easy to happen traffic accident after drinking which endanger traffic safety and people safety of life and property seriously. After people drink, the alcohol is absorbed by

2、 the human body through the digestive system, through the blood circulation, nearly it have discharge exhaling lung alcohol of 90%. So measure the content of alcohol while exhaling , can judge its drunk degree.This detector adopts the alcohol gas sensitive element conduct to pop ones head , is amplified the signal by an integrated circuit, urge ten LED show sequentially according to signal voltage high or low prices, the Micro Controller Unit controls and changes and exports to the signal with t

3、he digital tube moduluses at the same time. To person that drink just, so long as to pop ones head one breath of blowing, detector can demonstrate density high or low prices , alcohol of gas. If pop ones head close to wine bottleneck, it can recognise whom the bottle hold white spirit or yellow rice or millet wine easy too, can distinguish out the level of the content of alcohol .Keywords: Sensor Alcohol detector Micro Controller Unit Analog to Digital Convert目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论1第2章 传感器根底知识3

4、2.1 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 传感器的开展方向6第3章 方案论证83.1 气体传感器的选择83.1.1 MQ-3根本介绍83.1.2 MQ-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154.1.1 LM3914根本介绍154.1.2 工作原理164.2 数码管显示164.2.1 ADC0809主要特性164.2.2 ADC0809内部结构174.2.3 ADC0809外部特性174.2.4 工作原理194.2.5 A/D转换204.2.6 显示局部21第5章 结论225.1 结果分析225.2 有待改良的地方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29第1章 绪论传感器是人类探知自然界信息的触角。在人类文明的开展历史中，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

5、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外表涂铂、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，此时假设与可燃性气体接触，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复原产生的电流，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

6、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。有资料说明，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、反响迟钝等状况；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，选择反响错误率显著增加，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上下，对照这个数字交警们就可以马上判断该司机是否喝酒了。第2章 传感器根底知识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

7、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，但比拟常用的有如下三种： (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

8、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电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。 用作压阻式传感器的基片或称膜片材料主要为硅片和锗片，硅片为敏感 材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视，尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。热电阻传感器热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比拟高的场合，这种传感器比拟适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量 -200C +500C 范围内的温度。 2.3 传感器的特性1传感器的静态特性 传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器

9、的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。 2传感器的动态特性 所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。3传感器的线性度 通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度非线性误差就是这个近似程度的一个性能指标。拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线；或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。 4传感器的灵敏度 灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化y对输入量变

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