乙醇浓度传感器
基于单片机的酒精浓度测试仪设计
基于单片机的酒精浓度测试仪设计摘要中国经济的飞速发展使得私家车的占有量越来越高。
人们生活水平的提高，车辆的大幅度增多，也使得道路安全问题越来越严重。
有些事故是让人回天乏术的，而有些事故是完全可以避免的。
比如酒后驾车，这种行为是对自己以及他人生命的严重不负责。
为了遏制这种行为，对驾驶员进行酒精浓度测试不失为一种有效的方法。
酒精浓度测试仪不仅要能准确测出酒精的浓度，而且要让测试人员读出该浓度。
当然也要有报警装置，提醒人们浓度超标。
本设计目的在于实现对不同的酒精浓度的检测和显示，通过适当改进可以用于对驾驶员进行是否酒后驾车的检测。
本文主要采用STC89C52单片机与MQ-3型气体传感器，而且能够对显示出所测量的数据，加之二极管的使用就可以简单地显示出所测的酒精浓度。
当其浓度超过允许值时，检测仪将发出蜂鸣声。
关键词:酒精浓度检测；STC89C52单片机；MQ-3气体传感器；A/D转换，Alcohol tester based on MCUAbstractThe rapid development of China's economy makes the share of private cars increase. What’s more, the improvement of people's living standards and a substantial increase in the vehicle makes the road safety problem get worse. Some accidents are beyond resurrection, while others are completely can be avoided . Such as drunk driving. such behavior is serious not responsible to their and the others’lives . In order to curb this behavior, the driver alcohol test is an effective method. Alcohol tester is not only able to accurately measure the concentration of alcohol, but also can let testers reads the concentration. Of course, we have an alarm system to alert people to the concentration exceeded. The design aims to achieve different alcohol concentration detection and display. And it can be used for the driver is drunk driving tests through appropriate improvements. This paper uses STC89C52 MCU and MQ-3 Gas Sensor as the main devices. With the use of the diode, the alcohol tester can display the measured data and simply show the alcohol concentration measured. When the concentration exceeds the allowable value, the detector will beep.Keywords STC89C52 microcontroller; MQ-3 gas sensor; A/D conversion目录第1章绪论 (1)1.1酒精测试仪现状和发展趋势 (1)1.2酒精浓度检测仪设计的意义 (1)1.3 研究内容 (2)1.4系统总体思路 (2)第2章系统总体方案设计 (3)2.1总体设计 (3)2.2控制模块方案论证 (3)2.3显示模块方案论证 (4)第3章硬件电路设计 (5)3.1单片机电路设计 (5)3.1.1 单片机介绍 (5)3.1.2 STC89C52的功能特性 (6)3.1.3 STC89C52的原理说明 (6)3.2MQ3气体传感器 (7)3.2.1 MQ-3主要技术指标 (8)3.2.2 MQ-3结构、外形、测试电路 (8)3.2.3 MQ-3传感器调理电路 (10)3.3电源电路 (11)3.4ADC0809 (11)3.5LCD液晶显示模块 (12)3.5.1 LCD1602显示模块技术参数 (12)3.5.2 LCD602显示模块功能 (13)3.6发光二极管显示报警电路 (15)3.7阈值存储电路 (15)3.8系统硬件设计原理图分析 (16)第4章软件系统的设计与实现 (18)4.1主程序设计 (18)4.2分部分软件设计 (19)4.2.1 ADC程序流程图 (19)4.2.2 LCD程序流程图 (20)第5章系统的调试及实验结果 (21)5.1 调试步骤 (21)5.1.1 按键修改酒精阈值程序 (21)5.1.2 模数转换测试 (21)5.1.3 液晶显示程序设计 (22)5.1.4 声光报警测试 (25)5.1.5 整体功能调试程序 (25)5.2实验结果 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录A 译文 (30)STC89C51RC/ RD+系列MCU (30)附录B 外文原文 (38)STC89C51RC/RD+ SERIES MCU (38)附录C (50)附录a：全局变量头文件和延时模块 (50)附录b：AD转化模块 (52)附录c：24c08存储模块 (52)附录d：LCD显示模块 (57)附录e：主函数 (63)第1章绪论1.1 酒精测试仪现状和发展趋势汽车的发明，使世界的文明跨出了一大步。
TGS822
TGS822 有机溶剂蒸气检测用特点： 应用：・对乙醇等有机溶剂有高灵敏度 ・酒精检测器・长期稳定性优良 ・工厂、干洗店、半导体产业的 ・长寿命、低成本 有机溶剂检知 ・以简单电路即可使用费加罗气体传感器的气敏素子，使用在清洁空气中电导率低的二氧化锡(SnO2)。
当存在检知对象气体时，传感器的电导率随空气中气体浓度增加而增大。
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。
TGS822传感器对酒精、有机溶剂的灵敏度高，在酒精检测器等方面得到广泛应用。
相同特性的TGS823，采用了陶瓷底座，可以在200℃的高温气氛中使用。
下图是典型的灵敏度特性，全部是在标准试验条件下得出的结果。
（请看背面）纵坐标以传感器电阻比（Rs/Ro ）表示，Rs ，Ro 的定义如下：Rs ＝不同浓度气体中的电阻值 Ro ＝300ppm 乙醇中的电阻值灵敏度特性： 下图为受温度、湿度影响的典型曲线。
图中纵坐标也以传感器电阻比（Rs/Ro ）表示，这里的Rs ，Ro 定义如下：Rs=含300ppm 乙醇、各种温/湿度下的电阻值 Ro=含300ppm 乙醇、20℃65%R.H.下的电阻值温/湿度的影响：规格： 结构及尺寸：型 号 TGS822 素子类型 8系列标准封装塑料、SUS 双重金属网对象气体 酒精、有机溶剂 检测范围50～5,000 ppm 加热器电压VH 5.0±0.2VDC/AC 回路电压 VC MAX 24VPs ≦15mW标准回路 条件负载电阻 RL 可变 Ps ≦15mW 加热器电阻RH 38±3.0 Ω（室温） 加热器功耗PH 660±55mWVH ＝5.0V传感器电阻Rs300ppm 乙醇中 1～10K Ω 标准试验 条件下的 电学特性灵敏度(Rs 的变化率)0.4±0.1Rs(EtOH:300ppm)Rs(EtOH:50ppm)试验气体条件20±2℃， 65±5％RH 回路条件 VC ＝10.0±0.1V DC/AC VH ＝5.0±0.05V DC/AC RL=10.0 K Ω±1%标准试验 条件预热时间7天以上功耗（Ps）值可用下式计算： 传感器电阻（Rs ），可用下式计算：为提高性能，本规格书将不事先预告而变更。
酒精浓度检测仪
毕业论文酒精浓度检测仪设计摘要从工厂企业到居民家庭，酒精泄露的检测、监控以及对酒后驾车的监测对居民的人身和财产安全都是十分重要且必不可少的。
同时，随着我国经济的高速发展，人民的生活水平迅速提高，越来越多的人有了自己的私家车，酒后驾车是导致交通事故的一个主要因素，资料显示,我国近几年发生的重大交通事故中,有将近三分之一是由酒后驾车引起的。
由于人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求的提高,为了防止机动车辆驾驶人员酒后驾车，现场实时对人体呼气中酒精含量的检测已日益受到重视，酒精浓度测试仪逐渐得到广泛应用。
此外，酒精测试仪也可应用于食品加工、酿酒等需要监控空气中酒精浓度的场合。
如今，气体传感器向低功耗、多功能、集成化方向的发展，因此，酒精浓度检测仪具有十分广阔的现实市场和潜在的市场要求。
综观现有的酒精检测器,系统实现方案上大部分以单片机为基础,并借助相应的外围电路,将检测结果通过LED、LCD 等显示方式告知使用者。
本设计用的MQK2酒精传感器就是一种对气体敏感的化学传感器，它能随着外部气体的浓度或不同而改变敏感膜的电阻。
系统选AT89S52单片机为控制核心，对检测到的气体状况进行相应的处理分析、处理和显示，并通过报警进行提示。
关键词：酒精传感器 MQK2 AT89S52单片机报警第一章气敏传感器2. 1 气敏传感器工作原理气敏电阻是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。
人们发现某些氧化物半导体材料如SnO2、ZnO、Fe2O3、MgO、NiO、BaTiO3等都具有气敏效应。
气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。
它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。
它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂（R11、R12）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。
认识传感器 常见传感器的工作原理及应用-高中物理选择性必修二
科学漫步 机器人
1920 年，捷克斯洛伐克作家卡佩克在一部科幻小说中构思了一个机器人，名 字叫Robot。它可以不吃饭，却能不知疲倦地工作，展现了人类持续多年的一种 愿望。
1947 年，世界上第一个机器人在美国诞生。这是一台为反应堆搬运核燃料的简单机器，代 替人来从事危险的工作。此后，由于现代制造业的需求，有关机器人的研究迅速发展起来。图 是几个机器人的实例。
我们知道，传感器可以感受光强、温度、力、磁等非电学量，并把它们 转换为常见的传感器是怎样感知非电学量，并将其转换为电学量的呢？利用 不同的敏感元件制成的各种传感器又有哪些应用呢？
பைடு நூலகம்
1、光敏电阻能够将什么量转化为什么量？ 2、热敏电阻和金属热电阻有何异同？ 3、电饭锅——感温铁氧体的应用？
四、光敏电阻 硫化镉的电阻率与所受光照的强度有关。 把硫化镉涂敷在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两个互不相
典例精析 下列关于传感器说法中不正确的是（ B ） A．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它将压力大小转化为可变电阻，进 而转化为电压信号 B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号 C．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是 控制电路的通断 D．光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量
连的梳状电极。硫化镉表面受到的光照强度不同时两个电极间的 电阻不一样。
实验：观察光敏电阻的特性 用多用电表测量 1.光敏电阻在自然光照射下的电阻. 2.光敏电阻在手掌遮住时的电阻大小
光敏电阻的应用 产品在流水线上，常需要对产品计数。如图所示，是利用光敏电阻自 动计数的示意图。其中A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要 元件是由光敏电阻组成的光电传感器。
酒精浓度测试
酒精浓度测试仪的设计摘要：本设计的酒精浓度测试仪是一款实用性强、安全可靠的气体乙醇浓度检测工具，采用高精度MQ-3乙醇气体传感器对人呼出的乙醇浓度进行检测，利用高性能低成本单片机STC89C52对检测信号进行A/D转换和处理，最后通过液晶屏显示输出。
关键词：单片机；A/D转换和处理;MQ-3；乙醇气体传感器目录摘要.................................................................................... 第一章绪论 ......................................................... ............1.1本课题的研究的背景以及现实意义 ...............................1.2关于本课题的简介 ............................................. ........1.3 设计酒精浓度探测仪的意义.........................................1.4 本文主要研究工作....................................................... 第二章硬件设计 ..................................................... ......2.1乙醇信号检测及调理电路 ....................................... ......... 2.2单片机电路 ..................................................................... 2.3显示电路 .......................................................................... 第三章仿真与程序........................................................3.1设计仿真.......................................................................... 3.2程序................................................................................第四章设计总结 ........................................................... 参考文献 ........................................................... ............第一章绪论1.1 设计背景我国传感器市场的增长率超过15%，2003年销售额为186亿元人民币，2006年销售额为283亿元人民币，预计2007年为325亿元人民币，2008年为374亿元人民币。
基于单片机的酒精浓度检测系统本科
摘要随着经济的快速发展，私家车数量增长迅速，但酒后驾驶、醉酒驾驶导致的交通事故比例在不断增加，给人民的生命财产造成巨大的损失。
为了预防和减少交通事故的发生，设计了一种基于单片机的酒精浓度检测系统，本设计采用MQ-3气敏传感器采集气体相关数据，经过酒精浓度传感器模块进行调制和数据转化处理，最后将数据传送给单片机进行A/D转换和执行相应的功能。
具有液晶实时显示气体中酒精浓度，通过按键进行阀值设定，超过设定的阀值会发光报警等功能。
关键词：单片机；酒精浓度检测系统；气敏传感器AbstractWith the rapid economic development, the number of priva te cars is growing rapidly, but the proportion of traffic accidents of drunk driving, drunk driving cause is increasin g, causing huge losses to the lives and property of the p eople. In order to prevent and reduce the occurrence of tr affic accidents, designed a kind of alcohol concentration de tection system based on single chip, using the relevant dat a of MQ-3 gas sensors collect gas in this design, modulati on and data conversion treatment after alcohol concentration sensor module, the data is transmitted to the MCU A/D co nversion and executes the corresponding function. A liquid c rystal display the alcohol concentration in air, for thresho ld set by the key, more than the set threshold value will be luminous alarm function.Keywords: single chip microcomputer; alcohol concentration det ection system; gas sensor目录第一章前言 (1)1.1 概述 (1)2.1总体方案设计 (2)2.2单片机系统总体设计 (2)2.3芯片简介 (3)2.3.1 STC12C5A16AD单片机 (3)2.3.2 MQ-3酒精传感器 (5)2.3.3 EEPROM-24C02阀值存储芯片 (9)2.3.4 LCD1602显示模块 (12)第三章硬件电路设计 (16)3.1 主程序/CPU模块 (16)3.2 AT24C02阀值存储模块 (16)3.3 MQ-3传感器调理电路 (17)3.4 LCD液晶显示模块 (18)3.5按键单元设计 (18)第四章系统软件设计 (19)4.1主程序设计 (19)4.2 LCD1602显示程序设计 (20)4.3 24C02阀值存储程序设计 (20)4.4系统调试 (20)总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录 (24)第一章前言1.1 概述随着经济的高速发展，更多的人拥有私家车，而且近几年的增长率在不断提高，酒后驾车造成的交通事故也频繁发生，占据交通事故的很大比重。
酒精浓度测试仪的设计
酒精浓度测试仪的设计[摘要]：本研讨设计的酒精浓度测试仪是一款适用性强、平安牢靠的气体乙醇浓度检测工具，采用高精度MQ-3乙醇气体传感器对空气中的乙醇浓度停止检测，应用宏晶公司高功用低本钱单片机STC12C5A16AD对检测信号停止A/D转换和处置，最后经过液晶屏显示输入。
本研讨设计的酒精浓度测试仪还具有醉酒阈值设定功用，可以依据法律法规或用户需求设定修正醉酒阈值，并停止保管。
[关键词]：单片机 A/D转换和处置醉酒阈值 MQ-3乙醇气体传感器Alcohol concentration test instrumentAbstract：This study design alcohol tester is a new practical, safe and reliable gas ethanol concentration testing tool, Adopting high precision MQ - 3 ethanol gas sensors to detect the concentration of ethanol in the air, the use of macro crystal company high performance low cost STC12C5A16AD microcontroller to detection signal A/D conversion and processing, finally through the LCD screen display output. This study design alcohol tester also has drunk threshold setting function, can according to laws and regulations or the user need to set modify drunk threshold, and save.Keywords：Scm A/D conversion and processing Drunk threshold MQ - 3 ethanol gas sensor目录第一章绪论 01.1本课题的研讨的背景以及理想意义 01.2关于本课题的简介 01.3课题论述总体结构布置 (1)第二章硬件设计 (2)2.1设计框图 (2)2.2乙醇信号检测及调理电路 (2)2.3单片机电路 (5)2.4显示电路 (7)2.5阈值存储 (8)2.6供电及顺序下载电路 (9)第三章 Protel硬件开发软件 (10)3.1 Protel软件组成 (10)3.2 PCB板设计 (11)第四章软件编程 (14)4.1软件流程图 (14)4.2主顺序 (14)第五章酒精浓度测试仪的装置与调试 (22)5.1酒精浓度测试仪的本卷须知 (22)5.1.1 手工焊接的基本概述 (22)5.1.2 元件清单 (22)5.2 酒精浓度测试仪的实物调试 (23)5.2.1 USB转串口驱动装置 (23)5.2.2下载顺序 (23)5.2.3调试说明 (25)设计总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)第一章绪论1.1本课题的研讨的背景以及理想意义自«刑法修正案(八)»和修正后的«路途交通平安法»正式实施，〝醉酒驾驶〞正式入刑。
关于酒精传感器的介绍
关于酒精传感器的介绍
酒精检测仪的核心部件为酒精传感器，当被测试人员通过测试吹口向酒精检测仪吹气的时候，酒精检测仪通过酒精传感器对呼出的气体产生一定的反应，因此酒精传感器的质量影响着酒精检测仪的测试精度。
酒精传感器的种类以及区别：
目前普遍使用的只有燃料电池型（电化学型）和半导体型二种。
这二种能够制造成便携型呼气酒精测试器，适合于现场使用，半导体基本使用于民用市场；电化学型基本使用于执法交警部门，在国外，电化学使用范围更广。
半导体型采用氧化锡半导体作为传感器，这类半导体器件具有气敏特性，当接触的气体中其敏感的气体浓度增加，它对外呈现的电阻值就降低，半导体型呼气酒精测试仪就是利用这个原理做成的。
这种半导体在不同工作温度时，对不同的气体敏感程度是不同的，因此半导体型呼气酒精测试仪中都采用加热元件，把传感器加热到一定的温度，在该温度下，该传感器对酒精具有最高的敏感度。
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乙醇浓度传感器
乙醇浓度传感器特点：
★整机体积小,重量轻
★高精度,高分辨率,响应迅速快.
★上、下限报警值可任意设定，自带零点和目标点校准功能，内置温度补偿，维护方便.
★数据恢复功能，免去误操作引起的后顾之忧.
★外壳采用特殊材质及工艺，不易磨损，易清洁，长时间使用光亮如新.
乙醇浓度传感器技术参数：
★进口电化学传感器具有良好的抗干扰性能，使用寿命长达3年;
★采用先进微处理器技术，响应速度快,测量精度高，稳定性和重复性好;
★全量程范围温度数字自动跟踪补偿，保证测量准确性;
★半导体纳米工艺超低功耗32位微处量器;
★全软件自动校准,传感器多达6级目标点校准功能,保证测量的准确性和线性,并且具有数据恢复功能;★防高浓度气体冲击的自动保护功能
乙醇浓度传感器结构图：
乙醇浓度传感器接线示意图
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乙醇气体传感器参数
工作电压DC5V±1%/DC24±1%波特率9600
测量气体乙醇气体检测原理电化学
采样精度±2%F.S响应时间<30S
重复性±1%F.S工作湿度10-95%RH，(无冷凝)工作温度-30～50℃长期漂移≤±1%（F.S/年）存储温度-40～70℃预热时间30S
工作电流≤50mA工作气压86kpa-106kpa
安装方式7脚拔插式质保期1年
输出接口7pIN外壳材质铝合金
使用寿命2年外型尺寸
(引脚除外)33.5X31 21.5X31
测量范围详见选型表
输出信号TTL(标配)0.4-2.0VDC(常规)/4-20mA 数字信号格式数据位:8;停止位:1;校验位:无;
传感器PIN脚定义图:
传感器应用场所：
医药科研、学校科研、制药生产车间、烟草公司、环境检测、楼宇建设、消防报警、污水处理、石油石化、化工厂、冶炼厂、钢铁厂、煤炭厂、热电厂、锅炉房、加气站、垃圾处理厂、隧道施工、输油管道、工业气体过程控制、室内空气质量检测、地下燃气管道检修、危险场所安全防护、设备检测等。