基于at89s51單片機與mq-3型氣體傳感器的酒精濃度檢測儀的設計-資料下載頁

【導讀】本文用AT89S51單片機與MQ-3型氣體傳感器實現了對酒精濃度的測量，并對測量。數據進行顯示，同時利用二極管簡單顯示濃度的高低，在設計允許值時發出報警。軟件方面，主要研究了電壓到濃度的線性轉換和最終濃度值的數碼管顯示。設計的傳感器對酒精氣體反應靈敏，能在有效范圍。并且在檢測低濃度酒精時誤差較小，最大誤差為%滿足設計要求。本文的特色在于標準的確定。對于流動空氣，樣品的穩定性和水蒸氣的影響，提出。了解決方案和驗證方法。對不同的區間濃度和電壓轉換關系做線性化處理，簡化了硬件。故和特殊場合酒精檢測都可以使用。

　　

【正文】 應關系，所以要顯示酒精濃度值，需要找到電壓與濃度之間的關系，然后才能建立酒精濃度值與顯示的映射關系。 測量用的酒精溶液是用無水乙醇和純凈水按體積比來配制的，單位 mL/mL 表示的是1mL 酒精溶液中含酒精的體積。準備多個不同濃度的酒精氣體樣品，從小到大，依次用氣敏傳感器檢測，記錄對應的電壓值，記錄樣品的濃度和電 壓值之間的關系，如圖 17所示。根據曲線圖的走向可以看出傳感器的酒精濃度檢測大致范圍，然后根據這個范圍選擇 7 個合適的濃度值，多次測量電壓值，再取平均值作為最后電壓值，把 6個標準區間范圍定下來，如表 3所示。 圖 17 濃度與電壓關系曲線圖 表 3 樣品對應電壓值 樣品濃度 C(mL/mL) C1 C2 C3 C4 C 在酒精氣體濃度的每個小區間內，將電壓值與數碼管顯示值之間的關系當作線性處理，即每段小區間對應著一個線性映射關系，如表 4 所示。 31 在要作不同線性轉換電壓區間范圍和對應的線性轉換關系確定好了以后，根據表 4所對應的關系，修改數據處理 程序部分，建立酒精濃度和電壓之間的關系。使最終顯示的數據為酒精濃度值。根據編寫的數據處理程序，數碼管最終顯示的是酒精濃度值小數部分的前 3 位數字。這樣，一個完整的基于 AT89S51 單片機酒精濃度探測儀就設計出來了。 表 4 濃度與電壓線性映射關系 電壓值區間 (V) 濃度轉換關系 ～ C=* ～ C=* ～ C=* ～ C=* ～ C=* ～ C=*V 酒精濃度測試結果 將配制好的濃度為 、 、 、 探測儀檢測，其結果分別顯示為： 01 01 02 156。測量的最大誤差為 %對于檢測濃度低的酒精誤差比檢測濃度高的酒精誤差小，這也是設計的該酒精濃度探測儀適合與檢測酒后駕車的原因，因為人在飲酒后，從呼吸道呼出的酒精氣體濃度一般都不是很高。因此，對設計的傳感器可以在定標上作適當的改進，就可以 用于檢測酒后駕車。 如圖 18 所示是最終的測試電路，可以用來檢測不同濃度的酒精溶液。圖中所示的是檢測濃度為 ，顯示濃度值小數部分前 3位數字的結果是 156。 圖 18 測試電路圖 32 5 結束語 MQ3 傳感器屬于金屬半導體電阻式傳感器，靈敏度高，響應速度快，可重復性使用。當傳感器的敏感部分吸附有酒精分子時，表面的導電電子比例就會發生變化，從而其表面電阻會隨著被測酒精氣體濃度的不同而發生相應的變化，且這種變化是可逆的，可重復使用。 MQ3接上一定阻值的負載電阻，即可構成對酒精氣體濃度 的檢測部分。負載電阻的分壓值即對應著一個酒精氣體的濃度值，只需對該分壓值采樣，就可得到要測酒精氣體濃度值的信號。將該信號通過 A/D 轉換，將模擬信號轉化為數字信號。轉換后的數字信號由單片機作相應的數據處理，得到 3 位 BCD 碼并將 3位送送數碼管顯示。在發光二極管顯示報警模塊中，將采集信號輸入二極管集成功率放大器，對該采集信號放大后驅動相應的發光二極管點亮，起到報警的作用。 當然可以對本系統作一定改進，并在此基礎上制作 酒精檢測鑰匙 。即 在車鑰匙上設計一個小吹管，由一組 信號 發射器連接至車上的電子控制組件，如果駕駛者 在開 門之前所做的酒精吹氣測試樣本被發現超過法定允許的標準值，則系統將使引擎維持在靜止狀態無法啟動。當駕駛者按下遙控器上的開門按鈕，酒精 探測儀 也隨之啟動，然后駕駛者對著小管口吹氣， 酒精濃度 會經由感應器上的小綠燈或小紅燈顯示出來 。 當顯示綠燈時，鑰匙將傳送 允許信 號至車輛的電子控制系統，也就是通過 檢 測，可以上路了；但是如果測試結果為紅燈， 則 車輛將維持在鎖定狀態，即使鑰匙插入鑰匙孔也無法發動車子。 半導體氣敏傳感器和電化學固體電解質氣敏傳感器具有測量精度高、所需試樣少、響應快等特點，廣泛應用于化工、建筑、環保、醫療、家電 、安全保衛等領域。隨著納米技術、薄膜技術等新材料研制成功，微機械與微電子技術、計算機技術等的綜合應用，高性能的氣敏傳感器將會不斷出現。 33 參考文獻 [1] 司士輝．生物傳感器 [M]．化學工業出版社， 2021． [2] 吳桂秀．傳感器應用制作入門 [M]．浙江科學技術出版社， 2021． [3] 彭軍．傳感器與檢測技術 [M]．西安電子科技大學出版社， 2021． [4] 陳杰，黃鴻．傳感器與檢測技術 [M]．北京：高等教育出版社， 2021． [5] 吳桂秀．傳感器應用制作入門 [M]．浙江科學技術出版社 ， 2021． [6] 張錫富．傳感器 [M]．北京：機械工業出版社， 2021． [7] 郁有文．傳感器原理及工程應用 [M]．西安：西安電子科技大學出版社， 2021． [8] 樓然苗，李光飛． 51 系列單片機設計實例 [M]．北京航空航天大學出版社， 2021． [9] 朱定華，戴汝平．單片微機原理與應用 [M]．清華大學出版社， 2021． [10] 胡乾斌，李光斌，李玲．單片微型計算機原理與應用 [M]．華中科技大學出版社，2021． [11] 胡漢才．單片機原理與借口技術 [M]．清華大學出版社， 2021． [12] 余家春． Protel 99 SE 電路設計實用教程 [M]．中國鐵道出版社， 2021． [13] 張培仁 ． 基于 匯編 語言編程 MCS51 單片機原理與應用 [M]． 北京：清華大學出版社 ， 2021． [14] T． Someya， J． Small， P． Kim， C． Nuckolls， J． T． Yardley． Alcohol vapor sensors based on singlewalled carbon nanotube field effect transistors[M]． Nano Letters， 2021． [15] M． Penza et al． Alcohol detection using carbon nanotubes acoustic and optical sensors[M]． Applied Physics Letters， 2021． [16] F． Rettig， R． Moos． Direct thermoelectric gas sensors Design aspects and first gas sensors[M]． Sens Actuators B， 2021． 34 致 謝 基于 AT89S51 單片機酒精濃度探測儀設計與實現論文已經完成。本論文從選題，實驗，到論文的寫作，整個過程得到了指導老師的精心指導和細心幫助，在此表示衷心的感謝。 大學三年學習生涯即將告以段落，在此要感謝三年以來一直對教學和指導工作認真負責，孜孜不倦的所有的老師們，同時還要感謝跟我一同學習的同學，他們給了我幫助、支持和動力，讓我度過了一個美好的大學生活。 35 附 錄 附錄一： ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START:MOV R7,60H MOV R0,20H CLR A LOOP:MOV @R0,A INC R0 DJNZ R7,LOOP ACALL TEST MOV B,51 DIV AB ADD A,10 MOV 7DH,A MOV A,B MOV B,10 MUL AB MOV R6,A MOV R7,B ACALL DIV16 MOV 7EH,R6 MOV A,R2 MOV B,10 MUL AB MOV R6,A MOV R7,B ACALL DIV16 MOV 7FH,R6 ACALL DISP ACALL DELAY AJMP START DISP:MOV DPTR,TAB MOV A,7FH MOVC A,@A+DPTR ACALL SO MOV A,7EH MOVC A,@A+DPTR 36 ACALL SO MOV A,7DH MOVC A,@A+DPTR ACALL SO RET SO:MOV R7,8 SO1:CLR RRC A MOV ,C SETB DJNZ R7,SO1 RET TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH DB 66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH,0BFH,86H DB 0DBH,0CFH,0E6H,0EDH DB 0FDH,87H,0FFH,0EFH DB 0FFH,00H DELAY:MOV R5,05H DEL1:MOV R6,0FFH DEL2:MOV R7,0FFH DJNZ R7,$ DJNZ R6,DEL2 DJNZ R5,DEL1 RET TEST:MOV DPTR,7FF8H SETB MOVX @DPTR,A JB ,$ MOVX A,@DPTR RET DIV16:MOV R5,0 MOV R4,51 MOV R3,0 MOV R2,0 MOV R1,16 LP1:CLR C MOV A,R6 RLC A MOV R6,A MOV A,R7 RLC A MOV R7,A 37 MOV A,R2 RLC A MOV R2,A MOV A,R3 RLC A MOV R3,A MOV A,R2 CLR C SUBB A,R4 JC NEXT MOV R0,A MOV A,R3 SUBB A,R5 JC NEXT INC R6 MOV R3,A MOV A,R0 MOV R2,A NEXT:DJNZ R1,LP1 RET END 38 附錄二： 元器件清單 名 稱 數 量 電阻 4 電容 4 開關 2 發光二極管 10 晶振 1 或非門 3 ADC0809 1 LM3914 1 MQ— 3 1 AT89C51 1 74LS74 1 DPY7SEGDP 3 74LS164 3 74LS373 1 39 Visafree policy brings Chengdu biz, tourism boost. Making national headlines several times, Chengdu39。s 72hour visafree policy has attracted wide attention from both Chinese and foreign experts and businessmen since it took effect on Sept 1 last year. The program permits citizens from 51 countries and regions including the United States, Australia, Canada and Japan who have valid visas and flight tickets to a third country to spend three days in the city. The capital of Sichuan province is the first city in the western region of China to offer foreign tourists a threeday visa and the fourth nationwide to adopt the policy following Shanghai, Beijing and Guangzhou. Li Zhiyong, deputy dean of the tourism institute at Sichuan University, said the move contribu