酒精浓度探测仪的设计毕业设计(编辑修改稿)

酒精浓度探测仪的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

cope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如 EPROM中。 Keil仿真器时，注意事项 （ 1） 仿真器标配 的晶振，但用户可以在仿真器上的晶振插孔中换插其他频率的晶振。 （ 2） 仿真器上的复位按钮只复位仿真芯片，不复 位目标系统。 （ 3） 仿真芯片的 31脚（ /EA）已接至高电平，所以仿真时只能使用片内 ROM，不能使用片外 ROM；但仿真器外引插针中的 31脚并不与仿真芯片的 31脚相连，故该仿真器仍可插入到扩展有外部 ROM（其 CPU的 /EA引脚接至低电平）的目标系统中使用。 ProtuesISIS 介绍 毕业设计用纸 第 7页 共 28 页 Proteus是英国 Labcenter electronics 公司开发的 EDA工具软件。 除了其具有和其他 EDA工具一样的原理图 . PCB自动或人工布线及电路仿真的功能外，其中一个重要的功能是，电路仿真是互动的，针对微 处理器的应用，还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源码级的实时调试。 Proteus组合了高级原理图、混合模式 SPICE仿真， PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。 一、 Proteus简介 Proteus产品系列包含了 VSM技术，用户口可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。 用户甚至可以实时采用诸如 LED/、 RS232 终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。 其功能模块有一个易用而又功能强大的 ISIS 原理布图工具，PROSPICE混合模型 SPICE仿真， PCB设计。 软件具有以下特点。 (1)支持许多通用的微控制器，如 ARM7， PIC， AVR， HC11以及 8051。 (2)交互的装置模型包括： LED和 LCD显示， RS232终端，通用键盘，开关，按钮等。 (3)强大的调试功能，知访问寄存器与内存，设置断点和单步运行模式。 (4)支持如 IAR. Keil和 Hitech等开发工具的 c源码和汇编的调试。 (5)内置超过 6000标准 SPICE模型，完全兼容制造商提供的 SPICE模型。 (6) DLL接口为应用提供特定的模式。 (7)基于工业标准的 SPICE3F5混合模型的 i“ 路仿真器。 (8) 14种虚拟仪器：示波器、逻辑分析仪、信号发生器、规程分析仪等。 (9)高级仿真包括强大的基于图形的分析功能：模拟、数字和混合瞬时图形，频率，转换，噪声，失真，傅立叶，交流、直流和音频曲线。 (10)模拟信号发生器包括直流、正弦、脉冲、分段线性、音频、指数、单频 FM；数字信号发生器包括尖脉冲、脉冲、时钟和码流。 (11)集成 PROTEUS PCB设计形成完整的电子设计系统。 二、 Proteus ISIS ISIS是 PROTEUS系统的中心，它远不仅是一个 图表库。 它是具有控制原理图画图的外观的超强设计环境。 无论是实现复杂设计的仿真以及 PCB设计，还是设计精美的原理图 ISIS都是最好工具。 双击桌面上的 ISIS 6 Professional图标或者单击屏幕左下方的“开始”一“程序”一“ Proteus”一“ ISIS 6 Professional”菜单启动了 Proteus ISIS集成环境。 Proteus ISIS的工作界面是一种标准的 Windows界面。 包括：标题栏、主菜单、工具栏、预览窗口、挑选元件按钮、库管理按钮、原理图编辑窗口。 元件列表、对象选择按钮、预 览对象方位控制按钮、仿真控制按钮、状态栏。 毕业设计用纸 第 8页 共 28 页 第三章 硬件电路设计 设计框图 本研究设计的酒精浓度测试仪框图如图 31 所示。 MQ3 乙醇气体传感器输出信号经信号调理电路处理，输出随乙醇浓度变化的电压信号，该电压信号送入单片机系统，经 AD转换，与设定的醉酒阈值进行比较，并显示或报警。 M Q 3 气 体 传 感 器信 号 调 理 电 路M Q 3 传 感 器 模 块模 / 数 转 换电 压 / 酒 精 浓 度转 换阈 值 比 较 外 部 E E P R O M醉 酒 阈 值模 拟 电 压 信 号酒 精 浓 度 显 示 过 阈 报 警S T C 1 2 C 5 A 1 6 A D 单 片 机 图 31 酒精浓度测试仪方框图 乙醇信号检测及调理电路 MQ3 乙醇气体传感器可以应用用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测，也用于其他 场所乙醇蒸汽的检测。 其技术特点为： 1：对乙醇蒸汽有很高的灵敏度和良好的选择性 2：快速的响应恢复特性 3：长期的寿命和可靠的稳定性 4：简单的驱动回路 MQ3乙醇气体传感器灵敏度曲线如图 32 所示，其传感原理为气敏电阻的输出阻值随乙醇气体等浓度变化而变化。 毕业设计用纸 第 9页 共 28 页 图 32 MQ3乙醇气体传感器灵敏度曲线 MQ3乙醇气体传感器管脚与测试电路如图 33所示。 (a) 管脚图 (b) 测试电路 图 33 MQ3乙醇气体传感器管脚及测试电 路 MQ3 乙醇气体传感器及其调理电路原理如图 34 所示。 其外形如图 35 所示。 经过调理，检测信号由电阻值转变成电压值，便于后续电路进行 A/D 转换和处理。 毕业设计用纸 第 10页 共 28 页 ABH136452QMN10VCC VCC VCCR3LEDC1VCC23418U1AR11234P1Rp汇诚科技 网址： 产品有售淘宝店： R2+5VDOUTAOUTGND 图 34 传感器及调理模块原理图 图 35 MQ3传感器模块外形图 该传感器模块具有如下特点，方便与单片机系统接口组成检测仪器。 毕业设计用纸 第 11页 共 28 页 具有信号输出指示。 双路信号输出（模拟量输出及 TTL电平输出） TTL输出有效信号为低电平。 (当输出低电平时信号灯亮，可直接接单片机 ) 模拟量输出 0~5V电压，浓度越高电压越高。 单片机电路 本设计选用高性能单片机 STC12C5A16AD，其管脚如图 36所示。 PDIP40, STC12C5A16AD 图 36 STC12C2052AD单片机管脚图 该芯片为 52内核 8 位单片机，内部集成了 10位多路 A/D转换模块，适用于常用检测电路。 由 STC12C5A16AD组成的单片机系统原理图如图 7所示。 图中 AOUT为 MQ3传感器模块输出的检测电压信号，送入 ADC7端口进行处理， DOUT为传感器模块输出的数字电平信号，该信号可以根据乙醇气体浓度直接输出报警信号，报警阈值通过模块上的电位器进行调节。 图 37 单片机系统原理图 图 37中，按键 K2和 K3为醉酒阈值调整键，其中 K2为“增加”， K3为“减小”按键。 毕业设计用纸 第 12页 共 28 页 L2和 L3为报警指示灯，分别可以进行酒后和醉酒两级报警。 显示电路 显示部分采用 SMC 1602液晶屏进行数据显示，其主要技术参数为： 表 31 液晶屏技术指标 接口信号说明如表 32所示。 表 32 液晶屏接口信号说明 与单片机接口电路如图 38所示。 其中 J2的 3脚为背光引脚， R9和 R10电阻用于调节背光亮度。 J2的 6引脚分别接液晶的 RS、 E/W和 E控制引脚， J2的 7— 14引脚为数据引脚。 毕业设计用纸 第 13页 共 28 页 图 38 LCD与单片机接口电路 阈值存储 醉酒阈值存储在 EEPROM 芯片 AT24C04 中，并可以通过 “增加”、“减少”按键调节并保存。 AT24C04是 IIC 接口的 EEPROM 芯片，可以用于掉电不易失数据的存储。 其电路如图39所示。 图中 A0、 A1和 A2为芯片的地址引脚，一般接地即可。 SCL和 SDA为 AT24C04和单片机 IIC通信的时钟线和数据线。 图 39 EEPROM存储电路 毕业设计用纸 第 14页 共 28 页 第四章 软件设计 软件流程图 本设计软件主程序流程图如图 41所示。 数 据 初 始 化A / D 转 换 初 始 化定 时 器 初 始 化显 示 初 始 化进 入 后 台 w h i l e 循 环触 发 A / D 转 换换 算 酒 精 浓 度酒 精 浓 度 显 示超 过 阈 值 吗。 有 键 按 下 吗。 按 键 处 理酒 精 浓 度 显 示报 警是是否否 图 41 主程序流程图 include //头文件 define uchar unsigned char //宏定义无符号字符型 define uint unsigned int //宏定义无符号整型 code uchar seg7code[10]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}。 //显示段码 数码管字跟 uchar wei[4]={0XEf,0XDf,0XBf,0X7f}。 //位的控制端 毕业设计用纸 第 15页 共 28 页 //位控制码 sbit ST=P3^0。 //A/D启动转换信号 sbit OE=P3^1。 //数据输出允许信号 sbit EOC=P3^2。 //A/D转换结束信号 sbit CLK=P3^3。 //时钟脉冲 uint z,x,c,v,AD0809, date。 //定义数据类型 延时函数 void delay(uchar t) { uchar i,j。 for(i=0。 it。 i++) { for(j=13。 j0。 j)。 {。 } } } 数码管动态扫描 void xianshi() //显示函数 { uint z,x,c,v。 z=date/1000。 //求千位 x=date%1000/100。 //求百位 c=date%100/10。 //求十位 v=date%10。 //求个位 P2=0XFF。 P0=seg7code[z]amp。 0x7f。 P2=wei[0]。 delay(80)。 P2=0XFF。 P0=seg7code[x]。 P2=wei[1]。 delay(80)。 P2=0XFF。 P0=seg7code[c]。 P2=wei[2]。 delay(80)。 P2=0XFF。 P0=seg7code[v]。 P2=wei[3]。 delay(80)。 P2=0XFF。 } 毕业设计用纸 第 16页 共 28 页 CLK振荡信号 void timer0( ) interrupt 1 //定时器 0工作方式 1 { TH0=(655362)/256。 //重装计数初值 TL0=(655362)%256。 //重装计数初值 CLK=!CLK。 //取反 } 主函数 void main() { TMOD=0X01。 //定时器中断。