基于單片機的酒精濃度檢測儀設(shè)計

1、稽一園單片機的酒精濃燾檢測儀設(shè)計李黼華t黃秋野,王琦。Li Lihua Huang Qiuye Wang Qi(1.沈聚王鱉蜜裝工程黢份有限公靄,遼寧沈疆110188;2.淀驤建筑大學信息與控翻王蓑?qū)W院,遼寧瀧戮110168 (1.Shenyang Industrial Installatlon Engineering Stock Limited Company,Liaoning Shenyang 110168;2.￥chool of Information and Control Engineering,Shenyang Jlanzhu University.Liaoning Shenyan

2、g n01ss摘要:戟單片機和氣體傳感器為棱心,設(shè)計了j鼯精濃度檢溯儀。實現(xiàn)了不同環(huán)境下淆糟濃度的檢測。本文主要介紹了活糟 濃度檢測儀整體結(jié)構(gòu),設(shè)計了系統(tǒng)硬件電路,闡述了備模塊功能并著重研究了氣體傳感囂的選擇。關(guān)鍵譎:單冀輥;勰轉(zhuǎn)換;酒精傳黲器 ,巾蛋分類弩:TP311.1文獻標識碼:8文章編號:16714792一(293_0166-03Abstract:an alcohol concentration detector is designed Taken single chip computer and gas sensor askep nel.The alcohol concentrati

3、on in different environment can be measured。In this paper,the whole construct of the alcohol concentration detector is introduced;the system hardware circuit is如signed;the function of each model and how to select the gas sensor are discussed especially.Keywords:Single Chip Computer;A/D Transformer;A

4、lcohol SensorO引盲從工廠企業(yè)到居民家庭,酒精泄露的檢測、監(jiān)控以及對 滔詹駕車的監(jiān)測對居民的人雋寂財產(chǎn)安壘都是十分囊要且 必不可步的.瑗如今,由于人們安全意諼增強,對環(huán)境安全性 和生活舒適性要求的提高。再加上氣體傳感器向低功耗、多 功能、集成化方向的發(fā)展,因此。酒精濃度檢測儀具有中分廣 闊的現(xiàn)實市場餮潛在靜棗場癸求。本文設(shè)計的基于單片機的酒精濃度檢測儀以單片機和 酒精傳感器為核心.具有聲光報警功能及LcD顯示功能。根 據(jù)苓潤酶囂境設(shè)寵不囂的淤德,超過壤簸鼯進行聲巍攝警, 提示危害.采用匯編語言來擻現(xiàn)其軟件勸能。該儀器硬件電 路設(shè)計簡單.軟件功能完善,愛敏度高、工作性能好,井且具 褰

5、尺寸奎、方便攜帶鰉凌點.就勢,低功耗、低成本戇特點可 以使其吸引更多的市場目光.1潲精濃度檢溯儀整體結(jié)構(gòu)本文設(shè)計的灝糟濃度濺試儀具有魏下特點:(2系統(tǒng)具有低功耗、小濺化.高性價比等特點.4軟件系統(tǒng)采用匯編語言編寫,在兼矮實時性處理的 同時也能很方便地進行數(shù)據(jù)處理.2硬件設(shè)計及功能概述本文設(shè)計懿滔贛濃凌襝涎佼生簧是璦溪鞲傳感器窩單 片機為平臺設(shè)計而成的.其硬件系統(tǒng)功能框圖如圖一所示.困一硬俘系統(tǒng)功囂框蟹酒精濃度檢測僅主簧是用來檢測酒精濃度的.它主要幽 酒精傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機、LcD顯示、鍵盤以及聲音報 警檐成。酒鞲僚感器將檢溯翻的酒精濃發(fā)轉(zhuǎn)化為電信號,然后將 電信號傳送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器,經(jīng)過

6、模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后,把轉(zhuǎn)按后得到的數(shù)字信號傳縮單片機,單片機對所輸入的數(shù)字信號 進行努輯麓瑾,最囂將分輯處理懿結(jié)栗通過鼗暴器顯示掇 來。由于不問的環(huán)境對溜精濃度的簧求也不一樣,所以,可以 通過鍵盤洙設(shè)定不同環(huán)境中酒精濃度的不同閥值。如果所梭 漶囊的空氣中的溪糖濃度超過了所設(shè)定的闋值,郄么單冀楓 將會控制蜂鳴器發(fā)出聲音報警,用來提示危害。2。1硬終電鼴依據(jù)硬件系統(tǒng)糖能框圈設(shè)計出系統(tǒng)硬俘的整俸電路圈 如圖篡和圖三所承。其中圖二是單片機與LcD、鍵盤以及聲 音報警電路的毫路連接圖.圖二單片機與LCD、鍵擻及聲音報警電路的電路連接圖2。2務(wù)凌能模塊的設(shè)計AT89S52是低功耗、高性能,采用CMOS工藝的

7、8位單片 枧,其冀痰其有8KB的霹在線編稷的Flash存儲囂。該單磚 枕采用7A糍EL公司的高密度、非易失性存裱囂技術(shù),與Z 業(yè)標準烈80C51單片機的指令系統(tǒng)和引腳完眾兼容;片內(nèi)的 Flash存儲器可在線黧額編程,或者使用通用的非易失性存 儲器編程;通靂的8櫞c耀與在線霹編程Flash集成在一塊 芯片上,從而使AT89S52功能更加完善,應(yīng)用照加靈活;具有 較高的性熊價格比,使其在嵌入式控制系統(tǒng)中商著廣泛的_波 用蘩暴。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的勸能是將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為搿 教酶數(shù)字豢,是粱熬模揆系統(tǒng)疆數(shù)字系統(tǒng)之黧連接豹輯鬃。 對于本累統(tǒng)而言,就怒用于快速,滿精度地對輸入的酒精濃 度信號進行采樣編碼

8、,將其轉(zhuǎn)換成單片機所能夠處理的數(shù)掌 量。模數(shù)轉(zhuǎn)換毫蘸是零系統(tǒng)約關(guān)鍵郟分,其鼓裁的鱘壞直接髟喃整個系統(tǒng)的質(zhì)量.根據(jù)帥轉(zhuǎn)換器的工作原理可將A/D轉(zhuǎn)換器分成兩大 類:一類是壹接型A/D轉(zhuǎn)換爨;男一類是翔羧燮A/D轉(zhuǎn)換爨。 在宣接型A/D轉(zhuǎn)按器中,輸入的模擬電壓被亳接轉(zhuǎn)換成數(shù)字 代碼.不經(jīng)任何中間變量。在間接型A/D轉(zhuǎn)換器中,首先把輸 入的模擬電壓轉(zhuǎn)羧威某種中勰變量時聞、頻率、脈沖寬度等 等,然后薦把這個孛聞變蠢轉(zhuǎn)嶷為數(shù)字代鸛輸窶。氣體傳感器怒氣體檢測聚統(tǒng)的核心。通常安裝在探測頭 內(nèi)。躍零震主講,氣霉傳感囂楚一種將萊釋氣薅薄積分數(shù)轉(zhuǎn) 化成對應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器。探測頭通過氣體傳感器對氣體樣 品進行調(diào)理,通

9、常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷處 理,櫸酪掏愛,甚爨對樣鑫進蠢i:學薤理,沃楚純學傳感爨送 行更快速地測量.在選擇傳感糕的時候,一定要考慮到穩(wěn)定性、靈敏度、選 捧設(shè)秘抗j舞鏈性,本系統(tǒng)選擇瀨3墼溪穗傳感器。搿圖三3的結(jié)構(gòu)和外形眥姒差”警們氛l霾霆澈3標準回爹驀瑚鑭睡a己薅漿緞,|程受天凌纛 圖苴傳感器阻值變化率與灑精濃度、外界灝度之間的關(guān)系 必7更好她使用溪耩傳感器囅3,現(xiàn)梅囅3的振壤忑作 條伴翔環(huán)境條件進行奔紹,如寢一秘表二掰示。表一標準工作條件符號 參數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注鞋 豳黲邀壓 lO￥ 妃OR踅v. 加熱屯壓 5v c蕊DcRL 負載電阻 可調(diào) 0,52K&加熱墨電阻

10、 33Q±5%富溫&加熱功耗 8蝻表二酒精傳感器MQ3的環(huán)境條件符號 敷g囂 技術(shù)豢辟 謄連T 茇l嘏度 一2。秘Tss 鈾枰溫度 一20一70 攤釋使用衽曩趵p岬IOOOpm乙 h 相塒泥魔 j95蕾RHOi 曩氣濃度 2I±lt(婿蛙疊件 羊捋小于I孽氯氣潦攫客髯羲_醍壤痙3結(jié)束語本文設(shè)計了基于單片機的酒精濃度檢測儀。設(shè)計過程包 括7硬儔毫貉設(shè)詩纛軟搏蠢穿的編鴛囂囊§分。磋魏電路部分 結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、適臺大眾化使用.軟件部分深用模塊化 設(shè)計思想,各個子程序的功能相對獨巍,便于調(diào)試和修改.通 過軟、硬件聯(lián)念調(diào)試,實驗纓果滿足設(shè)計基本要求,達到設(shè)詩 指

11、標.參考文獻【l】王幸之.AT89系列單片橇囂瀵萼接曩技術(shù)網(wǎng)。建隸:北京航空航天大學出版牡。2004.【2】鄭學堅,周斌.微型計算機原理及應(yīng)用【棚.北京:清 肇大學凄黢技,2006。【3】紀宗南.單片機外嗣器件使用手冊輸人通道器 件分冊M】.北京:北京航空航天大學出版社.2005.豳鄭義,蘸羧。霆AT89C52纛TLCl543實凌數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)【J】.電子馓界。2004,(12:24-25.5】盧麗澍.基于TLCl543的單片機多路采樣監(jiān)測系統(tǒng) 的設(shè)計翻。儀器儀表與分捋整測。2007,(阻:s呵。簪者惹介李麗華(198卜,女,本科。沈陽工業(yè)安裝工稷股份有限 公司。主要研究方向:智能建筑;黃歌努

12、(1982一,要,零辯,淀囂羔監(jiān)安裝工纛股份有限 公司,主要研究方向:智能建筑;王琦(198l一。男.法學碩士。沈陽建筑大學信息與控翩 誓程學院,主要騷究方囊:瑪寵愚主義審重純,魯斃建箋蕞米 應(yīng)用. 基于單片機的酒精濃度檢測儀設(shè)計作者:李麗華 , 黃秋野 , 王琦 , Li Lihua, Huang Qiuye, Wang Qi作者單位:李麗華,黃秋野,Li Lihua,Huang Qiuye(沈陽工業(yè)安裝工程股份有限公司,遼寧,沈陽,110168 , 王琦,Wang Qi(沈陽建筑大學信息與控制工程學院,遼寧,沈陽,110168刊名:科技廣場英文刊名:SCIENCE MOSAIC年,卷(期:

13、2009,(3引用次數(shù):0次參考文獻(6條1. 王幸之 AT89系列單片機原理與接口技術(shù) 20042. 鄭學堅 . 周斌 微型計算機原理及應(yīng)用 20063. 紀宗南 單片機外圍器件使用手冊-輸人通道器件分冊 20054. 鄭義 . 陳俊 用AT89C52和TLC1543實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 期刊論文-電子世界 2004(125. 盧麗君 基于TLC1543的單片機多路采樣監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計 期刊論文-儀器儀表與分析監(jiān)測 2007(46. 何希才 傳感器技術(shù)與應(yīng)用 2005相似文獻(10條1.期刊論文 唐鶴權(quán) 提高單片機A/D轉(zhuǎn)換速度的方法 -電子技術(shù) 2003,30(9A/D轉(zhuǎn)換的速度和成本是一對矛盾

14、,隨著單片機運行速度的不斷加快和內(nèi)部功能的不斷增強,充分利用單片機的內(nèi)部資源,可在保證A/D轉(zhuǎn)換質(zhì)量的前提 下,大幅度提高A/D轉(zhuǎn)換的速度,文章以MSP430F11x1系列單片機為例,探討提高A/D轉(zhuǎn)換速度的方法.2.期刊論文 趙號雨 . 王劍鋼 . 梁航 . ZHAO Hao-yu. WANG Jian-gang. LIANG Hang輸液器溫控裝置中用2051單片機實現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換 -儀器儀表用戶 2006,13(4由于單片機所處理的信號是數(shù)字信號,對模擬電壓信號進行檢測處理時首先要用A/D轉(zhuǎn)換器件對其進行A/D轉(zhuǎn)換,然后再進行處理.本論文利用 89C2051系列單片機內(nèi)部獨特的結(jié)構(gòu),不用

15、A/D轉(zhuǎn)換器件即可實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換,盡可能地降低成本和簡化電路結(jié)構(gòu),并對其測量范圍及轉(zhuǎn)換精度進行分析和討論. 3.期刊論文 王劍銘 . 黃俊杰 . 寧彥卿 新穎實用的單片機雙積分A/D轉(zhuǎn)換電路和軟件 -鄭州工業(yè)大學學報(自然科學版 2001,22(4通過對雙積分A/D轉(zhuǎn)換過程及其原理的分析,結(jié)合8031單片機定時計數(shù)器的特點,設(shè)計出一種新的A/D轉(zhuǎn)換電路.詳細介紹了這種轉(zhuǎn)換電路的硬件原理及 工作過程,給出了實用的硬件電路與軟件設(shè)計框圖.通過比較分析,可以看出這種A/D轉(zhuǎn)換電路性能價格比較高,軟件編程簡單,并且轉(zhuǎn)換速度和精度優(yōu)于一 般的A/D轉(zhuǎn)換電路.這種設(shè)計思路為數(shù)模轉(zhuǎn)換器(A/D的升級提高指出

16、一個明確的方向.4.期刊論文 唐穎 用單片機構(gòu)成簡易A/D轉(zhuǎn)換的幾種方法 -現(xiàn)代電子技術(shù) 2001(1主要介紹NS公司推出的新型低價格的8位單片機COP840C,及由它構(gòu)成簡易A/D轉(zhuǎn)換的兩種方法.在對A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度要求不高時,用這種方法構(gòu)成 A/D轉(zhuǎn)換電路,可省去A/D轉(zhuǎn)換芯片,達到優(yōu)化電路、降低成本的目的.5.期刊論文 祁寧 . 陳慶官 . QI Ning. CHEN Qing-guan運用LabVIEW編程模擬PIC單片機A/D轉(zhuǎn)換 -微計算機信息 2009,25(14A/D轉(zhuǎn)換是一種將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的過程.二進制雖然理論上很容易理解,但實際上不易形成明確的概念,為了讓初學者

17、快速明確這一概念,利用 LabVIEW編程模擬PIC單片機A/D轉(zhuǎn)換的原理和結(jié)構(gòu),依據(jù)逐次比較法原理編制了AID轉(zhuǎn)換程序,并演示了程序執(zhí)行結(jié)果,快速建立了模/數(shù)概念.6.會議論文 賈輝然 . 陳傳紱 以單片機中4路8位A/D實現(xiàn)10位精度A/D轉(zhuǎn)換 1996使用具有8路8位A/D轉(zhuǎn)換器的單片機,附加簡單的外圍硬件電路,配合軟件實現(xiàn)10位精度的A/D轉(zhuǎn)換。具有方案簡單可靠、成本低、精度 高、可自動校正等優(yōu)點。7.期刊論文 盛范成 . Sheng Fancheng基于P87LPC764/2單片機的A/D轉(zhuǎn)換 -自動化儀表 2005,26(5介紹了一種新穎的基于P87LPC764/2單片機的A/D轉(zhuǎn)換硬件結(jié)構(gòu)和軟件實現(xiàn),該轉(zhuǎn)換具有速度快、分辨率高、線性度好、成本低、實用性強等特點. 8.期刊論文 魏小龍 . 施億平 . 戴祥 帶24位A/D轉(zhuǎn)換的51單片機MSC1210及其應(yīng)用 -電子產(chǎn)品世界 2003(3_4本文介紹了德州儀器公司最近出品的帶24位-A/D轉(zhuǎn)換的51兼容單片機的特性,以及FLASH、AD轉(zhuǎn)換的使用方法.9.會議論文 徐宏宇 . 賈亮 基于PIC16C62的交流信號A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 2008本文描述了采用PI