酒精濃度的自動檢測

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1. 選題背景酒精，學(xué)名乙醇，在、下是一種、易的無色透明液體，無毒，可飲用。乙醇的用途很廣，可用乙醇制造、染料、燃料等。醫(yī)療上也常用為70%75%的乙醇作等，在、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的用途。由于酒精的揮發(fā)性和易燃性，在工業(yè)生產(chǎn)制造過程中應(yīng)嚴(yán)格控制其濃度，以保證生產(chǎn)安全性；同時(shí)，酒也是一種流傳廣泛的飲品，但近些年酒后駕駛現(xiàn)象屢次出現(xiàn)，給人們的生活帶來嚴(yán)重影響，愈發(fā)體現(xiàn)了檢測酒精濃度這一技術(shù)的重要性。2. 方案論證本系統(tǒng)以單片機(jī)控制為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對酒精濃度的自動檢測，顯示并在濃度超標(biāo)時(shí)自動報(bào)警。因酒精易揮發(fā)，本系統(tǒng)將使用氣敏傳感器對氣態(tài)酒精進(jìn)行檢測。目前單片機(jī)成本較低，性能

2、優(yōu)越，可勝任系統(tǒng)控制單元。3. 過程論述3.1 基本結(jié)構(gòu)圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖本系統(tǒng)主要由酒精濃度傳感器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)，顯示及報(bào)警模塊組成。首先由酒精傳感器采集信號，并將此模擬信號送至A/D轉(zhuǎn)換器，處理成數(shù)字信號后送入單片機(jī)，由單片機(jī)處理后進(jìn)行顯示并在超過給定值時(shí)報(bào)警。3.2 器件選擇3.2.1 傳感器傳感器采用氣敏傳感器MQ-3。MQ-3氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在酒精蒸汽時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中酒精氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。  MQ-3氣

3、體傳感器對酒精的靈敏度高，可以抵抗汽油、煙霧、水蒸氣的干擾。這種傳感器可檢測多種濃度酒精氣氛，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。MQ-3的標(biāo)準(zhǔn)回路有兩部分組成：其一為加熱回路；其二為信號輸出回路，它可以準(zhǔn)確反映傳感器表面電阻的變化。傳感器表面電阻RS 的變化，是通過與其串聯(lián)的負(fù)載電阻RL 上的有效電壓信號VRL 出面獲得的。二者之間的關(guān)系表述為：RS/RL=(VCVRL)/VRL，其中VC 為回路電壓，10V。負(fù)載電阻RL 可調(diào)為0.5200K，加熱電壓Uh 為5V。上述這些參數(shù)使得傳感器輸出電壓為05V。圖2 MQ-3電路結(jié)構(gòu)圖及實(shí)

4、物圖3.2.2 A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器采用TLC549TLC549是 生產(chǎn)的一種低價(jià)位、高性能的8位 ，采用了CMOS工藝，它以8位開關(guān)電容逐次逼近的方法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換速度小于 17us，最大轉(zhuǎn)換速率為 40000HZ，4MHZ典型內(nèi)部，電源為 3V至 6V。它能方便地采用三線串行接口方式與各種連接，構(gòu)成各種廉價(jià)的測控應(yīng)用系統(tǒng)。REF+：正輸入 2.5VREF+Vcc+0.1。REF：負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端，-0.1VREF-2.5V。且要求：（REF+）（REF-）1V。：系統(tǒng)電源3V6V。：接地端。/CS：芯片選擇輸入端，要求輸入 VIN2V，輸入 V

5、IN0.8V。DATA OUT：轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)串行輸出端，與 TTL 電平兼容，輸出時(shí)高位在前，低位在后。ANALOGIN：輸入端，0ANALOGINVcc，當(dāng) ANALOGINREF+電壓時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)果為全“1”(0FFH)，ANALOGINREF-電壓時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)果為全“0”(00H)。 CLOCK：外接輸入/輸出輸入端，同于同步芯片的輸入輸出操作，無需與芯片內(nèi)部系統(tǒng)。圖3 TLC549引腳圖3.2.3 單片機(jī)單片機(jī)采用AT89S52。AT89S52是一種低功耗、高性能 8位制器，具有8K系統(tǒng)可編程Flash 。使用Atmel 公司高密度非技術(shù)制造，與工業(yè)80C51

6、 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位 定時(shí)器/，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工， 片內(nèi)晶振及。另外，AT89S52可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、/器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。圖4 AT89S52引腳圖3.2.4 顯示模塊顯示模塊采用LCD1062。LCD1062，工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符。1602采用標(biāo)準(zhǔn)的

7、16腳接口，其中：第1腳：VSS為電源地第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高(對比度過高時(shí)會 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度)。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平(1)時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第1516腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。圖5 LCD1602引腳圖3.2.5 報(bào)警模塊報(bào)警模塊使用蜂鳴器。圖6 蜂鳴器電路結(jié)構(gòu)圖3.3 整體電路圖圖7 整體電路圖3.4 控制流程 圖8 控制流程圖4. 總結(jié)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了酒精濃度的自動檢測及超標(biāo)報(bào)警功能，系統(tǒng)靈敏，造價(jià)低， 能夠解決此次設(shè)計(jì)課題背景中的實(shí)際問題，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值很高。5. 設(shè)計(jì)心得體會本次設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課題來自于實(shí)際生活，使自動控制