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摘 要

酒驾是交通事故发生的元凶之一，伴随车辆数量的剧增，对酒驾的检测不能掉以轻心。本设计根据酒精浓度智能检测的技术需求，以乙醇气敏传感器、信号调理电路、模数转换器及单片机为核心设计了一种具有声光报警功能的酒精浓度智能测试仪。详细分析了系统工作原理，并根据设计要求，完成了系统传感器及信号调理模块、主控模块、LCD显示模块、蜂鸣器报警模块、键盘模块等硬件电路设计，并设计了相关软件。系统可以针对不同的情形设置报警阈值，当酒精浓度超出阈值时，测试仪会进行声光报警。对系统进行了安装与调试，实验结果表明，系统能够对驾驶员呼出的酒精气体进行实时在线监测。

关键词：单片机 ， 模数转换，酒精浓度传感器，集成化

Abstract :Drunk driving is one of the  sources of traffic accidents.With the increase of the number of vehicles,the detection of drunk driving shound not be taken lightly. This design according to the alcohol content of intelligent detection technology demand, with ethanol gas sensor, signal conditioning circuit, AD converter and the single chip microcomputer as the core design with sound and light alarm is a kind of intelligent tester alcohol concentration. System working principle is analyzed in detail, and according to the design requirements, completed the system sensor and signal conditioning module, main control module, LCD display module, a buzzer alarm module, keyboard module hardware circuit design, and the related software design. The system can set the alarm threshold for different situations. When the alcohol concentration exceeds the threshold, the tester will make a sound and light alarm. The system is installed and debugged, and the experimental results show that the system can monitor the alcohol gas emitted by the driver in real time.

Keywords: chip microcomputer, A/D converter, Alcohol concentration sensor microcontroller digital-to-analog，integrated model

目录

1 前言 4

2 酒精浓度测试仪方案设计 4

2.1 酒精浓度测试仪技术需求 4

2.2 酒精浓度测试仪设计方案 4

3 硬件电路设计 5

3.1 89C51单片机系统 5

3.2酒精传感器及其信号调理电路设计 8

3.3A/D转换电路 10

3.4 LCD1602液晶显示电路 13

3.5报警电路 14

3.6键盘电路 15

4 软件设计 16

4.1 软件开发平台 16

4.2 主程序框图 18

4.3 数据采集子程序程序框图 19

5 安装调试与结果分析 20

5.1 仿真调试结果 20

5.2 硬件完成情况 20

5.3 检测数据及分析 21

结论 22

参考文献 23

致谢 24

附录一 25

附录二 26

1 前言

伴随国民经济的稳步增长，我国私家车数量逐年上升，于是酒后驾车导致交通事故问题愈加突出。针对此现状，考虑酒驾列入国家刑法中，故打算设计一种能测量驾驶人体内酒精含量的智能仪。

本课题主要进行三个方向:硬件设计，软件设计和模拟调试（测量）。硬件设计是利用MQ3气敏传感器测量空气中酒精浓度，然后转换为电压信号，由A/D转换器转换为数字信号后传给单片机系统，由整个单片机系统处理接受的信号，显示酒精浓度值和超最大值声光报警。为了让各个子程序的功能独立作用，便于调试整改，程序进行模块化设计。硬件电路大致分为单片机小系统电路， A/D转换电路，LCD液晶显示电路，声光报警电路和按键电路等。模拟调试（测量）将进行实际操作在单片机通电后于传感器处感应酒精，模拟酒驾测试情形。

2 酒精浓度测试仪方案设计

2.1 酒精浓度测试仪技术需求

根据其它酒精浓度测试仪对比分析后，需要体现以下技术：

（1）系统整体而言功耗低、性价比较高、构架体积小

（2）要贯彻整个数据的从收集然后存起来再者交给单片机计算分析路径，测试仪不需要连别的计算机，整个数据的采集只需要依赖单片机就行。单片机本身就可以联系那些LCD显示和外接的键盘响应电路。

（3）测试仪系统只用单片机来和外接的那些元器件直接工作运行，体现便捷而明显的输出方式。

2.2 酒精浓度测试仪设计方案

考虑到实际测量的环境中外部干扰可以忽视不计，能稳定输出0-5V电压的传感器可以把酒精浓度这个物理量改变成电量。根据这种方式单片机就能够直接地解决电量由A/D转换器变换后给出的数据了。根据测试需要，在整个测量电路里还得做好小键盘调设定值，带蜂鸣器的报警以及能帮助显示输出参数的LCD液晶显示电路。其总体框图如图2-1所示。

被测环境

气敏传感器

A/D转换电路

声光报警

键盘

单片机

液晶显示

图2-1框架图

3 硬件电路设计

3.1 89C51单片机系统

用单片机做的各种仪器中，单片机体积小巧但作用很大，这块有很多电路集成的芯片称为微处理器，这种技术对于数据的处理方面性能极好，能灵活解决算数逻辑运算，传送还有中断响应问题。 这种芯片还带有ROM，RAM，有时还附加I/O端口串行口，A/D转换器等各种各样的电路。单片机这种精巧的计算机系统在软件的控制下运用得灵活自如，设计者给的任务完成起来快速精准。

3.1.1 单片机片内结构

这个尺寸很小的集成电路芯片能涵盖所有为实现功能应用而必备的基本内容。下面是它对于不同的功能所具备的部件：

⑴核心部位：微处理器（CPU）。

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