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摘 要

研究设计了一款基于89C52单片机和MQ-3气体传感器的具有检测和报警功能的用于检查醉酒驾驶的智能便携酒驾检测仪器。该系统通过传感器输出模拟信号后经由AD转换器将数字信号发送给单片机进行处理，最终在LED显示屏显示数值从而判断司机是否存在酒驾行为。大量实验证明用单片机制作的酒驾检测仪比传统检测仪更加灵敏且检测精确度更高，新的仪器它更加方便携带也更加可靠易于人工操作。该仪器在检测到超出设定上限值的浓度会进行光和声两种警报，更加具有直观性。所以设计这款更加智能的酒精检测仪器是符合社会发展趋势的。

关键词：酒精浓度传感器，单片机，A/D转换，软、硬件设计，数码管显示

Abstract：This paper studies and designs an intelligent portable alcohol concentration detection instrument based on 89C52 single chip computer and MQ-3 gas sensor with detection and alarm functions for drunk driving. The system outputs signals through sensors, then sends the signals to the single chip computer through AD converter for processing, and finally displays the values on the LED display screen to determine whether the driver has drunk driving behavior. The experiment proves that the alcohol concentration detector made by single-chip computer is more sensitive and accurate than the traditional one, and the new instrument is more convenient to carry, more reliable and easy to operate manually. The instrument will give light and sound alarms when it detects the concentration exceeding the set upper limit, which is more intuitive. Therefore, we study this more intelligent alcohol detection instrument is in line with the social development trend.

Keywords: alcohol concentration sensor ,single chip ,computer A/D conversion ,software and hardware design ,digital tube displ

目 录

1 前言 3

1.1仪器产生背景 3

1.2仪器实现目标 3

2 酒精测试仪的方案设计 3

3 系统的硬件设计 5

3.1 MQ-3酒精传感器 5

3.2 A/D转换电路 5

3.3 STC89C52单片机系统 9

3.4 LCD1602液晶显示电路 11

3.5键盘电路 13

3.6报警电路 14

4 系统的软件设计 16

4.1 软件介绍 16

4.2 主程序框图 16

4.3 数据采集子程序程序框图 17

4.4按键子程序框图 17

4.5 液晶显示子程序框图 18

5 系统调试与结论 19

5.1 硬件调试 19

5.2 软件调试 19

5.3 系统整体调试 19

结 论 21

参 考 文 献 22

致 谢 23

附件A：仿真图 24

附件B：硬件电路图 24

附件C：主要程序清单 25

1 前言

1.1仪器产生背景

二十世纪后中国经济高速发展并强势跻身于世界强国之列，伴随之兴起的是私家车热潮。现如今家家户户或多或少都能拥有一辆代步的私家车，它的出现极大的方便了日常生活但酒驾引发的交通事故数量也在逐年递增。为此我国颁布了一系列的交通法律法规并把酒驾列入刑法警醒世人。酒精浓度检测仪器的产生也就理所当然。而本课程设计的智能仪器就是要在便携、准确地基础上更易于人为操作来检测出驾驶员血液内含有的酒精量。这款仪器是以单片机的A/D转换器和MQ-3气敏传感器为核心部件，判断是否具有酒驾行为的准则就是通过检测司机呼出气体的酒精浓度^[1]。这款仪器通过监测大气环境中的酒精浓度根据不同的环境可以设置不同的阈值，同时进行声和光两种报警方式以指示其危害。

1.2仪器实现目标

本课题设计的酒驾检测仪器包含有硬件和软件设计两部分能更好地区别于老式酒驾检测仪器并满足当代社会对智能仪器的需求。在硬件设计部分中采取的MQ-3气体传感器可以有效降低空气中杂质对于测量准确性的影响并准确地测量出空气中的乙醇浓度，最后将其转换为电压信号再通过ADC0809模数转换芯片将其转换成数字信号传送至单片机中^[2]。MQ-3气体传感器作为阻性传感器检测到的酒精浓度越大它的电阻越小，输出的模拟量就越大。信号处理的过程由单片机和一系列外围电路共同完成后在LED显示屏中显示酒精浓度值，最终对于超阈值发出声光警报。单片机通过限流电阻后给蜂鸣器输出一个低电平使蜂鸣器开始工作，当浓度没有超过设置的最大值时绿灯闪烁，蜂鸣器在超过上限时会发出警报并伴随红灯闪烁。对于液晶显示部分采用两个电阻分压并通过3号引脚来采集电压值进行灰度调节。为了使子程序能够自己单独实现其功能在程序设计的时候区别于老款测试仪器而采取了模块化设计的理念，极大方便了后期的调试和修改环节更加符合智能仪器的主题。

2 酒精测试仪的方案设计

在设计中，被测气体通过酒精浓度检测仪器进行测试的主要工作原理就是通过气体传感器对气体样品进行一系列物理化学处理后把一种气体体积积分变成相对应的电信号。其中MQ-3酒精检测将模拟量信号分压出来后输送给模数转换电路转换为数字信号之后传送至单片机中。MQ-3酒精气体传感器作为一种阻性传感器，当被测浓度越大时它的电阻越小，那么输出模拟量信号变大，也就意味着0809输出的数字量信号越大,那么单片机的数值也就相应的变大^[3]。通过非电量和电量之间的转换对单片机输出的大约为0-5伏之间的稳定的电压经酒精传感器响应后得到的信号被单片机采集再进行精确度极高的信号编码，最终被转化成为数字信号存进了数据存储器后再通过特殊的算法对气体浓度进行识别，与提前设置好的最大报警值相比较并在LED显示屏上显示出浓度的数值，如果超出最大值就会发出光和声两种警报。基本原理图如图2-1。

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