论文总字数：12622字

摘 要

：近年来，随着我国经济的高速发展，人民的生活水平迅速提高，越来越多的人有了自己的私家车，而酒后驾驶造成的交通事故也频频发生。酒后驾驶引发的交通事故是由于司机的过量饮酒导致体内酒精浓度过高，神经麻痹，大脑反应迟缓，肢体不受控制等症状而造成的。为此，需要设计一款便携式酒精测量仪来监测驾驶员体内酒精含量，以确保驾驶员的生命财产安全。

本设计研究的是一种以气敏传感器和单片机为主，监测空气环境酒精浓度，并具有声音报警功能及数码管显示功能的空气环境酒精浓度测量仪。其可监测出空气环境中酒精浓度值，并根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行声音报警，来提示危害。

关键词：便携式酒精测量仪，气敏传感器，单片机

Abstract：In recent years, with the rapid development of economy in our country, the people"s living standards increasing quickly, more and more people have their own private cars, and frequent traffic accidents caused by drunk driving. Drunk driving cause traffic accident was caused by the driver"s high alcohol concentration in the body caused by excessive drinking, nerve paralysis, brain slow response, the symptom such as uncontrolled body. Alcohol for this, we need to design a portable measuring instrument to monitor driver"s alcohol content in the body, to ensure that the driver"s life and property safety.

This design research is a kind of gas sensor and MCU is given priority to, alcohol concentration monitoring air environment, and has the function of voice alarm and digital tube display of alcohol concentration measuring instrument air environment. It can detect the alcohol density in air environment, and according to the different environment set different threshold, the voice alarm, more than the threshold to prompt the hazards.

Keywords: Portable measuring instrument, alcohol gas sensor, microcontroller

目 录

1 绪论 4

2 便携式酒精测试仪总体设计方案 4

2.1 便携式酒精检测仪设计要求分析 4

2.2 便携式酒精测量仪设计方案 4

3 硬件设计 5

3.1 传感器的选择 5

3.2 A/D转换电路 7

3.3 STC89C52单片机系统 10

3.4 数码管显示电路 14

3.5 键盘电路 15

3.6 声光报警电路 16

4 软件设计 17

4.1 软件介绍 17

4.2 主程序流程图 17

5 测试结果与实物 18

结 论 19

参 考 文 献 20

致 谢 21

附图 22

附程序 22

1 绪论

当今中国，汽车已经进入到千家万户，驾车就会引发交通事故，这是毋庸置疑的，但若要是醉酒之后开车而引发交通事故却是种不负责任的表现，会受到舆论的谴责和法律的严惩。为此公安交通部门要加大查处力度，严格排查酒驾，发现一起查处一起，为社会的道路交通安全筑起一道钢铁长城。这背后也需要科技的支撑，交警需要用先进的仪器，快速准确的对酒驾人员做出检测，以便判断是否酒后驾驶。本设计研究的就是一款测量酒精浓度的便携式小仪器，它主要用到单片机、A/D转换器和识别酒精气体的气敏传感器。工作原理大体是这样：气敏传感器在空气中捕捉到酒精分子后会将信号传给A/D转换器，A/D转换器动作，将物理信号转成电信号，电信号被送至仪器的“大脑”（单片机），单片机会根据电信号和阈值的比较作出判断分析，最后控制其它器件的工作。本设计在实际生活中相当实用，于人于己都有利，是款值得推广的智能小仪器。

2 便携式酒精测试仪总体设计方案

2.1 便携式酒精检测仪设计要求分析

此便携式酒精测试仪应包含以下特征：

（1）单片机是此系统的大脑核心，外面附带电路包括按键电路和数码管电路，这样就可以实现人控制机器的功能，实现数据信息的收集、计算、分析、保存等过程；

（2）该设计具有能耗低 ，体积小，高性能等特点；

（3）该设计容易操作，且测量精确；

（4）软件系统采用C语言，可以实时快捷地进行数据处理。

2.2 便携式酒精测量仪设计方案

便携式测量仪的硬件电路主要由单片机，A/D转换器，酒精传感器。用C语言编程软件。

酒精传感器在空气中捕捉酒精气体分子，然后浓度信号转换成电信号，经放大、模数转换送至单片机处理，最后在LED数码管中显示出来。在键盘上输入阈值，比较测试值和预定阈值，若测试值大于预定阈值蜂鸣器报警。

酒精传感器和单片机是本文设计的核心部分，便携式酒精测量仪基本工作原理框图如图2-1所示。

气敏

传感器

A/D转换电路

单片机

声光报警电路

数码管

键盘

图2-1 基本工作原理图

3 硬件设计

3.1 传感器的选择

本设计是测量呼气中酒精的含量，所以选用气敏传感器。考虑到空气中的成分可能影响测量的精度，只需要传感器敏感于乙醇，而对别的不反应，所以本设计用MQ3。它高度灵敏、选择准确、稳定、用的时间长。MQ3是由陶瓷管，小型敏感外层，加热器件和测量用的电极构造成的，这些小件被安装在铁质或塑料器皿内，加热器件提供正常工作温度。传感器标准回路包括两部分，其一是加热回路，其二是信号输出回路，其可以准确的反映出传感器表面电阻值的变化。RS与RL串联，VRL控制RS的变化，其中RS为表面电阻，RL为负载电阻，VRL为有效电压信号。负载电阻RL可调范围为0．5-200K。加热电压Uh为5v。传感器的输出电压是0-5V。为了得到精度高、误差小的测量结果，温度要合适，做法是提前5min加热传感器。

图3-1 MQ3结构图

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