目录1 引言 ......................... 错误！未定义书签。

1.1课题的背景和意义......... 错误！未定义书签。

1.2本论文主要工作 (1)2 总体设计方案 (2)2.1酒后驾车测试仪整体结构设计 (2)2.2硬件设计及功能概述 (2)2.3硬件电路设计 (3)2.4各功能模块的设计 (4)2.4.1 单片机的选择 (4)2.4.2 ADC的选择 (5)2.4.3 气体传感器的选择 (7)2.4.4 键盘、报警及显示电路 (11)2.5 软件部分设计............. 错误！未定义书签。

2.5.1 主程序设计流程图.... 错误！未定义书签。

2.5.2 INT0输入捕获中断流程图错误！未定义书签。

2.5.3 1602LCD初始化流程图.错误！未定义书签。

3 总结与展望 ................... 错误！未定义书签。

参考文献 ....................... 错误！未定义书签。

附图：酒精测试仪总电路图 .. (18)1 引言1.1课题的背景和意义近年来，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，而酒后驾车造成的交通事故也频频发生。

酒后驾车引起的交通事故是由于司机的过量饮酒造成人体内酒精浓度过高，麻痹神经，造成大脑反应迟缓，肢体不受控制等症状。

少量饮酒并不会有上述症状，即人体内酒精浓度比较低时，而人体内酒精超过某一个值时就会引起危险。

为此，需要设计一智能仪器能够监测驾驶员体内酒精含量。

目前全世界绝大多数国家都采用呼气酒精测试仪对驾驶人员进行现场检测，以确定被测量者体内酒精含量的多少，以确保驾驶员的生命财产安全。

此外，空气酒精浓度监测仪还能监测某一特定环境的酒精浓度如酒精生产车间可避免发生起火、爆炸及工业场地酒精中毒等恶性事故，确保环境安全。

1.2本论文主要工作本课题研究的是一种以气敏传感器和单片机为主，监测空气酒精浓度，并具有声光报警功能及LCD显示功能的空气酒精浓度监测仪。

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光报警．来提示危害。

采用汇编语言来实现其软件功能。

该仪器硬件电路设计简单、软件功能完善、灵敏度高、工作性能好，并且具有尺寸小、方便携带的优点。

此外，低功耗、低成本的特点可以使其吸引更多的市场目光。

2 总体设计方案2.1酒后驾车测试仪整体结构设计（1）数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LCD 显示以及键盘响应电路，无需要其他计算机，用户就可以与之进行交互工作，完成数据的采集、存储、计算、分析等过程。

（2）系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。

（3）从便携式的角度出发，系统成功使用了大屏幕液晶显示器以及小键盘。

由单片机系统控制键盘和LCD 显示来实现人机交互操作，界面友好。

（4）软件系统采用汇编语言编写，在兼顾实时性处理的同时也能很方便地进行数据处理。

2.2硬件设计及功能概述本文设计的酒后驾车测试仪主要是以酒精传感器和单片机为平台设计而成的，其硬件系统功能框图如图一所示。

图一硬件系统功能框图酒精浓度检测仪主要是用来检测酒精浓度的，它主要由酒精传感器、模数转换器、单片机、LCD 显示、键盘以及声音报警构成。

酒精传感器将检测到的酒精浓度转化为电信号，然后将电信号传送给模数转换器，经过模数转换器转换后，把转换后得到的数字信号传给单片机，单片机对所输入的数字信号进行分析处理，最后将分析处理的结果通过显示器显示出来。

由于不同的环境对酒精浓度的要求也不一样，所以，可以通过键盘来设定不同环境中酒精浓度的不同阀值。

如果所检测到的空气中的酒精浓度超过了所设定的阀值，那么单片机将会控制蜂鸣器发出声音报警，用来提示危害。

2.3硬件电路设计依据硬件系统功能框图设计出系统硬件的整体电路图如附录图所示。

其中图二是单片机与LCD、键盘以及声音报警电路的电路连接图。

图二单片机与LCD、键盘及声音报警电路的电路连接图2.4各功能模块的设计2.4.1 单片机的选择AT89S52 是低功耗、高性能、采用CMOS 工艺的8 位单片机，其片内具有8KB 的可在线编程的Flash 存储器。

该单片机采用了ATMEL 公司的高密度、非易失性存储器技术，与工业标准型80C51 单片机的指令系统和引脚完全兼容；片内的Flash 存储器可在线重新编程，或者使用通用的非易失性存储器编程；通用的8 位CPU 与在线可编程Flash 集成在一块芯片上，从而使AT89S52 功能更加完善，应用更加灵活；具有较高的性能价格比，使其在嵌入式控制系统中有着广泛的应用前景。

AT89S52 芯片引脚如图三所示：图三AT89S52 芯片引脚图2.4.2 ADC的选择模数转换电路的功能是将连续变化的模拟量转换为离散的数字量，是架起模拟系统跟数字系统之间连接的桥梁。

对于本系统而言，就是用于快速、高精度地对输入的酒精浓度信号进行采样编码，将其转换成单片机所能够处理的数字量。

模数转换电路是本系统的关键部分，其性能的好坏直接影响整个系统的质量。

根据A/D 转换器的工作原理可将A/D 转换器分成两大类：一类是直接型A/D 转换器；另一类是间接型A/D 转换器。

在直接型A/D 转换器中，输入的模拟电压被直接转换成数字代码，不经任何中间变量。

在间接型A/D 转换器中，首先把输入的模拟电压转换成某种中间变量（时间、频率、脉冲宽度等等），然后再把这个中间变量转换为数字代码输出。

ADC0804芯片介绍图四 ADC0804规格及引脚分配图本电路采用的A/D芯片为ADC0804，它是CMOS 8位单通道逐次渐近型的模/数转换器，其规格及引脚图如图3所示，根据手册我们可以得到各个引脚的大致功能如下：/CS：芯片片选信号，低电平有效，即/CS=0,该芯片才能正常工作，在外接多个ADC0804芯片时，该信号可以作为选择地址使用，通过不同的地址信号使能不同的ADC0804芯片，从而可以实现多个ADC通道的分时复用。

/WR:启动ADC0804进行ADC采样，该信号低电平有效，即/WR信号由高电平变成低电平时，触发一次ADC转换。

/RD:低电平有效，即/RD=0时，可以通过数据端口DB0～DB7读出本次的采样结果。

UIN（+）和UIN（-）：模拟电压输入端，模拟电压输入接UIN （+）端，UIN（-）端接地。

双边输入时UIN（+）、UIN（-）分别接模拟电压信号的正端和负端。

当输入的模拟电压信号存在“零点漂移电压”时，可在UIN（-）接一等值的零点补偿电压，变换时将自动从UIN （+）中减去这一电压。

VREF/2：参考电压接入引脚，该引脚可外接电压也可悬空，若外界电压，则ADC的参考电压为该外界电压的两倍，如不外接，则Vref 与Vcc共用电源电压，此时ADC的参考电压即为电源电压Vcc的值。

CLKR和CLKIN：外接RC电路产生模数转换器所需的时钟信号，时钟频率CLK = 1/1.1RC，一般要求频率范围100KHz～1.28MHz。

AGND和DGND：分别接模拟地和数字地。

/INT:中断请求信号输出引脚，该引脚低电平有效，当一次A/D转换完成后，将引起/INT=0，实际应用时，该引脚应与微处理器的外部中断输入引脚相连（如51单片机的INT0,INT1脚），当产生/INT信号有效时，还需等待/RD=0才能正确读出A/D转换结果，若ADC0804单独使用，则可以将/INT引脚悬空。

DB0~DB7：输出A/D转换后的8位二进制结果。

AD0804外围电路设计如图五所示：图五 ADC0804外围电路2.4.3 气体传感器的选择气体传感器是气体检测系统的核心，通常安装在探测头内。

从本质上讲，气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。

探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理、样品抽吸，甚至对样品进行化学处理，以便化学传感器进行更快速地测量。

在选择传感器的时候，一定要考虑到稳定性、灵敏度、选择性和抗腐蚀性，本系统选择MQ3 型酒精传感器。

MQ3 酒精传感器是气敏传感器，其具有很高的灵敏度、良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。

MQ3型气敏传感器由微型Al2O3、陶瓷管和SnO2敏感层、测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或者不锈钢的腔体内，加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。

传感器的标准回路有两部分组成：其一为加热回路；其二为信号输出回路，它可以准确反映传感器表面电阻的变化。

传感器表面电阻RS的变化，是通过与其串联的负载电阻RL 上的有效电压信号VRL出面获得的。

二者之间的关系表述为：RS/RL =(VC－VRL)/VRL，其中VC为回路电压，10V。

负载电阻RL可调为0.5～200K，加热电压Uh 为5V。

上述这些参数使得传感器输出电压为0～5V。

MQ3 型气敏传感器的结构和外形如图六所示，标准回路如图七所示，传感器阻值变化率与酒精浓度、外界温度的关系如图八所示。

为了使测量的精度达到最高，误差最小，需要找到合适的温度，一般在测量前需要将传感器预热5 分钟。

图六 MQ3的结构和外形图七 MQ3标准回路图八传感器阻值变化率与酒精浓度、外界温度之间的关系为了更好地使用酒精传感器MQ3，现将MQ3 的标准工作条件和环境条件进行介绍，如表一和表二所示。

表一标准工作条件表二酒精传感器MQ3 的环境条件2.4.4 键盘、报警及显示电路键盘、报警（图九-1）及显示电路（图九-2）如图九所示：图九-1 键盘、报警电路图九-2 显示电路2.5 软件部分设计2.5.1 主程序设计流程图如图十所示：YNNY图十 主程序设计流程图开始 初始化、中断读取开关信号设置阈值按键？读取AD 转换结果LCD 显示是否大于阈值报警2.5.2 INT0输入捕获中断流程图如图十一所示：中断子程序开中断读中断标志位读AD转换结果关中断返回图十一 INT0输入捕获中断流程图2.5.3 1602LCD初始化流程图如图十二所示：图十二 1602LCD初始化流程图3 总结与展望本文设计了基于单片机的酒精浓度检测仪，设计过程包括了硬件电路设计和软件程序的编写两部分。

硬件电路部分结构简单、使用方便、适合大众化使用。

软件部分采用模块化设计思想，各个子程序的功能相对独立，便于调试和修改。

通过软、硬件联合调试，实验结果满足设计基本要求，达到设计指标。

应用单片机编写不同的程序嵌入各种仪器中便形成不同功能的智能仪器。

作为广泛应用于工程中的智能仪器将有更大的运用空间。

空气酒精浓度监测仪将越来越深入的运用到普通人民的生活中。

参考文献[1]王幸之.AT89 系列单片机原理与接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.[2]郑学坚，周斌.微型计算机原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2006.[3]纪宗南.单片机外围器件使用手册—输入通道器件分册[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.[4]郑义,陈俊.用AT89C52 和TLC1543 实现数据采集系统[J].电子世界,2004，(12):24-25.附图：酒精测试仪总电路图。