如何使用51單片機設(shè)計一個酒精濃度測試系統(tǒng)的詳細資料說明

　　早在人類文明曙光初露之時，各大文明古國的酒文化就已萌芽。數(shù)千年來，酒作為影響最廣的一種飲品，與眾多歷史事件糾纏，也在各國各時期的文藝作品中經(jīng)常出現(xiàn)。過度飲酒已經(jīng)造成了軀體或者精神的損害，并會帶來不良的社會后果，如果飲酒時間和量達到一定的程度，飲酒者會無法控制自己的行為。適當(dāng)飲酒，可以使人心情愉悅、保持活力。如果過度飲酒，那則會毀壞自己的身體?，F(xiàn)在人均擁有私家車的比例越來越高，汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代人不可缺少的交通工具。但是，伴隨而來的是各種各樣的交通事故，尤其是酒駕，給自己和別人的生命財產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的威脅，也同樣給家人帶來了痛苦。所以說在家中備一個酒精檢測儀，在每次駕車之前測試一下，這是對家庭對社會對他人負責(zé)的體現(xiàn)。亦或者企業(yè)杜宇酒精泄露的檢測、監(jiān)控。這對保護員工、居民的人生安全是必不可少的。所以，酒精濃度檢測儀擁有極大的市場前景和需求。

　　在這個信息技術(shù)急速發(fā)展的20世紀(jì)，傳感技術(shù)漸漸完善，并且在人們的生活中有著完美的體現(xiàn)。正因為傳感器在眾多領(lǐng)域中都有著不可或缺的作用，所以，高準(zhǔn)確率，高穩(wěn)定性，小型化，低能耗和智能數(shù)字化成了它轉(zhuǎn)變的趨勢，警察經(jīng)常使用一種便于攜帶的酒精測試儀，它通過駕駛員呼出的氣體從而來確定駕駛員是否飲酒，更甚者能依據(jù)體溫、呼吸頻率等眾多情況，當(dāng)場作出駕駛員喝酒后身體里的酒精含量。因此可見，高準(zhǔn)確度、高穩(wěn)定性、小型化以及低能耗的酒精濃度測試儀是今后發(fā)展的必然趨勢。迄今為止，共有五種類型可以對氣體中酒精含量進行檢測，分別是燃料電池型、半導(dǎo)體型、紅外線型、氣體色譜分析型和比色型，但是為了使用方便所以目前使用的只有燃料電池型和半導(dǎo)體型。

　　當(dāng)今世界最為廣泛研究的環(huán)保型能源就是燃料電池，它可以把可燃氣體轉(zhuǎn)化為電能卻不產(chǎn)生污染。燃料電池的一個分支就是就是酒精傳感器。以白金為電極的燃料電池酒精傳感器，在滿是特種催化劑的燃燒室內(nèi)，可以使進入燃燒室的酒精充分燃燒使之成為電能，換句話說就是產(chǎn)生電壓在兩個電極上，在外接負載上消耗電能。這個電壓正比于計入燃燒室的氣體的酒精濃度。相比于半導(dǎo)體，此種酒精測試儀具備了穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確率高、抗干擾能力好的優(yōu)點。但是此種傳感器的結(jié)構(gòu)要求非常精確，因此制造難度比較大，此前只有美國、英國、德國此類少數(shù)幾個國家能夠產(chǎn)出，再加上材料成本就高，結(jié)果此種測試儀價格非常昂貴。

　　本文設(shè)計的測試儀是用起敏傳感器的，屬于半導(dǎo)體，此傳感器在根本上是一個可起變電阻，在兩端加上一個固定的電壓，在阻值進行線性變化時說明所處環(huán)境的酒精濃度升高，繼而可以把酒精濃度變?yōu)殡妷?。此檢測儀以C51單片機和氣敏傳感器為核心，并且具有聲光報警以及LCD顯示功能。根據(jù)不同環(huán)境下檢測，可以改變不同的閾值，超過了而定閾值便可以聲光報警，提醒有危害。采用C語言來實現(xiàn)其軟件功能。本設(shè)計只要包括以下內(nèi)容：

　　（1）主控芯片的選擇；在此設(shè)計中選擇了C51系列單片機，熟悉C51系列芯片怎樣控制外圍硬件電路。

　?。?）酒精濃度檢測模塊的設(shè)計；用酒精傳感器來檢測酒精濃度，充分理解該傳感器器的工作原理，制作數(shù)據(jù)采集模塊來協(xié)同完成數(shù)據(jù)的采集。

　?。?）A/D轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計；轉(zhuǎn)換器的選擇，把采集的酒精濃度的模擬信號進行轉(zhuǎn)換之后發(fā)送到單片機來進行存儲、處理。

　?。?）鍵盤模塊的設(shè)計；使用鍵盤來設(shè)立酒精濃度的閾值在不同的環(huán)境里面。

　?。?）聲光報警模塊的設(shè)計；超過設(shè)定的閾值直觀地給予警示。

　?。?）液晶顯示模塊的設(shè)計；準(zhǔn)確顯示出檢測到的數(shù)據(jù)。

　?。?）各個硬件模塊電路銜接。

　?。?）PCB的布板、元件焊接及功能調(diào)試。

　　2.1 工作原理

　　酒精濃度檢測儀可以測試在不同地方的酒精濃度，而且可以顯示出當(dāng)時檢測出來的結(jié)果。我設(shè)計的這個檢測儀除了有這個功能之外，還可以隨意調(diào)整酒精濃度的閾值，用來區(qū)別不同情況下酒精濃度的安全限額，并且伴有聲光告警功能。一般由酒精傳感器、單片機、LCD顯示、鍵盤模塊以及聲光報警部分組成器。酒精傳感器在完成數(shù)據(jù)采集的同時把測試出來的數(shù)值轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后，把得到的數(shù)字信號傳送給單片機，對于輸入信號來進行分析模擬，接下來吧最終的數(shù)據(jù)經(jīng)過顯示器顯示出來。而且同一時間和鍵盤設(shè)定的酒精閾值來對比，一旦所處地方的酒精濃度超過界限，那么單片機會發(fā)出聲音或者LED閃爍來提示，以提示危害。

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