摘 要： 從酒駕檢測到工廠企業(yè)、居民家庭，酒精測試儀的檢測應(yīng)用越來越多，因此酒精檢測儀具有十分廣闊的市場和潛在的市場需求。為此，本文介紹基于單片機的酒精測試儀的設(shè)計方法。

關(guān)鍵詞： 單片機 酒精測試儀 ADC0809

1.引言

目前，全國各地都加強查處酒后駕駛的力度，以減少由酒后駕駛造成的交通事故。從工廠企業(yè)到居民家庭，對酒精泄露的檢測應(yīng)用也越來越多。酒精測試儀器的精度和成本影響酒精測試儀的推廣應(yīng)用。本文介紹了一種用于公共場所的、具有檢測和報警功能的酒精測試儀的設(shè)計，包括：AT89C51單片機、MQ-3酒精傳感器、LED顯示電路和ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用，以及酒精測試儀硬件電路設(shè)計方法。

2.系統(tǒng)組成

酒精測試儀器的系統(tǒng)組成包括：AT89C51單片機、A/D轉(zhuǎn)換模塊、MQ-3酒精傳感器等。單片機系統(tǒng)將酒精傳感器輸出的4～20mA的標準信號，通過以AD0809為核心的A/D轉(zhuǎn)換電路調(diào)制后，經(jīng)由單片機進行數(shù)據(jù)處理，最后由LED顯示酒精濃度值。當(dāng)檢測值超出規(guī)定的酒精濃度時，二極管報警電路提醒監(jiān)測人員。同時，操作人員對于具體報警點的上限值可以通過單片機編程進行設(shè)置。

3.系統(tǒng)設(shè)計

3.1AT89C51單片機

AT89C51是一種低功耗、高性能的單片機。它片內(nèi)含有4KB存儲器、8位微控制器，與80C51引腳和指令系統(tǒng)完全兼容，使用高密度，采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，可以與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳兼容。

3.2MQ-3酒精傳感器

MQ-3氣體傳感器使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在酒精蒸氣時，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中酒精氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。MQ-3氣體傳感器對酒精的靈敏度高，可以抵抗汽油、煙霧、水蒸氣的干擾。這種傳感器可檢測多種濃度酒精氣氛，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。

MQ-3外接+5V電壓時，可將電阻絲加熱。電路將MQ-3的阻值變化轉(zhuǎn)換成輸出電壓的變化，從而可以通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號供單片機處理。在酒精濃度為0時，其輸出電壓為3V（如圖1）。

3.3LED顯示電路

LED顯示器內(nèi)部由7段發(fā)光二極管組成，主要用于顯示各種數(shù)字符號，所以稱之為LED數(shù)碼管。每個顯示器還有一個圓點型發(fā)光二極管，根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，LED顯示器可分為共陰極與共陽極兩種LED顯示器。

3.4ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器

ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的功能是將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)字量，是架在模擬系統(tǒng)跟數(shù)字系統(tǒng)之間的橋梁。對于本系統(tǒng)而言，就是用于快速、高精度地對輸入的酒精濃度信號進行采樣編碼，將其轉(zhuǎn)換成單片機能夠處理的數(shù)字量。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路是本系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其性能直接影響整個系統(tǒng)質(zhì)量。

3.5酒精測試儀硬件電路設(shè)計

酒精測試儀主要是以酒精傳感器和單片機為平臺設(shè)計而成的，其硬件系統(tǒng)框圖如圖2。

酒精傳感器將檢測到的酒精濃度轉(zhuǎn)化為電信號，然后將電信號傳送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，把轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號傳給單片機，單片機對輸入的數(shù)字信號進行分析處理，最后將分析處理的結(jié)果通過顯示器顯示出來。由于不同的環(huán)境對酒精濃度的要求不一樣，所以，可以通過鍵盤設(shè)定不同環(huán)境中酒精濃度的不同閾值。如果檢測到的空氣中的酒精濃度超過了設(shè)定的閾值，那么單片機將會控制蜂鳴器發(fā)出聲音報警，用來提示危險。

4.結(jié)語

從酒駕檢測到工廠企業(yè)、居民家庭，對酒精的檢測應(yīng)用越來越多。氣體傳感器向低功耗、多功能、集成化方向發(fā)展，其成本越來越低，因此，酒精檢測儀的設(shè)計、制造成本不斷下降。本文介紹了酒精檢測儀的設(shè)計方法，簡單可行，制作出的酒精檢測儀結(jié)構(gòu)簡單、成本低、穩(wěn)定性好，適合大面積推廣使用。

參考文獻：

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