AT89C51单片机酒精浓度测试仪设计+电路图+程序(2)

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一般酒精传感器检测待测气体继而转换成输出电压信号，控制、信号采集处理、声光报警电路、信号采集处理、显示、键盘等都是基于以单片机为核心。测试仪展开检测的基本步骤：第一步是单片机将采集到的传感器响应信号进行转换并保存在数据储存器里，第二步是识别气体浓度，将分析的值与设定值进行对比，当超出设定值时报警，结果在LED屏幕上显示。本系统测试仪的原理框图如图1.1所示。

单片机与LCD、键盘及声音报警电路的电路连接

3 元器件选择

3.1 89C51单片机

掌握 MCS-51 单片机应准备以下方面：

（1）应首先了解 MCS-51 的引脚。

（2）熟悉并牢记各引脚的功能。MCS-51 系列中各种型号芯片的引脚是互相兼容的。制作工艺为 HMOS 的 MCS-51 的单片机都采用 40 只引脚的双列直插封装方式，如图3-1 所示：

AT89C51 芯片管脚图源-自/751+,论^文'网]www.751com.cn

40 只引脚按其功能来分，可分为如下 3 类：

第一类时钟及电源引脚：XTAL1、XTAL2、Vic、Vss。通常情况下需要把单片机的引脚接入的工作电源Vcc 为5V ，Vss 则接地。

第二类控制引脚： PSEN 、ALE、 EA 、RESET（RST）。这些引脚提供具有控制作用的信号，它们中一些具有复用功能。

① RST/VPD 引脚：RESET（RST）是复位信号和备用电源线引脚，保证单片机复位后正常进行。

② ALE/ PROG 引脚：ALE 引脚为地址锁存允许信号，在单片机通电正常工作后，ALE 引脚即会连续产生正脉冲信号。我们此刻需要注意的是当单片机访问外部存储器时，ALE 就会跳过一个脉冲。尽管不访问外部锁存器，ALE 端仍可以输出正脉冲信号，该信号可识别单片机工作与否和当作一个时钟向外输出，其频率理论上为时钟振荡器频率的 1/6。 PROG 为该引脚的第二功能。在对片内 EPROM 型芯片编程校验写入时，此引脚作为编程脉冲输入端。

③ PSEN 引脚：为片外ROM选通线。单片机可以自行在该引脚线产生负脉冲信号。

④ EA /VPP 引脚： EA 功能为片内程序存储器选择控制端。当 EA 引脚为高电平且程序地址小于4KB 时，单片机访问片内程序存储器，如果 PC 值超过 0FFFH 时即超出片内程序存储器的 4KB 地址执行外部程序存储器指令。在EA 引脚为低电平的情况下，单片机只有访问外部程序存储器指令这一种选择，是否有内部程序存储器不做考虑。

第三类I/O 口引脚：P0、P1、P2、P3，为四个 8 位 I/O 口的外部引脚。P0 口为双向8 位 I/O 接口，P1 、P2 、P3 都是 8 位准双向的 I/O 口，每个引脚可以驱动四个TTL负载。

3.2 MQ3传感器

此次论文中系统直接测量呼出气体酒精浓度，然后再通过转换成血液中的酒精含量浓度，所以才选择采用气敏传感器。考虑到现实生活中周围环境中的气体成分有可能影响传感器测量的精确性，因此对其他气体不敏感是选择传感器的重要因素之一，基于这方面考虑选用MQ3型气敏传感器是最明智的选择。传感器的显著优点是高灵敏度、优秀的选择性、使用周期长和相当可靠的稳定性。传感器的标准回路包括两部分。一部分为加热回路，另一部分为信号输出回路，这两部分回路可以明显的反映出传感器表面电阻值的变化。传感器的表面的电阻值RS变化与其串联的电阻RL上的有效电压信号VRL输出面有关系。负载电阻RL范围调整区间为0．5-200K,多数情况下加热电压Uh是5v。由上所述需要传感器输出电压保持在0-5V。MQ3型气敏传感器的相关理论关系图如图所示。通常会在测量前需将传感器预热5分钟，目的是为了使测量的精度达到最高，误差最小，即需要找到某个合适的温度。