可燃气体报警器的设计

1、毕业论文可燃气体报警器的设计罗鹏飞吉林工业职业技术学院2013年5月吉林工业职业技术学院毕业论文毕业论文可燃气体报警器学 生 姓 名： 罗鹏飞 专 业 班 级： 自动化3102 指 导 教 师： 刘 南 完 成 日 期： 2013年4月30日 吉林工业职业技术学院Jilin Vocational College of Industry and Technology摘 要本设计简单、方便、成本低，采用的是比较优化的电路设计方案；以单片机STC89C51为核心检测酒精浓度, 利用简易的气敏传感器进行呼出气体信号采集，通过单片机对采集来的信号进行处理后，以显示人体血液中酒精浓度值。该设计操作方便、性

2、能良好，比较符合相关部门进行安检的需要。本文还详细的给出了相关的硬件框图和软件流程图，并编制了该汇编语言程序。关键词：单片机；气体传感器；酒精测试仪 I目 录摘 要I目 录II第一章 绪 论11.1 主要特性11.2 主要原理及分类2第二章 设计方案52.1 课题背景52.2 课题意义52.3 酒精浓度检测仪设计要求分析52.4 酒精浓度检测仪设计方案6第三章 硬件设计73.1 传感器的选择73.1.1 MQ-3 型气敏传感器技术指标83.1.2 MQ-3型气敏传感器的输出特性93.2 系统功能93.3 模块设计103.3.1 处理模块103.3.2 显示模块113.3.3 键盘模块123.3

3、.4 A/D 转换模块133.3.5 声音报警模块153.3.6 电源模块16第四章 软件设计174.1 主程序流程概述174.2 键盘扫面子程序184.3 A/D转换与比较子程序流程图19结 论21参考文献22参考程序23致 谢30II第1章 绪 论 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的测量。气体的采样方法直接影响传感器的响应时间。目前，气体的采样方式主要是通过简

4、单扩散法，或是将气体吸入检测器。 1.1 主要特性 （1）稳定性 稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性，取决于零点漂移和区间漂移。零点漂移是指在没有目标气体时，整个工作时间内传感器输出响应的变化。区间漂移是指传感器连续置于目标气体中的输出响应变化，表现为传感器输出信号在工作时间内的降低。理 ,k想情况下，一个传感器在连续工作条件下，每年零点漂移小于10%。 （2）灵敏度 灵敏度是指传感器输出变化量与被测输入变化量之比，主要依赖于传感器结构所使用的技术。大多数气体传感器的设计原理都采用生物化学、电化学、物理和光学。首先要考虑的是选择一种敏感技术，它对目标气体的阀限制(TLV-thre

5、sh-old limit value)或最低爆炸限(LEL-lower explosive limit)的百分比的检测要有足够的灵敏性。（3）选择性 选择性也被称为交叉灵敏度。可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应来确定。这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器响应。这种特性在追踪多种气体的应用中是非常重要的，因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性，理想传感器应具有高灵敏度和高选择性。 （4）抗腐蚀性 抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标气体中的能力。在气体大量泄漏时，探头应能够承受期望气体体积分数1020倍。在返回正常工作条件下，传感器漂移和零点校正值应尽可能小。 气

6、体传感器的基本特征，即灵敏度、选择性以及稳定性等，主要通过材料的选择来确定。选择适当的材料和开发新材料，使气体传感器的敏感特性达到最优。 1.2 主要原理及分类通常以气敏特性来分类，主要可分为：半导体型气体传感器、电化学型气体传感器、固体电解质气体传感器、接触燃烧式气体传感器、光化学型气体传感器、高分子气体传感器 （1）半导体气体传感器半导体气体传感器是采用金属氧化物或金属半导体氧化物材料做成的元件，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起以载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化。这些都是由材料的半导体性质决定的。 电阻式半导体气体传感器主要是指半导体金属氧化物陶瓷气体传感器，是一种

7、用金属氧化物薄膜(例如：Sn02，ZnO Fe203，Ti02等)制成的阻抗器件，其电阻随着气体含量不同而变化。气味分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器传导率的变化。为了消除气味分子还必须发生一次氧化反应。传感器内的加热器有助于氧化反应进程。它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。不足之处是必须工作于高温下、对气味或气体的选择性差、元件参数分散、稳定性不够理想、功率要求高.当探测气体中混有硫化物时，容易中毒。 非电阻式半导体气体传感器是MOS二极管式和结型二极管式以及场效应管式(MOSFET)半导体气体传感器。其电流或电压随着气体含量而变化，主要

8、检测氢和硅烧气等可燃性气体。其中，MOSFET气体传感器工作原理是挥发性有机化合物(VOC)与催化金属(如钮)接触发生反应，反应产物扩散到MOSFET的栅极，改变了器件的性能。通过分析器件性能的变化而识别VOC。通过改变催化金属的种类和膜厚可优化灵敏度和选择性，并可改变工作温度。MOSFET气体传感器灵敏度高，但制作工艺比较复杂，成本高。 （2）电化学型气体传感器电化学型气体传感器可分为原电池式、可控电位电解式、电量式和离子电极式四种类型。原电池式气体传感器通过检测电流来检测气体的体积分数，市售的检测缺氧的仪器几乎都配有这种传感器，近年来，又开发了检测酸性气体和毒性气体的原电池式传感器。可控电

9、位电解式传感器是通过测量电解时流过的电流来检测气体的体积分数，和原电池式不同的是，需要由外界施加特定电压，除了能检测CO，NO，N02，02，S02等气体外，还能检测血液中的氧体积分数。电量式气体传感器是通过被测气体与电解质反应产生的电流来检测气体的体积分数。离子电极式气体传感器出现得较早，通过测量离子极化电流来检测气体的体积分数已电化学式气体传感器主要的优点是检测气体的灵敏度高、选择性好。 （3）固体电解质气体传感器 固体电解质气体传感器是一种以离子导体为电解质的化学电池。20世纪70年代开始，固体电解质气体传感器由于电导率高、灵敏度和选择性好，获得了迅速的发展，现在几乎应用于环保、节能、矿

10、业、汽车工业等各个领域，其产量大、应用广，仅次于金属氧化物半导体气体传感器。 （4）接触燃烧式气体传感器接触燃烧式气体传感器可分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式，其工作原理是气敏材料(如Pt电热丝等)在通电状态下，可燃性气体氧化燃烧或者在催化剂作用下氧化燃烧，电热丝由于燃烧而生温，从而使其电阻值发生变化。这种传感器对不燃烧气体不敏感，例如在铅丝上涂敷活性催化剂Rh和Pd等制成的传感器，具有广谱特性，即能检测各种可燃气体。这种传感器有时称之为热导性传感器，普遍适用于石油化工厂、造船厂、矿井隧道和浴室厨房的可燃性气体的监测和报警。该传感器在环境温度下非常稳定，并能对处于爆炸下限的绝大多数可燃性气体

11、进行检测。 （5）光学式气体传感器 光学式气体传感器包括红外吸收型、光谱吸收型、荧光型、光纤化学材料型等，主要以红外吸收型气体分析仪为主，由于不同气体的红外吸收峰不同，通过测量和分析红外吸收峰来检测气体。目前的最新动向是研制开发了流体切换式、流程直接测定式和傅里叶变换式在线红外分析仪。该传感器具有高抗振能力和抗污染能力，与计算机相结合，能连续测试分析气体，具有自动校正、自动运行的功能。光学式气体传感器还包括化学发光式、光纤荧光式和光纤波导式，其主要优点是灵敏度高、可靠性好。光纤气敏传感器的主要部分是两端涂有活性物质的玻璃光纤。活性物质中含有固定在有机聚合物基质上的荧光染料，当VOC与荧光染料发

12、生作用时，染料极性发生变化，使其荧光发射光谱发生位移。用光脉冲照射传感器时，荧光染料会发射不同频率的光，检测荧光染料发射的光，可识别VOC。 （6）高分子气体传感器 近年来，国外在高分子气敏材料的研究和开发上有了很大的进展，高分子气敏材料由于具有易操作性、工艺简单、常温选择性好、价格低廉、易与微结构传感器和声表面波器件相结合等特点，在毒性气体和食品鲜度等方面的检测具有重要作用。高分子气体传感器根据气敏特性主要可分为下列几种： 高分子电阻式气体传感器该类传感器是通过测量高分子气敏材料的电阻来测量气体的体积分数，目前的材料主要有欧菁聚合物、LB膜、聚毗咯等。其主要优点是制作工艺简单、成本低廉。但这

13、种气体传感器要通过电聚合过程来激活，这既耗费时间，又会引起各批次产品之间的性能差异。浓差电池式气体传感器 浓差电池式气体传感器的工作原理是：气敏材料吸收气体时形成浓差电池，测量输出的电动势就可测量气体体积分数，目前主要有聚乙烯醇-磷酸等材料。声表面波(SAW)式气体传感器SAW气体传感器制作在压电材料的衬底上，一端的表面为输入传感器，另一端为输出传感器。两者之间的区域淀积了能吸附VOC的聚合物膜。被吸附的分子增加了传感器的质量，使得声波在材料表面上的传播速度或频率发生变化，通过测量声波的速度或频率来测量气体体积分数。主要气敏材料有聚异丁烯、氟聚多元醇等，用来测量苯乙烯和甲苯等有机蒸汽。其优势在

14、于选择性高、灵敏度高、在很宽的温度范围内稳定、对湿度响应低和良好的可重复性。SAW传感器输出为准数字信号，因此可简便地与微处理器接口。此外，SAW传感器采用半导体平面工艺，易于将敏感器与相配的电子器件结合在一起，实现微型化、集成化，从而降低测量成本。 石英振子式气体传感器 石英振子微秤(QCM)由直径为数微米的石英振动盘和制作在盘两边的电极构成。当振荡信号加在器件上时，器件会在它的特征频率。30MHz)发生共振。振动盘上淀积了有机聚合物，聚合物吸附气体后，使器件质量增加，从而引起石英振子的共振频率降低，通过测定共振频率的变化来识别气体。高分子气体传感器，对特定气体分子的灵敏度高、选择性好，结构

15、简单，可在常温下使用，补充其他气体传感器的不足，发展前景良好。第二章 设计方案2.1 课题背景 近年来，我国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繁发生。近日河北省又上演因酒驾造成的悲惨一幕，17岁妙龄少女被酒驾司机拖行700米身亡，这不得不使我们警醒。据2008年世界卫生组织的事故调查显示，大约5060的交通事故与酒后驾驶有关，酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要原因。我国，每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起；而造成死亡的事故中50以上都与酒后驾车有关，酒后驾车的危害触目惊心，已经成为交通事故的第一大“杀手”，从2011年5月1号起我国实施“醉驾入刑”。因此本课程设计的是

16、一种以气敏传感器和单片机A/D转换器为主，检测驾驶员呼出气体的酒精浓度，并具有声光报警功能的空气酒精浓度监测仪。2.2 课题意义 （1）通过这次课程设计，加深对单片机理论方面的理解。 （2）掌握单片机的内部模块的应用，如定时器/计数器、中断、片内外存储器、I/O口、串行口通讯等。 （3）了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现单片器应用系统打下良好基础。 （4）通过简单课题的设计练习，了解必须提交的各项工程文件，也达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。 （5）希望通过该酒精测试仪可以检测驾驶员呼出气体中酒精含量多少，帮助有关部门用来对饮酒司机的醉酒程

17、度来进行具体的处理，有效减少因酒驾造成的交通事故。也可以用在其他场合检测人体呼出气体的酒精含量，避免人员伤亡和财产的损失。2.3 酒精浓度检测仪设计要求分析设计的酒精浓度测试仪应具有如下特点：（1）数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LED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，系统成功使用了数码管显示器以及小键盘。由单片机系统控制键盘和LED显示来实现人机交互操作，界面友好。（4）软件设计简单易懂。2.4 酒精浓度检测仪设计方案设计时，考虑酒精浓

18、度是由传感器把非电量转换为电量，传感器输出的是0-5伏的电压值且电压值稳定，外部干扰小等。因此，可以直接把传感器输出电压值经过A/D转换器转换得到数据送入单片机进行处理。此外，还需接人LED显示，4*4键盘，报警电路等。其总体框图如图2-1所示。被测环境气敏传感器A/D转换电路单片机声光报警电路LED显示键盘图 2-1 基本工作原理图第三章 硬件设计3.1 传感器的选择本系统直接测量的是呼气中的酒精浓度，再转换为血液中的酒精含量浓度，故采用气敏传感器。考虑到周围空气中的气体成分可能影响传感器测量的准确性，所以传感器只能对酒精气体敏感，对其他气体不敏感，故选用MQ3型气敏传感器。其有很高的灵敏度

19、、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值的变化。传感器的表面电阻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输出面获得的。负载电阻RL可调为05-200K。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、标准回路、传感器阻值变化率与酒精浓度、外界温度的关系图如图3-3所示

20、。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，一般在测量前需将传感器预热5分钟。MQ-3型气敏传感器的敏感部分是由金属氧化物（二氧化锡）的N型半导体微晶烧结层构成。当其表面吸附有被测气体酒精分子时，表面导电电子比例就会发生变化，从而其表面电阻会随着被测气体浓度的变化而变化。 图 3-1 MQ3 结构和外形 图 3-2 MQ3测试电路图 3-3 传感器阻值变化率与酒精浓度、外界温度之间的关系3.1.1 MQ-3 型气敏传感器技术指标适用气体： 酒精（乙醇） 探测范围：10 to 1000ppm特征气体：100ppm 酒精 灵敏度：Rin air/Rin typical gas5敏感体

21、电阻：400 to 4000K in air 响应时间：10s（70% Response）恢复时间：30s（70% Response） 加热电阻：31±3加热电流：180mA 加热电压：5V±0.2V加热功率：900mW 贮存条件：温度:-20-70 湿度:70%RH工作条件：环境温度:-10-65 湿度:95%RH3.1.2 MQ-3型气敏传感器的输出特性图 3-4 MQ-3型气敏传感器的灵敏度特性如图3-4，给出了MQ-3气敏元件的灵敏度特性。其中，温度：20°C、相对湿度：65%、氧气浓度：21%、RL=200K、Rs：元件在不同气体，不同浓度下的电阻值、R

22、o：元件在洁净空气中的电阻值。图3-5 MQ-3型气敏元件的温湿度特性Ro：20°C，33%RH条件下，0.4mg/L浓度的乙醇蒸汽中元件电阻、Rs：不同温度，湿度下，0.4mg/L浓度的乙醇蒸汽中元件电阻。3.2 系统功能该酒精浓度测试仪根据功能分，主要有5个部分组成：处理模块，数据的采集和A/D转换，键盘模块，数据输出LED显示，警报模块。各个模块连接到一起，功能结合起来就是一个整体的酒精浓度测试仪。系统框图如图3-6所示，传感器将测试环境中的酒精浓度转换为电信号，经过放大、A/D转换后送入单片机处理，单片机将酒精浓度信息转换为十进制数，查表获得对应的数码管显示代码，并送到LED

23、数码管上显示。键盘模块设定标准值，使标准值可变，应用范围更广泛，另外还设定开启键以及设定标准值时避免输错的退格键和重输的复位键，只有在开启键按下时，才启动单片机工作，数据才会被采集处理。图 3-6 系统总体框图3.3 模块设计3.3.1 处理模块单片机最小系统是该测试仪器最为核心的部分，是数据处理，数据输入输出的重要通道。单片机的最小系统主要有外部时钟电路和手动复位电路两个部分，如图3-7所示。在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器(简称晶振)就构成了外部振荡方式。手动复位时，按下复位按钮，电容C通过1k电阻迅速放电，使RST端迅速变为高电平，复位按钮松开后，电容通过R和内部下拉电阻放电，

24、逐渐使RST端恢复为低电平。图 3-7 单片机的最小系统3.3.2 显示模块显示模块主要由两个4位动态共阳数码管、三极管9012、74LS138译码器和74LS373锁存器组成。高3位显示为测量值，低3位显示为设定值，其连接图如图3-8所示。位选由74LS138译码器控制输出7个高电平和1个低电平，通过三极管9012为PNP型低电平导通的特性，实现对应位的导通并显示。再通过P0口连接74LS373锁存器，将字型码输入到LED显示字型，从而达到动态显示的目的。图 3-8 显示模块电路3.3.3 键盘模块键盘模块是测试仪的外部控制模块。其功能是对测试仪设定初值，然后是启动、撤销、重启等键对测试仪的

25、直接控制。本课题采用的是4×4 矩阵式键盘，其排列和连接如图3-9所示。S1至S10键是0-9的十个数字键，用于输入初始设定值。S14键是退格键，在输入出错时退一格重输。S15键是复位键，如果想重新开始或者重新测量时直接按复位键再设定。S16 键是确认键也称启动键，在输入设定值后按下就开始工作了。图 3-9 矩阵式键盘连接电路工作原理：当无按键闭合时，P10-P13与P14-P17之间开路。当有键闭合时，与闭合键相连的两条I/O口线之间短路。判断有无按键按下的方法是：第一步，置列线P14-P17为输入状态，从行线P10-P13输出低电平，读入列线数据，若某一列线为低电平，则该列线上有

26、键闭合。第二步，行线轮流输出低电平，从列线P14-P17读入数据，若有某一列为低电平，则对应行线上有键按下。综合一二两步的结果，可确定按键编号。但是键闭合一次只能进行一次键功能操作，因此须等到按键释放后，再进行键功能操作，否则按一次键，有可能会连续多次进行同样的键操作。3.3.4 A/D 转换模块数据的采集主要通过酒精传感器获得。酒精传感器的内部有一个气敏电阻，只对酒精敏感，只要接触到酒精，其阻值就会变化，从而得到数据为一个0-5V的电压值。而A/D转换模块则是将传感器测试出来的模拟量转换成数字量，送入单片机，便与单片机对数据的处理。本课题A/D转换采用ADC0809（如图3-10）这块芯片，

27、具有8路模拟量输入，可在程序控制下对任意通道进行A/D转换，输出8位二进制数字量。图 3-10 ADC0809芯片引脚ADC0809模数转换器的工作原理是在工作时钟CLK控制下，选通某个输人回路模拟电压进行模数转换。启动转换开始后，该模数转换器的EOC输出变为低电平，并且在整个模数转换过程中保持低电平。完成一位数字转换需要8个时钟(CLK)周期，完成八位数据转换需要64个时钟(CLK)周期，每次模数转换过程结束时，EOC输出返回高电平。图3-11是ADC0809与8951接口连接图。ADC0809的转换时钟有单片机的ALE提供。ADC0809 是带有8:1多路模拟开关的8位A/ D转换芯片，所

28、以它可有8个模拟量的输入端，由芯片的A，B，C三个引脚来选择模拟通道中的一个。由于本课题只有一个信号输入，所以A，B，C三端全部接地。地址锁存信号(ALE)和启动转换信号（START），由单片机的P3.5口控制。输出允许位OE由单片机的P3.3控制，这样可以使数据输出达到准确性和实时性。图 3-11 单片机与ADC0809 的连接方式3.3.5 声音报警模块警报模块主要是从单片机P3.7口一个数据输出的高低来控制三极管的导通与否，从而控制蜂鸣器是否响起。声音报警系统设计的比较简单，如图3-12所示由P3.7输出一个电平的高低决定。如果输出电平为高，则三极管9012不导通，蜂鸣器没有启动电源，不

29、会响起。反之，如果P3.7输出为低电平，则三极管导通，蜂鸣器接通电源响起，说明检测的酒精浓度超标。如图 3-12 声音报警电路3.3.6 电源模块将220V电压经过变压器变换后为12V，然后再经过稳压电源电路变成5V稳压电源为单片机供电。稳压电源电路采用7805集成稳压芯片。如图3-13所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器7805，四个二极管构成全波整流电路，C1，C2分别为输入端和输出端的滤波电容，其中7805应配上散热板。图3-13 7805集成稳压电路第四章 软件设计4.1 主程序流程概述图4-1 主程序流程图先制定主程序流程图，然后可分为各个子模块区分别实

30、现其功能。最终完成检测并送数码管显示，可以看到空气中酒精浓度与设定值之间相差范围，并及时采取相关措施，与设定阀值相比较，如果大于阀值，则通过扬声器发出报警。另外89C52有复位电路，每一次检测到之后可复位，等待下次报警。操作非常简单，实用性好。先调用读取AD转换数值子程序，然后调用读取键值子程序，如果是有效按键，则送到数码管显示，之后进行设定值与检测值得比较，如果设定值小于比较直，就报警。大于设定值，返回开始继续执行检测。由于个子模块非常清楚，是软件的设计思路很清晰，更容易实现，汇编语言逻辑上很清晰，调理性好，方便易懂，错误容易检查，给以后的维护和改动带来很大方便。4.2 键盘扫面子程序图4-

31、2 键盘扫描子程序流程图4×4键盘的工作原理接口及工作原理： 首先判别键盘中有无按键按下，键盘处理程序的任务是：确定有无键按下，判断哪一个键按下，键的功能是什么；还要消除按键在闭合或断开时的抖动。两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态接地，另一个并行口输入按键状态，由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键，通过软件查表，查出该键的功能,使用上述方法我们得到16个键的特征编码。根据按键的特征编码，查表得到按键的顺序编码。将16个键的特征编码按顺序排成一张表，然后用当前读得的特征编码来查表，当表中有该特征编码时，它的位置就是对应的顺序编码。特征编码与顺序编码的对应关系： TAB

32、（KEYTABLE）: DB 0xEEH,0xEDH,0xEBH,0xE7H,0xDEH ;0,1,2,3,4, 顺序码 DB 0xDDH,0xDBH,0xD7H,0xBEH,0xBDH ;5,6,7,8,9, DB 0xBBH,0xB7H,0x7EH,0x7DH,0x7BH ;A,B,C,D,E, DB 0x77H,0xFFH ;F, 0FF为结束码4.3 A/D转换与比较子程序流程图图4-3 A/D转换与比较子程序流程图最后通过主函数调用各子函数，实现了通过酒精浓度传感器，把空气中酒精浓度转化为电信号，通过A/D转换TLC549送入单片机89C52中经过数据处理，可以实现四位数码管对空气中

33、酒精浓度101000ppm范围的检测，另外通过键盘设置阀值在另外四位数码管显示，如果空气中检测到的酒精浓度大于设置浓度则通过蜂鸣器报警，一个完整的酒精测试仪的功能。结 论本设计介绍的酒精检测仪是以STC89C51单片机作为核心控制器设计的，它具有体积小、操作简单、性能稳定和抗干扰能力强等优点。根据实际生产生活的需要提出对气体检测仪的设计功能及要求，然后由这些具体现有的设计条件设计出了适合的硬件级软件，并将两者进行协调工作，实现功能要求。它是利用单片机在控制方面的优势，并综合运用现代检测技术、微控制技术、数据处理和通信技术以及LED显示技术而设计的数字监测系统，可以实时、准确的测量环境中的酒精浓

34、度。通过本次设计体验，让我对智能仪器的设计有了更好地了解，对自动化控制有了更浓厚的兴趣。总之，这次课程实践让我受益匪浅。参考文献1程德福,王君.传感器原理及应用.北京：机械工业出版社，20072赵广林. protel99电路设计与制版.北京：电子工业出版社，20053王洪君.单片机原理及应用.济南：山东大学出版社.20094王祁.智能仪器设计基础.北京：机械工业出版社.20095李朝青.单片机原理及接口技术.北京:北京航空航天大学出版,2006.126钱逸秋.单片机原理与应用.北京:电子工业出版社,20027张迎新等.单片机初级教程.北京:北京航空航天大学出版社,1999 8卜云峰.检测技术.

35、北京:机械工业出版社,2005.19王俊峰等.现代传感器应用技术.北京:机械工业出版社,2006.8参考程序ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN: SETB P3.7 ；程序初始化 MOV R3, #04H ；输入处值次数 MOV 66H, #00H ；确认键标志位 MOV 30H, #00H ；初始显示0 MOV 31H, #00H MOV 32H, #00H MOV 33H, #10H MOV 34H, #10H MOV 35H, #00H MOV 36H, #00H MOV 36H, #00HSTART: LCALL XIANSHI ；主程序调用显示 LCALL

36、 KEY ；调用键盘扫描 MOV A, 66H ；确定键值送给A JZ START ；判断A为1则确定键按下，否则没按下返回STSRTLCALL AD ；调用AD转换程序 LCALL BIJIAO ；调用比较程序 SJMP START ；循环KEY： MOV P1，#0F0H ；键盘扫描程序KEY0：MOV A，P1 CPL A ANL A，#0F0H MOV R7，A JZ GRET ；全零无键按下，返回KEY1：MOV P1，#0FH MOV A，P1 CPL A ANL A，#0FH MOV R2，A JZ GRET ；全零无键按下，返回 JBC F0，WAIT ；已有消抖标志，跳转等待

37、 SETB F0 LCALL T10MSD ；延时消抖 SJMP KEY MOV P1，#0FHWAIT：MOV A，P1 ；等待按键释放 CPL A ANL A，#0FH JNZ WAITKEY2：MOV A，R7 ；循环查询计算键码 MOV R7，#03H MOV 60H，#03H CLR CKEY3：RLC A JC KEY4 DEC R7 DJNZ 60H，KEY3KEY4：MOV A，R2 MOV R2，#00H MOV 60H，#03H CLR CKEY5：RRC A JC KEY6 INC R2 DJNZ 60H，KEY5KEY6：MOV A，R2 CLR C RLC A RLC

38、 A ADD A，R7 ；键码存在A=行编号*4+列编号 CJNE A，#0EH，TUIGE ；复位判断PUWEI：LJMP MAIN ；复位返回初始化TUIGE：CJNE A，#0DH，QUEREN ；判断是否为退格键，是则顺序执行 MOV 66H，#00H ；确认键值零，不执行AD和比较程序 INC R3 ；初值标志位加1 MOV 30H，00H ；将30H位置0往前送 MOV A，30H ；放到A送下一位 XCH A，32H ；顺序下去实现退格 XCH A，31H XCH A，30H RETQUEREN：CJNE A，#0FH，PANDUAN ；判断是否为确认键，是则顺序执行 MOV 6

39、6H，#01H ；是确认键，标志位置1 RETPANDUAN：CLR C ；CY位置清零 CJNE A，#0AH，JX ；判断A是否等于10，等于则输入无效，重新输入 SJMP KEYJX： JC CUN ；CY位为1，调用存储程序 SJMP KEY ；键码A大于9，输入无效，返回主程序CUN： DEC R3 ；键码小于10，存下 CJNE R3，#00H,CUNXIA ；判断输入初值个数是否为3，R3为0则不能在输入 MOV R3，#01H RETCUNXIA：XCH A，30H ；逐位移动存入3032H XCH A，31H XCH A，32HGRET： RETAD： MOV P3，#111

40、1010111B ；AD转换子程序LOOP0：CLR P3.5 ；置P3.5低电平 SETB P3.5 ；置P3.5高电平 CLR P3.5 ；置P3.5低电平,下降沿启动AD转换LOOP1：JNB P3.6，LOOP1 ；判断P3.6是否为高电平，不是则等待 SETB P3.3 ；置P3.3为高电平，开启数据输出 MOV A，P2 ；将AD转换数据送入A CLR P3.3 ；关闭数据输出 MOV B，#100 ；数据处理 DIV AB ；数据除100得百位 MOV 40H，A ；百位存入40H MOV A，B MOV B，#10 DIV AB ；数据除10得出十位 MOV 41H，A MOV

41、 A，B MOV 42H，B ；个位存入42H MOV B，#19 MUL AB MOV B，#10 DIV AB MOV 43H，A ；进位存43H MOV A，B RL A ；余数*2 MOV B，#10 DIV AB MOV 46H，A ；进位存46H MOV 34H，B ；显示0.00× MOV A，41H ；取出十位 MOV B，#19 MUL AB MOV B，#10 DIV AB MOV 44H，A ；进位存44H MOV A，B ADD A，43H ；加前面进位 MOV B，#10 DIV AB ADD A，44H ；有进位再加 MOV 44H，A ；再存44H做进位

42、 MOV A，B RL A ；余数*2 MOV B，#10 DIV AB MOV 47H，A ；进位存下 MOV A，B ADD A，46H ；余数+前一进位 MOV 35H，A ；显示0.0× MOV A，40H ；取出百位 MOV B，#19 MUL AB MOV B，#10 DIV AB MOV 45H，A ；进位存45H待用 MOV A，B ADD A，44H ；余数加前一进位 MOV B，#10 DIV AB MOV 48H，A ；商给48H待用 MOV A，B RL A ；余数*2 MOV B，#10 DIV AB MOV 49H，A ；进位存49H MOV A，B ADD A，47H ；余数加前一进位 MOV 36H，A ；显示0.0× MOV A，48H ADD A，45H RL A ADD A，49H MOV B，#10H DIV AB MOV 37H，B JNZ BAOJING ；溢出报警 RETXIANSHI：MOV R6，#08H ；密码显示输出主程序 MOV R1，#37H ；从37H位开始显示 MOV P3，#10000111B ；置P3初值LOOP：MOV DPTR，