基于MQ-3的酒精檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

呂曉穎

【摘 要】本設(shè)計(jì)由STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)、LCD1602液晶顯示、電源模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊、按鍵模塊、MQ-3酒精檢測模塊和ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊組成。酒精傳感器MQ-3實(shí)時檢測空氣中的酒精氣體，通過電阻分壓方式接在ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的通道1口，經(jīng)過單片機(jī)的運(yùn)算處理后在數(shù)碼管上把酒精的濃度顯示出來，可以通過兩個按鍵進(jìn)行酒精濃度報(bào)警值進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)實(shí)際中的酒精濃度大于設(shè)置的酒精濃度值時，通過蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲。

【關(guān)鍵詞】STC89C52單片機(jī);MQ-3酒精傳感器;ADC0832

中圖分類號： TP274文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）21-0031-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.014

Design of Alcohol Detection System Based on MQ-3

Lü Xiao-ying

（Dalian university of science and technology ， Dalian Liaoning 116052， China）

【Abstract】This design is composed of STC89C52 MCU minimum system， LCD1602 LCD display， power module， buzzer alarm module， key module， MQ-3 alcohol detection module and ADC0832 analog-to-digital conversion module. Alcohol sensor MQ-3 detects alcohol in the air in real time， connect to channel 1 of ADC0832 chip by means of resistor voltage divider， show the alcohol concentration on the digital tube， and alcohol concentration alarm value can be set by two buttons. When the actual alcohol concentration is higher than the set value， the buzzer will alarm.

【Key words】STC89C52 singlechip; MQ-3 alcohol sensor; ADC0832

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民的生活水平日益提高，越來越多的人擁有私家車。各種應(yīng)酬也越來越多，而應(yīng)酬中離不開酒。酒后駕車是導(dǎo)致交通事故的一個主要原因，為了防止機(jī)動車輛駕駛?cè)藛T酒后駕車，本文設(shè)計(jì)了一種帶有報(bào)警功能酒精檢測系統(tǒng)[1]。

1 總體方案設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)由MQ-3酒精檢測模塊、ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、按鍵模塊、電源模塊、STC89C52單片機(jī)、LCD1602液晶顯示和蜂鳴器報(bào)警模塊組成。通過酒精傳感器MQ-3檢測氣體中所含的酒精濃度，將酒精傳感器與ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片相連接，酒精濃度經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后輸入單片機(jī)STC89C52中，經(jīng)過單片機(jī)STC89C52運(yùn)算處理后，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚c單片機(jī)相連的液晶顯示管中，在液晶顯示屏上顯示酒精濃度。另外，可以通過兩個按鍵設(shè)定酒精濃度報(bào)警值。此按鍵還具有連加和連減的功能，當(dāng)檢測到的酒精濃度大于設(shè)置的酒精濃度值時，可通過蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲;小于設(shè)定的酒精濃度值時，則不會觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警。并且有掉電后保存的功能，掉電后，設(shè)置的參數(shù)保存在單片機(jī)內(nèi)部EEPOM中。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 主控模塊設(shè)計(jì)

單片機(jī)采用STC89C52，給5V直流電源的工作電壓，其40腳VCC接正極5V，而20腳VSS接電源地端，PO口接一個排阻R1。復(fù)位電路是確定單片機(jī)的工作起始狀態(tài)，完成啟動過程的。接通電源時，給電源C1充電，接一個下拉電阻R5以防電容燒壞。單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，當(dāng)受到外界環(huán)境干擾時，會出現(xiàn)程序跑飛的情況，按下復(fù)位按鈕后，復(fù)位電路連接到單片機(jī)9引腳會產(chǎn)生復(fù)位信號，完成啟動確定起始工作狀態(tài)，其內(nèi)部的程序自動從頭開始執(zhí)行。[2]時鐘電路決定單片機(jī)的工作節(jié)奏。時鐘電路是振蕩電路，由晶振Y1和電容C2、C3組成。一端接地，另一端接單片機(jī)的18、19引腳。時鐘電路給單片機(jī)提供一個正弦波信號作為基準(zhǔn)，影響單片機(jī)的執(zhí)行速度。

2.2 酒精檢測AD采集電路設(shè)計(jì)

MQ-3酒精傳感器是氣敏傳感器，其具有很高的靈敏度、良好的選擇性、長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性。酒精傳感器 MQ-3 的基本原理可簡述為將探測到的酒精濃度轉(zhuǎn)換成有用電信號的器件，并根據(jù)這些電信號的強(qiáng)弱就可以獲得與待測氣體在環(huán)境中的存在情況有關(guān)的信息[3-4]。酒精檢測系統(tǒng)采用MQ-3傳感器，其有6個引腳，1、3、5引腳接VCC，2引腳接電阻R2接地，4、6引腳接電阻R6接到ADC0832的3引腳CH1。經(jīng)過ADC0832采集后就可以得到酒精濃度經(jīng)過R6電阻的電阻分壓的電壓值，經(jīng)過單片機(jī)運(yùn)算分析后在數(shù)碼管上把酒精的濃度顯示出來

2.3 聲音報(bào)警電路設(shè)計(jì)

酒精檢測儀系統(tǒng)電路采用PNP型S8550三極管驅(qū)動，當(dāng)單片機(jī)的P1口的2引腳輸出低電平時，三極管飽和導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，報(bào)警指示燈閃爍提示。當(dāng)單片機(jī)P1口的2引腳輸出高電平時，三極管截止，蜂鳴器停止報(bào)警，報(bào)警指示燈熄滅。

2.4 電源電路設(shè)計(jì)

酒精檢測系統(tǒng)采用3節(jié)1.5V干電池共4.5V做電源，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)工作時，單片機(jī)、傳感器的工作電壓穩(wěn)定能夠滿足系統(tǒng)的要求，而且電池更換方便。其中SW1為電源開關(guān)，R9為二極管的限流電阻，POWER為電源指示燈，C4和C5為電源濾波電容。

3 結(jié)語

本論文設(shè)計(jì)的酒精檢測儀由酒精信號采集電路和單片機(jī)控制電路兩大部分構(gòu)成。根據(jù)設(shè)計(jì)要求、使用環(huán)境、成本等因素，選用MQ-3型半導(dǎo)體電阻式酒精傳感器。該傳感器是對以烷類酒精為主的多種酒精有良好敏感特性的廣譜型半導(dǎo)體敏感器件。它的靈敏度適中，具有響應(yīng)與恢復(fù)特性好，長期工作穩(wěn)定性、重現(xiàn)性、不易受環(huán)境影響及抗溫濕度影響等優(yōu)點(diǎn)[5]。以單片機(jī)為核心部件的控制系統(tǒng)，利用軟件仿真，最終基本上實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)要求。雖然系統(tǒng)還存在一些不足嘗試了各種改進(jìn)方法，仍然不太理想。不過大體能反映出設(shè)計(jì)的目的和要求。與預(yù)期的結(jié)果相差不多。

【參考文獻(xiàn)】

[1]司士輝.生物傳感器[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004.

[2]吳桂秀.傳感器應(yīng)用制作入門[M].浙江：浙江科技出版社.2004.

[3]鄒夢麒，龔蔣.基于STC89C52單片機(jī)的酒精檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng)，2018（36）：3-4.

[4]孫恩民.一種基于單片機(jī)的汽車駕駛員酒駕檢測系統(tǒng)[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2018（17）：179-18.

[5]宋曉宇，高國偉，李世川等.基于單片機(jī)控制的酒精濃度檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].傳感器世界，2017，23（08）：18-23.