基于MQ-3的酒精检测系统设计
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【摘 要】本设计由STC89C52单片机最小系统、LCD1602液晶显示、电源模块、蜂鸣器报警模块、按键模块、MQ-3酒精检测模块和ADC0832模数转换模块组成。酒精传感器MQ-3实时检测空气中的酒精气体，通过电阻分压方式接在ADC0832模数转换芯片的通道1口，经过单片机的运算处理后在数码管上把酒精的浓度显示出来，可以通过两个按键进行酒精浓度报警值进行设置。当实际中的酒精浓度大于设置的酒精浓度值时，通过蜂鸣器发出报警声。
【关键词】STC89C52单片机;MQ-3酒精传感器;ADC0832
中图分类号： TP274 文献标识码： A 文章编号： 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 <school of electrical engineering>， 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
隨着经济的快速发展，人民的生活水平日益提高，越来越多的人拥有私家车。各种应酬也越来越多，而应酬中离不开酒。酒后驾车是导致交通事故的一个主要原因，为了防止机动车辆驾驶人员酒后驾车，本文设计了一种带有报警功能酒精检测系统[1]。
1 总体方案设计
本设计由MQ-3酒精检测模块、ADC0832模数转换模块、按键模块、电源模块、STC89C52单片机、LCD1602液晶显示和蜂鸣器报警模块组成。通过酒精传感器MQ-3检测气体中所含的酒精浓度，将酒精传感器与ADC0832模数转换芯片相连接，酒精浓度经由模数转换芯片转换后输入单片机STC89C52中，经过单片机STC89C52运算处理后，将数据传输到与单片机相连的液晶显示管中，在液晶显示屏上显示酒精浓度。另外，可以通过两个按键设定酒精浓度报警值。此按键还具有连加和连减的功能，当检测到的酒精浓度大于设置的酒精浓度值时，可通过蜂鸣器发出报警声;小于设定的酒精浓度值时，则不会触发蜂鸣器报警。并且有掉电后保存的功能，掉电后，设置的参数保存在单片机内部EEPOM中。
2 系统硬件设计
2.1 主控模块设计
单片机采用STC89C52，给5V直流电源的工作电压，其40脚VCC接正极5V，而20脚VSS接电源地端，PO口接一个排阻R1。复位电路是确定单片机的工作起始状态，完成启动过程的。接通电源时，给电源C1充电，接一个下拉电阻R5以防电容烧坏。单片机系统在运行中，当受到外界环境干扰时，会出现程序跑飞的情况，按下复位按钮后，复位电路连接到单片机9引脚会产生复位信号，完成启动确定起始工作状态，其内部的程序自动从头开始执行。[2]时钟电路决定单片机的工作节奏。时钟电路是振荡电路，由晶振Y1和电容C2、C3组成。一端接地，另一端接单片机的18、19引脚。时钟电路给单片机提供一个正弦波信号作为基准，影响单片机的执行速度。
2.2 酒精检测AD采集电路设计
MQ-3酒精传感器是气敏传感器，其具有很高的灵敏度、良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。酒精传感器 MQ-3 的基本原理可简述为将探测到的酒精浓度转换成有用电信号的器件，并根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息[3-4]。酒精检测系统采用MQ-3传感器，其有6个引脚，1、3、5引脚接VCC，2引脚接电阻R2接地，4、6引脚接电阻R6接到ADC0832的3引脚CH1。经过ADC0832采集后就可以得到酒精浓度经过R6电阻的电阻分压的电压值，经过单片机运算分析后在数码管上把酒精的浓度显示出来
2.3 声音报警电路设计
酒精检测仪系统电路采用PNP型S8550三极管驱动，当单片机的P1口的2引脚输出低电平时，三极管饱和导通，蜂鸣器发出报警声，报警指示灯闪烁提示。当单片机P1口的2引脚输出高电平时，三极管截止，蜂鸣器停止报警，报警指示灯熄灭。
2.4 电源电路设计
酒精检测系统采用3节1.5V干电池共4.5V做电源，经过实验验证系统工作时，单片机、传感器的工作电压稳定能够满足系统的要求，而且电池更换方便。其中SW1为电源开关，R9为二极管的限流电阻，POWER为电源指示灯，C4和C5为电源滤波电容。
3 结语
本论文设计的酒精检测仪由酒精信号采集电路和单片机控制电路两大部分构成。根据设计要求、使用环境、成本等因素，选用MQ-3型半导体电阻式酒精传感器。该传感器是对以烷类酒精为主的多种酒精有良好敏感特性的广谱型半导体敏感器件。它的灵敏度适中，具有响应与恢复特性好，长期工作稳定性、重现性、不易受环境影响及抗温湿度影响等优点[5]。以单片机为核心部件的控制系统，利用软件仿真，最终基本上实现了各项要求。虽然系统还存在一些不足尝试了各种改进方法，仍然不太理想。不过大体能反映出设计的目的和要求。与预期的结果相差不多。
【参考文献】
[1]司士辉.生物传感器[M].北京：化学工业出版社.2004.
[2]吴桂秀.传感器应用制作入门[M].浙江：浙江科技出版社.2004.
[3]邹梦麒，龚蒋.基于STC89C52单片机的酒精检测系统设计[J].科技风，2018（36）：3-4.
[4]孙恩民.一种基于单片机的汽车驾驶员酒驾检测系统[J].汽车实用技术，2018（17）：179-18.
[5]宋晓宇，高国伟，李世川等.基于单片机控制的酒精浓度检测系统的设计[J].传感器世界，2017，23（08）：18-23.
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