如何使用51单片机设计一个酒精浓度测试系统的详细资料说明

　　早在人类文明曙光初露之时，各大文明古国的酒文化就已萌芽。数千年来，酒作为影响最广的一种饮品，与众多历史事件纠缠，也在各国各时期的文艺作品中经常出现。过度饮酒已经造成了躯体或者精神的损害，并会带来不良的社会后果，如果饮酒时间和量达到一定的程度，饮酒者会无法控制自己的行为。适当饮酒，可以使人心情愉悦、保持活力。如果过度饮酒，那则会毁坏自己的身体。现在人均拥有私家车的比例越来越高，汽车已经成为现代人不可缺少的交通工具。但是，伴随而来的是各种各样的交通事故，尤其是酒驾，给自己和别人的生命财产带来了严重的威胁，也同样给家人带来了痛苦。所以说在家中备一个酒精检测仪，在每次驾车之前测试一下，这是对家庭对社会对他人负责的体现。亦或者企业杜宇酒精泄露的检测、监控。这对保护员工、居民的人生安全是必不可少的。所以，酒精浓度检测仪拥有极大的市场前景和需求。

　　在这个信息技术急速发展的20世纪，传感技术渐渐完善，并且在人们的生活中有着完美的体现。正因为传感器在众多领域中都有着不可或缺的作用，所以，高准确率，高稳定性，小型化，低能耗和智能数字化成了它转变的趋势，警察经常使用一种便于携带的酒精测试仪，它通过驾驶员呼出的气体从而来确定驾驶员是否饮酒，更甚者能依据体温、呼吸频率等众多情况，当场作出驾驶员喝酒后身体里的酒精含量。因此可见，高准确度、高稳定性、小型化以及低能耗的酒精浓度测试仪是今后发展的必然趋势。迄今为止，共有五种类型可以对气体中酒精含量进行检测，分别是燃料电池型、半导体型、红外线型、气体色谱分析型和比色型，但是为了使用方便所以目前使用的只有燃料电池型和半导体型。

　　当今世界最为广泛研究的环保型能源就是燃料电池，它可以把可燃气体转化为电能却不产生污染。燃料电池的一个分支就是就是酒精传感器。以白金为电极的燃料电池酒精传感器，在满是特种催化剂的燃烧室内，可以使进入燃烧室的酒精充分燃烧使之成为电能，换句话说就是产生电压在两个电极上，在外接负载上消耗电能。这个电压正比于计入燃烧室的气体的酒精浓度。相比于半导体，此种酒精测试仪具备了稳定性好、准确率高、抗干扰能力好的优点。但是此种传感器的结构要求非常精确，因此制造难度比较大，此前只有美国、英国、德国此类少数几个国家能够产出，再加上材料成本就高，结果此种测试仪价格非常昂贵。

　　本文设计的测试仪是用起敏传感器的，属于半导体，此传感器在根本上是一个可起变电阻，在两端加上一个固定的电压，在阻值进行线性变化时说明所处环境的酒精浓度升高，继而可以把酒精浓度变为电压。此检测仪以C51单片机和气敏传感器为核心，并且具有声光报警以及LCD显示功能。根据不同环境下检测，可以改变不同的阈值，超过了而定阈值便可以声光报警，提醒有危害。采用C语言来实现其软件功能。本设计只要包括以下内容：

　　（1）主控芯片的选择；在此设计中选择了C51系列单片机，熟悉C51系列芯片怎样控制外围硬件电路。

　　（2）酒精浓度检测模块的设计；用酒精传感器来检测酒精浓度，充分理解该传感器器的工作原理，制作数据采集模块来协同完成数据的采集。

　　（3）A/D转换模块的设计；转换器的选择，把采集的酒精浓度的模拟信号进行转换之后发送到单片机来进行存储、处理。

　　（4）键盘模块的设计；使用键盘来设立酒精浓度的阈值在不同的环境里面。

　　（5）声光报警模块的设计；超过设定的阈值直观地给予警示。

　　（6）液晶显示模块的设计；准确显示出检测到的数据。

　　（7）各个硬件模块电路衔接。

　　（8）PCB的布板、元件焊接及功能调试。

　　2.1 工作原理

　　酒精浓度检测仪可以测试在不同地方的酒精浓度，而且可以显示出当时检测出来的结果。我设计的这个检测仪除了有这个功能之外，还可以随意调整酒精浓度的阈值，用来区别不同情况下酒精浓度的安全限额，并且伴有声光告警功能。一般由酒精传感器、单片机、LCD显示、键盘模块以及声光报警部分组成器。酒精传感器在完成数据采集的同时把测试出来的数值转变成电信号，经过转换后，把得到的数字信号传送给单片机，对于输入信号来进行分析模拟，接下来吧最终的数据经过显示器显示出来。而且同一时间和键盘设定的酒精阈值来对比，一旦所处地方的酒精浓度超过界限，那么单片机会发出声音或者LED闪烁来提示，以提示危害。