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酒精浓度测试仪的设计与实现

件下载到单片机。对于系列单片机,现有四种语言支持,即汇编和。本设计软件编程部分选用语言来写程序代码。程序流程当检测到酒精气味时,气体传感器两个电极端间电阻将变小,对应与气体传感器负载电阻的分压将变大。因为模拟输入端与负载电阻的端用导线连在了起。所以单片机在启动测试模数转换芯片之前要选择通道,写入模数转换芯片,然后启动对通道端输入的采集电压信号作模数转换,等待转换的结束。模数转换结束后,就可以开始读取数据了。单片机通过口与模数转换芯片的数据输出口相连读取转换后的数据。读取后的数据送到数据存储器单元中,经过单片机作相应的处理,即要将该电压值转换为酒精浓度值,然后处理后的数据转换成三位十进制码用数码管显示。程序流程图如图所示。程序编写系统电源线接通或者系统复位后,程序从主程序入口进入运行。因为在程序中每次对模数转换后读取的数据,需要相应的存储空间,同时对读取的数据作适当处理后也要送到特定的存储空间存储起来,以供后面的数码管显示用。当然,在程序运行的过程当中,还要用到工作寄存器,因为工作寄存器都是临时存储数据,不需要保存作为以后处理要用到的数据,所以工作寄存器的初始化这部分可以省去。于是,对于程序的初始化程序代码可以相应写出。酒精浓度测试仪的设计与实现图程序流程图对模拟电压信号的数字转换由单片机控制来完成。模拟电压的输入端接在模数转换的通道,然后启动模数转换,模数转换需要定的时间最后把转换后得到的数字电压值读取到单片机。模数转换后得到的数字电压量被单片机读取后还要作定的数据处理,其中包括把电压值转换为与之相对应的酒精浓度值,根据总体设计思路,对电压值都近似作对应区间的线性转换。即首先,单片机要对采集到的数据在哪个区间作个判断跳转,然后再根据该区间的线性关系作转换,得到对应的酒精浓度值。根据酒精浓度与电压的线性映射关系,可以写出该部分的程序代码单片机选择通道地址单片机置位并启动转换转换结束数码管显示单片机初始化开始单片机读取数据并作处理酒精浓度测试仪的设计与实现从读取到的电压值得到酒精浓度值后,还要把该值转换为位进制码,存储到特定的存储单元以供数码管显示数值。数码管显示选用的是动态态显示的方法表七段字型码显示字符共阴极字型码共阳极字型码酒精浓度测试仪的设计与实现根据程序流程图和各个子程序的编写可以得到整个设计的总程序代码,见附录。电路调试与测试结果电路调试根据各个模块功能的设计和绘制的整体电路图,找到各功能模块的连接点。按照设计的步骤,并对照总电路图,在面包板上连接电路。电路的连接顺序是,先连接好各个模块,在调试检查正确的前提下再把各个模块连接起来。打开软件,将写好的调试程序代码在计算机上输入汇编修改产生代码,形成输入输出口实验文件。初始化器件后,将经过编译生成的,十六进制文件下载到单片机。电路连接好,并将调试程序代码注释电压到酒精浓度转换关系代码烧写到单片机上后,接上电源开始调大学出版社,余家春电路设计实用教程中国铁道出版社,张培仁基于汇编语言编程单片机原理与应用北京清华大学出版社,酒精浓度测试仪的设计与实现致谢基于单片机酒精浓度探测仪设计与实现论文已经完成。本论文从选题,实验,到论文的写作,整个过程得到了李珍老师的精心指导,在此表示衷心的感谢。大学四年学习生涯即将结束,在此要感谢四年以来直对教学和指导工作认真负责,孜孜不倦的所有南阳理工学院的老师们的谆谆教导,同时还要感谢跟我同学习的同学,他们给了我帮助支持和动力,让我度过了个美好的大学生活,酒精浓度测试仪的设计与实现附录酒精浓度测试仪的设计与实现为模拟量输入端是输出电压达到稳定启动转换关闭转换等待转换结束返回转换结果酒精浓度测试仪的设计与实现试。先把气体传感器探头用个阻值为的电阻替代,复位单片机,观察数码管上的显示数据和发光二极管的点亮情况。用万用表测量采样点的电压值,看用万用表测得的电压值与数码管上显示数据是否致。因为各导线和元器件对电压电流的影响,数码管显示的数据与万用表测得的数据存在定的偏差,但在可接受的范围内。调节电位器,观察数码管数据显示的变化,同样用万用表测量电压值作比较。测量数据与数码管显示数据基本致,说明电路数码管显示部分连接正确。然后,再把电位器阻值从开始逐渐调大,在每过个电压后观察相应发光二极管点亮,说明发光二极管显示部分电路连接正确。调试电路其他功能模块正确后,将预热足够长时间能正常工作的气体传感器换上原来的电阻。准备好若干个不同浓度的酒精气体样品,检测气体传感器是否能正常工作。当把不同浓度的酒精溶液样品靠接气敏传感器时,各自对应个不同的数据显示,说明整体电路已经完全正确。如图所示,硬件电路中发光二极管显示和位数码管显示都正确后,表明所连接的硬件电路已经调试成功。这时候可以配制几个酒精溶液对调试电路作初步测试。图所示是测量其中个样品溶液时显示的数值。酒精浓度测试仪的设计与实现浓度与显示之间的关系在系统电路调试正确以后,要作改进工作,使数码管上正确显示所测的酒精气体浓度值。之前显示的是酒精浓度值与电压的对应关系,所以要显示酒精浓度值,需要找到电压与浓度之间的关系,然后才能建立酒精浓度值与显示的映射关系。测量用的酒精溶液是用无水乙醇和纯净水按体积比来配制的,单位表示的是酒精溶液中含酒精的体积。准备多个不同浓度的酒精气体样品,从小到大,依次用气敏传感器检测,记录对应的电压值,记录样品的浓度和电压值之间的关系,确定传感器的酒精浓度检测大致范围,然后根据这个范围选择个合适的浓度值,多次测量电压值,再取平均值作为最后电压值,把个标准区间范围定下来,如表所示。表样品对应电压值样品浓度在酒精气体浓度的每个小区间内,将电压值与数码管显示值之间的关系当作线性处理,即每段小区间对应着个线性映射关系,如表所示。在要作不同线性转换电压区间范围和对应的线性转换关系确定好了以后,根据表所对应的关系,修改数据处理程序部分,建立酒精浓度和电压之间的关系。使最终显示的数据为酒精浓度值。根据编写的数据处理程序,数码管最终显示的是酒精浓度值小数部分的前位数字。这样,个完整的基于单片机酒精浓度探测仪就设计出来了。表浓度与电压线性映射关系电压值区间浓度转换关系酒精浓度测试仪的设计与实现结束语传感器属于金属半导体电阻式传感器,灵敏度高,响应速度快,可重复性使用。当传感器的敏感部分吸附有酒精分子时,表面的导电电子比例就会发生变化,从而其表面电阻会随着被测酒精气体浓度的不同而发生相应的变化,且这种变化是可逆的,可重复使用。接上定阻值的负载电阻,即可构成对酒精气体浓度的检测部分。负载电阻的分压值即对应着个酒精气体的浓度值,只需对该分压值采样,就可得到要测酒精气体浓度值的信号。将该信号通过转换,将模拟信号转化为数字信号。转换后的数字信号由单片机作相应的数据处理,得到码并将其送数码管显示。在发光二极管显示报警模块中,将采集信号输入二极管集成功率放大器,对该采集信号放大后驱动相应的发光二极管点亮,起到指示的作用。半导体气敏传感器和电化学固体电解质气敏传感器具有测量精度高所需试样少响应快等特点,广泛应用于化工建筑环保医疗家电安全保卫等领域。随着纳米技术薄膜技术等新材料研制成功,微机械与微电子技术计算机技术等的综合应用,高性能的气敏传感器将会不断出现。酒精浓度测试仪的设计与实现参考文献司士辉生物传感器化学工业出版社,吴桂秀传感器应用制作入门浙江科学技术出版社,彭军传感器与检测技术西安电子科技大学出版社,陈杰,黄鸿传感器与检测技术北京高等教育出版社,吴桂秀传感器应用制作入门浙江科学技术出版社,张锡富传感器北京机械工业出版社,郁有文传感器原理及工程应用西安西安电子科技大学出版社,楼然苗,李光飞系列单片机设计实例北京航空航天大学出版社,朱定华,戴汝平单片微机原理与应用清华大学出版社,胡乾斌,李光斌,李玲单片微型计算机原理与应用华中科技大学出版社,胡汉才单片机原理与借口技术清何进行这方面工作的,有什么有点和缺点,有什么值得借鉴的如果没有,则需要作进步的调研,此时的重点应放在能否实现这个环节,首先从理论上进行分析,探讨实现的可能性,所需求的客观条件是否具备,然后结合实际情况,再决定能否立项的问题。系统总体方案的设计。在进行可行性调研后,如果可以立项,下步工作就是系统总体方案的设计。工作的重点应放在该项目的技术难度上,此时可参考这方面更详细更具体的资料,根据系统的不同部分和要实现的功能,参考国内外同类产品的性能,提出合理而可行的技术指标,编写出设计任务书,从而完成系统总体方案设计。设计方案细化,确定软硬件功能。旦总体方案确定下来,下步的工作就是将该项目细化,即需明确哪些部分用硬件来完成,哪些部分用软件来完成。由于硬件酒精浓度测试仪的设计与实现结构与软件方案会相互影响,因此,从简化电路结构降低成本减少故障率提高系统的灵活性与通用性方面考虑,提倡软件能实现的功能尽可能由软件来完成但也应考虑软件代硬件的实质是以降低系统的实时性增加处理进行为代价的,而且软件设计费用研制周期也将增加,因此系统的软硬件功能分配应根据系统的要求及实际情况而合理安排,统考虑。在确定软硬件功能的基础上,设计者的工作就开始涉及到具体的问题,如仪器的体积及与具体技术指标相对应的硬件实现方案,软件的总体规划等。在确定人员分工安排工作进度规定接口参数后,就比须考虑硬件软件的具体问题了。个单片机应用系统经过调研总体设计硬件软件设计制版元件安装后,在系统的程序存储器中放入编制好的应用程序,系统即可运行。但次性成功的几乎是不是不可能的。由于单片机在执行程序时人工是无法控制的,为了能够调试程序,检查硬件软件运行情况,这就需要借助种开发工具模拟用户实际的单片机,并且能随时观察运行的中间过程而不改变运行中有的数据性能和结果,从而进行模拟现场的真实调试。硬件系统框图基于单片机用型气体传感器实现酒精气体浓度的检测,需要信号采集模块用于对酒精浓度信号的采集,该信号是通过气体传感器和负载电压得到分压电信号。信号转换模块用来把采集到得模拟电压信号转换位可以用单片机处理的数字信号。数码管显示模块是对单片机处理后的数字信号的显示,用来显示酒精的浓度。报警模块是对设定值提供报警功能,该功能用发光二极管显示。根据各功能模块的设计,可得到它的系统总框图,如图所示。图系统总框图酒精气敏传感器发光二极管单片机数码管酒精浓度测试仪的设计与实现信号采集电路气体传感器的选择根据被检测气体的不同,气敏传感器可分为以下三类可燃性气体气敏传感器。目前该类气敏传感器需求量最大,包含各种无机和有机类气体检测,主要用于抽油烟机泄露报警器和空气清新剂等方面,并已经形成生产规模,在油田矿区化工企业及家庭等生产和生活领域广泛用作气体泄露报普,特别是用于家庭气体泄露报警,需求量不断增加,使该类传感器有着广泛的发展空间。和气敏传感器。气敏元件可用于工业生产环保汽车家庭等泄露和不完全燃烧检测报警气敏元件除应用于工

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