[嵌入式設(shè)計]基于單片機的雙機通信酒精傳感器的設(shè)計開題報告

1、本科畢業(yè)論文開題報告畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目基于單片機的雙機通信酒精傳感器的設(shè)計學 院理學院專 業(yè)光信息科學與技術(shù)姓 名 班 級 學 號 指導(dǎo)教師 一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義酒精傳感器的簡介：酒精傳感器簡單來說就是一個可以隨著酒精濃度變化而改變阻值的可變電阻。基于酒精傳感器，單片機以及一些外圍電路的設(shè)計，可以較為精確的測出酒精的濃度。目前可以實現(xiàn)酒精濃度測試的主要有五種裝置即半導(dǎo)體型、燃料電池型、紅外線型、氣體色譜分析型和比色型。本設(shè)計中使用的mq-3型的傳感器就是半導(dǎo)體型，同時也是比較常用的一種傳感器類型。 選題依據(jù)以及意義：據(jù)中國社科院發(fā)布的中國汽車發(fā)展報告2

2、012-2013稱，中國私家車保有量即將突破一億輛大關(guān)。私家車過億是人民生活品質(zhì)提高的一種直觀反映，但是伴隨著私家車保有量快速上升的是交通事故的越發(fā)頻繁。這其中相當一部分是由于酒后駕車所引起的。過度飲酒可以麻痹神經(jīng)影響人的肢體活動，當司機血液中的酒精濃度達到一定程度就會嚴重影響行車安全。所以，交通法中規(guī)定當駕駛?cè)搜褐芯凭看笥冢ɑ蛘叩扔冢?0mg/100ml、小于80mg/100mg時為飲酒駕車，大于80mg/100ml時為醉酒駕車。 交警在執(zhí)法的時候，檢查駕駛?cè)耸欠窬坪篑{車是日常工作中一項十分重要的工作，交警在檢查駕駛?cè)梭w內(nèi)酒精濃度是要借助酒精濃度測試儀，那么一個智能精準的酒精濃度測試儀

3、就十分必要了。本設(shè)計的目標就是設(shè)計并制作一個基于mq-3的酒精濃度測試儀。 警用酒精傳感器的簡介：從理論上來說判斷是否酒后駕車最準確的方法應(yīng)該是測量駕駛員的血液中的酒精含量。血液中的酒精含量可以通過檢查血液、呼氣、尿液以及唾液實現(xiàn)。在現(xiàn)實生活中，往往采用血液檢查的方法是不現(xiàn)實的 ，最直接簡單的方法就是對呼出氣體的測量，以判斷血液中的酒精含量是否超標。所以現(xiàn)在交警在檢測駕駛員是否酒后駕車的時候采用的基本上都是呼氣式的酒精傳感器。二、主要元器件的選擇單片機的選擇：本設(shè)計中采用的是pic16f877型號的單片機。這是一款 microchip公司生產(chǎn)的16位單片機。這款單片機功耗低，輸出電壓范圍大同時

4、性能也十分穩(wěn)定。這款單片機具有flash program程序內(nèi)存功能，可以反復(fù)進行程序的燒寫，非常適合進行實驗和新產(chǎn)品的開發(fā)，價格低廉，性能穩(wěn)定。同時這款單片機輸出電壓范圍大，功耗低，對于本設(shè)計而言可以完全滿足要求。所以決定選擇這一款單片機。酒精傳感器的選擇： mq-3酒精檢測傳感器是一款靈敏度高同時可抗汽油干擾，同時具有較好的重復(fù)性，性能可靠。功耗不高，體積較小，能夠進行大信號輸出。所以選擇mq-3用于本設(shè)計三、研究內(nèi)容以及擬解決的問題主要任務(wù)：本設(shè)計，利用mq-3對空氣中的酒精濃度進行感應(yīng)產(chǎn)生0-5v的模擬電壓，通過單片機的ad模塊進行識別和檢測以及轉(zhuǎn)化成數(shù)字電壓，通過程序控制將所得到的數(shù)

5、字電壓顯示在數(shù)碼管上，同時傳送給另一塊單片機以實現(xiàn)雙機通信并顯示結(jié)果。最后將所得到的電壓值利用標準酒精濃度測試儀進行定標就實現(xiàn)了酒精濃度測試儀的基本功能?？傮w框架： 圖（1） 語言的選擇：可供選擇的語言有兩種c語言和匯編語言。 c語言程序自由度高，可移植性強。運算簡單，程序的可執(zhí)行率高。匯編語言能夠直接對單片機的硬件進行訪問，代碼執(zhí)行的準確率很高。兩種代碼都各有優(yōu)點，相對來說，我個人還是更熟悉c語言所以選擇c語言。 c語言的源文件，可以分割成多個源程序，分別進行編譯，然后連接起來構(gòu)成可知性的目標文件，為開發(fā)大型軟件提供了極大的方便。c語言還提供了多種存儲屬性，使數(shù)據(jù)可以按其需要在相應(yīng)的作用域起

6、作用，從而提高了程序的可靠性。語法限制不是十分嚴格，程序設(shè)計很自由。其它的高級語言語法檢查一般都比較嚴格，對于語法的要求相當高，而c語言允許程序編寫者有較大的自由度，對于語法的要求比較低。允許直接訪問物理地址，能進行位（bit）操作，能實現(xiàn)匯編語言的大部分功能，可以直接對硬件進行操作。因此，c語言既具有高級語言的功能，又兼容低級語言的許多功能，可用來編寫系統(tǒng)軟件。運用c語言進行單片機的開發(fā)是一個必然的趨勢，所以對于一個單片機開發(fā)者而言，掌握c語言是基本的知識儲備。 匯編語言的大部分語句直接對應(yīng)著機器指令，執(zhí)行速率快，效率高，代碼體積小，比較適用于那些存儲器容量有限，但需要快速和實時響應(yīng)的器具中

7、，例如智能玩具、精密電子測量器具等。匯編語言相比于其它高級語言例如c語言等比較難于學習，但是學習匯編語言有助于對于單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的了解，多疑對于一個單片機初學者學習匯編語言是必須的即使不能精通但是一定要了解。雙機通信簡介：串行通信是指使用一條數(shù)據(jù)線（另外需要地線，可能還需要控制線），將數(shù)據(jù)一位一位地依次傳輸，每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個固定的時間長度。串行通信分為同步通信和異步通信。同步通信中要求發(fā)送方和接收方的時鐘必須保持完全同步，這是同步通信和異步通信的最主要的區(qū)別。串行通信的工作模式有三種：單工模式、半雙工模式、全雙工模式。串行口的傳輸方式是將字符拆分為一個個的位信息進行傳輸?shù)?。所以通信的雙方必須

8、有一個共同遵守的規(guī)則，從而使傳輸更加的有效率避免接受錯誤信息。通信前必須要對端口進行初始化的設(shè)置，主要包括一下幾個方面的初始化：波特率的設(shè)置、數(shù)據(jù)位的設(shè)置、停止位的設(shè)置以及奇偶校驗位的設(shè)置。四、研究方法及步驟步驟： 一、確定設(shè)計目標及預(yù)期達到的效果 二、利用mq-3實現(xiàn)酒精濃度信號對電信號的轉(zhuǎn)化 三、確定酒精傳感器輸出的電信號的范圍 四、單片機對電信號識別 五、利用軟件繪制電路圖 六、程序設(shè)計及仿真 七、程序調(diào)試及改進電路圖 八、焊接實物 九、定標及誤差測算 十、對實物的穩(wěn)定性進行測試時間安排：序號時間內(nèi)容13月21日3月25日查閱資料確定具體的設(shè)計方案23月26號4月5號傳感器輸出電信號范圍

9、測定34月6號4月15號單片機ad模塊識別電壓信號的設(shè)計44月15號4月20號單片機驅(qū)動數(shù)碼管模塊設(shè)計53月21號4月-30號雙機通信模塊設(shè)計65月1號5月 5號實物制作及調(diào)試75月 6號5月24號畢業(yè)論文的撰寫五、主要參考文獻：1李學海pic單片機實用教程-基礎(chǔ)篇m北京：北京航空航天大學出版社，20022李學海pic單片機實用教程提高篇m北京：北京航空航天大學出版社，20023公茂法，黃鶴松，楊學蔚. mcs-51/52單片機原理與實踐m.北京: 北京航空航天大學出版社，2009.4閆廣明，張波，孫小君等.零點起步pic單片機常用模塊與典型實例m北京：機械工業(yè)出版社，20115劉娟. 單片機

10、c語言與protues仿真技能實訓m. 出版發(fā)行項:北京.中國電力出版社, 2010.6高慧芳.單片機原理與應(yīng)用技術(shù)m.北京：科學出版社，20107徐士良，孫甲松.c程序設(shè)計教程m.北京：清華大學出版社20098王雅芳 . protel99 se電路設(shè)計與制版從入門到提高m. 北京:機械工業(yè)出版社, 2011.9 yue-li hu, wei wang.design of pwm controller in a mcs-51 compatible mcud. shanghai：shanghai university.10tianyi xu, xiang gen xia. on space-time code design with a conditional pic group decodingj. i