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单片机酒精浓度检测仪设计资料

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楼主
ID:339166发表于 2018-5-27 16:38|显示全部楼层回帖奖励
本设计基于STC12C5A16AD单片机设计的酒精气体浓度探测仪，可用来检测酒精气体浓度，酒精气体浓度测试仪在生产生活中有重要的应用，比如，在一些环境要求严格的生产车间，用这种酒精浓度探测仪，可随时检测车间内的酒精气体浓度，当酒精气体浓度高于允许限定值时，发出警报，提醒人们及时通风换气，做到安全生产，此酒精测试仪经过再一步的改进可以使用到酒后驾驶测试上面去，利用该测试仪来告诫驾驶员请勿酒后驾驶。
在这次的设计中，利用了MQ-3型酒精的传感器通过对空气中的酒精浓度测试转换成0～5V的模拟量电压进行输出，把这个0～5V的电压传送到STC12C5A16AD内部自带的A/D转换模块中去，通过模拟量模块的转换输出一个8位0～255的数据给单片机的P1口，再通过单片机进行一些软件程序的处理显示在LCD的液晶上面。

  1. #include "STC12c5A.h"
  2. #include "1602.h"
  3. #include "2402.h"

  5. #define uchar unsigned char
  6. #define uint  unsigned int

  8. //声明常量
  9. #define ALCH     80     //醉驾标准80mg/L
  10. //K_MG_MV和K_ZERO为传感器校准系数，要根据每个MQ-3模块校准
  11. #define K_MG_MV   160/66  //传感器灵敏度系数，每毫克/L对应的10毫伏数
  12. #define K_ZERO     0     //传感器零点漂移，约130mV

  14. //定义按键
  15. sbit Key_Up = P3^6;
  16. sbit Key_Down = P3^7;

  18. //定义LED报警灯
  19. sbit Led_Warn1 = P3^4;
  20. sbit Led_Warn2 = P3^5;

  22. //定义乙醇传感器TTL电平输出引脚
  23. sbit DOUT = P1^4;

  25. //定义标识
  26. volatile bit FlagStartAL = 0;  //开始转换标志
  27. volatile bit FlagKeyPress = 0; //有键弹起标志

  29. //全局变量定义
  30. uchar Threshold;             //酒精浓度上限报警值
  31. uint  ALCounter;           //酒精转换计时器
  32. uint   ALValue;             //酒精测量值
  33. float ALtemp;               //计算临时变量

  35. uint keyvalue, keyUp, keyDown; //键值
  36. char * pSave;             //EEPROM存盘用指针

  38. //函数声明
  39. void Data_Init();
  40. void Timer0_Init();
  41. void Port_Init();
  42. void ADC_Init();
  43. uchar GetADVal();
  44. void KeyProcess(uint );

  46. //数据初始化
  47. void Data_Init()
  48. {
  49.    ALCounter = 0;
  50.    ALValue = 0;
  51.    Led_Warn1 = 1;
  52.    Led_Warn2 = 2;
  53.    keyvalue = 0;
  54.    keyUp = 1;
  55.    keyDown = 1;
  56. }

  58. //定时器0初始化，中断时间约2毫秒
  59. //计算：晶振11.0592MHz，定时器时钟11059200/12=921600，每毫秒922个脉冲
  60. //     16位定时器初值65536-1844=63692=0xf8cc
  61. void Timer0_Init()
  62. {
  63.      ET0 = 1;       //允许定时器0中断
  64.      TMOD = 1;     //定时器工作方式选择
  65.      TL0 = 0xcc;     //
  66.      TH0 = 0xf8;     //定时器赋予初值，大约为2毫秒中断1次
  67.      TR0 = 1;       //启动定时器
  68. }

  70. //定时器0中断
  71. void Timer0_ISR (void) interrupt 1 using 0
  72. {
  73.      TL0 = 0xcc;
  74.      TH0 = 0xf8;     //定时器赋予初值

  76.      //每1秒钟启动一次AD转换
  77.    ALCounter ++;
  78.    if (ALCounter >= 500)
  79.    {
  80.      FlagStartAL = 1;
  81.        ALCounter = 0;
  82.    }
  83. }

  85. void Port_Init()  //设定AD启动；
  86. {
  87.    P1M0 = 0x80;     //10000000，P1.7作为AD输入；
  88.    P1M1 = 0x80;     //
  89. }

  91. void ADC_Init()
  92. {
  93.    uint i;
  94.    P1ASF = 0x80;         //设P1.7为AD输入
  95.    ADC_RES = 0;           //清先前的结果
  96.    ADC_CONTR|=0x80;           //POWER=1,打开ADC电源
  97.    for(i=5000;i>0;i--) ; //延时
  98.    ADC_CONTR = ADC_CONTR&0xE0; //1110,0000 清ADC_FLAG,ADC_START位和低3位
  99.    ADC_CONTR = ADC_CONTR&0xf8|0x07; //设置当前通道号为P1.7
  100.    for(i=2500;i>0;i--) ; //延时

  102. }

  104. //进行AD转换，得到当前酒精值
  105. uchar GetADVal()
  106. {
  107.    uint i;
  108.    ADC_CONTR&=0xf7;
  109.    for(i=250;i>0;i--);       //待输入电压稳定后开始转换
  110.    //ADC_RES = 0;
  111.    ADC_CONTR |= 0x08;       //ADC_Start=1, 启动转换
  112.    while((ADC_CONTR&0x10)==0); //等待转换结束ADC_FLAG=1
  113.    ADC_CONTR&=0xe7;             //清ADC_FLAG和ADC_START位，停止转换
  114.    return ADC_RES;
  115. }

  117. //存入设定值
  118. void Save_Setting()
  119. {
  120.    pSave =  (char *)&Threshold;       //地址低位对应低8位，高位对应高8位
  121.    wrteeprom(0, *pSave);         //存醉酒阈值低8位
  122.    DELAY(300);
  123.    pSave ++;
  124.    wrteeprom(1, *pSave);         //存醉酒阈值高8位
  125.    DELAY(300);
  126. }

  128. //载入设定值
  129. void Load_Setting()
  130. {
  131.    pSave =  (char *)&Threshold;
  132.    *pSave++ = rdeeprom(0);
  133.    *pSave = rdeeprom(1);
  134.    if ((Threshold>=255)||(Threshold<0)) Threshold = 80;
  135. }

  137. //按键处理程序，参数为键值，1为Up键，2为Down键
  138. void KeyProcess(uint num)
  139. {
  140.    switch (num)
  141.    {
  142.      case 1:
  143.          if (Threshold<255) Threshold++;
  144.          break;
  145.        case 2:
  146.          if (Threshold>1) Threshold--;
  147.          break;
  148.        default:
  149.          break;
  150.    }
  151.    L1602_int(2,9,Threshold);
  152.    Save_Setting();
  153. }

  155. void main()
  156. {
  157.    uint i,j;

  159.    EA = 0;
  160.    Data_Init();     //数据初始化
  161.    Timer0_Init();   //定时器0初始化
  162.    Port_Init();     //端口初始化
  163.    ADC_Init();     //ADC初始化
  164.    EA = 1;
  165.    L1602_init();
  166.    L1602_string(1,1,"Welcome to ALCT! ");
  167.    L1602_string(2,1,"Lijiang Nbjsxy  ");
  168.    //L1602_string(2,1,"Designed by AAA  ");
  169.    //延时
  170.    for (i=0;i<1000;i++)
  171.      for (j=0;j<1000;j++)
  172.          {;}
  173.    //清屏
  174.    L1602_string(1,1,"           ");
  175.    L1602_string(2,1,"           ");
  176.    L1602_string(1,1,"Alcohol:   mg/L");
  177.    L1602_string(2,1,"Setting:   mg/L");
  178.    //载入设定值
  179.    Load_Setting();
  180.    L1602_int(2,9,Threshold);
  181.    while(1)
  182.    {
  183.      //如果FlagStartAL标志置位，则进行AD转换
  184.        if (FlagStartAL == 1)
  185.        {
  186.          //酒精浓度换算，50mg/L=62.5ppm，传感器灵敏度应事先校准
  187.        ALValue = 500 * GetADVal() / 256;       //8位ADC，首先得到电压值，单位10毫伏
  188.          ALValue = ALValue - K_ZERO;           //首先减去零点漂移，一般是130mV
  189.            if (ALValue< 0) ALValue = 0;              
  190.            ALValue = ALValue * K_MG_MV;         //将mV转变成mg/L，K_MG_MV系数需要校准        
  191.        L1602_int(1,9,ALValue);
  192.            if (ALValue > Threshold) Led_Warn1 = 0;  //超过阈值，则 Led_Warn1灯报警，否则报警灯灭。
  193.            else Led_Warn1 = 1;
  194.            FlagStartAL = 0;
  195.        }
  196.      //查询乙醇传感器TTL电平，该指示灯为传感器模块报警
  197.        if (DOUT == 0)  Led_Warn2 = 0;
  198.        else         Led_Warn2 = 1;
  199.        //键盘查询，在弹起时响应
  200.        if ((Key_Up)&&(keyUp==0)) {FlagKeyPress = 1; keyvalue = 1;}
  201.      else if ((Key_Down)&&(keyDown==0)) {FlagKeyPress = 1; keyvalue = 2;}
  202.        if (FlagKeyPress == 1)
  203.        {
  204.        KeyProcess(keyvalue);
  205.        FlagKeyPress = 0;        
  206.        }
  207.      if (!Key_Up) keyUp = 0;
  208.        else keyUp = 1;
  209.      if (!Key_Down) keyDown = 0;
  210.        else keyDown = 1;
  211.        DELAY(100);
  212.    }
  213. }
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