畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-實(shí)時(shí)酒精含量測(cè)試儀的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　題 目 實(shí)時(shí)酒精含量測(cè)試儀的設(shè)計(jì) </p><p>　　實(shí)時(shí)酒精含量測(cè)試儀的設(shè)計(jì)</p><p>　　【摘 要】本設(shè)計(jì)采用MQ3酒精氣敏傳感器和單片機(jī)器件設(shè)計(jì)一款可編程的智能型實(shí)時(shí)酒精含量測(cè)試儀，可模擬實(shí)現(xiàn)對(duì)人體呼出氣體中酒精含量的測(cè)試,并且通過LC

2、D液晶實(shí)時(shí)顯示測(cè)試數(shù)據(jù)。該裝置可設(shè)定濃度閾值,并具有超值報(bào)警功能。系統(tǒng)通過MQ3傳感器采集的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后傳給單片機(jī)系統(tǒng),由單片機(jī)及其外圍電路進(jìn)行信號(hào)的處理,實(shí)時(shí)顯示酒精濃度值，當(dāng)超閾值時(shí)報(bào)警。用C語(yǔ)言進(jìn)行編程,程序采用模塊化設(shè)計(jì)思想。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】酒精含量，MQ3傳感器，A/D549轉(zhuǎn)換，單片機(jī)，LCD1602</p><p><b>　

3、　目 錄</b></p><p>　　摘要 ……………………………………………………………………………………………1</p><p>　　緒論 ……………………………………………………………………………………………3</p><p>　　第一章 酒精含量測(cè)試儀硬件電路設(shè)計(jì)………………………………………………………3</p><p>

4、;　　1.1課題要求 ………………………………………………………………………………3</p><p>　　1.2硬件總體設(shè)計(jì)思路 ………………………………………………………………4</p><p>　　1.3硬件電路主要器件的選擇 ……………………………………………………………5</p><p>　　1.4氣體傳感氣及放大電路 ……………………………

5、……………………………5</p><p>　　1.4.1 MQ3氣體傳感器簡(jiǎn)介 ……………………………………………………………5</p><p>　　1.4.2 放大器LM358功能及管腳 …………………………………………………6</p><p>　　1.4.3酒精傳感器MQ3與放大器OP07連接電路………………………………………7</p>&

6、lt;p>　　1.5模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC549及連接電路 …………………………………………………7</p><p>　　1.5.1模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC549功能及管腳簡(jiǎn)介……………………………………………7</p><p>　　1.5.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC549工作原理 ………………………………………………8</p><p>　　1.6 DS1302時(shí)鐘模塊

7、 ……………………………………………………………………9</p><p>　　1.7單片機(jī)AT89S52最小系統(tǒng)連接電路 ……………………………………………10</p><p>　　1.7.1單片機(jī)AT89S52功能及管腳簡(jiǎn)介 ………………………………………………10</p><p>　　1.7.2本設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)連接電路 …………………………

8、………………11</p><p>　　1.8LCD1602功能特性及管腳 …………………………………………………………11</p><p>　　1.9本設(shè)計(jì)1602LCD與單片機(jī)接口電路 ……………………………………………12</p><p>　　1.10報(bào)警系統(tǒng)電路 ……………………………………………………………………13</p>

9、<p>　　1.11系統(tǒng)其他電路簡(jiǎn)介……………………………………………………………………13</p><p>　　1.11.1電源指示電路 ………………………………………………………………13</p><p>　　1.11.2電源電路 ……………………………………………………………………13</p><p>　　1.11.3程序下載口電路

10、 ……………………………………………………………14</p><p>　　1.11.4按鍵控制電路 ………………………………………………………………14</p><p>　　1.11.5穩(wěn)壓電路 ……………………………………………………………………15</p><p>　　1.12本章小結(jié)………………………………………………………………………………15

11、</p><p>　　第二章 酒精含量測(cè)試儀軟件設(shè)計(jì) …………………………………………………………15</p><p>　　2.1主程序流程圖及設(shè)計(jì)……………………………………………………………………15</p><p>　　第三章酒精含量測(cè)試儀軟硬件調(diào)試及測(cè)試過程………………………………………………16</p><p>　　3.1軟硬件

12、的合成調(diào)試 ……………………………………………………………………16</p><p>　　3.2 調(diào)試故障及分析 ………………………………………………………………………17</p><p>　　3.3 酒精濃度檢測(cè)的原理及依據(jù) …………………………………………………………17</p><p>　　3.3.1檢測(cè)原理…………………………………………………………………

13、…………17</p><p>　　3.3.2檢測(cè)依據(jù)……………………………………………………………………………17</p><p>　　3.4傳感器濃度校準(zhǔn)…………………………………………………………………………18</p><p>　　3.5 數(shù)據(jù)測(cè)試及分析 ………………………………………………………………………18</p><p>　　

14、3.6實(shí)物圖展示 ……………………………………………………………………………19</p><p>　　第四章 結(jié)論………………………………………………………………………………………20</p><p>　　致辭 ……………………………………………………………………………………………20</p><p>　　參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………

15、…………………………21</p><p>　　附錄1電路原理圖及PCB圖 ……………………………………………………………………23</p><p>　　附錄2 系統(tǒng)程序 …………………………………………………………………………………25</p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　隨著汽車制造業(yè)的發(fā)展

16、，全球汽車擁有量的增加，據(jù)德國(guó)一家調(diào)研機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，全球汽車（包括個(gè)人用車和商用車）保有量最遲到 2010 年將突破10億量。隨著汽車保有量的增加，交通事故也在不斷的增加，全世界每年約有 120 萬(wàn)人死于道路交通事故，受傷者多達(dá) 5000 萬(wàn)人，同時(shí)全球道路交通事故每年造成的直接經(jīng)濟(jì)損失為 5180 億美元，可見道路交通安全問題已成為全球性的主題。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路建設(shè)也得到了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。隨著公路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，公安部交管局

17、透露，截至2011年8月底，全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)到2.19億輛。其中，汽車保有量首次突破1億輛，占機(jī)動(dòng)車總量的45.88%，是機(jī)動(dòng)車的主要構(gòu)成部分。隨著汽車使用量的增加和道路交通事業(yè)的發(fā)展，也給社會(huì)帶來(lái)了負(fù)面影響。</p><p>　　為了能夠有效的防止酒后駕駛造成的此類危害，研究一種酒精含量測(cè)試儀來(lái)測(cè)量駕駛員呼氣中酒精濃度是否超標(biāo)是非常必要的，降低交通事故的發(fā)生率。駕駛員酒后駕車就像一顆顆流動(dòng)的“炸彈”，隨時(shí)隨地

18、都有可能爆炸，威脅著我們的安全。據(jù)調(diào)查研究中顯示，酒精對(duì)駕駛員有很大的影響，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　?。?）酒精能麻醉人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，使其功能失調(diào)，反應(yīng)遲鈍，動(dòng)作不協(xié)調(diào)，酒后駕駛?cè)说呐袛嗄芰筒僮髂芰γ黠@下降，因?yàn)榈蜐舛妊芯凭蓪?dǎo)致認(rèn)知和駕駛能降低，特別是對(duì)光、聲、圖像、畫面的反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，眼、手、腳之間的配合功能發(fā)生障礙，無(wú)法正確判斷車速和車距。</p><p>

19、　?。?）酒精使駕駛?cè)说囊庾R(shí)模糊，注意力減弱或分散。駕駛?cè)嗽谥袠猩窠?jīng)系統(tǒng)被麻醉情況下，無(wú)法集中注意力，視野范圍縮小，視像模糊，對(duì)處于視野邊緣的危險(xiǎn)隱患難以發(fā)現(xiàn)。 </p><p>　　（3）酒精涉入一定量后使人的危險(xiǎn)感受性下降,在酒精的麻痹下，人的觸覺敏感度降低，危險(xiǎn)感受性也會(huì)隨著酒精作用而降低，因而容易對(duì)自己的能力過高估計(jì)，對(duì)周圍人的勸告不予理睬，駕車行駛在路上也不會(huì)感覺有危險(xiǎn)的存在，易于我行我素，橫沖直撞。[

20、1]</p><p>　　第一章 酒精含量測(cè)試儀硬件電路設(shè)計(jì) </p><p><b>　　1.1 課題要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)便攜式駕駛員酒精含量測(cè)試儀，測(cè)試人體呼出氣體中酒精含量。它對(duì)酒精快速響應(yīng)，預(yù)熱時(shí)間短，靈敏度高，測(cè)量直觀，功耗低。</p><p>　　測(cè)試儀可以采用氣體傳感器作為敏感單元

21、,把氣體中含有的乙醇?xì)鈶B(tài)濃度轉(zhuǎn)換成電信號(hào),經(jīng)電子電路放大以及微處理器處理,由LCD直觀顯示被測(cè)氣體中的乙醇濃度。 </p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　偵測(cè)濃度: 危險(xiǎn)濃度為大于 0.4mg/L，安全濃度為小于0.25mg/L,介于兩者之間是警戒濃</p><p><b>　　度。</b>&

22、lt;/p><p>　　顯示方式: 使用LCD顯示測(cè)量出來(lái)的酒精濃度值，并使用綠色LED亮指示安全狀態(tài)，橙</p><p>　　色LED亮指示警戒狀態(tài)，紅色LED亮指示危險(xiǎn)狀態(tài)。</p><p>　?。?）使用環(huán)境: 0℃-40℃</p><p>　　（4）使用電池: 3VDC(AAA電池×2)</p><p>

23、　?。?）暖機(jī)時(shí)間: 20秒內(nèi)</p><p>　　（6）測(cè)試時(shí)間：6秒</p><p>　　1.2 硬件總體設(shè)計(jì)思路</p><p>　　思路從設(shè)計(jì)的要求出發(fā)，要求是測(cè)試酒精氣體的濃度，必然要用到酒精傳感器。設(shè)計(jì)出來(lái)的儀器要對(duì)酒精快速響應(yīng)，預(yù)熱時(shí)間短 ，這就對(duì)酒精傳感器的性能指標(biāo)有一定的要求，首先這個(gè)酒精傳感器本身就很好的靈敏度，和檢測(cè)到的酒精氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)快。

24、測(cè)量直觀要求儀器有一個(gè)顯示器，能直接從顯示器上讀取測(cè)試結(jié)果，這時(shí)選擇一個(gè)LCD液晶做顯示器。又考慮到酒精傳感器采集到的電信號(hào)是微弱模擬信號(hào)，而單片機(jī)所能處理的是數(shù)字信號(hào)，所以還要運(yùn)用運(yùn)放和一塊A/D轉(zhuǎn)換芯片，把酒精傳感器采集到的模擬電信號(hào)放大，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，再送到單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理，經(jīng)單片機(jī)運(yùn)算處理的數(shù)字電信號(hào)最后送到LCD液晶進(jìn)行顯示。以下是對(duì)本課題重點(diǎn)難點(diǎn)分析：</p><p><b>　　設(shè)

25、計(jì)重點(diǎn): </b></p><p>　?。?）掌握整個(gè)測(cè)試儀的工作過程、每個(gè)環(huán)節(jié)的原理。</p><p>　?。?）單片機(jī)、酒精傳感器、時(shí)鐘模塊、運(yùn)放等器件的選用。</p><p><b>　　（3）測(cè)量標(biāo)定。</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)難點(diǎn)：</b></p>

26、<p>　?。?）酒精傳感器、運(yùn)放、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、LCD顯示的集成電路設(shè)計(jì)</p><p>　　（2）采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、以及顯示數(shù)據(jù)的程序的編寫。</p><p>　?。?）酒精氣體的采集過程。</p><p>　?。?）測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)，精度達(dá)到要求。</p><p><b>　　硬件設(shè)計(jì)總體框架</b&

27、gt;</p><p>　　電信號(hào) 信號(hào)放大 數(shù)字信號(hào) 信號(hào)顯示</p><p>　　圖1.1硬件設(shè)計(jì)總體框</p><p>　　1.3 硬件電路主要器件的選擇</p><p>　　在滿足上訴測(cè)試要求的前提下，選擇自己熟悉并且常用的器件，方便調(diào)試，而且容易買到，還要考慮到總體的成本，選擇比較經(jīng)濟(jì)的

28、器件，價(jià)格控制在一定范圍內(nèi)。本設(shè)計(jì)選擇的主要器件有如下：</p><p>　?。?）單片機(jī)：AT89S52 </p><p>　　（2）酒精傳感器：MQ3</p><p>　?。?）運(yùn)算放大器：LM358</p><p>　　（4）A/D：TLC549</p><p>　?。?）LCD：1602

29、</p><p>　?。?）時(shí)鐘：DS1302 </p><p>　　1.4 氣體傳感氣及放大電路</p><p>　　氣體傳感器是氣體檢測(cè)系統(tǒng)的核心，通常安裝在探測(cè)頭內(nèi)。從本質(zhì)上來(lái)講，氣體傳感器是一種將氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。探測(cè)頭通過氣體傳感器對(duì)氣體樣品進(jìn)行調(diào)理，一般情況下包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷處理以及樣品抽吸，甚至是對(duì)樣品

30、進(jìn)行化學(xué)處理，以便化學(xué)傳感器能夠進(jìn)行較快速地測(cè)量。[2]這在選擇傳感器的時(shí)候，一定要考慮到穩(wěn)定性、靈敏度、選擇性和抗腐蝕性，因而選擇MQ3型酒精傳感器。</p><p>　　1.4.1 MQ3氣體傳感器簡(jiǎn)介</p><p>　　MQ3氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖1.2所示,電路連接圖如圖1.3 所示，由微型AL2O3陶瓷管、SnO2 敏感層,測(cè)量電極與加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或是不銹鋼制

31、成的腔體里，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝較好的氣敏元件有６只針狀管腳，其中４個(gè)用于信號(hào)取出，２個(gè)用于提供加熱電流。具有廣泛的探測(cè)范圍，適用于酒精檢測(cè)。對(duì)乙醇蒸氣有很高的靈敏度和良好的選擇性，快速的響應(yīng)恢復(fù)特性，長(zhǎng)期的壽命和可靠的穩(wěn)定性，簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)回路等特點(diǎn)。通常用于機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T是否酗酒及其它嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)；也用于其它場(chǎng)所乙醇蒸氣的檢測(cè).；也可用于家庭和工廠的氣體泄漏監(jiān)測(cè)裝置?！?lt;/p><

32、p>　　圖1.2 MQ3結(jié)構(gòu)與外形 圖1.3 MQ3電路連接</p><p>　　回路中有兩部分組成：其一為加熱回路；其二為信號(hào)輸出回路，它可以準(zhǔn)確反映傳感器表面電阻的變化。傳感器表面電阻RS 的變化，是通過與其串聯(lián)的負(fù)載電阻RL 上的有效電壓信號(hào)VRL 輸出面獲得的。二者之間的關(guān)系表述為：RS/RL=(VCC－VRL)/VRL，其中VCC為回路電壓，負(fù)載電阻RL

33、可調(diào)為0.5～200K，VCC同時(shí)作為加熱電壓。[3]</p><p>　　工作條件：使用溫度在-20℃—55℃范圍；儲(chǔ)存溫度在-20℃-70℃范圍；相對(duì)濕度要求不大于95%RH；氧氣濃度在21%(標(biāo)準(zhǔn)條件)?；芈冯妷阂蟆?5V（AC or DC），加熱電壓要求是5.0V±0.2 V，測(cè)量電壓不大于24V。負(fù)載電阻要可調(diào)，加熱電阻是31Ω±3Ω；加熱功耗≤900mW，屬于小功率；探測(cè)空氣中酒

34、精濃度范圍100ppm-2000ppm。為了使測(cè)量的精度達(dá)到最高，誤差最小，需要找到合適的溫度，一般在測(cè)量前需要將傳感器預(yù)熱5 分鐘。</p><p>　　MQ3靈敏度特性曲線資料如圖1.4：</p><p>　　圖1.4 MQ3靈敏度特性曲線</p><p>　　本靈敏度曲線圖條件：</p><p>　　溫度：20℃、相對(duì)濕度：65%、氧

35、氣濃度：21% RL=5kΩ Rs：元件在不同氣體，不同濃度下的電阻值。R0: 元件在潔凈空氣中的電阻值。</p><p>　　1.4.2放大器LM358功能及管腳</p><p>　　LM358 內(nèi)部包含有兩個(gè)相互獨(dú)立的、增益高、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適于電源電壓范圍較寬的單電源使用，也適于雙電源的工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無(wú)關(guān)。它的使用范圍包含了傳感放大器、

36、直流增益模塊與其他所有可用單電源供電使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。</p><p>　　圖1.5 LM358管腳圖</p><p>　　管腳介紹：1和7為偏置平衡，2為反向輸入端，3為正向輸入端，4接地，5空腳 6為輸出，7接電源。 </p><p>　　1.4.3酒精傳感器MQ3與放大器OP07連接電路</p>&

37、lt;p>　　圖1.6 MQ3與放大器LM358連接電路</p><p>　　工作原理：圖1.6是酒精傳感器MQ3與放大器LM358連接電路，MQ3氣體傳感器接觸到酒精昧后，就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，A（1和3角連接在一起）、B（4和6角連接在一起）間的電阻值減少，B點(diǎn)的電位升高，酒味越濃，B點(diǎn)電位越高。此信號(hào)電壓經(jīng)靈敏度調(diào)節(jié)電位器RP滑動(dòng)臂取出，加至放大器LM358的2、3腳，由LM358的1腳輸出被放大的模擬電

38、信號(hào)，這個(gè)模擬電信號(hào)將被提供給TLC459進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。[4]</p><p>　　1.5 模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC549及連接電路</p><p>　　模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的功能是將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量，是架起模擬系統(tǒng)跟數(shù)字系統(tǒng)之間連接的橋梁。對(duì)于本系統(tǒng)而言，就是用于快速、高精度地對(duì)輸入的酒精濃度信號(hào)進(jìn)行采樣編碼，將其轉(zhuǎn)換成單片機(jī)所能夠處理的數(shù)字量。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路是本系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其性能

39、的好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量</p><p>　　1.5.1模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC549功能及管腳簡(jiǎn)介</p><p>　　TLC549 是TI公司生產(chǎn)的一種性價(jià)比非常高的8位A/D轉(zhuǎn)換器，它以8位開關(guān)電容逐次逼近的方法實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換速度小于17us，它能方便地采用三線串行接口方式與各種微處理器連接，構(gòu)成各種廉價(jià)的測(cè)控應(yīng)用系統(tǒng) .</p><p><b>

40、;　　主要特性</b></p><p>　　1、８位分辨率A/D轉(zhuǎn)換器，總不可調(diào)整誤差≤±0.5LSB 。</p><p>　　2、采用三線串行方式與微處理器接口。</p><p>　　3、片內(nèi)提供４ＭＨｚ內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘,并與操作控制用的外部I/OCLOCK相互獨(dú)立。</p><p>　　4、有片內(nèi)采樣保持電路，轉(zhuǎn)換時(shí)間≤

41、17us，包括存取與轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換速率達(dá)40000次／秒。</p><p>　　5、差分高阻抗基準(zhǔn)電壓輸入，其范圍是:１V≤差分基準(zhǔn)電壓≤Vcc＋0.2V。</p><p>　　6、寬電源范圍：3V－6.5V，低功耗,當(dāng)片選信號(hào)/CS為低，芯片選中處于工作狀態(tài)。</p><p><b>　　管腳介紹： </b></p><p&

42、gt;　　1腳為正向參考電壓；</p><p><b>　　2腳信號(hào)電壓輸入；</b></p><p>　　3腳為反向參考電壓，一般直接接地；</p><p><b>　　4腳接地；</b></p><p>　　5腳為片選信號(hào)，低電平有效；</p><p><b>

43、　　6腳為信號(hào)輸出；</b></p><p><b>　　7腳為時(shí)鐘信號(hào)；</b></p><p>　　8腳接電源。</p><p>　　圖1.7TLC549管腳圖 </p><p>　　1.5.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC549工作原理</p>

44、<p>　　圖1.8 TLC549連接電路圖</p><p>　　工作原理：首先將信號(hào)電壓從2腳輸入，令片選CS和時(shí)鐘信號(hào)CLK為低電平，則開始轉(zhuǎn)化！轉(zhuǎn)換結(jié)束后，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，通過6腳串行輸出，將轉(zhuǎn)換好的數(shù)字電信號(hào)傳遞給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。</p><p>　　1.6 DS1302時(shí)鐘模塊 </p><p>　　現(xiàn)在流行的串行時(shí)鐘電路很多，如D

45、S1302、 DS1307、PCF8485等。這些電路的接口簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便，被廣泛地采用。本設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路DS1302是DALLAS公司的一種具有涓細(xì)電流充電能力的電路，主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，主電源/后背電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力，可為掉電保護(hù)，系統(tǒng)時(shí)鐘后備電源的供電下繼續(xù)工作。該電路晶振采用的是普通32.768kHz晶振。 </p><p>　　DS1302

46、是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。 </p><p>　　DS1302電路原理圖如圖1.9所示。</p>&l

47、t;p>　　圖1.9 DS1302時(shí)鐘原理圖</p><p>　　DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vcc1＋0.2V時(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位

48、/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc≥2.5V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置

49、為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，后面有詳細(xì)說明。SCLK始終是輸入端。DS1302與單片機(jī)的連接，實(shí)際上，在調(diào)試程序時(shí)可以不加電容器，只加一個(gè)32.768kHz 的晶振即可。</p><p>　　1.7單片機(jī)AT89S52最小系統(tǒng)連接電路</p><p>　　單片機(jī)也被稱為微控制器，是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器

50、RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能。本課題采用較常用且較經(jīng)濟(jì)的AT89S52單片機(jī)，AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程存儲(chǔ)器。</p><p>　　1.7.1單片機(jī)AT89S52功能及管腳簡(jiǎn)介</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，

51、三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。[5]</p><p><b>　　管腳介紹：</b>&

52、lt;/p><p>　　P0 口：P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。 </p><p>　　P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P

53、1 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。</p><p>　　P2 口：P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P2 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL

54、）。 </p><p>　　P3 口：P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P3輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)。TTL 邏輯電平。對(duì)P3 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 </p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位

55、。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。</p><p>　　PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。</p><p>　　EA/VPP：外部訪問允許

56、，欲使CPU訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。</p><p>　　晶振特性：AT89S52單片機(jī)有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器，XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入、輸出端。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來(lái)一起構(gòu)成自激振蕩器。</p><p>　　存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)：MCS-51器件有單獨(dú)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

57、都可以64K尋址。程序存儲(chǔ)器：如果EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲(chǔ)器開始。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：AT89S52有256字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。高128字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。</p><p>　　1.7.2本設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)連接電路</p><p>　　圖1.10 單片機(jī)最小系統(tǒng)連接電路</p><p>　　工作原理：本單片機(jī)最小系統(tǒng)連接電路如圖1.10，[6]本系統(tǒng)包括單

58、片機(jī)AT89S52接口電路、晶振電路、復(fù)位電路、分頻電路。單片機(jī)AT89S52接口電路中，P2.4、P2.6及P2.8口分別控制TLC549的7腳、5腳及6腳；P2.6口用于控制系統(tǒng)報(bào)警，當(dāng)所測(cè)試的濃度超過閾值時(shí)，輸出一個(gè)低電平，紅色指示燈會(huì)發(fā)光，蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲音。P1.0-P1.7作為數(shù)據(jù)線，在單片機(jī)和液晶LCD1602之間用于傳遞單片機(jī)處理過的被測(cè)電壓數(shù)字信號(hào)。P3.0和P3.1口連接下載口。P3.2口、P3.3口、P3.4口分別為

59、INT0、INT1、T0，作為中斷；P3.5口、P3.6口、P3.7口分別為E、R/W、RS，用來(lái)控制液晶，對(duì)液晶寫入控制命令。單片機(jī)的18號(hào)、19號(hào)管腳用于連接晶振電路，使單片機(jī)工作。單片機(jī)31號(hào)管腳是EA/VPP，是訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)，當(dāng)執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC；9號(hào)管腳是單片機(jī)復(fù)位；30號(hào)管腳是ALE/PROG，地址鎖存控制信號(hào)ALE是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8位地址的輸出脈沖。復(fù)位電路包含了單片機(jī)上電復(fù)位

60、和按鍵復(fù)位（高電平復(fù)位）。P0口加上一個(gè)排阻，作為上拉</p><p>　　1.8 LCD1602功能特性及管腳</p><p><b>　　功能介紹：</b></p><p>　　液晶顯示器在一個(gè)電路系統(tǒng)中用于顯示數(shù)據(jù)，本課題的硬件電路中采用1602LCD液晶作為顯示器。1602LCD具有 40通道點(diǎn)陣LCD 驅(qū)動(dòng)；可選擇當(dāng)作行驅(qū)動(dòng)或列驅(qū)動(dòng)；

61、輸入/輸出信號(hào)：輸出,能產(chǎn)生20×2個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)波形；接受控制器送出的串行數(shù)據(jù)和控制信號(hào)；通過單片機(jī)控制將所測(cè)的頻率信號(hào)讀數(shù)顯示出來(lái)。LCD1602顯示容量為16×2個(gè)字符；芯片工作電壓為4.5～5.5V；工作電流為2.0mA（5.0V）；模塊最佳工作電壓為5.0V；字符尺寸為2.95×4.35（W×H）mm。[8]</p><p>　　1.9本設(shè)計(jì)1602LCD與單片機(jī)接

62、口電路</p><p>　　圖1.11 1602LCD與單片機(jī)接口電路</p><p>　　工作原理：圖1.11為1602LCD與單片機(jī)接口電路，其中D0～D7八位雙向并行總線與單片機(jī)的P1口相連，用來(lái)傳送命令和數(shù)據(jù)。RS與單片機(jī)P3.7口相連，作為命令/數(shù)據(jù)選擇引腳；R/W與單片機(jī)P3.6口相連，作為讀寫選擇端；E與單片機(jī)P3.5口相連，用于控制信號(hào)讀??；VO是用來(lái)調(diào)節(jié)背光。</p

63、><p>　　1.10 報(bào)警系統(tǒng)電路介紹</p><p>　　圖1.12 報(bào)警系統(tǒng)電路</p><p>　　工作原理：報(bào)警系統(tǒng)電路如圖1.12，通過單片機(jī)程序控制,判斷是否報(bào)警。當(dāng)濃度超過閾值時(shí)（如閾值為0.4mg/L），單片機(jī)P2.6管腳輸出一個(gè)低電平,使LED1（紅色發(fā)光二極管）導(dǎo)通發(fā)光，同事使三極管9012導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲音。</p><

64、p>　　1.11 系統(tǒng)其他電路簡(jiǎn)介</p><p>　　1.11.1電源指示電路介紹</p><p>　　電路設(shè)計(jì)中采用1K電阻和一個(gè)LED紅燈，電路設(shè)計(jì)圖見圖1.13。</p><p>　　圖1.13 電源指示電路</p><p>　　1.11.2電源電路介紹</p><p>　　圖1.14為系統(tǒng)電源1，提供5

65、V電壓</p><p>　　圖1.14 系統(tǒng)電源 </p><p>　　1.11.3程序下載口電路介紹</p><p>　　方便電路調(diào)試和程序下載，本電路設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了一個(gè)專門用來(lái)下來(lái)51單片機(jī)程序的下載口，下載程序時(shí)不用從電路上拔下單片機(jī)AT89S52，直接就可以下載程序

66、，做到方便調(diào)試。下載電路見圖1.15。</p><p>　　圖1.15 下載口電路</p><p>　　1.11.4按鍵控制電路介紹</p><p>　　S2、S3、S4分別接單片機(jī)AT89S52的P3.2P3.3、P3.4口，采用中斷控制實(shí)現(xiàn)相應(yīng)地功能。</p><p>　　按鍵控制電路設(shè)計(jì)如圖1.16：</p><p&

67、gt;　　圖1.16 按鍵控制電路</p><p>　　按鍵S2按下顯示對(duì)應(yīng)酒精濃度的建議；按鍵S3用來(lái)控制報(bào)警鈴聲開與關(guān)；按鍵3用來(lái)是鎖定當(dāng)前濃度值。</p><p>　　1.11.5穩(wěn)壓電路介紹</p><p>　　采用TL431作為穩(wěn)壓器件，TL431是一個(gè)有良好熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。選擇不同的R5 和R6的值可以得到從2.5V 到36V 范圍內(nèi)的任

68、意電壓輸出，特別地，當(dāng)R5=R6 時(shí)，輸出電壓REF=5V。為ADC0809提供5V的基準(zhǔn)電壓。穩(wěn)壓電路如圖1.17。</p><p>　　圖1.17 穩(wěn)壓電路</p><p><b>　　1.12 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章在選擇便攜式酒精含量測(cè)試儀硬件設(shè)計(jì)的方案基礎(chǔ)上，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)，并詳細(xì)的介紹了便攜式酒精含量測(cè)試

69、儀硬件設(shè)計(jì)中各個(gè)硬件模塊功能。</p><p><b>　　本章主要結(jié)論：</b></p><p>　　在詳細(xì)介紹酒精傳感器MQ3、TLC549、及AT89S52單片機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)性能特點(diǎn)；詳細(xì)闡述了便攜式酒精含量測(cè)試儀的各個(gè)功能模塊的硬件電路功能，主要包括傳感器及信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)處理電路、液晶顯示電路、聲光報(bào)警電路等；設(shè)計(jì)了整個(gè)硬件電路的功能，

70、達(dá)到了本研究的硬件要求標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　第二章 酒精含量測(cè)試儀軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　在設(shè)計(jì)了硬件電路的基礎(chǔ)上，本設(shè)計(jì)中的軟件主要采用Keil編譯器進(jìn)行編寫，采用各個(gè)子模塊組成整個(gè)程序。便攜式酒精含量測(cè)試儀的程序的主要任務(wù)是：對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行采集、轉(zhuǎn)換、計(jì)算處理，并能夠顯示該輸出信號(hào)，并能夠在該信號(hào)超過規(guī)定限值時(shí)，聲音和發(fā)光報(bào)警[9]。軟件總體設(shè)計(jì)主要包括主程序設(shè)計(jì)和

71、各個(gè)子程序的設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.1 主程序流程圖及設(shè)計(jì)</p><p>　　主程序流程圖如圖2.1所示。首先系統(tǒng)上電后要對(duì)系統(tǒng)各模塊進(jìn)行初始化設(shè)置，對(duì)TLC549寫控制字，以及LCD顯示初始化；之后是數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、計(jì)算等過程；單片機(jī)對(duì)傳感器檢測(cè)的酒精氣體濃度輸出信號(hào)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換后，經(jīng)過計(jì)算處理后，將呼出氣體酒精濃度值與報(bào)警限設(shè)定值進(jìn)行比較，判斷是否發(fā)出聲音和發(fā)光報(bào)警。同

72、時(shí)送入LCD1602液晶顯示模塊顯示酒精氣體的濃度值。</p><p><b>　　N</b></p><p>　　圖2.1 主程序流程圖</p><p>　　第三章 酒精含量測(cè)試儀軟硬件調(diào)試及測(cè)試過程</p><p>　　在系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)軟硬件的結(jié)合調(diào)試，便攜式酒精含量測(cè)試儀的方案設(shè)計(jì)得到了肯定，通

73、過實(shí)驗(yàn)得知，能夠檢測(cè)到酒精氣體濃度，讀回電壓值，經(jīng)過換算處理，較為直觀的顯示出酒精濃度值。當(dāng)檢測(cè)到氣體酒精含量超標(biāo)時(shí)，能夠驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警。</p><p>　　3.1軟硬件的合成調(diào)試</p><p>　　首先把硬件電路設(shè)計(jì)好，寫好軟件后，需要通過硬件看看能否得到所需要實(shí)現(xiàn)課題要求的功能，所以需要二者結(jié)合調(diào)試。本次設(shè)計(jì)主要進(jìn)行的調(diào)試工作是：數(shù)據(jù)采集調(diào)試及信號(hào)放大調(diào)試、驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警等方面的調(diào)試。

74、 </p><p>　　在調(diào)試的實(shí)際過程中，首先將編寫好的程序下載到目標(biāo)板上進(jìn)行分塊調(diào)試；然后組成整個(gè)應(yīng)用程序，進(jìn)行整體調(diào)試從而完成整個(gè)設(shè)計(jì)的程序調(diào)試工作。調(diào)試前的準(zhǔn)備工作：（1）PC 機(jī)；（2）數(shù)字萬(wàn)用表；（3）5V電源（可調(diào)）；（4）不同濃度的酒精溶液等。 </p><p>　　本次硬件設(shè)計(jì)選用Potel99se，軟件設(shè)計(jì)選用Keil.平臺(tái)。用自己所編制的程序來(lái)調(diào)試和檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)板上的電路

75、（硬件調(diào)試）；利用USB數(shù)據(jù)線將自己設(shè)計(jì)的目標(biāo)程序下載到目標(biāo)板上的單片機(jī)AT89S52。</p><p>　　單片機(jī)中（程序固化）。</p><p>　　3.2 調(diào)試故障及分析</p><p>　　在調(diào)試過程中，出現(xiàn)以下故障：</p><p>　?。?）單片機(jī)不能下載程序；可能是檢查晶振不工作或單片機(jī)線路故障；經(jīng)排查，發(fā)現(xiàn)是晶振有一腳虛焊，重

76、新焊上解決了這個(gè)問題。</p><p>　?。?）用萬(wàn)用表測(cè)傳感器輸出電壓，變化范圍不大。原因可能是滑動(dòng)變阻器阻值不夠大，導(dǎo)致傳感器電路靈敏度。經(jīng)調(diào)試，換一個(gè)適當(dāng)?shù)摹⒏蟮幕瑒?dòng)變阻器，再去測(cè)輸出電壓，電壓變化范圍就變大了，達(dá)到了測(cè)試要求。</p><p>　?。?）ADTLC549沒工作，經(jīng)排查，穩(wěn)壓器件TL431的1腳和3腳接反了。重新接上即可。</p><p>

77、　?。?）傳感器輸出電壓不穩(wěn)定，在同濃度酒精情況下測(cè)試電壓，測(cè)試值也不同?？赡苁莻鞲衅鳑]有預(yù)熱充分以及測(cè)試儀電源不穩(wěn)定導(dǎo)致。檢查調(diào)節(jié)電源電壓，保證供電電壓穩(wěn)定，同時(shí)使傳感器預(yù)熱5分鐘，等傳感器充分預(yù)熱以及系統(tǒng)功能穩(wěn)定后，在進(jìn)行電壓測(cè)試。</p><p>　　（5）液晶LCD無(wú)顯示，可能是程序不對(duì)或者是LCD硬件電路問題。經(jīng)檢查，有一根數(shù)據(jù)線插錯(cuò)了了，重新連接即可。</p><p>　　3.

78、3 酒精濃度檢測(cè)的原理及依據(jù)</p><p><b>　　3.3.1檢測(cè)原理</b></p><p>　　利用便攜式酒精含量測(cè)試儀來(lái)判斷人體內(nèi)血液酒精濃度的依據(jù)為：人飲酒后，酒精通過消化系統(tǒng)被人體吸收，經(jīng)過血液循環(huán)，約有90%的酒精通過肺部呼氣排出，因此測(cè)量呼氣中的酒精含量，可以判斷人的醉酒程度。另外更重要的依據(jù)是人體呼氣中的酒精含量與血液中的酒精含量有如下關(guān)系：BA

79、C( in mg/L)=Br AC(in mg/L)×2200，上式中，BAC是血液酒精濃度的英文縮寫，BrAC則是呼氣酒精濃度的縮寫，括號(hào)中的in mg/L表示以每升中多少毫克為單位。即以mg/L為單位的血液酒精濃度在數(shù)值上相當(dāng)于以mg/L為單位的呼氣酒精濃度乘以系數(shù)2200（由于各國(guó)的情況不同，在美國(guó)此系數(shù)采用2000，而歐洲很多國(guó)家采用2100）[10]。基于這種關(guān)系，根據(jù)駕駛員呼出氣體中的酒精含量來(lái)確定被測(cè)量者體內(nèi)酒精

80、含量的多少，研究表明，當(dāng)駕駛員呼氣中酒精濃度超過0.25mg/L時(shí)，駕駛員就會(huì)在復(fù)雜技巧上出現(xiàn)障礙、駕駛能力變壞，肇事率是無(wú)酒精狀態(tài)的2倍，駕駛員駕車容易肇事，以此標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量司機(jī)是否能夠安全駕駛，當(dāng)駕駛員呼氣中酒精濃度超過0.40mg/L時(shí)，駕駛員出現(xiàn)多話、感覺障礙，肇事率是無(wú)酒精狀態(tài)的6倍[11]。這時(shí)</p><p><b>　　3.3.2檢測(cè)依據(jù)</b></p><

81、p>　　到底身體中的酒精濃度要達(dá)到多少才需要禁止其駕駛車輛？由于人種的不同，對(duì)酒精的代謝速率也不一樣，再加上各國(guó)的社會(huì)風(fēng)俗習(xí)慣不同，因此訂定的標(biāo)準(zhǔn)也不完全一樣。表1是體內(nèi)酒精濃度與肇事率的關(guān)系。</p><p>　　表1：體內(nèi)酒精濃度與肇事率的關(guān)系</p><p>　　3.4傳感器濃度校準(zhǔn)</p><p>　　根據(jù)上兩個(gè)表又在網(wǎng)上和圖書館查閱資料，了解到一種校

82、準(zhǔn)方法：密閉容器中，一定溫度下，酒精溶液揮發(fā)到容器空氣中后，酒精水溶液濃度與空氣中酒精濃度是有一定關(guān)系的。利用這個(gè)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，配置出標(biāo)準(zhǔn)的酒精溶液，就能對(duì)測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)。當(dāng)要是用來(lái)校準(zhǔn)空氣中0.25mg/L和0.40mg/L兩個(gè)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)資料中的數(shù)據(jù)，計(jì)算出要分別配置0.64g/L和1.02g/L的酒精水溶液，由于條件限制，這個(gè)是比較難達(dá)到精度要求的，而且還要在一定溫度下密閉容器里進(jìn)行校準(zhǔn)，操作比較困難。資料中的數(shù)據(jù)時(shí)通過實(shí)驗(yàn)得到的，

83、而且在于國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程誤差范圍內(nèi)的，以下為資料數(shù)據(jù)：</p><p>　　表2 酒精水溶液濃度與空氣中酒精濃度的關(guān)系</p><p>　　3.5 數(shù)據(jù)測(cè)試及分析</p><p>　　測(cè)試方案及測(cè)試數(shù)據(jù)： </p><p>　　測(cè)試方案：配制幾種濃度的溶液，在每個(gè)濃度下測(cè)試5次。酒精溶液A是用5%濃度的酒精溶液加一定量的水稀釋而成，濃度大

84、約是2.5%；酒精溶液B是用75%濃度的酒精溶液加一定量水稀釋而成，濃度大約是15%；酒精溶液C是用95%濃度的酒精溶液加一定量水稀釋而成，濃度大約是40%；酒精溶液C是用95%濃度的酒精溶液加一定量水稀釋而成，濃度大約是85%。然后進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試：</p><p><b>　　3.6實(shí)物圖展示</b></p><p>　　圖3.1 整體實(shí)物圖 </p>

85、<p>　　圖3.2初始狀態(tài)下的LED</p><p>　　圖3.3 處于安全轉(zhuǎn)臺(tái)的LED</p><p>　　圖3.4 處于警告狀態(tài)下的LED</p><p>　　圖3.5 處于非法狀態(tài)下的LED</p><p><b>　　第四章 結(jié)論</b></p><p>　　本課題針對(duì)目

86、前酒后駕車造成交通事故頻繁的現(xiàn)象，從燃燒型氣體傳感器的工作機(jī)制出發(fā)，設(shè)計(jì)并制作出一種便攜式酒精含量測(cè)試儀，能夠比較方便的測(cè)出被測(cè)者呼氣中的酒精濃度。在此基礎(chǔ)上了設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)AT89S52的便攜式酒精含量測(cè)試儀，并對(duì)該測(cè)試儀的構(gòu)成、工作原理及硬件電路和軟件系統(tǒng)進(jìn)行了闡述，最后通過實(shí)驗(yàn)證該測(cè)試儀達(dá)。</p><p>　?。?）從便于攜帶、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)等方面出發(fā)，設(shè)計(jì)酒精含量測(cè)試儀的方案，并對(duì)方案進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；依據(jù)

87、方案設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了基于AT89S52單片機(jī)的硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了聲光音報(bào)警、液晶顯示酒精濃度和環(huán)境溫度等功能。聲光報(bào)警模塊功能為當(dāng)檢測(cè)到酒精濃度超過設(shè)定的閾值時(shí)，紅色LED發(fā)光，并且蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警。</p><p>　?。?）在Keil軟件開發(fā)平臺(tái)上編寫了整個(gè)軟件系統(tǒng)，主要包括主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、液晶顯示子程序、酒精濃度計(jì)算子程序等； </p><p>　?。?）通過測(cè)試儀軟硬件的

88、結(jié)合調(diào)試，通過實(shí)驗(yàn)，在酒精濃度與測(cè)試儀輸出電壓關(guān)系曲線的基礎(chǔ)上，對(duì)測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)、測(cè)試出數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，衷心感謝我的指導(dǎo)教師柯躍前老師的指導(dǎo)及支持，在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中提出了寶貴意見并提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所及調(diào)試器材。畢業(yè)論文也給予了悉心的指導(dǎo)，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以完成。同時(shí)，還要感謝我周圍的同學(xué)在這次

89、畢業(yè)中給與我的幫助，沒有你們的幫助，我不會(huì)這么順利的完成任務(wù)。最后，衷心的祝愿老師工作順利，身體健康；祝同學(xué)們前程似錦，鵬程萬(wàn)里！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 中華人民共和國(guó)公安部安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) GA307-2001 呼出氣體酒精含量探測(cè)器[S]. </p><p>　　[2] 張紅潤(rùn)．傳感器應(yīng)

90、用設(shè)計(jì)300例下[M]．北京：北京航空航天大學(xué)，2008．</p><p>　　[3] 何希才．常用傳感器應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M]．北京：科學(xué)出版社，2007．</p><p>　　[4] 何希才．使用傳感器接口電路實(shí)例[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2007． </p><p>　　[5] 何立民．MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù)[M]

91、．北京：北航出版社，1990．</p><p>　　[6] 江思敏，姚鵬翼，胡燁. Protel 2004電路原理圖及PCB設(shè)計(jì)[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.8</p><p>　　[7] 段晨東. 單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]北京：清華大學(xué)出版社，2008</p><p>　　[8] 陸蓉.液晶顯示器（LCD）顯示驅(qū)動(dòng)原理及其應(yīng)用[J].電子制作，20

92、05（5）：51～52.</p><p>　　[9] 譚浩強(qiáng). C程序設(shè)計(jì)（第二版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.10</p><p>　　[10] 陳成新. 一種校準(zhǔn)呼氣酒精測(cè)試儀的新方法[J] .計(jì)量學(xué)報(bào)，2006,27（2）：1~3</p><p>　　[11] 莊明科，白海峰.駕駛?cè)藛T風(fēng)險(xiǎn)駕駛行為分析及相關(guān)因素研究[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，

93、（04）:1</p><p>　　The design of the real-time alcohol tester</p><p>　　Physics and Information Engineering institute Science and Technology of Electronic Information</p><p>　　08030309

94、1 XiaoMing XieFaculty Adviser YueQian Ke Associate Professor </p><p>　　[Abstrack] This design uses the MQ3 alcohol gas sensors and single-chip microcomputer device design a programmable smart real-ti

95、me alcohol tester, can simulate the realization on human breath gas alcohol content in the test, and through the LCD display test data. This device can be set concentration threshold, and has the value alarm function. Th

96、e system through the MQ3 sensors to collect data, and convert to voltage signal the A/D conversion to the SCM system, by single-chip microcomputer and p</p><p>　　[Key words] alcohol content，MQ3sensor，A/D549

97、 conversion，SCM，LCD1602</p><p><b>　　附 錄 1</b></p><p>　　本附錄含便攜式酒精含量測(cè)試儀硬件電路原理圖、PCB圖，以及軟件的程序。</p><p><b>　　1 電路原理圖：</b></p><p><b>　　2 PCB圖：&l

98、t;/b></p><p><b>　　附 錄2</b></p><p><b>　　程序：</b></p><p>　　//酒精 程序 最終版//************************</p><p>　　//《多字符LCD顯示》</p><p>

99、;　　//P1接LCD1口，P3.7接RS 4腳，P3.6接RW 5腳，P3.5接E 6腳</p><p><b>　　//按鍵 顯示建議</b></p><p>　　//現(xiàn)象：LCD顯示屏顯示“酒精濃度及狀態(tài)”</p><p>　　//***************************************</p><

100、;p>　　#include "REG52.h"</p><p>　　#include "string.h"</p><p>　　typedef unsigned char uchar;</p><p>　　typedef unsigned int uint;</p><p>　　typedef u

101、nsigned long ulong;</p><p>　　sbit lcdrs=P3^7;</p><p>　　sbit lcdrw=P3^6;</p><p>　　sbit lcde=P3^5;</p><p>　　sbit CLK=P2^0;</p><p>　　//sbit d0=P0^0;</p>

102、<p>　　sbit DO=P2^4;</p><p>　　sbit CS=P2^2;</p><p>　　sbit j0=P2^6;</p><p>　　sbit j1=P2^7;</p><p>　　sbit j2=P3^2;</p><p>　　sbit j3=P3^3;</p>&l

103、t;p>　　sbit j4=P3^4; </p><p>　　void lcdinit(void); //lcd初始化</p><p>　　void lcdsendc(uchar c); //發(fā)送lcd指令</p><p>　　void lcdsendd(uchar c); //發(fā)送lcd數(shù)據(jù)</p

104、><p>　　void lcdbusy(void); //判斷忙狀態(tài)</p><p>　　void delay1ms(uint time); //lcd延時(shí)</p><p>　　void lcd();</p><p>　　void ad549();</p><p>　　void dela

105、yadms(uint time);</p><p>　　void longdu();</p><p>　　void secondline();</p><p>　　void ajlcd2(); </p><p>　　int i,length1,length2,length3,length4,length5,length6;</p&

106、gt;<p>　　uchar lineone1[]={"Alcohol:"};//第一行顯示緩存</p><p>　　uchar lineone2[]={'0','.',0,0}; </p><p>　　uchar lineone3[]={"mg/L"};</p><p>

107、;　　uchar linetwo1[]={"safe "};//第二行顯示緩存 </p><p>　　uchar linetwo2[]={"warning"};</p><p>　　uchar linetwo3[]={"danger "};</p><p>　　uchar linetwo4[]={&q

108、uot;error "};</p><p>　　uchar anjian1[]={"Having fun"};</p><p>　　uchar anjian2[]={"Have a good rest"};</p><p>　　uchar anjian3[]={"Don't driving&qu

109、ot;}; </p><p>　　uint x,y,z,addata;</p><p><b>　　//寫子函數(shù)</b></p><p>　　void lcd()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//int i,lengt

110、h1,length2,length3,length4;</p><p>　　lcdinit();</p><p>　　lcdsendc(0x80); //送第一行地址</p><p><b>　　longdu();</b></p><p>　　length1=strlen(lineone1); //

111、取數(shù)組字符數(shù)</p><p>　　for(i=0;i<length1;i++) //送第一行數(shù)據(jù)</p><p>　　{lcdsendd(lineone1[i]);delay1ms(100);} </p><p>　　length2=strlen(lineone2); </p><p>　　

112、for(i=0;i<length2;i++) </p><p>　　{lcdsendd(lineone2[i]);delay1ms(100);} </p><p>　　length3=strlen(lineone3); </p><p>　　for(i=0;i<length3;i++)

113、 </p><p>　　{lcdsendd(lineone3[i]);delay1ms(100);} </p><p>　　secondline(); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　//===================================