基于-AT89C51單片機(jī)酒精濃度檢測(cè)儀

1、 1/35 西安郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于AT89C51單片機(jī)酒精濃度檢測(cè)器學(xué)院（系）：專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編

2、入有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密囗，在 年解密后適用本授權(quán)書(shū)2、不保密囗 。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“”）作者簽名： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 年 月 日西安郵電大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師工作單位設(shè)計(jì)（論文）題目：基于AT89C51單片機(jī)酒精濃度檢測(cè)器設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：本課題的主要功能是設(shè)計(jì)一個(gè)采用AT89C51單片機(jī)的酒精濃度探測(cè)儀，酒精傳感器采用MQ-3型，傳感器的作用是將酒精氣體濃度信號(hào)轉(zhuǎn)化為可以讓ADC采集的電信號(hào)，同時(shí)讓電信號(hào)驅(qū)動(dòng)LED，LED亮度代表酒精濃度，ADC采集的數(shù)據(jù)傳輸給51單片

3、機(jī)，并由51單片機(jī)控制，采用液晶顯示器LCD1602顯示酒精的濃度。要求完成的主要任務(wù)：1、查閱不少于15篇的相關(guān)資料，其中英文文獻(xiàn)不少于3篇，并完成開(kāi)題報(bào)告。2、掌握51系列單片機(jī)原理及編程技術(shù)，熟悉ADC0809的工作原理及特性；LCD1602顯示技術(shù)。3、用altium designer繪制其原理圖，由于資金有限，沒(méi)有打印出PCB板，用面包板焊接實(shí)物。4、完成不少于5000字的英文文獻(xiàn)翻譯。5、完成不少于14000字的畢業(yè)論文。必讀參考資料：1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北京：北京航天航空大學(xué)版社，20092 吳建平傳感原理及器應(yīng)用第二版M浙江科學(xué)技術(shù)出版

4、社，2011指導(dǎo)教師簽名系主任簽名院長(zhǎng)簽名（章）西安郵電大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告1、檢測(cè)儀的目的及意義從英國(guó)工業(yè)革命以來(lái)，到二十一世紀(jì)信息技術(shù)的高速發(fā)展，傳感技術(shù)越來(lái)越走進(jìn)人類的生活，為人類的生活提供了各種方便。傳感器深入社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，在人類的各個(gè)領(lǐng)域都無(wú)法代替的作用，目前傳感器向高可靠性，高精度，微小型化，功耗低和數(shù)字化智能化發(fā)展，以便更好的為人類的工作和生活提供服務(wù)。本課題是基于單片機(jī)AT89C51的酒精濃度測(cè)試儀，主要是檢測(cè)酒精氣體的濃度，開(kāi)車司機(jī)只要將嘴對(duì)著傳感頭使勁吹氣，LCD1206就能準(zhǔn)確顯示出酒精濃度的高低，從而判斷該駕駛員是否有酒后駕車的行為，這樣就可以有效

5、的避免交通事故的發(fā)生。本課題所采用的MQ-3氣敏傳感器，半導(dǎo)體酒精傳感器MQ-3所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在酒精蒸汽時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中酒精氣體濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ-3半導(dǎo)體酒精傳感器對(duì)酒精的靈敏度高，可以抵抗汽油、煙霧、水蒸氣的干擾。這種傳感器可檢測(cè)多種濃度酒精氣氛，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。2、CPU和ADC的選擇51單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力(如算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理)的微處理器(CPU)，隨機(jī)存取

6、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，只讀程序存儲(chǔ)器(ROM)，輸入輸出電路(I/O口)，可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信口(SCI)，顯示驅(qū)動(dòng)電路(LCD或LED驅(qū)動(dòng)電路)，脈寬調(diào)制電路(PWM)，模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)雖小然而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。本課題選用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)為keil單片機(jī)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。ADC0809是一種逐次比較式8路模擬輸入、8位數(shù)字量輸出的A/D轉(zhuǎn)換器。由圖可見(jiàn)，ADC0809共有28個(gè)引腳，采用雙列直插式封裝。LCD1206顯示具體數(shù)值。根據(jù)以上內(nèi)容選定技術(shù)方案。氣體傳感器遇到酒精氣體后，其阻值會(huì)發(fā)生變化，所要測(cè)的電壓發(fā)生也相應(yīng)的變化，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的LED

7、發(fā)光，這樣就可以顯示酒精濃度的高低。單片機(jī)連續(xù)地采集經(jīng)ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換后的變化的電壓值，數(shù)據(jù)處理后由LCD1206來(lái)顯示。3、進(jìn)度安排第1-3周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)，確定課題的內(nèi)容，確定所需技術(shù)知識(shí)和電路板需要的電子元器件。確定技術(shù)方案，并完成開(kāi)題報(bào)告。第4-6周：畫(huà)出技術(shù)流程圖，編寫C程序。第7-10周：焊接面包，畫(huà)出電路圖，并對(duì)軟件調(diào)試。第10-15周：完成并提交論文，對(duì)論文進(jìn)行修改定稿。第16周：完成并完善畢業(yè)論文。第17周：準(zhǔn)備畢業(yè)論文答辯。4、指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc231794542摘要 PAG

8、EREF _Toc231794542 h IHYPERLINK l _Toc231794543Abstract PAGEREF _Toc231794543 h IIHYPERLINK l _Toc2317945441 緒論 PAGEREF _Toc231794544 h 1HYPERLINK l _Toc2317945451.1 設(shè)計(jì)背景 PAGEREF _Toc231794545 h 1HYPERLINK l _Toc2317945461.2 氣敏傳感器的研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc231794546 h 1HYPERLINK l _Toc2317945471.3 設(shè)計(jì)酒精氣體傳感器的

9、意義 PAGEREF _Toc231794547 h 2HYPERLINK l _Toc2317945481.4 本文主要研究工作 PAGEREF _Toc231794548 h 2HYPERLINK l _Toc2317945492 硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc231794549 h 4HYPERLINK l _Toc2317945502.1 單片機(jī)開(kāi)發(fā)流程 PAGEREF _Toc231794550 h 4HYPERLINK l _Toc2317945512.2 硬件系統(tǒng)框圖 PAGEREF _Toc231794551 h 4HYPERLINK l _Toc23179455

10、22.3 信號(hào)采集電路 PAGEREF _Toc231794552 h 5HYPERLINK l _Toc2317945532.4 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路 PAGEREF _Toc231794553 h 8HYPERLINK l _Toc2317945542.5 發(fā)光二極管顯示報(bào)警電路 PAGEREF _Toc231794554 h 14HYPERLINK l _Toc2317945552.6 數(shù)碼管顯示電路 PAGEREF _Toc231794555 h 16HYPERLINK l _Toc2317945562.7 系統(tǒng)整體電路圖 PAGEREF _Toc231794556 h 18HYPERLINK

11、 l _Toc2317945573 軟件編程 PAGEREF _Toc231794557 h 20HYPERLINK l _Toc2317945583.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境 PAGEREF _Toc231794558 h 20HYPERLINK l _Toc2317945593.2 程序流程 PAGEREF _Toc231794559 h 20HYPERLINK l _Toc2317945603.3 程序代碼編寫 PAGEREF _Toc231794560 h 22HYPERLINK l _Toc2317945614 電路調(diào)試與測(cè)試結(jié)果 PAGEREF _Toc231794561 h 28HYPERL

12、INK l _Toc2317945624.1 電路調(diào)試 PAGEREF _Toc231794562 h 28HYPERLINK l _Toc2317945634.2 濃度與顯示之間的關(guān)系 PAGEREF _Toc231794563 h 29HYPERLINK l _Toc2317945645 結(jié)束語(yǔ) PAGEREF _Toc231794564 h 33HYPERLINK l _Toc231794565參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc231794565 h 34HYPERLINK l _Toc231794566附錄 PAGEREF _Toc231794566 h 35HYPERLINK l _

13、Toc231794567致謝 PAGEREF _Toc231794567 h 38摘 要本課題主要目的是采用一種能簡(jiǎn)單高效地測(cè)量酒精濃度，讓其應(yīng)用在日常生活中，尤其是交警部門。酒精濃度測(cè)量?jī)x采用51單片機(jī)作為處理器，傳感器采用常見(jiàn)的氣體傳感器MQ-3，ADC采集數(shù)據(jù)提供給CPU處理，二極管是電流器件，電流越大，其亮度就越高，所以本文采用其來(lái)顯示酒精的濃度，非常直觀。LCD1206顯示酒精濃度的數(shù)據(jù)，如果酒精濃度超過(guò)了設(shè)計(jì)的值，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出報(bào)警。課題一般分為硬件和軟件：硬件主要是需要元器件，比如氣體傳感器，CPU，外圍硬件電路，細(xì)分一點(diǎn)就是蜂鳴器，電阻電容電感等。氣體傳感器將其體現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電

14、信號(hào)，ADC采集電信號(hào)后，將數(shù)據(jù)傳輸給CPU，CPU將數(shù)據(jù)處理后，將采取行動(dòng)，第一點(diǎn)亮LED，第二，將酒精濃度用LCD1206顯示。軟件部分，采用C語(yǔ)言編程，匯編語(yǔ)言屬于低級(jí)語(yǔ)言，枯燥難懂，而C語(yǔ)言屬于高級(jí)語(yǔ)言，簡(jiǎn)單易懂，開(kāi)發(fā)環(huán)境采用KEIL編譯器。酒精檢測(cè)儀主要應(yīng)用于酒駕，為社會(huì)的和諧和安全獻(xiàn)出一份力量。關(guān)鍵詞：氣體傳感器，ADC轉(zhuǎn)換器，51單片機(jī)AbstractThe main purpose of this project is to use a simple and efficient measurement of alcohol concentration, so that it i

15、s used in daily life, especially the traffic police department. Alcohol concentration tester with 51 MCU as the processor, the sensor adopts the common gas sensor MQ-3, ADC data acquisition to the CPU, the diode is the device current, current increases, the brightness is high. Therefore, this paper

16、uses the alcohol concentration, very intuitive. LCD1206 shows the alcohol concentration of the data, if the alcohol concentration exceeds the value of the design, the buzzer will issue a warning.The topic is generally divided into hardware and software: hardware is mainly required components, such a

17、s gas sensors, CPU, peripheral hardware circuit, the breakdown of a point is the buzzer, resistance, capacitance, inductance, etc. Gas sensor will be the reflected signal is converted to electrical signals, ADC telecommunications, data are transmitted to the CPU, the CPU will data processing, will t

18、ake action, first lit led, second, alcohol concentration lcd1206 display. Software part, using C language programming, assembly language is a low-level language, boring and difficult to understand, and C language is a high-level language, easy to understand, the development environment using KEIL co

19、mpiler.Alcohol detector is mainly used in drunk driving, for the social harmony and security to give a strength.Key Words: Gas sensor, A/D conversion,51 Microcomputer1 緒論1.1 設(shè)計(jì)背景21世紀(jì)以來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，汽車得到很大的普及，大陸的交通事故越來(lái)越多，汽車的普及給人類帶來(lái)的便捷，但同時(shí)，日益嚴(yán)重的交通事故嚴(yán)重威脅的人們的安全，其正很主要原因之一就是司機(jī)酒后駕車。酒后駕車特別容易發(fā)生交通事故；為了減少這種不安全的行

20、為；本文提出了一種基于AT89C51單片機(jī)的超低功耗酒精探測(cè)控制儀，可以自動(dòng)對(duì)酒精濃度進(jìn)行探測(cè)，這樣就可以檢測(cè)駕駛員是否有酒駕行為。該系統(tǒng)具有性價(jià)比高，智能化程度高，工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)。1.2 酒精檢測(cè)儀的簡(jiǎn)單概述酒后駕車是導(dǎo)致交通事故的一個(gè)主要因素,為了確保機(jī)動(dòng)車輛駕駛?cè)藛T是否酒后駕車,需要實(shí)時(shí)對(duì)人體呼氣中酒精濃度進(jìn)行檢測(cè),酒精濃度測(cè)試儀在生活中得到廣泛應(yīng)用。酒精探測(cè)儀介紹了一種利用酒精傳感器、A/ D 轉(zhuǎn)換器、51單片機(jī)、電該系統(tǒng)以CPU為核心, 加上外圍電路，如控制電路、蜂鳴器報(bào)警電路、LCD顯示電路。由于具有設(shè)備可靠性較高, 因此此設(shè)備具有較高的生活實(shí)用價(jià)值。1.3 設(shè)計(jì)酒精濃度探測(cè)儀

21、的意義本課題基于AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)的酒精氣體濃度探測(cè)儀，可用來(lái)檢測(cè)酒精氣體濃度，最主要的用途是檢測(cè)司機(jī)的酒精含量。酒后駕車出現(xiàn)交通事故的概率比不飲酒的行為要高許多。血液中酒精濃度由萬(wàn)分之五增到千分之一，發(fā)生車禍的概率將增加五倍，如果增濃度至萬(wàn)分之十五，可能性將增加六倍。機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T“酒后駕車”和“醉酒駕車”非常容易發(fā)生道路交通事故, 極大危害了道路交通安全運(yùn)輸和人民生命安全。當(dāng)駕駛?cè)藛T飲酒后, 酒精將通過(guò)消化系統(tǒng)被人體吸收, 經(jīng)過(guò)血液循環(huán), 絕大部分的酒精將通過(guò)肺部排出, 因此可以測(cè)量呼氣中的酒精濃度, 這樣就可以判斷駕駛員的醉酒程度。駕駛?cè)藛T只需要將嘴對(duì)酒精檢測(cè)儀器使勁吹氣，檢測(cè)儀器

22、就能自動(dòng)的顯示出駕駛?cè)说木凭珴舛鹊母叩?，從而判斷該司機(jī)是否酒后駕車，這樣避免交通事故的發(fā)生。1.4 本課題主要研究?jī)?nèi)容本文以AT89C51單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)應(yīng)用于測(cè)量酒精濃度的探測(cè)儀，主要研究工作包括以下2個(gè)方面。（1）硬件電路方面，對(duì)氣體傳感器MQ-3按檢測(cè)電路，接上一定阻值的負(fù)載電阻，檢測(cè)它的技術(shù)參數(shù)，確定MQ-3所接負(fù)載電阻的大小，完成電信號(hào)采樣電路的設(shè)計(jì)；采樣到的模擬電壓電信號(hào)通過(guò)ADC轉(zhuǎn)換，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，再由單片機(jī)作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理；蜂鳴器報(bào)警和LCD1206酒精濃度值顯示。（2）軟件方面，軟件平臺(tái)采用KEIL，將編寫好C程序，編譯鏈接后，生產(chǎn)HEX文件，通過(guò)ISP下載口

23、將代碼下載51單片機(jī)中，其主要工作是將ADC采集的數(shù)據(jù)變成酒精濃度，配置單片機(jī)相關(guān)的寄存器。酒精濃度越大,LED的亮度就越高，這個(gè)是通過(guò)CPU的PWM波來(lái)實(shí)現(xiàn)的，PWM的占空比越高，電流就越大，LED的亮度就越高。當(dāng)酒精濃度等于大于設(shè)定的參數(shù)時(shí)，開(kāi)啟蜂鳴器，就是通過(guò)IO輸出高電平，打開(kāi)三極管，也就是讓三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器就開(kāi)始報(bào)警了。2 酒精檢測(cè)儀硬件部分2.1 AT89C51單片機(jī)的簡(jiǎn)介單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的微處理器(CPU)，只讀程序存儲(chǔ)器(ROM)，隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，輸入輸出口(I/O口)，可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信口(SCI)，

24、顯示驅(qū)動(dòng)電路(LCD或LED驅(qū)動(dòng)電路)，脈寬調(diào)制電路(PWM)，模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)雖小然而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。51單片機(jī)的片內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖1所示。它把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上。按功能劃分，它有如下功能部件組成： 微處理器（CPU）。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)。 程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM）。 4個(gè)8位并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）。 一個(gè)串行口。 2個(gè)16位定時(shí)器、計(jì)數(shù)器。 中斷系統(tǒng)。 特殊功能寄存器（SFR）。從硬件角度來(lái)

25、看，與MCS-51指令完全兼容的新一代AT89CXX系列機(jī)，比在片外加EPROM才能相當(dāng)?shù)?031單片機(jī)抗干擾性能強(qiáng)，與87C51單片機(jī)技能相當(dāng)，但功耗小。程序修改直接用+5V或+12V電源擦除，更顯方便、而且其工作電壓放寬至2.7V-6V，因而受電壓波動(dòng)的影響更小，而且4K的程序存儲(chǔ)器完全能滿足單片機(jī)系統(tǒng)的軟件要求，故AT89C51單片機(jī)是構(gòu)造本檢測(cè)系統(tǒng)的更理想的選擇。AT89C51芯片有40條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖1所示。下面說(shuō)明各引腳功能。 圖1 AT89C51芯片管腳40只引腳按其功能來(lái)分，可分為如下3類： 電源及時(shí)鐘引腳：Vcc、Vss、XTAL1、XTAL2。電源引腳接入單

26、片機(jī)的工作電源。Vcc接+5V電源，Vss接地。時(shí)鐘引腳XTAL1、XTAL2外接晶體與片內(nèi)的反相放大器構(gòu)成了1個(gè)晶體振蕩器，它為單片機(jī)提供了時(shí)鐘控制信號(hào)。2個(gè)時(shí)鐘引腳也可外接獨(dú)立的晶體振蕩器。XTAL1接外部的一個(gè)引腳。該引腳內(nèi)部是一個(gè)反相放大器的輸入端。這個(gè)反相放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。如果采用外接晶體振蕩器時(shí)，此引腳接地。XTAL2接外部晶體的另一端，在該引腳內(nèi)部接至內(nèi)部反相放大器的輸出端。若采用外部時(shí)鐘振蕩器時(shí)，該引腳接受時(shí)鐘振蕩器的信號(hào)，即把此信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 控制引腳：、ALE、RESET（RST）。此類引腳提供控制信號(hào)，有的還具有復(fù)用功能。 RST/VPD引腳：

27、RESET（RST）是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行時(shí)，在此引腳加上持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩周期）的高電平時(shí)，就可以完成復(fù)位操作。在單片機(jī)工作時(shí)，此引腳應(yīng)為0.5V低電平。VPD為本引腳的第二功能，即備用電源的輸入。當(dāng)主電源發(fā)生故障，降低到某一規(guī)定值的低電平時(shí)，將+5V電源自動(dòng)接入RST端，為內(nèi)部RAM提供備用電源，以保證片內(nèi)RAM的信息不丟失，從而使單片機(jī)在復(fù)位后能正常進(jìn)行。 ALE/引腳：ALE引腳輸出為地址鎖存允許信號(hào)，當(dāng)單片機(jī)上電正常工作后ALE引腳不斷輸出正脈沖信號(hào)。當(dāng)單片機(jī)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE輸出信號(hào)的負(fù)跳沿用于單片機(jī)發(fā)出的低8位地址經(jīng)外部鎖存器鎖存的鎖存

28、控制信號(hào)。即使不訪問(wèn)外部鎖存器，ALE端仍有正脈沖信號(hào)輸出，此頻率為時(shí)鐘振蕩器頻率的1/6。為該引腳的第二功能。在對(duì)片內(nèi)EPROM型單片機(jī)編程寫入時(shí)，此引腳作為編程脈沖輸入端。引腳：程序存儲(chǔ)器允許輸出控制端。在單片機(jī)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此引腳輸出脈沖負(fù)跳沿作為讀外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。此引腳接外部程序存儲(chǔ)器的OE（輸出允許端）。 /VPP引腳：功能為片內(nèi)程序存儲(chǔ)器選擇控制端。當(dāng)引腳為高電平時(shí)，單片機(jī)訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，但在PC值超過(guò)0FFFH時(shí)，即超出片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的4KB地址范圍時(shí)將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。當(dāng)引腳為低時(shí)，單片機(jī)只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，不論是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。

29、I/O口引腳：P0、P1、P2、P3，為四個(gè)8位I/O口的外部引腳。P0口、P1口、P2口、P3口是3個(gè)8位準(zhǔn)雙向的I/O口，各口線在片內(nèi)均有固定的上拉電阻。當(dāng)這3個(gè)準(zhǔn)雙向I/O口作輸入口使用時(shí)，要向該口先寫1，另外準(zhǔn)雙向口I/O口無(wú)高阻的“浮空”狀態(tài)。由于單片機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、耗電少等突出特點(diǎn)，所以本系統(tǒng)采用89C51單片機(jī)，硬件設(shè)計(jì)電路圖如圖1所示。89C51內(nèi)部有4KB的EPROM，128字節(jié)的RAM，所以一般都要根據(jù)所需存儲(chǔ)容量的大小來(lái)擴(kuò)展ROM和RAM。本電路接高電平，沒(méi)有擴(kuò)展片外ROM和RAM。時(shí)鐘電路復(fù)位電路89C51單片機(jī)I/O口氣氣體傳圖2 AT89C51單片機(jī)

30、最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路2.2 硬件系統(tǒng)框圖基于AT89C51單片機(jī)用MQ-3型氣體傳感器實(shí)現(xiàn)酒精氣體濃度的檢測(cè)，需要信號(hào)采集模塊用于對(duì)酒精濃度信號(hào)的采集，該信號(hào)是通過(guò)MQ-3氣體傳感器和負(fù)載電壓得到分壓電信號(hào)。信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊用來(lái)把采集到得模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換位可以用單片機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)。LCD1602顯示模塊是對(duì)單片機(jī)處理后的數(shù)字信號(hào)的顯示，用來(lái)顯示酒精的濃度。報(bào)警模塊是對(duì)設(shè)定值提供報(bào)警功能，該功能用發(fā)光二極管顯示。根據(jù)各功能模塊的設(shè)計(jì)，可得到它的系統(tǒng)總框圖，如圖1所示。酒精氣體MQ-3調(diào)節(jié)PWMLEDADC080951單片機(jī)LCD1206圖3 系統(tǒng)總框圖2.3 信號(hào)采集電路2.3.1 氣體傳感器的特性氣

31、氣體傳感器器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。探測(cè)頭通過(guò)氣體傳感器對(duì)氣體樣品進(jìn)行調(diào)理，通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷處理儀表顯示部分。氣體傳感器是化學(xué)傳感器的一大門類。從工作原理、特性分析到測(cè)量技術(shù)，從 所用材料到制造工藝，從檢測(cè)對(duì)象到應(yīng)用領(lǐng)域，都可以構(gòu)成獨(dú)立的分類標(biāo)準(zhǔn)，衍生出一個(gè)個(gè)紛繁龐雜的分類體系，尤其在分類標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題上目前還沒(méi)有統(tǒng)一，要對(duì)其 進(jìn)行嚴(yán)格的系統(tǒng)分類難度頗大。接下來(lái)了解一下氣體傳感器的主要特性：1、穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指?jìng)鞲衅髟谡麄€(gè)工作時(shí)間內(nèi)基本響應(yīng)的穩(wěn)定性，取決于零點(diǎn)漂移和區(qū) 間漂移。零點(diǎn)漂移是指在沒(méi)有目標(biāo)氣體時(shí)，整個(gè)工作時(shí)間內(nèi)傳感器輸出響應(yīng)的變化。區(qū)間漂移

32、是指?jìng)鞲衅鬟B續(xù)置于目標(biāo)氣體中的輸出響應(yīng)變化，表現(xiàn)為傳感器輸出信 號(hào)在工作時(shí)間內(nèi)的降低。理想情況下，一個(gè)傳感器在連續(xù)工作條件下，每年零點(diǎn)漂移小于10%。2、靈敏度靈敏度是指?jìng)鞲衅鬏敵鲎兓颗c被測(cè)輸入變化量之比，主要依賴于傳感器結(jié)構(gòu) 所使用的技術(shù)。大多數(shù)氣體傳感器的設(shè)計(jì)原理都采用生物化學(xué)、電化學(xué)、物理和光學(xué)。首先要考慮的是選擇一種敏感技術(shù)，它對(duì)目標(biāo)氣體的閥限制或最低爆炸限的百分比的檢測(cè)要有足夠的靈敏性。3、選擇性選擇性也被稱為交叉靈敏度?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量由某一種濃度的干擾氣體所產(chǎn)生的 傳感器響應(yīng)來(lái)確定。這個(gè)響應(yīng)等價(jià)于一定濃度的目標(biāo)氣體所產(chǎn)生的傳感器響應(yīng)。這種特性在追蹤多種氣體的應(yīng)用中是非常重要的，因?yàn)?/p>

33、交叉靈敏度會(huì)降低測(cè)量的重復(fù) 性和可靠性，理想傳感器應(yīng)具有高靈敏度和高選擇性。4、抗腐蝕性抗腐蝕性是指?jìng)鞲衅鞅┞队诟唧w積分?jǐn)?shù)目標(biāo)氣體中的能力。在氣體大量泄漏時(shí)，探頭應(yīng)能夠承受期望氣體體積分?jǐn)?shù)1020倍。在返回正常工作條件下，傳感器漂移和零點(diǎn)校正值應(yīng)盡可能小。氣體傳感器的基本特征，即靈敏度、選擇性以及穩(wěn)定性等，主要通過(guò)材料的選擇來(lái)確定。選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾烷_(kāi)發(fā)新材料，使氣體傳感器的敏感特性達(dá)到最優(yōu)。一個(gè)新型的氣體檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該包括：（1）基于一種或幾種傳感技術(shù)的氣體傳感器。（2）組合了氣體傳感器和采樣調(diào)理電路的探頭。（3）配有人機(jī)接口軟件的中心監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)。（4）在一些應(yīng)用中，與其它安全系統(tǒng)和儀器的接

34、口。本設(shè)計(jì)中的酒精氣體傳感器采用河南漢威電子有限公司的MQ-3型,它屬于MQ系列氣敏元件的一種。如圖2所示：圖4 MQ-3特點(diǎn):檢測(cè)范圍為10ppm2000ppm ；靈敏度高，輸出信號(hào)為伏特級(jí)；響應(yīng)速度快，小于10秒；功耗小于0.75W，尺寸：D17*H10。 MQ-3型氣敏傳感器的敏感部分是由金屬氧化物（二氧化錫）的N型半導(dǎo)體微晶燒結(jié)層構(gòu)成。當(dāng)其表面吸附有被測(cè)氣體酒精分子時(shí)，表面導(dǎo)電電子比例就會(huì)發(fā)生變化，從而其表面電阻會(huì)隨著被測(cè)氣體濃度的變化而變化。由于這種變化是可逆的，所以能重復(fù)使用。MQ-3的靈敏度特性曲線如 圖3所示。圖5 MQ-3靈敏度特性曲線2.3.2 ADC采樣電路ADC0809

35、是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖8所示，它由8路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開(kāi)關(guān)樹(shù)型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。因此，ADC0809可處理8路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨(dú)工作。輸入輸出與TTL兼容。 START CLKOEVR(+) VR()VCCGNDEOCD0.D7三態(tài)輸出鎖存器8位A/D轉(zhuǎn)換器地址鎖存與密碼CBAALE8 路模擬量開(kāi) 關(guān)IN7.IN0圖6 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖9所示。下面說(shuō)明各引腳功能。 圖7 ADC0809芯片I

36、N0IN7：8路模擬量輸入端。 2-12-8：8位數(shù)字量輸出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。如表1所示。ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 START：A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，輸入，高電平有效。 EOC：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。 REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓。 Vcc：電源，單一+5V。 GND：地

37、。 ADC0809的工作過(guò)程是：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng)OE輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài)門打開(kāi)，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。當(dāng)檢測(cè)到酒精氣味時(shí)，氣體傳感器的A-B間電阻變小，則ADC0809的模擬輸入端IN0的電壓變大。采用查詢方式對(duì)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后將數(shù)據(jù)通過(guò)三位八段數(shù)碼管顯示。表1 ADC08

38、09通道地址ADDC ADDB ADDA 選通通道0 0 0IN00 0 1IN10 1 0IN20 1 1IN31 0 0IN41 0 1IN51 1 0IN61 1 1IN7ADC0809芯片內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘脈沖源，可以用單片機(jī)提供的地址鎖存控制輸入信號(hào)ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后，作為 ADC0809的時(shí)鐘輸入。ALE端信號(hào)的頻率是單片機(jī)時(shí)鐘頻率的1/6。單片機(jī)的時(shí)鐘頻率是11.0952MHz，則ALE端輸出信號(hào)的頻率為1.8492MHz，再二分頻后為0.9246Hz，符合ADC0809對(duì)時(shí)鐘頻率的要求。由于ADC0809具有三態(tài)輸出數(shù)據(jù)瑣存器，其8位數(shù)據(jù)輸出端可以直接與數(shù)據(jù)總線相連。地址選通端

39、ADDA，ADDB，ADDC分別與單片機(jī)地址總線的低三位A0，A1，A2相連，用于選通IN0-IN7中的某一通道。由于ALE和START連在一起，ADC0809在鎖存通道地址的同時(shí)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。在讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)，OE產(chǎn)生的正脈沖信號(hào)用于打開(kāi)三態(tài)輸出鎖存器。ADC0809的EOC信號(hào)與單片機(jī)的P3.3相連，作為A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的狀態(tài)信號(hào)供單片機(jī)查詢。ADC0809與AT89S51單片機(jī)的接口電路如圖10所示11。單片機(jī)引腳P3.6與P2.7進(jìn)過(guò)或非門后于模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的ALE端和START端子用導(dǎo)線相連接，用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片寫入數(shù)據(jù)的寫信號(hào)。單片機(jī)的RD端P3.7與P2.7進(jìn)過(guò)或非門后于

40、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的OE端子用導(dǎo)線相連接，作為單片機(jī)讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀信號(hào)。單片機(jī)引腳P3.3與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的EOC端經(jīng)過(guò)或非門后的輸出端用導(dǎo)線相連接，用于單片機(jī)對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的查詢，模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束后可以查詢到P3.3為高電平，為單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)作準(zhǔn)備。單片機(jī)的ALE端口接到D觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CK，D觸發(fā)器的反相輸出端與觸發(fā)信號(hào)輸入端用導(dǎo)線相連，D觸發(fā)器的清零和復(fù)位端為低電平有效，分別接高電平，D觸發(fā)器的正向輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的CLK端子用導(dǎo)線相連接，為模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片提供正常的時(shí)鐘信號(hào)。把模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的A2A1A0端分別用導(dǎo)線連接到地址鎖存器的低三位，用于選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換的通道。模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的I

41、N0端子用導(dǎo)線與信號(hào)采樣部分的負(fù)載電阻端相連，作為要模數(shù)轉(zhuǎn)換的輸入端。單片機(jī)引腳P0.0P0.7連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的數(shù)據(jù)輸出端D0D1D2D3D4D5D6D7端，用于讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。地址地址鎖存芯片74LS373的輸入端低三位分別與單片機(jī)引腳P0.0P0.2連接，用于鎖存選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換通道的地址。圖8 ADC0809與單片機(jī)AT89C51接口電路2.4發(fā)光二極管顯示報(bào)警電路LED英文單詞的縮寫，主要含義：LED = Light Emitting Diode，發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的固態(tài)的HYPERLINK /view/780101.htm半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光

42、；它改變了HYPERLINK /view/23342.htm白熾燈鎢絲發(fā)光與HYPERLINK /view/8413.htm節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用HYPERLINK /view/63151.htm電場(chǎng)發(fā)光。據(jù)分析，LED的特點(diǎn)非常明顯，HYPERLINK /view/395463.htm壽命長(zhǎng)、HYPERLINK /view/400822.htm光效高、HYPERLINK /view/2121.htm輻射低與功耗低。作為目前全球最受矚目的新一代光源，LED因其高亮度、低熱量、長(zhǎng)壽命、無(wú)毒、可回收再利用等優(yōu)點(diǎn)，被稱為是21世紀(jì)最有發(fā)展前景的綠色照明光源。我國(guó)的LED產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)7

43、0年代，經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于景觀照明和普通照明領(lǐng)域，我國(guó)已成為世界第一大照明電器生產(chǎn)國(guó)和第二大照明電器出口國(guó)。近幾年來(lái)，隨著人們對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光材料研究的不斷深入，LED制造工藝的不斷進(jìn)步和新材料（氮化物晶體和熒光粉）的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，各種顏色的超高亮度LED取得了突破性進(jìn)展，其發(fā)光效率提高了近1000倍，色度方面已實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光波段的所有顏色，其中最重要的是超高亮度白光LED的出現(xiàn)，使LED應(yīng)用領(lǐng)域跨越至高效率照明光源市場(chǎng)成為可能。曾經(jīng)有人指出，高亮度LED將是人類繼愛(ài)迪生發(fā)明白熾燈泡后，最偉大的發(fā)明之一。本設(shè)計(jì)利用LED指示酒精是否超標(biāo)。圖9LED顯示原理圖如圖12所示，LM3914的

44、3和9引腳接電源正極，使發(fā)光二極管成柱狀顯示，7和8引腳接一個(gè)2K的電阻，控制發(fā)光二極管的亮度，5引腳為采樣信號(hào)的輸入端，10到18引腳和1引腳分別接發(fā)光二極管的負(fù)極端，4和2引腳與發(fā)光二極管的正極間接一個(gè)10F的電容，作為發(fā)光二極管的虛電源，驅(qū)動(dòng)要反光的二極管點(diǎn)亮。當(dāng)檢測(cè)到酒精氣味時(shí)，氣敏傳感器的A-B間電阻變小，LM3914的5端電位升高，通過(guò)比較放大，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管依次發(fā)光，從而區(qū)分出酒精含量的高低，直觀的看出所測(cè)的酒精濃度達(dá)到了哪個(gè)水平值，起到報(bào)警的作用。輸入靈敏度可以通過(guò)負(fù)載電阻的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即對(duì)地電阻調(diào)小時(shí)靈敏度下降；反之，靈敏度增加。改變7腳與8腳之間電阻的阻值可以調(diào)節(jié)發(fā)光二極管

45、的顯示亮度，當(dāng)阻值增加亮度減弱，反之加強(qiáng)。蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。1壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由 HYPERLINK /view/746794.htm t _blank 多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有 HYPERLINK /view/84213.htm t _blank 發(fā)光二極管。多諧振蕩器由 HYPERLINK /view/30363.htm t _b

46、lank 晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（1.515V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.52.5kHZ的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互纏繞蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)電路一般都包含以下三個(gè)部分：一個(gè)PNP三極管、一個(gè)蜂鳴器、一個(gè)限流電阻。蜂鳴器為發(fā)聲元件，在其兩端施加直流電壓（有源蜂鳴器）或者方波

47、（無(wú)源蜂鳴器）就可以發(fā)聲，其主要參數(shù)是外形尺寸、發(fā)聲方向、工作電壓、工作頻率、工作電流、驅(qū)動(dòng)方式（直流/方波）等。這些都可以根據(jù)需要來(lái)選擇。本設(shè)計(jì)采用有源蜂鳴器。三極管Q1起開(kāi)關(guān)作用，其基極的低電平使三極管飽和導(dǎo)通，使蜂鳴器發(fā)聲；而基極高電平則使三極管關(guān)閉，蜂鳴器停止發(fā)聲。圖10蜂鳴器原理圖2.6 LCD1206顯示電路LCD1602A 是一種工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02 即32個(gè)字符。（16列2行）。在日常生活中，我們對(duì)液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過(guò)器件，如在計(jì)算器、萬(wàn)用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。在單片機(jī)的

48、人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和LED數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡(jiǎn)單。在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫(huà)質(zhì)高且不會(huì)閃爍。 液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。 液晶顯示器通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。 相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其它

49、顯示器要少得多。 （1）引腳說(shuō)明：第1腳：VSS為地電源。 第2腳：VDD接5V正電源。 第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。

50、 第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第15腳：背光源正極。 第16腳：背光源負(fù)極。（2）液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性， 通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)的灰度調(diào)節(jié)是采用10k電阻和1k電阻分壓的形式，灰度適中。液晶顯示電路如下圖11LCD1206電路3 軟件編程3.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境本課題選用的開(kāi)發(fā)環(huán)境為keil單片機(jī)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，在筆記本電腦安裝keil軟件，然后在keil軟件代碼編輯器編輯程序代

51、碼，經(jīng)過(guò)編譯，產(chǎn)生單片機(jī)識(shí)別機(jī)器代碼，形成輸入輸出口實(shí)驗(yàn)十六進(jìn)制.HEX文件。2009年2月發(fā)布Keil uVision4，Keil uVision4引入靈活的窗口 HYPERLINK /view/673466.htm t /_blank 管理系統(tǒng)，使開(kāi)發(fā)人員能夠使用多臺(tái)監(jiān)視器，并提供了視覺(jué)上的表面對(duì)窗口位置的完全控制的任何地方。新的用戶界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個(gè)窗口，提供一個(gè)整潔，高效的環(huán)境來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。新版本支持更多最新的ARM芯片，還添加了一些其他新功能。2011年3月ARM公司發(fā)布最新集成開(kāi)發(fā)環(huán)境RealView MDK開(kāi)發(fā)工具中集成了最新版本的Keil uVisi

52、on4，其編譯器、調(diào)試工具實(shí)現(xiàn)與ARM器件的最完美匹配。3.2 程序流程當(dāng)檢測(cè)到酒精氣味時(shí)，氣體傳感器MQ-3兩個(gè)電極端A-B間電阻將變小，對(duì)應(yīng)與氣體傳感器負(fù)載電阻的分壓將變大。因?yàn)锳DC0809的模擬輸入端IN0與負(fù)載電阻的一端用導(dǎo)線連在了一起。所以單片機(jī)在啟動(dòng)測(cè)試模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片之前要選擇通道0，寫入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，并將用作查詢的單片機(jī)引腳P3.3置位，然后啟動(dòng)對(duì)通道IN0端輸入的采集電壓信號(hào)作模數(shù)轉(zhuǎn)換，等待轉(zhuǎn)換的結(jié)束。利用單片機(jī)豐富的I/O口可以采用查詢方式來(lái)檢測(cè)模數(shù)轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，當(dāng)單片機(jī)引腳P3.3為1時(shí)轉(zhuǎn)換未結(jié)束等待，當(dāng)查詢到P3.3為0時(shí)表示模數(shù)轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束，可以開(kāi)始讀取數(shù)據(jù)了。單片機(jī)通

53、過(guò)I/O口與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的數(shù)據(jù)輸出口相連讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。讀取后的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元中，經(jīng)過(guò)單片機(jī)作相應(yīng)的處理，即要將該電壓值轉(zhuǎn)換為酒精濃度值，然后處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成三位十進(jìn)制BCD碼用數(shù)碼管顯示。程序流程圖如圖12所示。單片機(jī)選擇A/D通道地址啟動(dòng)ADCADC數(shù)據(jù)采集完成LCD1602顯示NY初始化寄存器單片機(jī)上電CPU讀取數(shù)據(jù)并作處理圖12 程序流程圖3.3 程序代碼編寫系統(tǒng)電源線接通或者系統(tǒng)復(fù)位后，程序從main()函數(shù)入口進(jìn)入運(yùn)行。因?yàn)樵诔绦蛑忻看螌?duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后讀取的數(shù)據(jù)，需要相應(yīng)的存儲(chǔ)空間，同時(shí)對(duì)讀取的數(shù)據(jù)作適當(dāng)處理后也要送到特定的存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)起來(lái)，以供后面的LCD1602顯示用。

54、當(dāng)然，在程序運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，還要用到工作寄存器，因?yàn)楣ぷ骷拇嫫鞫际桥R時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，不需要保存作為以后處理要用到的數(shù)據(jù)，所以工作寄存器的初始化這部分可以省去。先定義單片機(jī)的管腳的作用。sbit LED_R= P22; /紅色指示燈sbit LED_G= P20; /綠色指示燈sbit FENG = P25; /蜂鳴器sbit san=P34; /繼電器ADC0809引腳定義sbit ST=P33;sbit EOC=P36;sbit OE=P32;把讀到數(shù)據(jù)保存到eeprom的函數(shù)。void write_eeprom()SectorErase(0 x2000);byte_write(0 x2000,

55、 WARNING);byte_write(0 x2060, a_a);從eeprom讀出來(lái)的相應(yīng)的函數(shù)void read_eeprom()WARNING = byte_read(0 x2000);a_a = byte_read(0 x2060);對(duì)模擬電壓信號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn)換由模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809加單片機(jī)AT89S51控制來(lái)完成。模擬電壓的輸入端接在模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的IN0通道，再根據(jù)單片機(jī)與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的連接，單片機(jī)在選擇讀寫地址時(shí)應(yīng)該為#7FF8H。因?yàn)閱纹瑱C(jī)高8位地址位的P2.7位與單片機(jī)的 EQ x to (WR) 位經(jīng)或非后與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的START和ALE用導(dǎo)線連接。所以單片機(jī)在將地址

56、#7FF8H寫入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片后，一方面模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片鎖存地址選擇線的狀態(tài)，從而選通相應(yīng)的模擬通道，同時(shí)啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換。模數(shù)轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，這時(shí)可以開(kāi)始對(duì)轉(zhuǎn)換是否結(jié)束進(jìn)行不斷的查詢。ADC0809中模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出標(biāo)志位是EOC，轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平有效。該位通過(guò)一個(gè)反相器與單片機(jī)引腳P3.3相連，因?yàn)閱?dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換之前P3.3位被置位，所以當(dāng)查詢到P3.3位為0時(shí)即表示模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束。最后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)讀取到單片機(jī)累加器A中。根據(jù)這思路可以寫出模數(shù)轉(zhuǎn)換的子程序代碼。uchar ADC0809()uchar temp_=0 x00;/初始化高阻態(tài)OE=0;/轉(zhuǎn)化初始化ST=0;/開(kāi)始轉(zhuǎn)化ST=1;ST

57、=0;/外部中斷等待AD轉(zhuǎn)換結(jié)束while(EOC=0)/讀取轉(zhuǎn)換AD的值OE=1;temp_=Data_ADC0809;OE=0;return temp_;LCD1206相關(guān)程序LCD1602初始化程序void Init1602() uchar i=0; write_com(0 x38);/屏幕初始化 write_com(0 x0c);/打開(kāi)顯示 無(wú)光標(biāo) 無(wú)光標(biāo)閃爍 write_com(0 x06);/當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符是指針后一一位 write_com(0 x01);/清屏 write_com(0 x80);/設(shè)置位置 . for(i=0;i16;i+) write_data(Init1i)

58、; write_com(0 x80+0 x40);/設(shè)置位置 for(i=0;i12;i+) write_data(Init2i); LCD1206顯示程序void Display_1602(uchar NOW_NUM,uchar SET_NUM)/顯示函數(shù)write_com(0 x80+11); /選中第一行第十一列write_data(0+NOW_NUM/100); /顯示數(shù)據(jù)write_data(0+NOW_NUM/10%10);write_data(0+NOW_NUM%10);write_com(0 x80+0 x40+11); /第二行第十一列write_data(0+SET_NUM

59、/100);write_data(0+SET_NUM/10%10);write_data(0+SET_NUM%10);打開(kāi)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)keil單片機(jī)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，在keil軟件代碼編輯器編輯程序代碼，經(jīng)編譯，鏈接，產(chǎn)生單片機(jī)可以執(zhí)行代碼HEX文件，將其下載51單片機(jī)中。4 酒精檢測(cè)儀調(diào)試和測(cè)試結(jié)果4.1 電路調(diào)試打開(kāi)keil軟件，將寫好的調(diào)試程序代碼在計(jì)算機(jī)上輸入、匯編、產(chǎn)生單片機(jī)可執(zhí)行代碼，即.HEX文件。電路連接好，講HEX文件燒寫到AT89C51單片機(jī)上后，接上+5V電源開(kāi)始調(diào)試。先把氣體傳感器探頭用一個(gè)阻值為20k的電阻替代，復(fù)位單片機(jī)，觀察LCD1206上的顯示數(shù)據(jù)和發(fā)光二極管的點(diǎn)亮

60、情況。用萬(wàn)用表測(cè)量采樣點(diǎn)的電壓值，看用萬(wàn)用表測(cè)得的電壓值與LCD1206上顯示數(shù)據(jù)是否一致。因?yàn)楦鲗?dǎo)線和元器件對(duì)電壓電流的影響，LCD1206顯示的數(shù)據(jù)與萬(wàn)用表測(cè)得的數(shù)據(jù)存在一定的偏差，但在可接受的范圍內(nèi)。調(diào)節(jié)電位器，觀察LCD1206數(shù)據(jù)顯示的變化，同樣用萬(wàn)用表測(cè)量電壓值作比較。測(cè)量數(shù)據(jù)與LCD1206顯示數(shù)據(jù)基本一致，說(shuō)明電路數(shù)碼管顯示部分連接正確。然后，再把電位器阻值從0開(kāi)始逐漸調(diào)大，在每過(guò)一個(gè)0.12V電壓后觀察相應(yīng)發(fā)光二極管點(diǎn)亮，說(shuō)明發(fā)光二極管顯示部分電路連接正確。調(diào)試電路其他功能模塊正確后，將預(yù)熱足夠長(zhǎng)時(shí)間能正常工作的氣體傳感器MQ-3換上原來(lái)20k的電阻。準(zhǔn)備好若干個(gè)不同濃度的酒