【正文】 opment, increasing people39。文中詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理過(guò)程以及數(shù)據(jù)顯示子系統(tǒng)和報(bào)警電路、單片機(jī)與PC機(jī)通信的軟硬件實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方法和過(guò)程。系統(tǒng)將傳感器回路輸出的信號(hào)通過(guò)以AD0832為核心的A/D轉(zhuǎn)換電路調(diào)理后，經(jīng)由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，由LCD顯示酒精濃度值。出于安全考慮，甲烷濃度的測(cè)量，顯得尤為重要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大約50%—60%的車禍與飲酒有關(guān)。2000年以來(lái)，酒后駕車行為所造成事故越來(lái)越多，對(duì)社會(huì)的影響也越來(lái)越大，酒精逐漸成為兇殘的“馬路殺手”。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，全世界每年因車禍喪生的人數(shù)就超過(guò)60萬(wàn)人，留下永久性傷殘者在400萬(wàn)以上，一般受傷者則不計(jì)其數(shù)。中國(guó)公安部門在2009年8月，在全國(guó)各地加強(qiáng)查處酒后駕駛的力度，以減少由酒后駕駛造成的惡性交通事故。基于以上可以看出，有關(guān)氣體的濃度檢測(cè)問(wèn)題，至關(guān)重要。并設(shè)計(jì)一定的限值，超限聲光報(bào)警。系統(tǒng)對(duì)于采樣地點(diǎn)超出規(guī)定的指定氣體濃度時(shí)，通過(guò)聲光報(bào)警電路提醒監(jiān)測(cè)人員。s standard of living, the number of motor vehicles and drivers has soared, drunk driving has caused serious consequences of illegal crime is also increasing, to the society and the life of the masses, causing serious harm to health. Since 2000, drinking and driving behavior caused by increasing number of accidents, on the social impact is also growing, alcohol has bee fierce killer on the road. According to the statistics, the whole world because of traffic accident every year the number of people killed more than 600000 people, left permanently disabled in 4000000 above, general injuries are too many to count. In many countries, traffic accident has bee the first cause of accidental death. In addition, the traffic accidents caused by the economic loss is quite amazing. According to statistics, approximately 50% 60% of the accidents are related to alcohol. China public security departments in 2009August, throughout the country to strengthen and driving force, so as to reduce the driving caused by malignant traffic accident. To investigate the related to detection of human with an alcohol content and the use of equipment to detect problem.In recent years, industry of our country coal production safety situation is not optimistic, middle and small coal mine situation is particularly serious, has a direct threat to the stable production of the whole coal industry, to the national property and people39。在許多國(guó)家，車禍已成為第一位意外死亡原因。要查處就涉及到檢測(cè)人體內(nèi)的酒精含量和使用設(shè)備來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的問(wèn)題。本文研究設(shè)計(jì)了一種可以測(cè)量多種氣體濃度，并可以進(jìn)行超限報(bào)警的智能測(cè)試儀。限值可由按鍵調(diào)整。第1章 前言目前半導(dǎo)體氣體傳感器的研究動(dòng)態(tài)及其發(fā)展方向——?dú)怏w傳感器向低功耗、多功能、集成化方向發(fā)展國(guó)外氣體傳感器發(fā)展很快，一方面是由于人們安全意識(shí)增強(qiáng)，對(duì)環(huán)境安全性和生活舒適性要求提高；另一方面是由于傳感器市場(chǎng)增長(zhǎng)受到政府安全法規(guī)的推動(dòng)。二是增強(qiáng)可靠性，實(shí)現(xiàn)元件和應(yīng)用電路集成化，多功能化，發(fā)展MEMS技術(shù)，發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)適用的變送器和智能型傳感器。 （2）在工藝方面引入了表面摻雜、表面覆膜以及制作表面催化反應(yīng)層和修隔離層等工藝，使燒結(jié)型元件由廣譜性氣敏發(fā)展成選擇性氣敏；在結(jié)構(gòu)方面研制了補(bǔ)償復(fù)合結(jié)構(gòu)、組合差動(dòng)結(jié)構(gòu)以及集成化陣列結(jié)構(gòu)；在氣敏材料方面SnO2和Fe2O3材料已用于批量生產(chǎn)氣敏元件，新研究開發(fā)的Al2O3氣敏材料、石英晶體和有機(jī)半導(dǎo)體等也開始用于氣敏材料。總的看來(lái)，我國(guó)氣敏元件傳感器及其應(yīng)用技術(shù)有了較快進(jìn)展，但與國(guó)外先進(jìn)水平仍有較大的差距，主要是產(chǎn)品制造技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用等方面的差距，與日本比較仍要落后10年。在大流量、大管徑的氣體濃度檢測(cè)方面，完全可以適應(yīng)未來(lái)工業(yè)生產(chǎn)中的高精度測(cè)量。根據(jù)被測(cè)氣體的種類，其分析方法也不同。但是采用氣敏法檢測(cè)氣體濃度也存在不足。（3）光干涉法光干涉法是利用光的折射率與被測(cè)氣體的含量有關(guān)來(lái)檢測(cè)氣體濃度的。在采用光干涉法對(duì)氣體溫度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，必須考慮到周圍測(cè)量環(huán)境的影響，如溫度、濕度、壓力等。一般情況下，被測(cè)氣體的溫度、風(fēng)速、濕度等外部因素對(duì)測(cè)定無(wú)明顯影響。 單片機(jī)與PC機(jī)串行通信研究背景和意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PC機(jī)以其優(yōu)越的性價(jià)比和豐富的軟件資源成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用的主流機(jī)種。因此在功能比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，通常以PC機(jī)為上位機(jī)，單片機(jī)為下位機(jī)，由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)的采集及對(duì)裝置的控制，而由上位機(jī)完成各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理及對(duì)單片機(jī)的控制，二者結(jié)合，使得單片機(jī)的應(yīng)用已不僅僅局限于傳統(tǒng)意義上的自動(dòng)監(jiān)測(cè)或控制，而形成了向以網(wǎng)絡(luò)為核心的分布式多點(diǎn)系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。本系統(tǒng)采用單片機(jī)為控制核心，以實(shí)現(xiàn)氣體濃度測(cè)試儀的基本控制功能。第2章 方案器件簡(jiǎn)介硬件設(shè)計(jì)部分主要包括：MCU、A/D、LCD、電源電平轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)據(jù)選擇器等芯片的選擇，以下做一些器件的比較。STC89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路，STC89C5X可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)本。圖21單片機(jī)引腳圖P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。P1口：P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVXDPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。此外，P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。一般情況下，ALE仍以時(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。該位置復(fù)位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。 /VPP：外部訪問(wèn)允許。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上＋12V的編程允許電源Vpp,當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。逐次逼近型是將采樣信號(hào)和已知電壓不斷進(jìn)行比較，一個(gè)時(shí)鐘周期完成1位轉(zhuǎn)換，依次類推,轉(zhuǎn)換完成后，輸出二進(jìn)制數(shù)。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在05V之間。鑒于其8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換、輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容、5V電源供電時(shí)輸入電壓在0～5V之間、工作頻率為250KHZ、轉(zhuǎn)換時(shí)間為32 微秒、一般功耗僅為15MW等優(yōu)點(diǎn)，適合本系統(tǒng)的應(yīng)用，所以在本設(shè)計(jì)中采用ADC0832作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器件。 輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容； 8P、14P—DIP（雙列直插）、PICC 多種封裝； C to +85176。 CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/使用。 GND 芯片參考0 電位（地）。 DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 VCC/VREF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝。 .ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路 .ALE：地址鎖存允許信號(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，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 .VCC：電源，單一＋5V。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊；基本特性:.低電源電壓（VDD:++）.顯示分辨率:12864點(diǎn).內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供8192個(gè)1616點(diǎn)陣漢字(簡(jiǎn)繁體可選).內(nèi)置 128個(gè)168點(diǎn)陣字符，2MHZ時(shí)鐘頻率.顯示方式：STN、半透、正顯，驅(qū)動(dòng)方式：1/32DUTY，1/5BIAS.視角方向：6點(diǎn)，背光方式：側(cè)部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/5—1/10.通訊方式：串行、并口可選，內(nèi)置DCDC轉(zhuǎn)換電路，無(wú)需外加負(fù)壓.無(wú)需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)，工作溫度: 0度 +55度 ,存儲(chǔ)溫度: 20度 +60度。數(shù)據(jù)選擇器(MUX)的邏輯功能是在地址選擇信號(hào)的控制下，從多路數(shù)據(jù)中選擇一路數(shù)據(jù)作為輸出信號(hào)。第3章 串口通信基礎(chǔ)理論隨著微機(jī)特別是單片機(jī)的發(fā)展，其應(yīng)用已從單機(jī)逐漸向多機(jī)或聯(lián)網(wǎng)，而多機(jī)應(yīng)用的關(guān)鍵又在于微機(jī)之間的相互通訊，互傳數(shù)據(jù)信息。但串行數(shù)據(jù)也有缺點(diǎn)，那就是速度比并行通訊要慢。數(shù)據(jù)在通訊線路兩端的工作(通訊線路或計(jì)算機(jī))之間傳送。并行接口主要使用36針接頭和25針D形接頭，目前以25針D形接頭為主。由于CPU與接口間按并行方式傳輸，接口與外設(shè)之間按串行方式傳輸，因此，在串行接口中，要由接收移位寄存器把串行方式轉(zhuǎn)換成并行方式，由發(fā)送移位寄存器把并行方式轉(zhuǎn)換成串行方式。RS232采用不平衡傳輸方式，收發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)信號(hào)地。 表32 串口通信連接方式9針—9針25針—25針9針—25針233222322333557757 VB編程過(guò)程中使用到的MSComm控件MSComm控件全稱為Microsoft Communications Control，是Microsoft公司提供的簡(jiǎn)化Windows下串行通行編程的ActiveX控件，它為應(yīng)用程序提供了通過(guò)串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)便方法。（1） 事件驅(qū)動(dòng)方式事件驅(qū)動(dòng)通信是處理串行端口交互作用的一種非常有效地方法。（2）查詢方式查詢方式實(shí)質(zhì)上還是事件驅(qū)動(dòng)，在有些情況下，這種方式顯得更為便捷。在串行口的輸入輸出引腳上加上電平轉(zhuǎn)換器，就可以方便的設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，PC機(jī)的通信程序使用Visual Basic編寫，單片機(jī)的程序用C語(yǔ)言編寫。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在05V之間。 LCD1602液晶顯示LCD1602字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用161，162，202和402行等的液晶顯示模塊。第2腳：VDD接5V正電源。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16腳：背光源負(fù)極 MAX232MAX232是MAXIM公司生產(chǎn)的、包含兩路接收/驅(qū)動(dòng)器的芯片。圖42 MAX232芯片引腳配置和典型工作電路 數(shù)據(jù)選擇器 74HC4051　　74HC4051是一款高速CMOS器件， 是8通道模擬多路選擇器/多路分配器，帶有3個(gè)數(shù)字選擇端（S0至S2），1個(gè)低有效使能端（E），8個(gè)獨(dú)立輸入/輸出端（Y0至Y7）和1個(gè)公共輸入/輸出端（Z）。74HC4051的模擬輸入/輸出端（Y0至Y7，Z）在上限VCC和下限VEE之間擺動(dòng)， V。RS232接口與USB接口雖然都屬于串行接口，但它們的數(shù)據(jù)格式、通信協(xié)議、信號(hào)電平以及機(jī)械連接方式則不同。如圖1所示，CP2102／CP2103包含了一個(gè)USB功能控制器、USB收發(fā)器、振蕩器和帶有全部調(diào)制解調(diào)器控制信號(hào)的異步串行數(shù)據(jù)總線(UART)。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開發(fā)，體會(huì)更加深刻。Protues仿真軟件簡(jiǎn)介：Protues軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。VB簡(jiǎn)介：Visual Basic是一種由微軟公司開發(fā)的包含協(xié)助開發(fā)環(huán)境的事件驅(qū)動(dòng)編程語(yǔ)言。程序員可以輕松的使用VB提供的組件快速建立一個(gè)應(yīng)用程序。由晶振電路和復(fù)位電路，STC89C52芯片組成，構(gòu)成最小的單片機(jī)系統(tǒng)。內(nèi)部時(shí)鐘方式即在單片機(jī)的外部接一個(gè)晶振電路與單片機(jī)里面的振蕩器組合作用產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，外部時(shí)鐘方式是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入到單片機(jī)內(nèi)，此方式常用于多片89C52單片機(jī)同時(shí)工作，以便于各單片機(jī)的同步。