【正文】 opment, increasing people39。文中詳細介紹了數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理過程以及數(shù)據(jù)顯示子系統(tǒng)和報警電路、單片機與PC機通信的軟硬件實現(xiàn)的設(shè)計方法和過程。系統(tǒng)將傳感器回路輸出的信號通過以AD0832為核心的A/D轉(zhuǎn)換電路調(diào)理后，經(jīng)由單片機進行數(shù)據(jù)處理，由LCD顯示酒精濃度值。出于安全考慮，甲烷濃度的測量，顯得尤為重要。據(jù)統(tǒng)計，大約50%—60%的車禍與飲酒有關(guān)。2000年以來，酒后駕車行為所造成事故越來越多，對社會的影響也越來越大，酒精逐漸成為兇殘的“馬路殺手”。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，全世界每年因車禍喪生的人數(shù)就超過60萬人，留下永久性傷殘者在400萬以上，一般受傷者則不計其數(shù)。中國公安部門在2009年8月，在全國各地加強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)氣體的濃度檢測問題，至關(guān)重要。并設(shè)計一定的限值，超限聲光報警。系統(tǒng)對于采樣地點超出規(guī)定的指定氣體濃度時，通過聲光報警電路提醒監(jiān)測人員。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。在許多國家，車禍已成為第一位意外死亡原因。要查處就涉及到檢測人體內(nèi)的酒精含量和使用設(shè)備來進行檢測的問題。本文研究設(shè)計了一種可以測量多種氣體濃度，并可以進行超限報警的智能測試儀。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態(tài)及其發(fā)展方向——氣體傳感器向低功耗、多功能、集成化方向發(fā)展國外氣體傳感器發(fā)展很快，一方面是由于人們安全意識增強，對環(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增長受到政府安全法規(guī)的推動。二是增強可靠性，實現(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)方面研制了補償復(fù)合結(jié)構(gòu)、組合差動結(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、石英晶體和有機半導(dǎo)體等也開始用于氣敏材料。總的看來，我國氣敏元件傳感器及其應(yīng)用技術(shù)有了較快進展，但與國外先進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方面，完全可以適應(yīng)未來工業(yè)生產(chǎn)中的高精度測量。根據(jù)被測氣體的種類，其分析方法也不同。但是采用氣敏法檢測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氣體的含量有關(guān)來檢測氣體濃度的。在采用光干涉法對氣體溫度進行測量時，必須考慮到周圍測量環(huán)境的影響，如溫度、濕度、壓力等。一般情況下，被測氣體的溫度、風速、濕度等外部因素對測定無明顯影響。 單片機與PC機串行通信研究背景和意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PC機以其優(yōu)越的性價比和豐富的軟件資源成為計算機應(yīng)用的主流機種。因此在功能比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，通常以PC機為上位機，單片機為下位機，由單片機完成數(shù)據(jù)的采集及對裝置的控制，而由上位機完成各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理及對單片機的控制，二者結(jié)合，使得單片機的應(yīng)用已不僅僅局限于傳統(tǒng)意義上的自動監(jiān)測或控制，而形成了向以網(wǎng)絡(luò)為核心的分布式多點系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。本系統(tǒng)采用單片機為控制核心，以實現(xiàn)氣體濃度測試儀的基本控制功能。第2章 方案器件簡介硬件設(shè)計部分主要包括：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個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路，STC89C5X可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)本。圖21單片機引腳圖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是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。Flash編程和程序校驗期間，P1接收低8位地址。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVXDPTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。此外，P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。該位置復(fù)位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。 /VPP：外部訪問允許。Flash存儲器編程時，該引腳加上＋12V的編程允許電源Vpp,當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和已知電壓不斷進行比較，一個時鐘周期完成1位轉(zhuǎn)換，依次類推,轉(zhuǎn)換完成后，輸出二進制數(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電源供電時輸入電壓在0～5V之間、工作頻率為250KHZ、轉(zhuǎn)換時間為32 微秒、一般功耗僅為15MW等優(yōu)點，適合本系統(tǒng)的應(yīng)用，所以在本設(shè)計中采用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，輸入高電平有效。當A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，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)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊；基本特性:.低電源電壓（VDD:++）.顯示分辨率:12864點.內(nèi)置漢字字庫，提供8192個1616點陣漢字(簡繁體可選).內(nèi)置 128個168點陣字符，2MHZ時鐘頻率.顯示方式：STN、半透、正顯，驅(qū)動方式：1/32DUTY，1/5BIAS.視角方向：6點，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，無需外加負壓.無需片選信號，簡化軟件設(shè)計，工作溫度: 0度 +55度 ,存儲溫度: 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。第3章 串口通信基礎(chǔ)理論隨著微機特別是單片機的發(fā)展，其應(yīng)用已從單機逐漸向多機或聯(lián)網(wǎng)，而多機應(yīng)用的關(guān)鍵又在于微機之間的相互通訊，互傳數(shù)據(jù)信息。但串行數(shù)據(jù)也有缺點，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(通訊線路或計算機)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)信號是相對信號地。 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)用程序提供了通過串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡便方法。（1） 事件驅(qū)動方式事件驅(qū)動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質(zhì)上還是事件驅(qū)動，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)計成標準的RS232接口。系統(tǒng)設(shè)計時，PC機的通信程序使用Visual Basic編寫，單片機的程序用C語言編寫。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、符號等點陣式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RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第16腳：背光源負極 MAX232MAX232是MAXIM公司生產(chǎn)的、包含兩路接收/驅(qū)動器的芯片。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個數(shù)字選擇端（S0至S2），1個低有效使能端（E），8個獨立輸入/輸出端（Y0至Y7）和1個公共輸入/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， 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、信號電平以及機械連接方式則不同。如圖1所示，CP2102／CP2103包含了一個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)器控制信號的異步串行數(shù)據(jù)總線(UART)。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。Protues仿真軟件簡介：Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。VB簡介：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)動編程語言。程序員可以輕松的使用VB提供的組件快速建立一個應(yīng)用程序。由晶振電路和復(fù)位電路，STC89C52芯片組成，構(gòu)成最小的單片機系統(tǒng)。內(nèi)部時鐘方式即在單片機的外部接一個晶振電路與單片機里面的振蕩器組合作用產(chǎn)生時鐘脈沖信號，外部時鐘方式是把外部已有的時鐘信號引入到單片機內(nèi)，此方式常用于多片89C52單片機同時工作，以便于各單片機的同步。