【正文】 0809 analogtodigital conversion to and through the concentration of 12864 to show the liquid crystal display. At the same time,part of the design of the keyboard to control for different people for different input threshold,when the concentration exceeds the threshold value， to a silent alarm signal light. Part of modular software design thought,the use of assembly language programming,the characteristics of the detector hardware structure is simple and efficient software design and higher cost performance. Keywords: Portable。該產(chǎn)品可通過聲光報警信號來提示駕駛員是否飲酒過度，不適合開車，旨在減少 交通事故的發(fā)生 ，具有一定的市場前景和實用價值 。設(shè)計中選用 AT89C51 單片機作為系統(tǒng)主控芯片，采用 MQ3 氣敏傳感器 進行酒精氣體濃度的檢測，利用 ADC0809 進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后并通過 12864 液晶顯示 器進行濃度顯示。 alcohol concentration。由此可見 ， 酒精濃度檢測器具有巨大的潛在用戶群 ， 市 場前景十分廣闊。目前全世界絕大多數(shù)國家都采用呼氣酒精測試儀對駕駛?cè)藛T進行現(xiàn)場檢測，以確定被測量者體內(nèi)酒精含量的多少，以確保駕駛員的生命財產(chǎn)安全。本課題采用 MQ3 氣敏傳感器， AT89C51 單片機實現(xiàn)空氣酒精濃度實時測量，通過LCD 顯示屏 進行 顯示。 其中對電源電路的設(shè)計比較簡單，而對 LCD 液晶顯示模塊及鍵控模塊做了比較詳細的設(shè)計介紹 。第 1 章 方案設(shè)計與論證 總體方案設(shè)計 本課題研究的是一種以氣敏傳感器和單片機為主，監(jiān)測空氣酒精濃度，并具有聲光報警功能及 LCD 顯示功能的空氣酒精濃度監(jiān)測儀。 由于價格和使用是否方便等因素所決定，目前普遍使用的只有燃料電池型（電化學(xué)型）和半導(dǎo)體型二種。作為酒精傳感器只是燃料電池的一個分支。 本設(shè)計中經(jīng)過比較后采用 MQ3 型氣敏傳感器 是 由微型 A12O3 陶瓷管和 SNO2 敏感層、測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼的腔體內(nèi)， 而 加熱器為氣敏元件的工作提供了必要的工作條件。如果選用的單片機本就方便地處理語音信號 ， 那么實現(xiàn)語音功能就將變得相對簡單 。新一代的單片機的最主要的技術(shù)特點是 向外部接口電路擴展，以實現(xiàn)MICROCOMPUTER 完善的控制功能為己任，將一些外部接口功能單元如 A/D、PWM、 PCA(可編程計數(shù)器陣列 )、 WDT(監(jiān)視定時器 )、高速 I/O 口、計數(shù)器的捕獲 /比較邏輯等。 總體方案框圖 硬件設(shè)計時，考慮酒精濃度是由傳感器把非電量轉(zhuǎn)換為電量， 而且 傳感器輸出的是 05 伏的電壓值且電壓值穩(wěn)定，外部干擾小等。 圖 系統(tǒng)總體方案框圖被測 環(huán)境 氣敏傳感器 A\D 轉(zhuǎn)換電路 單片機 主控模塊 LCD 顯示 聲光報警電路 8279 接口 芯片 鍵盤 第 2 章 硬件 電路 設(shè)計 主控模塊設(shè)計 AT89C51 單片機是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上。 一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計包含有兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴展，即單片機內(nèi)部的功能單元，如 ROM﹑ RAM﹑ I/O 口﹑定時 /記數(shù)器﹑中斷系統(tǒng)等容量不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進行擴展，選擇適當(dāng)?shù)男酒O(shè)計相應(yīng)的電路。 程序存儲器 由于受集成度限制，片內(nèi)只讀存儲器一般容量較小，如果片內(nèi)的只讀存儲器的容量不夠，則需用擴展片外的只讀存儲器，片外最多可外擴至 64K 字節(jié)。實際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個具有特殊功能的 RAM 區(qū)。 MCS51 單片機中 8 位機和 1 位機的硬件資源復(fù)合在一起，二者相輔 相承，它是單片機技術(shù)上的突破，也是 MCS51 單片機在設(shè)計的精美之處 [3]。 本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在 XTAL XTAL2 引腳上外接定時元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。所以本設(shè)計中，振蕩晶體選擇 12MHZ， 電容選擇65PF。復(fù)位引腳 RST 通過一個斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個機器周期的 S5P2，斯密特觸發(fā)器的輸 出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號 [4]。時鐘頻率用 6MHZ 時 C 取 22μ F， R 取 10KΩ。其中電平復(fù)位是通過 RST 端經(jīng)電阻與電源 VCC 接通而實現(xiàn)的。用 AT89C51 單片機構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時，只要將單片機接上時鐘電路和復(fù)位電路即可，如圖 21. AT89C51 單片機最小系統(tǒng)所示。 （ 3）應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。 圖 5V電源電路圖 傳感器的篩選 氣敏傳感器的分類和性能 氣體傳感器是一種把氣體中的特定成分檢測出來，并將其轉(zhuǎn)化為電信號的器件。 ① 氣敏材料不是單晶體 。 ⑤ 被測氣體種類繁多，它們各有不同的特性 。該元件由涂一層半導(dǎo)體的圓筒狀陶瓷骨構(gòu)成，半導(dǎo)體有 P 型、 N 型之分，這取決于加入的金屬成分。從 70 年代開始，由于固體電解質(zhì)氣體傳感器導(dǎo)電率高，靈敏度和選擇性好，獲得了迅速的發(fā)展，現(xiàn)在幾乎在環(huán)保、節(jié)能、礦業(yè)、汽車工業(yè)等各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其產(chǎn)量和應(yīng)用僅次于金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏傳感器。由這一對元件和外加的兩個固定電阻組成橋式檢測電路，在一定的橋流下，黑白元件保持在 300－ 500℃的高溫狀態(tài)，當(dāng)可燃性氣體一旦與黑白元件接觸，就會發(fā)生無煙燃燒反應(yīng)，使鉑絲上溫度升高，電阻增大，原來平衡的電橋失去平衡，輸出一個電信號，這一電信號與可燃性氣體的濃度成線性關(guān)系，可以很容易地求出對應(yīng)的氣體濃度值，電路中白元件起環(huán)境溫度補償作用。原電池式氣體傳感器通過檢測電流來檢測氣體的濃度，市場上銷售的檢測缺氧的儀器幾乎都配有這種傳感器，今年來，又開發(fā)惡劣檢測酸性氣體和毒性氣體的原電池式傳感器。電化學(xué)式氣體傳感器主要的優(yōu)點是檢測氣體的靈敏度高，選擇性好。光學(xué)式氣體傳感器還包括化學(xué)發(fā)光式、光纖熒光式和光纖波導(dǎo)式傳感器，其主要優(yōu)點是靈敏度高，可靠性好。熱導(dǎo)系數(shù)是氣體的固有物理特性，所以該傳感器不會消耗被測氣體，而且不容易被氧化物腐蝕而使氣敏性能變差，具有良好的穩(wěn)定性。 各種氣敏傳感器的性能比較 表 和表 列出了上述各種氣敏傳感器的性能比較，是選擇傳感器的重要依據(jù)。傳感器的標(biāo)準(zhǔn)回路有兩部分組成。上述這些參數(shù)使得傳感器輸出電壓為 05V。其中 R0 為元件在潔凈空氣中的電阻值， RS 為元件在不同氣體，不同濃度下的電阻值。 ADDC、 ADDB、 ADDA 為地址線，用于對模擬通道進行選擇，在與單片機的連接關(guān)系中，由最低位的 3 個地址線 、 、 來提供 [7]。START 下跳沿時，開 始進行 A/D 轉(zhuǎn)換。當(dāng) EOC=0 時， 正在進行轉(zhuǎn)換 。當(dāng) OUTPUT ENABLE=0時，輸出數(shù)據(jù)線呈高電阻 。 其結(jié)構(gòu)電路圖如圖 圖 數(shù)據(jù)采集硬件 連接 G1EACS 1RSWRRDEEARWRS TD0D7D1D2D3D4D5D6S C 1RDWRD1D2D3D4D5D6D7D0I NT 1I NT 1SNSCSCS C 1SND1D3D4D6D0D2D5D7X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1NE T = S NC13 3 pC23 3 pX1CR Y S T A LR14 .7 kC31 0 u FD03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U27 4 L S 3 7 3O UT 121A DD B24A DD A25A DD C23V RE F ( + )12V RE F ( )16I N31I N42I N53I N64I N75S T A RT6O UT 58E O C7OE9CLO C K10O UT 220O UT 714O UT 615O UT 817O UT 418O UT 319I N228I N127I N026A L E22U3A DC 0 8 0 8123U 4 : A7 4 L S 0 0456U 4 : B7 4 L S 0 0U5NO TDCL KU6DT F FDCL KU7DT F FR21 0 k=R31 0 kR41 0 kR51 0 kR61 0 kR71 0 kR81 0 kR91 0 k 鍵盤電路 8279 對鍵盤部分提供一種掃描工作方式，能對 64 個按鍵鍵盤陣列不斷掃描，自動消 抖，自動識別出閉合的鍵并得到鍵號，能對雙鍵或 N 鍵同時按下進行處理。鍵盤有兩種工作方式 :編碼式鍵盤和非編碼式鍵盤。顯然，非編碼鍵盤的軟件是比較復(fù)雜的，并且要占用較多的 CPU 時間，這是非編碼鍵盤的不足之處。 在系統(tǒng)設(shè)計中，鍵盤和顯示部分是一個非常重要的部分，它可以讓觀測對當(dāng)前氣調(diào)庫中的各個參數(shù)和各個控制部分的狀態(tài)有一個清楚的了解，并可值進行修改。具有多種功能 :光標(biāo)顯示、畫面移位、睡眠模式等 [9]。 G1EAD7D0E RSCS1CS2D1D2D3D5D6D4CS 1RSWRRDCS 1 CS 2EEAG1EARWRWRSTRS TD0D7D1D2D3D4D5D6D7D6D4D5D3D2D1D0X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P