【正文】 子程序 ...................................................................................... 21 5 硬件焊接及調(diào)試 ...................................................................................................... 24 概要說明 ........................................................................................................ 24 硬件焊接 ............................................................................................... 24 軟件調(diào)試 .............................................................................................. 24 軟硬聯(lián)調(diào) .............................................................................................. 24 調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法 .................................................................... 25 6 結(jié)論 .......................................................................................................................... 26 謝辭 .............................................................................................................................. 27 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 28 附錄 .............................................................................................................................. 29 1 1 引言 近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民的生活水平迅速提高，越來越多的人有了私家車，伴隨而來的酒后駕車造成的交通事故也頻頻發(fā)生。 本畢業(yè)設(shè)計(jì) 通過 對酒精濃度測試的研究和設(shè)計(jì)，使學(xué)生認(rèn)識了解單片機(jī)對數(shù)據(jù)采集分析的過程、方法與步驟，提高并鞏固學(xué)生所學(xué)的理論知識，結(jié)合課題的需要 提高學(xué)生獲取新知識的能力。 本文所述 酒精濃度 測試儀采用 MQK2 酒精濃度傳感器檢測人呼出氣體中酒精的濃度并且輸出電壓信號 ,然后把信號輸出到高集成度的混合集成芯片C8051F040 作處理 ,并完成數(shù)據(jù)采集、判斷處理、數(shù)據(jù)的傳輸?shù)裙δ?。軟件設(shè)計(jì)采用 C語言編程 ， 程序采用模塊化設(shè)計(jì)思想。經(jīng)過 MQ3 檢測空氣中的酒精濃度后，檢測值經(jīng)過 數(shù)模轉(zhuǎn)換器傳送至單片機(jī)，經(jīng)過單片機(jī)處理與所設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，判斷是否報(bào)警。 ，相比于普通的酒精濃度測試儀增加了 GSM 模塊。內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路， 2路 PWM， 8 路高速 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換。 4 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ． STC89C5A60S2 單片機(jī)電路設(shè)計(jì) 單片機(jī) 特性概述 STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘 /機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的新一代 51 單片機(jī)。 封裝：PDIP40,LQFP44,LQFP48 I/O 口不夠時(shí)，可用 2 到 3 根普通 I/O 口線外接 74HC164/165/595（均可級聯(lián)）來擴(kuò)展 I/O 口 , 還可用 A/D做按鍵掃描來節(jié)省 I/O口，或用雙 CPU,三線通信，還多了串口。 5 ： 0 35MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 420MHz。 EEPROM 功能 (STC12C5A62S2/AD/PWM 無內(nèi)部 EEPROM)。 4 個(gè) 16 位定時(shí)器 ， 兩個(gè)與傳統(tǒng) 8051 兼容的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ,16 位定時(shí)器T0 和 T1，沒有定時(shí)器 2，但有獨(dú)立波特率發(fā)生器 ， 做串行通訊的波特率發(fā)生器 ，再加上 2 路 PCA 模塊可再實(shí)現(xiàn) 2 個(gè) 16 位定時(shí)器 。 , 10 位精度 ADC，共 8 路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá) 250K/S(每秒鐘 25 萬次 ) (UART)，由于 STC12 系列是高速的 8051，可再 6 用定時(shí)器或 PCA 軟件實(shí)現(xiàn)多串口 。 STC89C52 片內(nèi)有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端 (XTAL1)和輸出端(XTAL2)用于 外接石英晶體和微調(diào)電容，構(gòu)成振蕩器，如圖 32 所示 ： 12MY230pCY430pCY3X1X2 電容 C3 和 C4 對頻率有微調(diào)作用，電容的選擇范圍一般為 ~12MHz，晶振頻率越快，單片機(jī)指令周期越短，運(yùn)行越快。經(jīng)計(jì)算得單片機(jī)工作機(jī)器周期約為： 1μs。當(dāng)系統(tǒng)在工作中受到干擾后，容易出現(xiàn)程序 “跑飛 ”而盲目運(yùn)行甚至出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。過一段時(shí)間后，電容逐漸充電完畢， RST 端恢復(fù)高電平，復(fù)位有效。 MQ3 酒精濃度傳感器的探測濃度范圍為： 。傳感器的標(biāo)準(zhǔn)回路有兩部分組成：其一為加熱回路；其二為信號輸出回路，它可以準(zhǔn)確反映傳感器表面電阻的變化。 MQ3 的結(jié)構(gòu)和外形 8 為了更好地使用酒精傳感器 MQ3，現(xiàn)將 MQ3 的標(biāo)準(zhǔn)工作條件和環(huán)境條件進(jìn)行介紹，如表一和表二所示 。 本設(shè)計(jì)中采用的 A/D 轉(zhuǎn)換器是 STC12C5A60S2 單片機(jī)內(nèi)部所帶的 A/D 轉(zhuǎn)換器。器件僅需四個(gè) 的外部小尺寸電荷泵電容。 LCD1602 的 主要技術(shù)參數(shù)： ： 一行 16 個(gè)字符 ，共 32 字符 ； 片工作電壓 ： —； 工作電流 ： ()； ：+5V； 字符尺寸 ： LCD1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令， 分別為： 指令 1：清屏 。 指令 3：設(shè)置輸入模式 。 B:它表示 光標(biāo) 的 閃爍，閃爍 時(shí)高電平 ，不閃爍 時(shí)低電平 。 D/L： 4 位總線 時(shí)高電平 ， 8 位總線 時(shí)低電平 ； D：高電平時(shí)，雙行顯示，低電平時(shí) ， 單行顯示 ； F： 若為 高電平 ，則 顯示 510， 若為 低電平 ，則 顯示 57。 BF：為忙標(biāo)志位， 忙的時(shí)候是高電平 ， 這時(shí)其 不收命令或數(shù)據(jù)， 不忙的時(shí)候是 低電平。本設(shè)計(jì)中 LCD1602 與單片機(jī)連接圖如圖 35 所示： 12345678910111213141516P1VCCVCCP00P01P02P03P04P05P06P07LCDENRS10R1WR 從圖中可以看出： 1 引腳為接地端，與單片機(jī)的地相連； 2 引腳接 +5V 電源，連接單片機(jī)的 +5V 電源； 3 引腳為液晶顯示偏壓，連接一個(gè)最大阻值為 10K 的電位器，通過調(diào)節(jié)電位器的阻值可以調(diào)節(jié)液晶屏的顯示清晰度，使 酒精濃度 的數(shù)值清晰地顯示在液晶屏上； 4 引腳 RS 為寄存器選擇， 為高電平時(shí) 選 擇數(shù)據(jù)寄存器 ，低電平時(shí) 選擇指令 寄存器 ，設(shè)計(jì)時(shí) RS 接單片機(jī)的 引腳，通過程序?qū)ζ錉顟B(tài)進(jìn)行控制； 5 引腳 RW 為讀 /寫信號 選擇 線， 為 高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作 ，設(shè)計(jì)時(shí) RW 接單片機(jī)的 引腳，通過編程控制其狀態(tài)變化； 6 引腳 E(或 EN)端為 模塊 使能 控制 端 ，編程時(shí)結(jié)合 RS 和 RW 控制液晶屏完成顯示任務(wù)，硬件連接時(shí)接單片機(jī)的 引腳； 7～ 14 腳 P0～ P7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端 ，和單片機(jī)的 P0 口相連，程序中對 LCD1602 進(jìn)行寫命令和寫數(shù)據(jù)都通過這 8 個(gè)數(shù)據(jù)端進(jìn)行傳輸； 15 腳為背光源正極，必須和電源的正極相連 ； 16 腳為背光源負(fù)極，必須和電源的負(fù)極相連。在智能家居、車輛監(jiān)控防盜、機(jī)器人控制、無線抄表、門禁系統(tǒng)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等方面都廣泛的使用無線傳輸模塊。因此， GSM 模塊具有發(fā)送 SMS 短信，語音通話， GPRS 數(shù)據(jù)傳輸?shù)然?GSM 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的所有基本功能。在和單片機(jī)構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)，按鍵通常有兩種接法，一種叫獨(dú)立式按鍵，另一種叫矩陣式按鍵 。其電路圖如下： 13 S1S2S3P13P14P15 本設(shè)計(jì)中， S1 按鍵為對酒精 濃度控制的選擇鍵， S2 和 S3 酒精濃度的調(diào)節(jié)鍵， S2 控制設(shè)定值的增加， S3 控制酒精濃度的減小。有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的主要差別是對輸入信號的要求不一樣，有源蜂鳴器工作的理想信號是直流電，無源蜂鳴器工作的理想信號是方波。 發(fā)光二極管的核心部分是由 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體組成的晶片，在 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為 PN 結(jié)。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從 LED 陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。發(fā)光二極管的樣機(jī)與單片機(jī)的 引腳相連，陰極接一個(gè) 1K 的電阻與放大器的發(fā)射極相連同事接在 +5V 的電源上，電路的主要作用是用 9012 三極管將基極電流放大以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器和發(fā)光二極管工作。在設(shè)計(jì)過程中， 人們也開始擺脫進(jìn)行程序設(shè)計(jì)必須先熟悉機(jī)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的桎梏，把精力集中于解決思路和方法上。 Keil提供包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案 。在編譯窗口 中把需要編譯的程序輸入，然后點(diǎn)編譯按鈕 ， 即可對所寫程序編譯。發(fā)送端和接收端 主流程圖如圖 41 所示 ： 酒精濃度檢測子程序 數(shù)據(jù)采集子程序主要是采集檢測傳感器輸出的模擬電壓信號 ,并將其轉(zhuǎn)換為單片機(jī)程序控制所需的數(shù)字量信號。初始化完成后可以在指定的地址上顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。 // _nop_()。 // _nop_()。 _nop_()。其主程序如下： include extern unsigned char uart1_busy。 for(ms。j)。i++) gsm_buffer[i]=0。 do{ uart1_sendstring(mand)。 return 1。 }while(1)。 if(init_mand(AT+CMGF=1\r)==0) return CMGF_ERROR。 uart1_sendstring(AT+CSMP=17,167,0,0\r)。 uart1_sendstring(AT+CMGS=)。)。 // delay_ms(500)。 unsigned char *p1。,39。 uart1_sendstring(AT+CMGR=)。)。)。)。 p1+=1。 p1+=1。 p1+=3。 if(p==NULL) memcpy(buf,p1,(gsm_buffer+119p1))。 else memcpy(buf,p1,39)。 uart1_send(n)。 delay_ms(10)。 ct++。 } } 報(bào)警 子程序 系統(tǒng)設(shè)定的閾值保存在以 50H 開始的 3 個(gè)單元 ,是為了便于比較和顯示 ,閾值的百位放入 50H 中 ,十位放入 5lH,個(gè)位放人 52H 中。 報(bào)警子程序執(zhí)行之前 ,將報(bào)警閾值轉(zhuǎn)換為壓縮的 BCD碼并存放在兩個(gè)存儲單元中。程序首先對 40H、 50H 中的值進(jìn)行比較大小 ,如果 40H 中的值大于 50H 中的值 ,則進(jìn)行報(bào)警。 對 SCON 選工作方式，對 PCON 設(shè)波特率加倍 位 “ SMOD” (缺省值 =0)，采用中斷方式，要打開 ES 串口中斷允許位和總中斷 EA 位。= (FOSC/32/BAUD)。 EA=1。= ~(16)。 //Load the timer TR1 = 1。 BRT=(FOSC/32/BAUD1)。 *