【正文】 是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì)， 給了我很多解決問題的思路， 在此表示衷心的感激。 致 謝 四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無(wú)盡的難舍與眷戀。沒有他們的幫助，我將無(wú)法順利完成這次設(shè)計(jì)。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)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。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 根據(jù)設(shè)計(jì)前對(duì)該系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)功能的要求 ， 綜合考慮我們采用 STC89C51 單片機(jī)為控制核心 。 針對(duì)目前的現(xiàn)狀 ， 該系統(tǒng)設(shè)計(jì) 遵循 體積小 ，質(zhì)量輕 ， 性價(jià)比高的原則 。 (2)按鍵查詢式的流程圖見下 43： 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 按鍵的四個(gè)鍵分別接 ， ， ， ， 由于 P1 口具有上拉電阻 ， 所以不需要加上拉電阻進(jìn)行電壓的放大 。 工作時(shí)序如下所 示 ： ADC0832有 8 只引腳 ， CH0 和 CH1 為模擬輸入端 ， CS 為片選引腳 ， 只有 CS 置低才能對(duì) ADC0832 進(jìn)行配置和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 。當(dāng)按鍵釋放時(shí)，也要經(jīng)過數(shù)毫秒延時(shí)，呆后沿抖動(dòng)消失后在判別是否釋放。 如圖 37 所示 ： 圖 37 數(shù)模轉(zhuǎn)換圖 本系統(tǒng)應(yīng)用有人機(jī)對(duì)話功能，該功能既能隨時(shí)發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入以及和 LCD 連接顯示運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行結(jié)果。 信號(hào)調(diào)制電路 設(shè)計(jì) 圖 36 信號(hào)調(diào)制圖 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 上 圖為酒精傳感器電極信號(hào)調(diào)理電路， 采集到的信號(hào)都會(huì)很弱 ， 首先將信號(hào)經(jīng)過二階有源濾波電路以后 ， 經(jīng)過 3 級(jí)放大電路 ， 同相和反相放大電路構(gòu)成一級(jí)和二級(jí) ， 互相抵消了零度漂移和失調(diào) ， 后面的差動(dòng)放大電路構(gòu)成第三極 ， 將差分出入轉(zhuǎn)換為單端輸出 。其中 ， 前兩種報(bào)警裝置因硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 軟件編程方便 ，往往 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用 。 隨著電容的充電 ， RST 腳上的電壓才慢慢下降 。 本系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則 ， 采用了內(nèi)部時(shí)鐘方式 。 硬件設(shè)計(jì)原理 由酒精傳感器對(duì)待測(cè)氣體 (液體 )進(jìn)行檢測(cè) ， 轉(zhuǎn)換成輸出電壓信號(hào) ，以 單片機(jī)為核心的控制、信號(hào)采集處理、聲光報(bào)警電路以及顯示、鍵盤、 PC 接口電路 。 在一般單片機(jī)系統(tǒng)中 ， 24C02 數(shù)據(jù)受到干擾的情況是很少的 ， 基本的讀寫功能外 ， 還對(duì)地址功能以及 WP 引腳保護(hù)功能進(jìn)行了全面的檢測(cè) [6]。 圖 23 MQ3 結(jié)構(gòu)和外形 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 圖 24 MQ3 標(biāo)準(zhǔn)回路 圖 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換的基本方法很多 ， 有計(jì)數(shù)法、逐次逼近法、雙斜積分法和并行轉(zhuǎn)換法 。 在選擇傳感器的時(shí)候 ， 一定要考慮到穩(wěn)定性、靈敏度、選擇性和抗腐蝕性 。 STC89C51 有 40 個(gè)引腳 ， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出 (I/O)端口 ， 并且有 2 個(gè)外中斷口 ， 2 個(gè)全雙工 串行通信口 ， 32 個(gè)讀寫口線 ， 片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路 ， 3 個(gè)16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 。 本課題實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 本課題進(jìn)行硬件部分和軟件部分設(shè)計(jì)，硬件部分是利用酒精氣敏傳感器檢測(cè) 空氣中的酒精濃度并轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器程序 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳給單片機(jī)系統(tǒng)，并經(jīng)單片機(jī)及其外圍電路信號(hào)處理，顯示酒 精濃度值以及超閾值聲光報(bào)警。 當(dāng)前各國(guó)家都在廣泛研究環(huán)保型能源，因?yàn)樗?直接 可以 把可燃?xì)怏w轉(zhuǎn)變成電能 ，并且 不產(chǎn)生污染 ， 酒精傳感器 只是 燃料電池的 一方面應(yīng)用。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 摘要 IV 摘 要 近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，越來(lái)越多的私家車進(jìn)入了人們的視野，而酒后駕車造成的交通事故也屢屢攀升。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 摘要 III 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。本文研究了一種用于公共場(chǎng)所具有檢測(cè)及超 限報(bào)警功能的酒精濃度檢測(cè)儀設(shè)計(jì)。 與半導(dǎo)體型 的 相比 ， 燃料電池型 呼氣酒精 檢測(cè)儀有很多優(yōu)勢(shì)，即 穩(wěn)定性好 ， 精度高 ，抗干擾性好 。 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 硬件設(shè)計(jì)部分主要包括 ： MCU、 A/D、 LCD、外圍擴(kuò)展數(shù)據(jù) RAM 等芯片的選擇 。 89C51 能夠 按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ， 也 能夠 在線編程 。 本系統(tǒng)選擇 MQ3 型酒精傳感器 ， MQ3 酒精傳感器是氣敏傳感器 ， 其具有很高的靈敏度、良好的選擇性、長(zhǎng) 久 的使用 時(shí)間 和可靠 的 穩(wěn)定性 的特點(diǎn)。 由于逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換具有速度 ， 分辨率高等優(yōu)點(diǎn) ， 而且 采用這種方法的 ADC 芯片成本低 ， 所以我們采用逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 。 發(fā)現(xiàn)一種 ATMEL(激光印字 )以及 XICOR 牌號(hào)的 24C02 具有全面的符合 I2C 總線協(xié)議的功能 ， 而有些牌號(hào) 24C02 要么沒有 WP 引腳保護(hù)功能 ， 要么沒有器件地址功能 (即 2 片 24C02 不能共用一個(gè) I2C 總線 )有些甚至兩種功能均無(wú) ， 所以說(shuō)一些同樣功能型號(hào)的電子器件在兼容性上往往會(huì)帶來(lái)意想不到的問題 ， 值得引起注意 。 測(cè)試儀進(jìn)行氣體檢測(cè)的基本步驟是單片機(jī) 先 采集酒精傳感器的響應(yīng)信號(hào) ，然后 進(jìn)行轉(zhuǎn)換 ， 儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器中 ，最后 單片機(jī)通過特定的算法進(jìn)行氣體濃度的識(shí)別 ， 同時(shí)將分析的值與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比 ， 對(duì)超出設(shè)定值進(jìn)行報(bào)警 ， 并且將結(jié)果輸出到 LED顯示屏幕上 [8]。 晶振電路和復(fù)位電路 如下圖 32 所示 ： 圖 32 晶振電路與復(fù)位電路 單片機(jī)開始工作的時(shí)候 ， 必須處于一種確定的狀態(tài) ， 否則 ， 不知哪是第一條程序和如何開始運(yùn)行程序 。 選擇合理的充電常數(shù) ， 就能保證在開關(guān)按下時(shí)是 RST 端有兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平從而使 STC89C51 內(nèi)部復(fù)位 。 但 語(yǔ)音報(bào)警雖然警報(bào)信息較直接 ，并且 硬件成本高 ， 結(jié)構(gòu) 相對(duì) 復(fù)雜 ， 軟件量也增加 [1]。 A/D 轉(zhuǎn)換 電路 設(shè)計(jì) 正常情況下 ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為 4 條數(shù)據(jù)線 ， 分 別是 CS、 CLK、DO、 DI。鍵盤分為：獨(dú)立式和矩陣式兩類，每一類按其編碼方法又可以分為編碼和非編碼兩種。 (3)由于應(yīng)用硬件削抖還需要外加器件，成本相對(duì)較高，所以本系統(tǒng)選擇軟件延時(shí)削抖的方法 [2]。 CLK 為 ADC0832 的時(shí)鐘輸入端 。 按 鍵 程 序 入 口按 鍵 按 下 ？調(diào) 用 延 時(shí) 程 序按 鍵 釋 放 ？鍵 值 傳 送結(jié) 束Y Y否否準(zhǔn) 備 圖 43 按鍵查詢流程圖 液晶顯示程序流程圖 LCD 模塊在本系統(tǒng)中主要起著開界面漢字顯示，以及個(gè)控制效果的顯示。 軟件是 C 語(yǔ)言編寫的， 具有很好的可控性、模塊化和移植性。 首先要了解系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能 ； 其次根據(jù)功能去選擇相應(yīng)的硬件資源 ； 再次將一個(gè)大的系統(tǒng)進(jìn)行模塊化劃分 ， 然后逐一去攻破 。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計(jì)過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。 最后，我要特別感謝 我的導(dǎo)師劉望蜀 老師、 和研究生助教吳子儀 老師。 最后，我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解，如果 沒有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無(wú)私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無(wú)法順利完成今天的學(xué)業(yè)。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和