【正文】 發(fā)現(xiàn) ASM1117 的輸出電壓比我們想要的 要小 得 多，所以整個(gè)系統(tǒng)不能正常工作。 因此可以算出整個(gè)設(shè)計(jì)的 相對(duì)誤差 為： g=()/= 由于整個(gè)設(shè)計(jì)設(shè)定的閥值酒精濃度為 ，轉(zhuǎn)化為電壓為 ，所以只要傳感器的輸出電壓大于 ，即所測的酒精濃度超過 ，蜂鳴器 就會(huì)報(bào)警。大約一分鐘過后就可以開始測試了，在測試的時(shí)候，找了一瓶 45 度的白酒，將系統(tǒng)的傳感器靠近瓶口，此時(shí)顯示屏上的濃度值會(huì)發(fā)生變化，大約 10 秒鐘后顯示出最終的測量結(jié)果，當(dāng)濃度值大于閥值時(shí)，就會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警。 開始 初始化 是否大于閥值 讀取數(shù)據(jù) 聲光報(bào)警 延時(shí) 結(jié)束 Y N 第 22 頁 共 31 頁 圖 45 A/D 轉(zhuǎn)換模塊流程圖 5 系統(tǒng)調(diào)試 各模塊調(diào)試 傳感器測試 根據(jù) MQ3 酒精氣體傳感器的特性，接好電源后，分別測出傳感器在潔凈空氣中和有酒精氣體的空氣中的輸出信號(hào)，發(fā)現(xiàn)輸出信號(hào)有變化，并且當(dāng)傳感器與酒精氣體源的距離發(fā)生變化時(shí)，輸出信號(hào)也會(huì)發(fā)生變化，由此可以判斷傳感器是完好的。 開始 OLED 液晶初始化 延時(shí) 顯示器是否忙 寫指令，設(shè)置第一行顯示位置 寫顯示的數(shù)據(jù) 寫指令，設(shè)置第二行顯示位置 寫顯示的數(shù)據(jù) 結(jié)束 Y N 第 21 頁 共 31 頁 圖 44 報(bào)警模塊程序流程圖 A/D 轉(zhuǎn)換模塊程序設(shè)計(jì) 由于 STM32 單片機(jī)自帶 ADC 轉(zhuǎn)換器，所以減少了很多外部硬件電路，但是編程這一塊也是非常重要的。 } } 數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采集模塊程序?yàn)椋菏紫冗M(jìn)入初始化，界面歸零，然后開始測量濃度值，A/D 設(shè)置成連續(xù)掃描模式， 一次采集 12 個(gè)數(shù)，去掉最大值和最小值，然后算出平均值并顯示。 Adc_Init()。主要的程序有以下幾個(gè)模塊：數(shù)據(jù)的 采集 模塊； A/D 轉(zhuǎn)換模塊；數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)顯示模塊；報(bào)警模塊。 圖 37 傳感器及信號(hào)處理電路 聲光報(bào)警電路模塊 聲光報(bào)警電路模塊設(shè)計(jì)如圖 38 所示，當(dāng) CTRO 端（ 與 單片機(jī)的 D2 引腳 相連 ）輸出高電平時(shí)（即傳感器輸出電壓高于閥值），三極管就會(huì)導(dǎo)通，蜂鳴器就會(huì)開始報(bào)警。C 至 +55176。 KV5033 芯片 是由 SIPEX 公司生產(chǎn)的 ，它是一款 低功耗、低電壓調(diào)節(jié)器。1%的 預(yù)設(shè)充電電壓 (8) 充電電流監(jiān)視器 (9) 欠壓閉鎖 (10) 表示充電結(jié)束或是輸入電壓接入的狀態(tài)引腳 4)TP4054 引腳如圖 35 所示 圖 35 TP4054 引腳圖 5)引腳介紹 第 12 頁 共 31 頁 引腳 1（ CHRG）：漏極開路狀態(tài)下的輸出 引腳 2（ GND）：接地 引腳 3（ BAT）：該引腳向電池提供充電電流 引腳 4（ VCC）：該引腳接入正電源電壓。讓一個(gè)充電循環(huán)開始的條件有 3 個(gè)，它們分別是 (1) Vcc 引腳的電壓大于 UVLO 門限電壓 (2) 5 引腳與地之間連接一個(gè)設(shè)定電阻器 (3) 3 引腳連接一塊電池 2)工作模式 (1) 涓流充電模式 TP4054 進(jìn)入涓流充電模式的條件是 3 引腳的電壓小于 。 3)I2C 總線 有多達(dá) 2 個(gè) I2C 總線接口，它們的特點(diǎn)如下 (1) 支持標(biāo)準(zhǔn)和快速模式 (2) 支持 7 位或 10 位尋址 (3) 可以使用 DMA 操作 (4) 支持 SMBus 和 PMBus 總線 4)定時(shí)器 第 9 頁 共 31 頁 STM32F103VCT6 中包含 7 個(gè)定時(shí)器，它們分別如下： (1) 高級(jí)控制定時(shí)器 1 個(gè)， 特點(diǎn) 如下 ① 可以被當(dāng)成是完整的通用定時(shí)器 ② 可以被當(dāng)成是三相 PWM 發(fā)生器 ③ 具有帶死區(qū)插入互補(bǔ) PWM 輸出 ④ 擁有四個(gè)獨(dú)立通道，它們都可以用于單脈沖輸出、輸入捕獲、輸出比較以及產(chǎn)生 PWM ⑤ 計(jì)數(shù)器可以被凍結(jié)，用于調(diào)試 (2) 通用定時(shí)器（ TIMx） 有 3 個(gè)可以同步運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)器，特點(diǎn)如下 ① 擁有一個(gè) 16 位自動(dòng)加載遞加計(jì)數(shù)器，也可以用作遞減計(jì)數(shù)器 ② 擁有一個(gè) 16 位預(yù)分頻器 ③ 擁有 4 個(gè)獨(dú)立的通道 ， 可以用于單脈沖模式輸出、輸入捕獲 以及 輸出比較 (3) 獨(dú)立看門狗定時(shí)器 1 個(gè) 它的時(shí)鐘是由一個(gè)內(nèi)部獨(dú)立的 40KHz 的 RC 振蕩器來提供的，并且這個(gè) RC振蕩器獨(dú)立于主時(shí)鐘，所以它可以在待機(jī)模式和停機(jī)模式之間切換。C +85176。通過查 看 手冊，找出了這種關(guān)系。那么它輸出的電壓值就會(huì)隨著酒精濃度的增加而增大 ?在外部使用簡單的電路就可以通過電壓值的變化將電導(dǎo)率的變化表現(xiàn)出來，并且該電壓值是與酒精氣體濃度值相對(duì)應(yīng)的，最后將該信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的閥值進(jìn)行比較，如果大于閥值就進(jìn)行報(bào)警 [7]。 如果 濃度值 大于 了 閥值 ，就 進(jìn)行聲光報(bào)警。所以在日常生活中用得最多的還是半導(dǎo)體型酒精傳感器 [6]。其中燃料電池和半導(dǎo)體型這兩種類型的酒精含量檢測儀在價(jià)格這方面比起其他類型的較便宜，而且使用起來非常方便。 ca2020 擁有 小巧輕便，操作簡單等特點(diǎn)，所以它是便攜應(yīng)用的最佳選擇 [1,2]。在中國，每年都有數(shù)萬起交通事故是由于酒后駕車而造成的，因此交通事故的第一“殺手”被認(rèn)為是酒后駕車。如果把消費(fèi)群體定位在 15 歲以上的成人，當(dāng)時(shí)我國約有 億 15 歲以上的成人，那么可以計(jì)算出當(dāng)時(shí)我國成人人均消費(fèi)的白酒為 升。 關(guān)鍵詞 :酒駕 ； MQ3 氣體傳感器 ； STM32 單片機(jī) ； 酒精含量 ； 聲光報(bào)警 Design of Portable Alcohol Concentration Detection Instrument Based on STM32 Abstract In recent years, With the rapid development of China39?，F(xiàn)在，私家車對(duì)于很多人來說已 經(jīng)不再是奢侈品了。例如， 麻痹神經(jīng) 、 肢體不受控制 、 大腦反應(yīng) 遲鈍 等 等 。s body. In this paper, the MQ3 gas sensor is used to collect data, the data is processed through STM32 MCU. If the concentration exceeds the standard, the system will give sound and light alarm, and display concentration through liquid crystal monitor. Key words: drunk driving。但是隨著我國的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們的生活、消費(fèi)水平也逐漸提高，酒精的消費(fèi)量也再快速的增長，由于飲酒過多而造成的社會(huì)安全問題也頻頻發(fā)生。 最常見 的發(fā)光管顯示是三段式顯示，其中未飲酒區(qū)為第一段，飲酒區(qū)為第二段，酗酒區(qū)為第三段。為了檢測更方便，一種超級(jí)酒精呼吸檢測儀誕生了，它是由英國內(nèi)政部推出的。而酒精傳感器只 是研究 燃料電池 的 一個(gè)小小的分支。 本課題研究的是一種以 酒精濃度 傳感器和 STM32 單片機(jī)為主， 對(duì) 空氣 中的 酒精濃度 值進(jìn)行檢測 ， 并且將濃度 第 3 頁 共 31 頁 值通過 LED 顯示屏 顯示 出來，最終對(duì)超過閥值的濃度值進(jìn)行 聲光報(bào)警 。同時(shí)判斷是否報(bào)警。 MQ3 的管腳分布如圖 31 所示， A 腳和 B 腳是用來讀取信號(hào)的；提供加熱電流的是 2 個(gè) f 引腳，電阻絲的阻值為 30Ω，當(dāng) 電流經(jīng)過電阻絲時(shí)，電阻絲會(huì)被加熱。 Vs= Adc_avg * / 4 096 (32) 式中的 Adc_avg 是 A/D 轉(zhuǎn)換器輸出的平均值， Vs 是傳感器在有酒精氣體環(huán)境中的輸出電壓。 (2) 待機(jī)模式：在待機(jī)模式下會(huì)關(guān)閉內(nèi)部的電壓調(diào)壓器，電能消耗達(dá)到最低。除了那些具有模擬輸入功能的端口，其余的 GPIO 引腳都能夠通過大電流。 (3) 恒定電壓模式 TP4054 進(jìn)入恒定電壓模式的條件是 3 引腳的電壓達(dá)到最終浮充電壓 ，在此模式下充電電流開始慢慢地減小。當(dāng)在穩(wěn)定電流模式下充電的時(shí)候，該引腳的電壓可以保持在 1V 左右 。錯(cuò)誤的標(biāo)志輸出模塊還能夠?qū)ο到y(tǒng)的電壓進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)系統(tǒng)電壓不足或者是輸入的電壓下降等情況時(shí)，邏輯關(guān)斷模塊能夠改變調(diào)節(jié)器的開、關(guān)狀態(tài)。C 主要功能模塊電路圖 充電及穩(wěn)壓電路模塊 充電及穩(wěn)壓電路模塊設(shè)計(jì)如圖 36 所示， 36（ A） 中 +5V 電壓是 USB 電源提供，通過 TP4054 充電芯片的 3 引腳輸出電壓給鋰電池充電，通過撥動(dòng) 36（ B）中的 S1 開關(guān)來控制鋰電池給整個(gè)系統(tǒng)供電，鋰電池輸出 電壓，但是系統(tǒng)的其它模塊都需要 的 工作電壓，所以使用了 36（ C） 中的 KV5033 低差調(diào)節(jié)器，將電壓降至 穩(wěn)定輸出，給整個(gè)系統(tǒng)供電。 第 15 頁 共 31 頁 圖 38 聲光報(bào)警電路 顯示屏模塊電路 液晶顯示模塊電路如圖 39 所示， P5 是一個(gè) 4 孔的 排針 ，專門供 12864 液晶顯示屏使用， V33 是指接的 電壓；顯示屏的 SCL 引腳連接的是單片機(jī)的E13 引腳，通過 SCL 引腳 傳輸串行時(shí)鐘數(shù)據(jù)； SDA 引腳連接的是單片機(jī)的 E15引腳，通過 SDA 引腳 傳輸串行數(shù)據(jù)。 主程序流程圖 如圖 41 所示，是整個(gè)系統(tǒng)的主程序流程圖 第 17 頁 共 31 頁 主程序 設(shè)計(jì) 本課題軟件設(shè)計(jì)主要采用分模塊設(shè)計(jì)的思想，這樣便于修改和調(diào)試。 Warning_init()。寫入命令控制字之前 ,必須用指令來查看液晶是否正在工作。采樣速率設(shè)置為 50MHz，選擇 1 通道傳輸數(shù)據(jù)。此電壓完全能使整個(gè)系統(tǒng)正常工作。 表 51 是對(duì) 45度的白酒進(jìn)行測試的一組酒精濃度數(shù)據(jù)，單位是 mg/L。 1) 傳感器在工作時(shí)會(huì)受到溫度、濕度的影響，若在惡劣的環(huán)境中工作，傳 第 24 頁 共 31 頁 感器所占的誤差比例會(huì)更大。換成 KV5033 低壓差調(diào)節(jié)器后系統(tǒng)就能正常供電了。但是在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)比較器的輸出端很難達(dá)到一個(gè)能讓 LED 指示燈 亮的低電平，即使 LED 指示燈亮了，肉眼也很難分辨出來。軟件的編程設(shè)計(jì)過程中，采用的是分模塊設(shè)計(jì)，各個(gè)子程序之間互不影響，大大的簡化了整個(gè)編程過程，這樣還有益于后期的調(diào)試和升級(jí)。 (3)學(xué)?？梢詫W(xué)術(shù)交流為目的復(fù)制、贈(zèng)送和交換學(xué)位論文。 } void Get_Adc_Average(void) { static u8 t = 0。 if(ADC_ConvertedValue[0] adc_min) adc_min = ADC_ConvertedValue[0]。 } } define Air_cv void Voltage_Deal(void) { float voltage_cv。 sprintf(str,%,aleter)。 GPIO_Init(GPIOD, amp。 Warning_LED0 = 1。 Warning_LED1 = 1。 Warning_BEEP = 1。 = GPIO_Mode_Out_OD。 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE)。 if(Adc_avg_flag == 1) { Adc_avg_flag = 0。 Adc_avg = (adc_t ad