【正文】 1 緒論 課題來(lái)源 來(lái)源于生產(chǎn) /社會(huì)實(shí)際 研究的目的、意義、應(yīng)解決的主要問(wèn)題 大學(xué)四年學(xué)了許多關(guān)于硬件的 課程，像電路學(xué)、電子技術(shù) ? ，但是多半是理論性的居多，實(shí)際上做電路的只有電工電子實(shí)驗(yàn)課上才有，而且?guī)缀醵忌婕安坏饺粘躺钪械膽?yīng)用。我國(guó)傳感器 4 大類(lèi)中，工業(yè)和汽車(chē)電子產(chǎn)品占市場(chǎng)份額的 %。目前，單片機(jī)以其高可靠性、高性能價(jià)格比，在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表、辦公自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用，并已走人家庭，從洗衣機(jī)、微波爐到音響、汽車(chē)，到處都可見(jiàn)到單片機(jī)的蹤影。當(dāng)司機(jī)體內(nèi)酒精含量超標(biāo)時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷汽車(chē)啟動(dòng)系統(tǒng)，使汽車(chē)無(wú)法正常啟動(dòng)。針對(duì)這種現(xiàn)象， 本設(shè)計(jì)基于 80C51單片機(jī)設(shè)計(jì)的酒精氣體濃度探測(cè)儀，可用來(lái)檢測(cè)酒精氣體濃度，最主要的用途是檢測(cè)司機(jī)的酒精含量。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及面臨挑戰(zhàn)緒論 第 3 頁(yè) 共 46 頁(yè) 日產(chǎn)汽車(chē)公司日前對(duì)外宣布 ,一款新的概念車(chē)應(yīng)用了可以預(yù)防酒后駕駛的技術(shù) ,這項(xiàng)技術(shù)可以數(shù)倍減少酒后駕駛引發(fā)的交通事故。目前日產(chǎn)汽車(chē)已經(jīng)開(kāi)始著手啟動(dòng)智能傳輸系統(tǒng)項(xiàng)目 ,目的是為了更有效地減少交通事故。通過(guò)多個(gè)樣品的測(cè)量確定多汽車(chē)駕駛員酒精濃度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 46 頁(yè) 個(gè)濃度區(qū)間的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)，并將每個(gè)區(qū)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系近似線(xiàn)性化處理，然后通過(guò)軟件編程的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 46 頁(yè) 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)開(kāi)發(fā)流程 （ 1）可行性調(diào)研。一旦總體方案確定下來(lái)，下一步的工作就是將該項(xiàng)目細(xì)化，即需明確哪些部分用硬件來(lái)完成，哪些部分用軟件來(lái)完成。信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊用來(lái)把采集到得模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換位可以用單片機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)。由于我國(guó)管道煤氣中 H2 含量很高，而氫敏元件較氧化碳元件價(jià)格低，靈敏度高，因此，用氫敏元件 做城市管道煤氣泄露報(bào)警更為適宜。 本設(shè)計(jì)中的酒精氣體傳感器采用河南漢威電子有限公司的 MQ3 型 ,它屬于 MQ系列氣敏元件的一種。加熱開(kāi)始幾秒鐘后 A， B 之間電阻迅速下降至 10KΩ 以下，然后又逐漸上升至 120KΩ以上后并保持著。 MQ3 的兩個(gè) B 引腳也連接在一起，作為敏感體電阻的另一個(gè)電極。 在采樣硬件電路中實(shí)際要考慮到 MQ3 的實(shí)際技術(shù)參數(shù)，即加熱電阻和敏感體電阻的大小，該 部分應(yīng)與電源正極相連。 80C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4KBFlash 閃存存儲(chǔ)器， 128B 內(nèi)部 RAM，32 個(gè) I/O 口線(xiàn)，看門(mén)狗，兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，兩個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。 P0 口： 8 位漏極開(kāi)路的。 RST：復(fù)位輸入信號(hào)，高電平有效。針對(duì)不同型號(hào)的單片機(jī)在最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)上會(huì)有一些差別。對(duì)于外接電容 C1 和 C2 的大小雖然沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小還是 會(huì)對(duì)振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度和溫度穩(wěn)定性帶來(lái)一定的影響。如圖 7 所示， 10μF的電容 C3 與 270Ω的電阻并聯(lián)后再與一個(gè) 10KΩ的電阻串聯(lián)，電容的正極端接到電源的正極，電容的另一端接至引腳 RST。 21~28： 8 位數(shù)字量輸出端 。 CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，之 后 EOC 輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。由于ADC0809 具有三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器，其 8 位數(shù)據(jù)輸出端可以直接與數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連。 單片機(jī)引腳 與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的 EOC 端經(jīng)過(guò) 或非門(mén)后的輸出端用導(dǎo)線(xiàn)相連接，用于單片機(jī)對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的查詢(xún)，模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束后可以查詢(xún)到 為高電平，為單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)作準(zhǔn)備。 10 個(gè)電壓比較器的同相輸入（ +）端分別接到 10 個(gè)等值電阻（ 1KΩ）串聯(lián)回路的 10 個(gè)分壓端。 輸入靈敏度可以通過(guò)負(fù)載電阻的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即對(duì)地電阻調(diào)小時(shí)靈敏度下降；反之，靈敏度增加。靜態(tài) 顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用 CPU時(shí)間 少 。單片機(jī)引腳 用于給移位寄存器提供移位的時(shí)鐘脈沖，該引腳與三個(gè)移位寄存器的時(shí)鐘輸入端 CLK 相連。所以單片機(jī)在啟動(dòng)測(cè)試模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片之前要選擇通道 0，寫(xiě)入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，并將用作查詢(xún)的單片機(jī)引腳 置位，然后啟動(dòng)對(duì)通道 IN0 端輸入的采集電壓信號(hào)作模數(shù)轉(zhuǎn)換，等待轉(zhuǎn)換的結(jié)束。于是，對(duì)于程序的初始化程序代碼可以相應(yīng)寫(xiě)出 [13]。 ADC0809 中模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出標(biāo)志位是 EOC，轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平有效。相除后對(duì)應(yīng)的每一位分別送到地址為 7DH， 7EH， 7FH 的存儲(chǔ)單元保存，以供顯示或后續(xù)處理用。單片機(jī)對(duì)每次移出的位通過(guò) 輸入到移位寄存器的數(shù)據(jù)輸入端，移位寄存器的時(shí)鐘脈沖通過(guò)單片機(jī) 模擬的時(shí)鐘信號(hào)提供。打開(kāi)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái) WAVE6000 單片機(jī)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，在 WAVE6000 軟件代碼編輯器汽車(chē)駕駛員酒精濃度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 32 頁(yè) 共 46 頁(yè) 編輯程序代碼，經(jīng)匯編，修改，產(chǎn) 生代碼電路調(diào)試與測(cè)試結(jié)果 第 33 頁(yè) 共 46 頁(yè) 4 電路調(diào)試與測(cè)試結(jié)果 電路調(diào)試 根據(jù)各個(gè)模塊功能的 設(shè)計(jì)和繪制的整體電路圖，找到各功能模塊的連接點(diǎn)。用萬(wàn)用表測(cè)量采樣點(diǎn)的電壓值，看用萬(wàn)用表測(cè)得的電壓值與數(shù)碼管上顯示數(shù)據(jù)是否一致。 濃度與顯示之間的關(guān)系 傳感器的定標(biāo) 在系統(tǒng)電路調(diào)試正確以后，要作改進(jìn)工 作，使數(shù)碼管上正確顯示所測(cè)的酒精氣體濃度值。根據(jù)編寫(xiě)的數(shù)據(jù)處理程序，數(shù)碼管最終顯示的是酒精濃度值小數(shù)部 分的前 3 位數(shù)字。負(fù)載電阻的分壓值即對(duì)應(yīng)著一個(gè)酒精氣體的濃度值，只需對(duì)該分壓值采樣，就可得到要測(cè)酒精氣體濃度值的信號(hào)。 Vandemeulebroecke. Advances in Cryptology — EUROCRYPT [J]. [27]。我對(duì)他們致以真誠(chéng)的謝意。對(duì)本文的研究做出重要 貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà) 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁(yè)以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上 5）軟件工程類(lèi)課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附 件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 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(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 附錄 第 39 頁(yè) 共 46 頁(yè) 附錄 一 部分源程序 ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START:MOV R7,60H MOV R0,20H CLR A LOOP:MOV R0,A INC R0 DJNZ R7,LOOP TEST:MOV DPTR,7FF8H SETB MOVX DPTR,A JB ,$ MOVX A,DPTR RET MOV B,51 DIV AB MOV 7DH,A MOV A,B MOV B,10 MUL AB MOV R6,A MOV R7,B ACALL DIV16 MOV 7EH,R6 MOV A,R2 MOV B,10 MUL AB MOV R6,A 汽車(chē)駕駛員酒精濃度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 40 頁(yè) 共 46 頁(yè) MOV R7,B ACALL DIV16 MOV 7FH,R6 MOV B,100 MUL AB MOV R6,A MOV R7,B MOV R5,0 MOV R4,51 ACALL DIV16 MOV 70H,R6 MOV 71H,R7 MOV A,71H JNZ L5 L1:MOV 72H,75 CLR C MOV A,70H SUBB A,72H JNC L2 ACALL PP0 AJMP PP L2:MOV 72H,145 CLR C MOV A,70H SUBB A,72H JNC L3 ACALL PP1 AJMP PP L3:MOV 72H,173 CLR C MOV A,70H 附錄 第 41 頁(yè) 共 46 頁(yè) SUBB A,72H JNC L4 ACALL PP2 AJMP PP L4:MOV 72H,233 CLR C MOV A,70H SUBB A,72H JNC L5 ACALL PP3 AJMP PP L5:MOV 72H,18 CLR C MOV A,70H SUBB A,72H JNC L6 ACALL PP4 AJMP PP L6:MOV 72H,64 CLR C MOV A,70H SUBB A,72H JNC L7 ACALL PP5 AJMP PP L7:MOV 72H,105 CLR C MOV A,70H SUBB A,72H JNC L8 ACALL PP6 汽車(chē)駕駛員酒精濃度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 42 頁(yè) 共 46 頁(yè) AJMP PP L8:ACALL PP7 AJMP PP DISP:MOV DPTR,TAB MOV A,7FH MOVC A,A+DPTR ACALL SO MOV A,7EH MOVC A,A+DPTR ACALL SO MOV A,7DH MOVC A,A+DPTR ACALL SO RET SO:MOV R7,8 SO1:CLR RRC A MOV ,C SETB DJNZ R7,SO1 RET DIV16:MOV R5,0 MOV R4,51 MOV R3,0 MOV R2,0 MOV R1,16 LP1:CLR C MOV A,R6 RLC A MOV R6,A MOV A,R7 附錄 第 43 頁(yè) 共 46 頁(yè) RLC A MOV R7,A MOV A,R2 RLC A MOV R2,A MOV A,R3 RLC A MOV R3,A MOV A,R2 CLR C SUBB A,R4 JC NEXT MOV R0,A MOV A,R3 SUBB A,R5 JC NEXT INC R6 MOV R3,A MOV A,R0 MOV R2,A NEXT:DJNZ R1,LP1 RET 汽車(chē)駕駛員酒精濃度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 44 頁(yè) 共 46 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 汽車(chē)駕駛員酒精濃度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 38 頁(yè) 共 46 頁(yè) 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利地完成，得到了許多人的關(guān)懷和幫助。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)由單片機(jī)作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，得到 3 位 BCD 碼并將 3 位送送數(shù)碼管顯示。 表 4 濃度與電壓線(xiàn)性映射關(guān)系 電壓值區(qū)間 (V) 濃度轉(zhuǎn)換關(guān)系 ～ C=* ～ C=* ～ C=* ～ C=* ～ C=* ～ C=*V 酒精濃度測(cè)試結(jié)果