【正文】 ................................................................................... 27 6. 系統(tǒng)調(diào)試 ................................................. 28 系統(tǒng) 硬件調(diào)試 ................................................................................................................ 28 .......................................................................................................... 28 .................................................................................................................. 28 系統(tǒng)軟件調(diào)試 ................................................................................................................ 28 系統(tǒng)整體調(diào)試 ................................................................................................................ 29 7. 結(jié)束語(yǔ) .................................................. 29 謝 辭 ...................................................... 30 參考文獻(xiàn) .................................................... 31 附 錄 ...................................................... 32 附錄一 硬件設(shè)計(jì)仿真圖 ..................................................................................................... 32 附錄二 硬件設(shè)計(jì)原理圖和 PCB 圖 ..................................................................................... 33 附錄三 檢測(cè)程序 ................................................................................................................. 34 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 1 頁(yè) 共 57 頁(yè) 引言 隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平的迅速提高，中國(guó)逐漸步入“汽車社會(huì)”，酒后駕駛行為所造成事故越來(lái)越多，對(duì)社會(huì)的影響也越來(lái)越大，酒精正在成為越來(lái)越兇殘的“馬路殺手”。 此外， 因?yàn)榻煌ㄊ鹿?造成的經(jīng)濟(jì)損失也相當(dāng)驚人。同時(shí)，操作人員對(duì)于具體報(bào)警點(diǎn)的上限值可以通過 單片機(jī)編程 進(jìn)行設(shè)置。從而讓駕車的人知道自己該在什么情況下可以開車，這是一個(gè)在現(xiàn)代生活很實(shí)用，很負(fù)責(zé)的一個(gè)設(shè)計(jì)，給社會(huì)帶來(lái)福音。 與半導(dǎo)體型相比，燃料電池型呼氣酒精測(cè)試儀具有穩(wěn)定性好，精度高，抗干擾性好的優(yōu)點(diǎn)。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路，對(duì)端口 P0寫“ 1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。此時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 如 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 ? DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 ?GND：地。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。通過 DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。 第 16腳：背光源負(fù)極 編 譯軟件介紹 Keil 軟件簡(jiǎn)介： 單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)镃PU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。端口線電平和輸入輸出狀態(tài)不確定可能使外圍設(shè)備誤動(dòng)作，導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生；內(nèi)部一些控制寄存器（專用寄存器）內(nèi)容不確定可能導(dǎo)致定時(shí)器溢出、程序尚未開始就要中斷及串口亂傳向外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)?? ..因此，任何單片機(jī)在開始工作前，都必須進(jìn)行一次復(fù)位過程，使單片機(jī)處于一種確定的狀態(tài)。 酒精傳感 MQ3經(jīng) AD0832與 STC89C52單片機(jī)相連 ，在顯示器上顯示出酒精的濃度值，當(dāng)超過國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)報(bào)警。由于本系統(tǒng)只有 UP、 DOWN 、 OK 、 CANCEL 4 個(gè)控制命令，所需按鍵較少，所以本系統(tǒng)選擇獨(dú)立式按鍵。而通信時(shí)，僅需要 3個(gè)口線：（ 1） RES（復(fù)位）， （ 2） I/O 數(shù)據(jù)線，（ 3） SCLK（串行時(shí)鐘）。 數(shù)字式接口：液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。大大提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量。整個(gè)軟件程序的編寫采用查詢式方式編寫的。 按 鍵 輸入 模塊 ⑴按鍵時(shí)顯現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的一個(gè)控制按鈕，通過按鍵的操作，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)送操作指令，后經(jīng)與 MCU串行通信，然后在液晶上顯示。基于 C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的優(yōu)缺點(diǎn)，本系統(tǒng)采用C語(yǔ)言編寫方法。 以下為報(bào)警電路接線圖見圖 ： 圖 報(bào)警電路圖 這一章比較具體的說明了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的內(nèi)容，通過模塊化的設(shè)計(jì)思想，把一個(gè)復(fù)雜的單片機(jī)系統(tǒng)按照功能劃分成 一個(gè)個(gè)單獨(dú)的電路模型，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后在集成到一起。 本系統(tǒng)采用間接控制方式： 以下為液晶顯示電路接線原理圖見圖 : 圖 液晶電路圖 在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用液晶顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)有點(diǎn)： 顯示質(zhì)量高：由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。對(duì)時(shí)鐘芯片的要求首先是低功耗，其次是編程簡(jiǎn)單，縮短程序開發(fā)時(shí)間，實(shí)際上也就縮短了系統(tǒng)用于實(shí)際生產(chǎn)所用的開發(fā)周期以及成本，在本系統(tǒng)，我們選擇了 DS1302 時(shí)鐘芯片。 如圖 : 圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖 按鍵 設(shè)計(jì) ⑴本系統(tǒng)應(yīng)用有人機(jī)對(duì)話功能，該功能即能隨時(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。 (2)傳感器的選擇 酒精濃度傳感器由 MQ3 傳感器組成。 電路圖見圖 ： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào) 告用紙 第 14 頁(yè) 共 57 頁(yè) 圖 在 89C52 單片機(jī)的內(nèi)部有一個(gè)震蕩電路，只要在單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2 引腳外接石英晶體（簡(jiǎn)稱晶振）就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，圖中電容器 C1 和 C2 穩(wěn)定頻率和快速起振 ，電容值在 5— 30pF，典型值是 22pF，晶振 CYS 選擇的是 12MHz。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32μ S，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn) 定性能強(qiáng)。 X1 和 X2是振蕩源，外接 晶振。 ?REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓。 ? GND 芯片參考 0 電位（地）。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFH）， 端必須保持低電平（接 地）。 P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。 STC 單片機(jī)有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 燃料電池是當(dāng)前全世界都在廣泛研究的環(huán)保型能源，它可以直接把可燃?xì)怏w轉(zhuǎn)變成電能，而不產(chǎn)生污染，酒精傳感器只是燃料電池的一個(gè)分支。其設(shè)計(jì)方案基于 89C52 單片機(jī)， MQ3 酒精濃度傳感器。文中詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理過程以及數(shù)據(jù)顯示子系統(tǒng)和報(bào) 警電路的設(shè)計(jì)方法和過程。 中國(guó)公安部門 在 2021 年 8 月，在全國(guó)各地加強(qiáng)查處酒后駕駛的力度，以減少由酒后駕駛造成的惡性交通事故。此外，由交通事 故造成的經(jīng)濟(jì)損失也相當(dāng)驚人。據(jù)統(tǒng)計(jì)，駕駛員酒后開車，其發(fā)生交通事故的比率為沒有飲酒情況下的 16 倍。 STC89C52 有 40個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2個(gè)讀寫口線，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘 電路， 89C5X 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。對(duì)端口 P2寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，同時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。該位置復(fù)位后，只 有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。優(yōu)點(diǎn)是分辨率低于 12位時(shí)，價(jià)格較低，采樣速率也很好。 ?EOC： A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào) 告用紙 第 7 頁(yè) 共 57 頁(yè) 換期間一直為低電平）。 圖 DS1302引腳圖 圖 DS1302 的引腳排列 ,其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源?？梢燥@示 8 4行 16 16點(diǎn)陣的漢字 . 也可完成圖形顯示 .低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。 第 3腳： VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)使屏幕顯示不清晰， 使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào) 告用紙 第 13 頁(yè) 共 57 頁(yè) 4 硬件 設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 在本次設(shè)計(jì)中我們采用 STC89C51 來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能運(yùn)行起來(lái)的需求最小的系統(tǒng)，電路圖見圖 圖 上圖由晶振電路和復(fù)位電路， STC89C51 芯片組成，構(gòu)成最小的單片機(jī)系統(tǒng)， 下面詳細(xì)介紹其中的兩個(gè)電路。該電路典型的電阻和電容參數(shù)為：晶振為 12MHz 時(shí)， C1為 10uF： R4為 。當(dāng) ADC0832 未工作時(shí)其 CS 輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用， CLK 和 DO/DI 的電平可任意。 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。它與單片機(jī)的接口方法分為直接訪問方式和間接控制方式。 圖 上拉電阻電路圖 報(bào)警 設(shè)計(jì) 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，一般的工作狀態(tài)可以通過指示燈或數(shù)碼顯示來(lái)指示，供操作人員參考，了解系統(tǒng)的工作狀況。程序編寫語(yǔ)言比較常見的有 C語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言。在經(jīng)過一個(gè)時(shí)鐘， DO脫離高阻態(tài)，從而啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。 ⑵ ADC0832 轉(zhuǎn)換的流程圖見下圖 圖 A/D 芯片的數(shù)據(jù) CS 口，連接 51 單片機(jī)的 口， CLK 接 ， D1 和 D0 接 口。其中，基準(zhǔn)電壓由 TL431 產(chǎn)生，按圖中電路連接，當(dāng)通過 R0 的電流在 0． 5~10 mA時(shí)可獲得穩(wěn)定的 2． 5 V 基準(zhǔn)輸出。還有黑白、多灰度、彩色顯示等。 768KHZ 晶振； SCLK：串行時(shí)鐘輸入端。 ⑶鍵盤抖動(dòng)的消除：抖動(dòng)的消除大致可以分為硬件削抖和軟件削抖。 相對(duì)濕度： 65%177。隨著電容的充電， RST 腳上的 電壓才慢慢下降。用過匯編語(yǔ)言后再使用 C 來(lái)開發(fā)，體會(huì)更加深刻。所以說一些同樣功能型號(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 。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )。 8 腳 DIP 封裝或可選的 8 腳 SOIC 封裝 根據(jù)表面裝配 。 主要特點(diǎn)： DC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A／ D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 13． 22所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8位開關(guān)樹型 D／ A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近， ADC0809芯片有 28條引腳，采用雙列直插式封裝，下面說明各引腳功能： IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入端。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。一