【文章內(nèi)容簡介】 字量處理。其中各個管腳的功能如下： VCC：運行和程序校驗時接電源正端。 GND：電源負極，接地。 XTAL1：內(nèi)部時鐘電路反相放大器輸入端，接外部晶振的一個引腳。當直接使用外部時鐘源時，此引腳是外部時鐘源的輸入端。 XTAL2：內(nèi)部時鐘電路反相放大器輸出端，接外部晶振的另一端。當直接使用外部時鐘源時，此引腳可浮空，此時XTAL2實際將XTAL1輸入的時鐘進行輸出。 P0口：既可作為輸入/輸出口，也可作為地址/數(shù)據(jù)復用總線使用。當P0口作為輸入/輸出口時，P0是一個8位準雙向口，內(nèi)部有弱上拉電阻，無需外接上拉電阻。當P0口作為地址/數(shù)據(jù)復用總線使用時，是低8位地址線（A0～A7），數(shù)據(jù)線的（D0～D7）。P1口：8位準雙向I/O口。并且具有A/D轉(zhuǎn)換功能?！狝DC0/CLKOUT2，ADC輸入通道0，CLKOUT2是獨立波特率發(fā)生器的時鐘輸出，可通過設(shè)置WAKE_CLKO[2]位/BRTCLKO將該管腳配置為CLKOUT2?！狝DC1，ADC輸入通道1?！狝DC2/ECI/RxD2，ADC輸入通道2，ECI是PCA計數(shù)器的外部脈沖輸入腳，RxD2是第二串口數(shù)據(jù)接收端?！狝DC3/CCP0/TxD2,ADC輸入通道3，CCP0是外部信號捕獲（頻率測量或當外部中斷使用）、高速脈沖輸出及脈沖調(diào)制輸出，TxD2是第二串口數(shù)據(jù)發(fā)送端?！狝DC4/CCP1/,ADC輸入通道4,CCP1是外部信號捕獲（頻率測量或當外部中斷使用）、高速脈沖輸出及脈沖調(diào)制輸出,是SPI同步串行接口的從機選擇信號?！狝DC5/MOSI,ADC輸入通道5,MOSI是SPI同步串行接口的主出從入（主器件的輸出和從器件的輸入）?！狝DC6/MISO,ADC輸入通道6,MISO是SPI同步串行接口的主入從出（主器件的輸入和從器件的輸出）?！狝DC7/SCLK,ADC輸入通道7,SCLK是SPI同步串行接口的時鐘信號。 P2口：內(nèi)部有上拉電阻，既可作為輸入/輸出口，也可作為高8位地址總線使用（A8～A15）。當P2口作為輸入/輸出口時，P2是一個8位準雙向口。 P3口：8位、準雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電路，提供各種替代功能。——RxD，串口1數(shù)據(jù)接收端?！猅xD，串行口1數(shù)據(jù)發(fā)送端。——，外部中斷0請求輸入端，下降沿中斷或低電平中斷?！?外部中斷1請求輸入端，下降沿中斷或低電平中斷?！猅0//CLKOUT0,T0是定時器/計數(shù)器0的外部輸入，是定時器0下降沿中斷，CLKOUT0是定時器/計數(shù)器0的時鐘輸出，可通過設(shè)置WAKE_CLKO[1]位/T0CLKO將該管腳配置為CLKOUT0?！猅1//CLKOUT1,T1是定時器/計數(shù)器1的外部輸入，是定時器1下降沿中斷，CLKOUT1是定時器/計數(shù)器1的時鐘輸出，可通過設(shè)置WAKE_CLKO[1]位/T1CLKO將該管腳配置為CLKOUT1。——,低電平有效，輸出，外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖，——,低電平有效，輸出，外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖。 RST：復位輸入信號，高電平有效。在振蕩器工作時，在RST上作用兩個機器周期以上的高電平，將器件復位。 EA/VCC：片外程序存儲器訪問允許信號，低電平有效。高電平時選擇片內(nèi)程序存儲器，低電平時程序存儲器全部在片外而不管片內(nèi)是否有程序存儲器。 ALE/PROG：地址鎖存允許信號，輸出。ALE以1/6的振蕩頻率固定速率輸出，可作為對外輸出的時鐘或用作外部定時脈沖。 。其中包含中央處理器(CPU)、程序存儲器(Flash)、數(shù)據(jù)存儲器（SRAM）、定時/計數(shù)器、UART串口、串口I/O接口、高速A/D轉(zhuǎn)換、SPI接口、PCA、看門狗及片內(nèi)R/C振蕩器和外部晶體振蕩電路等模塊。它幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱得上一個片上系統(tǒng)。 STC12C5A16AD系統(tǒng)內(nèi)部框圖 單片機系統(tǒng)電路。圖中AOUT為MQ3傳感器模塊輸出的檢測電壓信號，送入ADC7端口進行處理，DOUT為傳感器模塊輸出的數(shù)字電平信號，該信號可以根據(jù)乙醇氣體濃度直接輸出報警信號，報警閾值通過模塊上的電位器進行調(diào)節(jié)。 圖 單片機系統(tǒng)原理圖 ，按鍵K2和K3為醉酒閾值調(diào)整鍵，其中K2為“增加”，K3為“減小”按鍵。L2和L3為報警指示燈，分別可以進行酒后和醉酒報警。 晶振電路　 單片機晶振是單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機所需的時鐘頻率的部件，單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機晶振提供的時鐘頻率。 單片機工作的過程中各指令的微操作在時間上有嚴格的次序，這種微操作的時間次序稱作時序，單片機的時鐘信號用來為單片機芯片內(nèi)部各種微操作提供時間基準，C51的時鐘產(chǎn)生方式有兩種，一種是內(nèi)部時鐘方式，一種是外部時鐘方式。內(nèi)部時鐘方式即在單片機的外部接一個晶振電路與單片機里面的振蕩器組合作用產(chǎn)生時鐘脈沖信號，外部時鐘方式是把外部已有的時鐘信號引入到單片機內(nèi)，此方式常用于多片C51系列單片機同時工作，以便于各單片機的同步，一般要求外部信號高電平的持續(xù)時間大于20ns。且為頻率低于12MHz的方波。對于CHMOS工藝的單片機，外部時鐘要由XTAL1端引入，而XTAL2端應(yīng)懸空。本系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則，采用了內(nèi)部時鐘方式。圖 在C51單片機的內(nèi)部有一個震蕩電路，只要在單片機的XTAL1和XTAL2引腳外接石英晶體（簡稱晶振）就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機內(nèi)部產(chǎn)生時鐘脈沖信號，圖中電容器C1和C2穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在5—30pF，采用值是20pF。 LCD顯示電路 顯示部分采用LCD1602液晶屏進行數(shù)據(jù)顯示，首先考慮其功耗及顯示性能，所以最終選擇了LCD1602顯示屏來進行此次系統(tǒng)的設(shè)計。 本次設(shè)計采用的是LCD1602模塊，1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 目前市面上字符液晶大多數(shù)是基于H4D4780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。 LCD1602管腳分配圖 1602采用標準的16腳接口，其中： 第1腳：VSS為電源地。 第2腳：VCC接5V電源正極。 第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。 第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。 第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時讀取信息，負跳變時執(zhí)行指令。 第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。 第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負極。 LCD的特性如下： (1)，對比度可調(diào)。 (2)內(nèi)含復位電路。 (3)提供各種控命制令,如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等功能。 (4)有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRAM。 (5)內(nèi)建有192個5X7點陣的字型的字符發(fā)生器CGROM。 (6)有可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM。 特征應(yīng)用為微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。操作控制是關(guān)于E=H脈沖——開始時初始化E為0，然后置E為1。 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。為因1602識別的是ASCII碼，試驗可以用ASCII碼直接賦值，在單片機編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如‘A’。 1602的16進制ASCII碼表地址 讀的時候，先讀左邊那列，再讀上面那行，如：感嘆號！的ASCII為0x21，字母B的ASCII為0x42（前面加0x表示十六進制）。 液晶屏接口電路 。其中J3的3腳為背光引腳，R2和R4電阻用于調(diào)節(jié)背光亮度。J3的6引腳分別接液晶的RS、E/W和E控制引腳，J3的7—14引腳為數(shù)據(jù)引腳。 LCD與單片機接口電路 閥值存儲系統(tǒng)在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，考慮到酒精測試儀在使用過程中可能出現(xiàn)失電的情況。當這種情況發(fā)生時，系統(tǒng)應(yīng)該保存失電前的一些數(shù)據(jù)。比如，存儲的閥值。而這些數(shù)據(jù)如果存儲在單片機的數(shù)據(jù)存儲器中，單片機失電重啟動后存儲的相關(guān)數(shù)據(jù)已經(jīng)消失了。為了完成此功能，必須在單片機外部加一個EEPROM，完成這些數(shù)據(jù)的存儲。本設(shè)計系統(tǒng)中加入了I2C總線的EEPROM AT24C04。 I2C總線簡介 I2C（Inter－Integrated Circuit），是由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。是微電子通信控制領(lǐng)域廣泛采用的一種總線標準。它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少，控制方式簡單，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點。 I2C總線連線圖I2C總線支持任何IC生產(chǎn)過程(NMOS、CMOS、雙極性）。兩線――串行數(shù)據(jù)（SDA）和串行時鐘（SCL）線在連接到總線的器件間傳遞信息。每個器件都有一個唯一的地址識別（無論是微控制器——MCU、LCD 驅(qū)動器、存儲器或鍵盤接口），而且都可以作為一個發(fā)送器或接收器（由器件的功能決定）。很明顯，LCD 驅(qū)動器只是一個接收器，而存儲器則既可以接收又可以發(fā)送數(shù)據(jù)。除了發(fā)送器和接收器外器件在執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸時也可以被看作是主機或從機主機是初始化總線的數(shù)據(jù)傳輸并產(chǎn)生允許傳輸?shù)臅r鐘信號的器件。此時，任何被尋址的器件都被認為是從機。 AT24C04簡介AT24C04是ATMEL公司生產(chǎn)的4Kbit（512Bytes）EEPROM芯片，該芯片采用I2C總線設(shè)計，主要性能指標與AT24C02類似，不同點為：（1）容量為4KB，分為兩部分存儲空間，每部分256bytes。（2）有2個器件地址選擇腳，一個I2C總線最多能接4個AT24C04器件。（3）內(nèi)容共32頁，每頁16字節(jié)，每次可連續(xù)寫入16字節(jié)數(shù)據(jù)。（4）WP引腳為高電平時，AT24C04的0～255地址空間的數(shù)據(jù)被寫保護。（5）需要9位的地址進行數(shù)據(jù)尋址。圖中共有8個管腳，與AT24C02管腳分配完全相同。每個管腳的功能也不同。 AT24C04管腳分配圖A0:空引腳。A1,A2:器件地址設(shè)置口。通過A1,A2口來設(shè)定AT24C04的器件地址。GND:電源負極，接地。VCC:電源正極。WP:寫保護口。當WP口接低電平時，可以對整個AT24C04器件的512個字節(jié)進行讀寫操作。當WP口接高電平后，器件的前256個地址的數(shù)據(jù)被保護，只能讀不可寫入，后256個字節(jié)數(shù)據(jù)可進行讀寫操作。SDA:串行地址/數(shù)據(jù)輸入/輸出端。這是一個雙向傳輸端，用于傳送地址和數(shù)據(jù)進入器件或從器件發(fā)出數(shù)據(jù)。他是一個漏極開路端，因此要求接一個上拉電阻到VCC端。對一般的數(shù)據(jù)傳輸，只有在SCL為低電平期間，SDA才允許變化。在SCL為高電平期間SDA的變化，留給指示開始和停止條件。SCL:串行時鐘端。此輸入端用于同步傳輸進入和發(fā)出器件的數(shù)據(jù)。AT24C04極限參數(shù)如下:VCC 所有輸入端和輸出端電壓（相對于GND） ++ 加熱后的環(huán)境溫度 65℃ +125℃ 貯存溫度 65℃ +150℃ 引線的焊接溫度(10秒) +300℃ 所有管腳ESD保護 ≧4KV。 數(shù)據(jù)空間地址存放AT24C04的數(shù)據(jù)空間由P0位決定，當P0為“0”時,將對AT24C04的0～255空間的數(shù)據(jù)進行操作；當P0為“1”時，將對AT24C04的256～511空間的數(shù)據(jù)進行操作。 EEPROM存儲電路 醉酒閾值存儲在EEPROM芯片AT24C04中，并可以通過 “增加”、“減少”按鍵調(diào)節(jié)并保存。AT24C04是I2C接口的EEPROM芯片，可以用于掉電不易失數(shù)據(jù)的存儲。圖中A0、A1和A2為芯片的地址引腳，一般接地即可。SCL和SDA為AT24C04和單片機I2C通信的時鐘線和數(shù)據(jù)線。 EEPROM存儲