【文章內(nèi)容簡介】 30號管腳是ALE/PROG，地址鎖存控制信號ALE是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8位地址的輸出脈沖。復(fù)位電路包含了單片機上電復(fù)位和按鍵復(fù)位（高電平復(fù)位）。P0口加上一個排阻，作為上拉電阻，提高驅(qū)動能力。[7] LCD1602功能特性及管腳 功能介紹：液晶顯示器在一個電路系統(tǒng)中用于顯示數(shù)據(jù)，本課題的硬件電路中采用1602LCD液晶作為顯示器。1602LCD具有 40通道點陣LCD 驅(qū)動；可選擇當(dāng)作行驅(qū)動或列驅(qū)動；輸入/輸出信號：輸出,能產(chǎn)生202個LCD驅(qū)動波形；接受控制器送出的串行數(shù)據(jù)和控制信號；通過單片機控制將所測的頻率信號讀數(shù)顯示出來。LCD1602顯示容量為162個字符；～；（）；；（WH）mm。[8] 1602LCD與單片機接口電路工作原理：，其中D0～D7八位雙向并行總線與單片機的P1口相連，用來傳送命令和數(shù)據(jù)。，作為命令/數(shù)據(jù)選擇引腳；R/，作為讀寫選擇端；，用于控制信號讀?。籚O是用來調(diào)節(jié)背光。 報警系統(tǒng)電路介紹 報警系統(tǒng)電路工作原理：，通過單片機程序控制,判斷是否報警。當(dāng)濃度超過閾值時（），,使LED1（紅色發(fā)光二極管）導(dǎo)通發(fā)光，同事使三極管9012導(dǎo)通，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音。 系統(tǒng)其他電路簡介電路設(shè)計中采用1K電阻和一個LED紅燈。 電源指示電路，提供5V電壓 系統(tǒng)電源 方便電路調(diào)試和程序下載，本電路設(shè)計中設(shè)計了一個專門用來下來51單片機程序的下載口，下載程序時不用從電路上拔下單片機AT89S52，直接就可以下載程序，做到方便調(diào)試。 下載口電路SS采用中斷控制實現(xiàn)相應(yīng)地功能。： 按鍵控制電路 按鍵S2按下顯示對應(yīng)酒精濃度的建議；按鍵S3用來控制報警鈴聲開與關(guān)；按鍵3用來是鎖定當(dāng)前濃度值。采用TL431作為穩(wěn)壓器件，TL431是一個有良好熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。選擇不同的R5 到36V 范圍內(nèi)的任意電壓輸出，特別地，當(dāng)R5=R6 時，輸出電壓REF=5V。為ADC0809提供5V的基準(zhǔn)電壓。 穩(wěn)壓電路 本章小結(jié)本章在選擇便攜式酒精含量測試儀硬件設(shè)計的方案基礎(chǔ)上，對該系統(tǒng)進行了硬件設(shè)計，并詳細的介紹了便攜式酒精含量測試儀硬件設(shè)計中各個硬件模塊功能。本章主要結(jié)論：在詳細介紹酒精傳感器MQTLC54及AT89S52單片機結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)性能特點；詳細闡述了便攜式酒精含量測試儀的各個功能模塊的硬件電路功能，主要包括傳感器及信號放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機處理電路、液晶顯示電路、聲光報警電路等；設(shè)計了整個硬件電路的功能，達到了本研究的硬件要求標(biāo)準(zhǔn)。第二章 酒精含量測試儀軟件設(shè)計在設(shè)計了硬件電路的基礎(chǔ)上，本設(shè)計中的軟件主要采用Keil編譯器進行編寫，采用各個子模塊組成整個程序。便攜式酒精含量測試儀的程序的主要任務(wù)是：對傳感器的輸出信號進行采集、轉(zhuǎn)換、計算處理，并能夠顯示該輸出信號，并能夠在該信號超過規(guī)定限值時，聲音和發(fā)光報警[9]。軟件總體設(shè)計主要包括主程序設(shè)計和各個子程序的設(shè)計。 主程序流程圖及設(shè)計。首先系統(tǒng)上電后要對系統(tǒng)各模塊進行初始化設(shè)置，對TLC549寫控制字，以及LCD顯示初始化；之后是數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、計算等過程；單片機對傳感器檢測的酒精氣體濃度輸出信號進行 A/D 轉(zhuǎn)換后，經(jīng)過計算處理后，將呼出氣體酒精濃度值與報警限設(shè)定值進行比較，判斷是否發(fā)出聲音和發(fā)光報警。同時送入LCD1602液晶顯示模塊顯示酒精氣體的濃度值。開 始系統(tǒng)各模塊初始化A/D轉(zhuǎn)換器溫度及酒精溶度計算是否超過報警閥值報警溫度及酒精溶度顯示 N 主程序流程圖第三章 酒精含量測試儀軟硬件調(diào)試及測試過程在系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過對軟硬件的結(jié)合調(diào)試，便攜式酒精含量測試儀的方案設(shè)計得到了肯定，通過實驗得知，能夠檢測到酒精氣體濃度，讀回電壓值，經(jīng)過換算處理，較為直觀的顯示出酒精濃度值。當(dāng)檢測到氣體酒精含量超標(biāo)時，能夠驅(qū)動聲光報警。首先把硬件電路設(shè)計好，寫好軟件后，需要通過硬件看看能否得到所需要實現(xiàn)課題要求的功能，所以需要二者結(jié)合調(diào)試。本次設(shè)計主要進行的調(diào)試工作是：數(shù)據(jù)采集調(diào)試及信號放大調(diào)試、驅(qū)動聲光報警等方面的調(diào)試。 在調(diào)試的實際過程中，首先將編寫好的程序下載到目標(biāo)板上進行分塊調(diào)試；然后組成整個應(yīng)用程序，進行整體調(diào)試從而完成整個設(shè)計的程序調(diào)試工作。調(diào)試前的準(zhǔn)備工作：（1）PC 機；（2）數(shù)字萬用表；（3）5V電源（可調(diào)）；（4）不同濃度的酒精溶液等。 本次硬件設(shè)計選用Potel99se。用自己所編制的程序來調(diào)試和檢驗?zāi)繕?biāo)板上的電路（硬件調(diào)試）；利用USB數(shù)據(jù)線將自己設(shè)計的目標(biāo)程序下載到目標(biāo)板上的單片機AT89S52。單片機中（程序固化）。 調(diào)試故障及分析在調(diào)試過程中，出現(xiàn)以下故障：（1）單片機不能下載程序；可能是檢查晶振不工作或單片機線路故障；經(jīng)排查，發(fā)現(xiàn)是晶振有一腳虛焊，重新焊上解決了這個問題。（2）用萬用表測傳感器輸出電壓，變化范圍不大。原因可能是滑動變阻器阻值不夠大，導(dǎo)致傳感器電路靈敏度。經(jīng)調(diào)試，換一個適當(dāng)?shù)?、更大的滑動變阻器，再去測輸出電壓，電壓變化范圍就變大了，達到了測試要求。（3）ADTLC549沒工作，經(jīng)排查，穩(wěn)壓器件TL431的1腳和3腳接反了。重新接上即可。（4）傳感器輸出電壓不穩(wěn)定，在同濃度酒精情況下測試電壓，測試值也不同?？赡苁莻鞲衅鳑]有預(yù)熱充分以及測試儀電源不穩(wěn)定導(dǎo)致。檢查調(diào)節(jié)電源電壓，保證供電電壓穩(wěn)定，同時使傳感器預(yù)熱5分鐘，等傳感器充分預(yù)熱以及系統(tǒng)功能穩(wěn)定后，在進行電壓測試。（5）液晶LCD無顯示，可能是程序不對或者是LCD硬件電路問題。經(jīng)檢查，有一根數(shù)據(jù)線插錯了了，重新連接即可。 酒精濃度檢測的原理及依據(jù)利用便攜式酒精含量測試儀來判斷人體內(nèi)血液酒精濃度的依據(jù)為：人飲酒后，酒精通過消化系統(tǒng)被人體吸收，經(jīng)過血液循環(huán)，約有90%的酒精通過肺部呼氣排出，因此測量呼氣中的酒精含量，可以判斷人的醉酒程度。另外更重要的依據(jù)是人體呼氣中的酒精含量與血液中的酒精含量有如下關(guān)系：BAC( in mg/L)=Br AC(in mg/L)2200，上式中，BAC是血液酒精濃度的英文縮寫，BrAC則是呼氣酒精濃度的縮寫，括號中的in mg/L表示以每升中多少毫克為單位。即以mg/L為單位的血液酒精濃度在數(shù)值上相當(dāng)于以mg/L為單位的呼氣酒精濃度乘以系數(shù)2200（由于各國的情況不同，在美國此系數(shù)采用2000，而歐洲很多國家采用2100）[10]?；谶@種關(guān)系，根據(jù)駕駛員呼出氣體中的酒精含量來確定被測量者體內(nèi)酒精含量的多少，研究表明，駕駛員就會在復(fù)雜技巧上出現(xiàn)障礙、駕駛能力變壞，肇事率是無酒精狀態(tài)的2倍，駕駛員駕車容易肇事，以此標(biāo)準(zhǔn)來衡量司機是否能夠安全駕駛，駕駛員出現(xiàn)多話、感覺障礙，肇事率是無酒精狀態(tài)的6倍[11]。這時駕車就比較危險了，需進行報警。呼出氣體中酒精含量檢測的方法為：被測者對準(zhǔn)傳感器進行吹氣7秒即可。 到底身體中的酒精濃度要達到多少才需要禁止其駕駛車輛？由于人種的不同，對酒精的代謝速率也不一樣，再加上各國的社會風(fēng)俗習(xí)慣不同，因此訂定的標(biāo)準(zhǔn)也不完全一樣。表1是體內(nèi)酒精濃度與肇事率的關(guān)系。表1：體內(nèi)酒精濃度與肇事率的關(guān)系呼氣中酒精濃度（血液中酒精濃度）行為表現(xiàn)或狀態(tài)肇事率(%；50mg/dL)復(fù)雜技巧障礙、駕駛能力變壞2倍(%；80mg/dL)多話、感覺障礙6倍(%；100mg/dL)說話含糊、腳步不穩(wěn)7倍(%；110mg/dL)平衡感與判斷力障礙度升高10倍(%；150mg/dL)明顯酒醉、步履蹣跚25倍(%；170mg/dL)惡心、步履蹣跚50倍(%；300mg/dL)呆滯木僵、可能昏迷、迷醉無法開車(%；400mg/dL)呼吸中樞痲痹、漸近死亡無法開車(%；500mg/dL)致死根據(jù)上兩個表又在網(wǎng)上和圖書館查閱資料，了解到一種校準(zhǔn)方法：密閉容器中，一定溫度下，酒精溶液揮發(fā)到容器空氣中后，酒精水溶液濃度與空氣中酒精濃度是有一定關(guān)系的。利用這個關(guān)系進行計算，配置出標(biāo)準(zhǔn)的酒精溶液，就能對測試儀進行校準(zhǔn)。，根據(jù)資料中的數(shù)據(jù)，由于條件限制，這個是比較難達到精度要求的，而且還要在一定溫度下密閉容器里進行校準(zhǔn)，操作比較困難。資料中的數(shù)據(jù)時通過實驗得到的，而且在于國家計量檢定規(guī)程誤差范圍內(nèi)的，以下為資料數(shù)據(jù)：表2 酒精水溶液濃度與空氣中酒精濃度的關(guān)系酒精水溶液/gL1空氣中的酒精含量/mgL1 數(shù)據(jù)測試及分析測試方案及測試數(shù)據(jù)： 測試方案：配制幾種濃度的溶液，在每個濃度下測試5次。酒精溶液A是用5%濃度的酒精溶液加一定量的水稀釋而成，%；酒精溶液B是用75%濃度的酒精溶液加一定量水稀釋而成，濃度大約是15%；酒精溶液C是用95%濃度的酒精溶液加一定量水稀釋而成，濃度大約是40%；酒精溶液C是用95%濃度的酒精溶液加一定量水稀釋而成，濃度大約是85%。然后進行數(shù)據(jù)測試： 整體實物圖 處于安全轉(zhuǎn)臺的LED 處于警告狀態(tài)下的LED 處于非法狀態(tài)下的LED第四章 結(jié)論本課題針對目前酒后駕車造成交通事故頻繁的現(xiàn)象，從燃燒型氣體傳感器的工作機制出發(fā)，設(shè)計并制作出一種便攜式酒精含量測試儀，能夠比較方便的測出被測者呼氣中的酒精濃度。在此基礎(chǔ)上了設(shè)計了基于單片機AT89S52的便攜式酒精含量測試儀，并對該測試儀的構(gòu)成、工作原理及硬件電路和軟件系統(tǒng)進行了闡述，最后通過實驗證該測試儀達。（1）從便于攜帶、實用、經(jīng)