【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 30號(hào)管腳是ALE/PROG，地址鎖存控制信號(hào)ALE是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8位地址的輸出脈沖。復(fù)位電路包含了單片機(jī)上電復(fù)位和按鍵復(fù)位（高電平復(fù)位）。P0口加上一個(gè)排阻，作為上拉電阻，提高驅(qū)動(dòng)能力。[7] LCD1602功能特性及管腳 功能介紹：液晶顯示器在一個(gè)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(diǎn)陣LCD 驅(qū)動(dòng)；可選擇當(dāng)作行驅(qū)動(dòng)或列驅(qū)動(dòng)；輸入/輸出信號(hào)：輸出,能產(chǎn)生202個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)波形；接受控制器送出的串行數(shù)據(jù)和控制信號(hào)；通過(guò)單片機(jī)控制將所測(cè)的頻率信號(hào)讀數(shù)顯示出來(lái)。LCD1602顯示容量為162個(gè)字符；～；（）；；（WH）mm。[8] 1602LCD與單片機(jī)接口電路工作原理：，其中D0～D7八位雙向并行總線與單片機(jī)的P1口相連，用來(lái)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(hào)讀?。籚O是用來(lái)調(diào)節(jié)背光。 報(bào)警系統(tǒng)電路介紹 報(bào)警系統(tǒng)電路工作原理：，通過(guò)單片機(jī)程序控制,判斷是否報(bào)警。當(dāng)濃度超過(guò)閾值時(shí)（），,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(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲音。 系統(tǒng)其他電路簡(jiǎn)介電路設(shè)計(jì)中采用1K電阻和一個(gè)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(jì)中設(shè)計(jì)了一個(gè)專門用來(lái)下來(lái)51單片機(jī)程序的下載口，下載程序時(shí)不用從電路上拔下單片機(jī)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(shí)現(xiàn)相應(yīng)地功能。： 按鍵控制電路 按鍵S2按下顯示對(duì)應(yīng)酒精濃度的建議；按鍵S3用來(lái)控制報(bào)警鈴聲開與關(guān)；按鍵3用來(lái)是鎖定當(dāng)前濃度值。采用TL431作為穩(wěn)壓器件，TL431是一個(gè)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(shí)，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(cè)試儀硬件設(shè)計(jì)的方案基礎(chǔ)上，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)，并詳細(xì)的介紹了便攜式酒精含量測(cè)試儀硬件設(shè)計(jì)中各個(gè)硬件模塊功能。本章主要結(jié)論：在詳細(xì)介紹酒精傳感器MQTLC54及AT89S52單片機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)性能特點(diǎn)；詳細(xì)闡述了便攜式酒精含量測(cè)試儀的各個(gè)功能模塊的硬件電路功能，主要包括傳感器及信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)處理電路、液晶顯示電路、聲光報(bào)警電路等；設(shè)計(jì)了整個(gè)硬件電路的功能，達(dá)到了本研究的硬件要求標(biāo)準(zhǔn)。第二章 酒精含量測(cè)試儀軟件設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)了硬件電路的基礎(chǔ)上，本設(shè)計(jì)中的軟件主要采用Keil編譯器進(jìn)行編寫，采用各個(gè)子模塊組成整個(gè)程序。便攜式酒精含量測(cè)試儀的程序的主要任務(wù)是：對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行采集、轉(zhuǎn)換、計(jì)算處理，并能夠顯示該輸出信號(hào)，并能夠在該信號(hào)超過(guò)規(guī)定限值時(shí)，聲音和發(fā)光報(bào)警[9]。軟件總體設(shè)計(jì)主要包括主程序設(shè)計(jì)和各個(gè)子程序的設(shè)計(jì)。 主程序流程圖及設(shè)計(jì)。首先系統(tǒng)上電后要對(duì)系統(tǒng)各模塊進(jìn)行初始化設(shè)置，對(duì)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(jì)算等過(guò)程；單片機(jī)對(duì)傳感器檢測(cè)的酒精氣體濃度輸出信號(hào)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換后，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理后，將呼出氣體酒精濃度值與報(bào)警限設(shè)定值進(jìn)行比較，判斷是否發(fā)出聲音和發(fā)光報(bào)警。同時(shí)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(jì)算是否超過(guò)報(bào)警閥值報(bào)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(cè)試儀軟硬件調(diào)試及測(cè)試過(guò)程在系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)軟硬件的結(jié)合調(diào)試，便攜式酒精含量測(cè)試儀的方案設(shè)計(jì)得到了肯定，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知，能夠檢測(cè)到酒精氣體濃度，讀回電壓值，經(jīng)過(guò)換算處理，較為直觀的顯示出酒精濃度值。當(dāng)檢測(cè)到氣體酒精含量超標(biāo)時(shí)，能夠驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警。首先把硬件電路設(shè)計(jì)好，寫好軟件后，需要通過(guò)硬件看看能否得到所需要實(shí)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(jì)主要進(jìn)行的調(diào)試工作是：數(shù)據(jù)采集調(diào)試及信號(hào)放大調(diào)試、驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警等方面的調(diào)試。 在調(diào)試的實(shí)際過(guò)程中，首先將編寫好的程序下載到目標(biāo)板上進(jìn)行分塊調(diào)試；然后組成整個(gè)應(yīng)用程序，進(jìn)行整體調(diào)試從而完成整個(gè)設(shè)計(jì)的程序調(diào)試工作。調(diào)試前的準(zhǔn)備工作：（1）PC 機(jī)；（2）數(shù)字萬(wàn)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(jì)選用Potel99se。用自己所編制的程序來(lái)調(diào)試和檢驗(yàn)?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(jì)的目標(biāo)程序下載到目標(biāo)板上的單片機(jī)AT89S52。單片機(jī)中（程序固化）。 調(diào)試故障及分析在調(diào)試過(guò)程中，出現(xiàn)以下故障：（1）單片機(jī)不能下載程序；可能是檢查晶振不工作或單片機(jī)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(gè)問(wèn)題。（2）用萬(wàn)用表測(cè)傳感器輸出電壓，變化范圍不大。原因可能是滑動(dòng)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(gè)適當(dāng)?shù)?、更大的滑?dòng)變阻器，再去測(cè)輸出電壓，電壓變化范圍就變大了，達(dá)到了測(cè)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(cè)試電壓，測(cè)試值也不同?？赡苁莻鞲衅鳑]有預(yù)熱充分以及測(cè)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(shí)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(jìn)行電壓測(cè)試。（5）液晶LCD無(wú)顯示，可能是程序不對(duì)或者是LCD硬件電路問(wèn)題。經(jīng)檢查，有一根數(shù)據(jù)線插錯(cuò)了了，重新連接即可。 酒精濃度檢測(cè)的原理及依據(jù)利用便攜式酒精含量測(cè)試儀來(lái)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(guò)消化系統(tǒng)被人體吸收，經(jīng)過(guò)血液循環(huán)，約有90%的酒精通過(guò)肺部呼氣排出，因此測(cè)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(hào)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(guó)的情況不同，在美國(guó)此系數(shù)采用2000，而歐洲很多國(guó)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(lái)確定被測(cè)量者體內(nèi)酒精含量的多少，研究表明，駕駛員就會(huì)在復(fù)雜技巧上出現(xiàn)障礙、駕駛能力變壞，肇事率是無(wú)酒精狀態(tài)的2倍，駕駛員駕車容易肇事，以此標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量司機(jī)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(wú)酒精狀態(tài)的6倍[11]。這時(shí)駕車就比較危險(xiǎn)了，需進(jìn)行報(bào)警。呼出氣體中酒精含量檢測(cè)的方法為：被測(cè)者對(duì)準(zhǔn)傳感器進(jìn)行吹氣7秒即可。 到底身體中的酒精濃度要達(dá)到多少才需要禁止其駕駛車輛？由于人種的不同，對(duì)酒精的代謝速率也不一樣，再加上各國(guó)的社會(huì)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(shuō)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(wú)法開車(%；400mg/dL)呼吸中樞痲痹、漸近死亡無(wú)法開車(%；500mg/dL)致死根據(jù)上兩個(gè)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(gè)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，配置出標(biāo)準(zhǔn)的酒精溶液，就能對(duì)測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)。，根據(jù)資料中的數(shù)據(jù)，由于條件限制，這個(gè)是比較難達(dá)到精度要求的，而且還要在一定溫度下密閉容器里進(jìn)行校準(zhǔn)，操作比較困難。資料中的數(shù)據(jù)時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的，而且在于國(guó)家計(jì)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(cè)試及分析測(cè)試方案及測(cè)試數(shù)據(jù)： 測(cè)試方案：配制幾種濃度的溶液，在每個(gè)濃度下測(cè)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(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試： 整體實(shí)物圖 處于安全轉(zhuǎn)臺(tái)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(duì)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(jī)制出發(fā)，設(shè)計(jì)并制作出一種便攜式酒精含量測(cè)試儀，能夠比較方便的測(cè)出被測(cè)者呼氣中的酒精濃度。在此基礎(chǔ)上了設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)AT89S52的便攜式酒精含量測(cè)試儀，并對(duì)該測(cè)試儀的構(gòu)成、工作原理及硬件電路和軟件系統(tǒng)進(jìn)行了闡述，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)證該測(cè)試儀達(dá)。（1）從便于攜帶、實(shí)用、經(jīng)