【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(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。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬字。有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程。交通安全的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.......

　　

【正文】 ，計算等過程，單片機(jī)對傳感器檢測的酒精其一濃度輸出信號進(jìn)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(jìn)行比較，判斷 是否發(fā)出聲音警報。同時送入 LED 顯示屏模塊顯示酒精氣體的濃度值。 設(shè)計電路及程序 52 單片機(jī)電路 開始 系統(tǒng)各模塊初始化 A/D 轉(zhuǎn)換器 酒精濃度計算 是否超過報警閥值 報警 酒精濃度顯示 基于單片機(jī)的數(shù)字酒精氣體傳感系統(tǒng) 27 如圖 圖 單片機(jī)電路 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路及程序 時鐘信號 void ADC()//ADC 轉(zhuǎn)換程序 { START=0。 START=1。 START=0。 //ad 開始轉(zhuǎn)換 while(EOC==0)。 //等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 OE=1。 } void timer() interrupt 1//給 ADC 產(chǎn)生 50K 的時鐘信號 { CLK=~CLK。//取反，產(chǎn)生時鐘信號 } 基于單片機(jī)的數(shù)字酒精氣體傳感系統(tǒng) 28 中斷初始化 電路如圖 圖 A/D 轉(zhuǎn)換電路 報警電路及程序 如圖 EA=1。 //開總中斷 TMOD=0x02。//設(shè)定定時計數(shù)工作方式為 2 TH0=0xf6。 TL0=0xf6。//提供 50kHZ 時鐘輸入信號，由定時器計算公式得出 TH0，TL0 ET0=1。//開定時器 0 中斷 TR0=1。//定時計數(shù)器 0 開始運行 LED1=1。 LED2=1。 LED3=1。 LED4=1。 beep=0。 基于單片機(jī)的數(shù)字酒精氣體傳感系統(tǒng) 29 圖 報警電路 晶振及復(fù)位電路 如圖 圖 晶振及復(fù)位電路 if(b[0]*1000+b[1]*100+b[2]*10+b[3]x) beep=1。delay()。beep=0。//高于報警值響 基于單片機(jī)的數(shù)字酒精氣體傳感系統(tǒng) 30 按鍵電路及程序 如圖 圖 按鍵電路 數(shù)碼管電路及程序 圖 數(shù)碼管電路 if(key1==0)//鍵盤掃描 { delay()。//去抖 if(key1==0) { set++。 if(set==5) set=0。 } while(key1==0)。 } 基于單片機(jī)的數(shù)字酒精氣體傳感系統(tǒng) 31 實驗總電路 如圖 圖 設(shè)計總電路 int code LedData[]={0x5f,0x06,0x3b,0x2f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。//四位共陰極數(shù)碼管 0~9 if(set!=0)//顯示調(diào)整報警值 {b[0]=x/1000。 P0=LedData[b[0]]|0x80。LED1=0。delay() 。LED1=1。 b[1]=x/100%10。P0=LedData[b[1]]。 LED2=0。delay() 。LED2=1。 b[2]=x/10%10。P0=LedData[b[2]]。 LED3=0。 delay() 。LED3=1。 b[3]=x%10。P0=LedData[b[3]]。 LED4=0。 delay() 。LED4=1。 } if(set==0)//顯示濃度值 { 基于單片機(jī)的數(shù)字酒精氣體傳感系統(tǒng) 32 仿真結(jié)果 Proteus 介紹 本設(shè)計選擇用 Proteus 環(huán)境進(jìn)行， Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到 單片機(jī) 與 外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將 電路仿真 軟件、PCB 設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持 805HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等，20xx 年又增加了 Cortex和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil和 MATLAB 等多種 編譯器 。 Proteus 軟件 具有其它 EDA 工具軟件 （例： multisim）的功能。這些功能是：原理布圖 ； PCB 自動或人工布線 ； SPICE 電路仿真 。 革命性的特點 ： 互動的 電路仿真 ， 用戶甚至可以實時采用諸如 RAM， ROM，鍵盤，馬達(dá)， LED， LCD， AD/DA，部分 SPI器件，部分 IIC 器件。仿真處理器及其外圍電路 ， 可以仿真 51 系列、 AVR、 PIC、ARM、等常用主流 單片機(jī) 。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運行后輸入輸出的效果。配合 系統(tǒng)配置 的虛擬邏輯分析儀、示波器等， Proteus 建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。 仿真結(jié)果 仿真結(jié)果如圖 圖 仿真結(jié)果 基于單片機(jī)的數(shù)字酒精氣體傳感系統(tǒng) 33 第四章 實物調(diào)試及結(jié)果 系統(tǒng)硬件調(diào)試 先做出 PCB 板，焊接前應(yīng)對整個電路板進(jìn)行檢查。首先，用萬用表對印制的電路板線路進(jìn)行檢查，該過程是在焊接元器件之前的必要工作，主要是檢查印制的電路板線路是否有斷路的情況 ，如果檢查沒有問題，則可以對元器件進(jìn)行焊接。焊接前對電阻、電容的量值要進(jìn)行測量、篩選，選擇與電路中參數(shù)值一致的元器件，在選擇芯片時，要注意芯片與設(shè)計要求的型號、規(guī)格和安裝是否一致。在焊接時，應(yīng)將印制的電路板認(rèn)真對照原理圖，查看元器件的引腳焊接是否正確。 電路板焊接完成后，需要對每個元器件的引腳逐個進(jìn)行檢查，一方面是檢查有沒有引腳虛焊或與其他信號線短路，另一方面是對器件引腳功能的再檢查，查看設(shè)計是否正確。檢查電路焊接沒有問題后，則可以進(jìn)行上電測試。上電測試是調(diào)試的關(guān)鍵部分，按照系統(tǒng)方案設(shè)計的模塊化思想，應(yīng)該分 模塊測試系統(tǒng)。首先還是應(yīng)該測試電源部分，系統(tǒng)上電以后，測試各個電源端口和器件的電源部分是否工作正常，同時應(yīng)注意系統(tǒng)中有無器件過熱情況，如果有的話，可能是相應(yīng)的器件損壞或電路中有短路，需要認(rèn)真檢查之后再加電。如果沒有問題，則可以進(jìn)行功能的檢測。在調(diào)試的時候有以下問題及解決方法： （ 1） 由于本圖是由 PCB 板焊的，在畫 PCB 圖中，有些電源線和接地線沒有畫出來，造成有些功能不能實現(xiàn)。經(jīng)仔細(xì)檢查，找到少焊的電源線和接地線。焊好后實現(xiàn)了應(yīng)有的功能。 （ 2） 在選擇元器件的時候，由于酒精傳感器模塊的分壓電阻的大小沒有選的適當(dāng)，使得在酒 精測試時候酒精傳感器反應(yīng)不太靈敏。經(jīng)過多次嘗試換分壓電阻，使得酒精傳感器靈敏度大大提高。 實物展示 圖 成品 圖 MQ3 酒精傳感器 基于單片機(jī)的數(shù)字酒精氣體傳感系統(tǒng) 34 圖 空氣狀態(tài)下示數(shù) 圖 設(shè)置報警 閥值 減小 增大 設(shè)置 復(fù)位 基于單片機(jī)的數(shù)字酒精氣體傳感系統(tǒng) 35 圖 酒精示數(shù)測量 誤差及故障分析 在調(diào)試過程中，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)摹⒏蟮幕瑒幼冏杵?，再去測輸出電壓，電壓變化范圍就變大了，達(dá)到了測試要求。 （ 3）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。可能是傳感器沒有預(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(jìn)行電壓測試。 （ 4） LED 無顯示，可能是程序不對或者是 LED 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。 （ 5） LED 亮度不夠，可能是因為電阻過大，經(jīng)調(diào)試，解決問題 傳感器濃度校準(zhǔn) 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(jìn)行計算，配置出標(biāo)準(zhǔn)的酒精溶液，就能對測試儀進(jìn)行校準(zhǔn)。當(dāng)要是用來校準(zhǔn)空氣中 ，根據(jù)資料中的數(shù)據(jù)，紅燈亮起表示 MQ3 開始工作 基于單片機(jī)的數(shù)字酒精氣體傳感系統(tǒng) 36 計算出要分別配置 ，由于條件限制，這個是比較難達(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 1 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 呼出酒精氣體濃度與血液酒精濃度關(guān)系 表 2 血液與呼氣酒精含量換算一覽表 序 號 呼出氣體中酒精 濃度 mg/L 呼出氣體中酒精 濃度 血液中酒精 濃度 mg/100mL 1 5 2 10 3 15 4 20 5 25 6 30 7 35 8 40 9 45 10 50 11 55 12 60 13 65 14 70 15 75 16 80 17 85 18 90 19 95 20 100 基于單片機(jī)的數(shù)字酒精氣體傳感系統(tǒng) 37 21 150 22 200 車輛駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量大于或等于 80mg/100ml的駕駛行為。 表 3 血液酒精含量臨界值一覽表 行為類別 對 象 臨界值（ mg/100ml） 飲酒駕駛 車輛駕駛?cè)藛T 20 醉酒駕駛 車輛駕駛?cè)藛T 80 由表 血液酒精含量臨界值可以進(jìn)行定量的分析車輛駕駛?cè)藛T酒后駕駛后血液中的酒精濃度，進(jìn)而對于該司機(jī)的酒駕行為類別進(jìn)行定性，如血液酒精濃度低于 20 mg/100ml，則認(rèn)為是飲酒駕駛，可以對其酌情處理；如若血液酒精濃度超過了 20 mg/100ml 且低于 80 mg/100ml,則認(rèn)為是醉酒駕駛，應(yīng)按照國家交通法規(guī)對其處理。 檢測依據(jù) 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 4：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 基于單片機(jī)的數(shù)字酒精氣體傳感系統(tǒng) 38 總結(jié) 目前，隨著人們的生活水平的提高，私家車的數(shù)量也越來越多，從而引發(fā)的交通是事故也急劇增加，其中大部分是由于酒后駕車。所以設(shè)