【導讀】人民群眾生命、健康造成嚴重危害。20xx年以來，酒后駕車行為所造成事故越。來越多，對社會的影響也越來越大，酒精逐漸成為兇殘的“馬路殺手”。400萬以上，一般受傷者則不計其數(shù)。在許多國家，車禍已成為第一位意外死亡。另外，交通事故所造成的經(jīng)濟損失也相當驚人。據(jù)統(tǒng)計，大約50%—60%. 中國公安部門在20xx年8月，在全國各地加強查處酒后駕。駛的力度，以減少由酒后駕駛造成的惡性交通事故。要查處就涉及到檢測人體內。的酒精含量和使用設備來進行檢測的問題。近年來我國煤炭工業(yè)的安全生產(chǎn)狀況不容樂觀，中小型煤礦的情況尤為嚴重，損失，作為“萬惡之首”的甲烷爆炸事故更是重大事故發(fā)生率之首。慮，甲烷濃度的測量，顯得尤為重要。種可以測量多種氣體濃度，并可以進行超限報警的智能測試儀。STC89C52單片機，MQ3酒精濃度傳感器，MQ4甲烷濃度傳感器。據(jù)處理，由LCD顯示酒精濃度值。出規(guī)定的指定氣體濃度時，通過聲光報警電路提醒監(jiān)測人員。轉換器、數(shù)據(jù)選擇器、串口通信、RS232、VB；

　　

【正文】 5 針串口引腳定義如表 31 所示。 表 31 9 針串口引腳與 25 針串口引腳定義 9 針串口（ DB9） 25 針串口（ DB25） 針號 功能說明 縮寫 針號 功能說明 縮寫 1 數(shù)據(jù)載波檢測 DCD 8 數(shù)據(jù)載波檢測 DCD 2 接收數(shù)據(jù) RXD 3 接收數(shù)據(jù) RXD 3 發(fā)送數(shù)據(jù) TXD 2 發(fā)送數(shù)據(jù) TXD 4 數(shù)據(jù)終端準備 DTR 20 數(shù)據(jù)終端準備 DTR 5 信號 地 GND 7 信號地 GND 6 數(shù)據(jù)設備準備好 DSR 6 數(shù)據(jù)設備準備好 DSR 7 請求發(fā)送 RTS 4 請求發(fā)送 RTS 8 清除發(fā)送 CTS 5 清除發(fā)送 CTS 9 振鈴指示 DELL 22 振鈴指示 DELL 典型的 RS232 信號在正負電平之間擺動，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端驅動器輸本科畢業(yè)設計（論文） 16 出正電平在 5V15V，負電平在 5V~15V；在接收數(shù)據(jù)時，接收器的典型工作電平是 3V12V 和 3V~12V。 串口傳輸數(shù)據(jù)只要有接收數(shù)據(jù)針腳和發(fā)送數(shù)據(jù)針腳就能實現(xiàn)，其連接方式如表 32 所示。 表 32 串口通信連接方式 9 針 — 9 針 25 針 — 25 針 9 針 — 25 針 2 3 3 2 2 2 3 2 2 3 3 3 5 5 7 7 5 7 VB 編程過程中使用到的 MSComm 控件 MSComm 控件全稱為 Microsoft Communications Control，是 Microsoft 公司提供的簡化 Windows 下串行通行編程的 ActiveX 控件，它為應用程序提供了通過串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡便方法。通過對此 控件的屬性和事件進行相應編程操作，就可以輕松實現(xiàn)串口通信。 . MSComm 控件處理通信的方式 MSComm 控件通過串行端口傳輸和接收數(shù)據(jù)，為應用程序提供串行通信功能。 MSComm 控件提供兩種處理通信的方式：事件驅動方式和查詢方式。 （ 1） 事件驅動方式 事件驅動通信是處理串行端口交互作用的一種非常有效地方法。這種式下，在事件發(fā)生時，如在串口接收緩沖區(qū)有字符等，可以利用 MSComm 控件的OnComm 事件捕獲并處理這些通信事件， OnComm 事件還可以檢查和處理通信錯誤。在編程過程中，可以在 OnComm 事件處 理函數(shù)中加入自己的代碼。這種方法的優(yōu)點使程序響應及時、可靠。 （ 2）查詢方式 查詢方式實質上還是事件驅動，在有些情況下，這種方式顯得更為便捷。在程序的關鍵功能后，可以通過檢查 CommEvent 屬性的值來查詢事件和錯誤，編本科畢業(yè)設計（論文） 17 寫自己的程序代碼。 ． MSComm 控件的主要屬性 MSComm 控件很多重要的屬性，常用屬性的功能如下： CommPort 屬性：設置并返回通信端口號； Input 屬性：返回并刪除接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)流； Output 屬性：往傳輸緩沖區(qū)中寫數(shù)據(jù)流； PortOpen 屬性：設置并返回通信 端口的狀態(tài)（開或關）； Settings 屬性：設置并返回波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位和停止位參數(shù)； InputLen 屬性：確定被 Input 屬性讀取的字符數(shù)，設置 InputLen 為 0 時，則 Input屬性讀取緩沖區(qū)中的全部數(shù)據(jù)； InputMode 屬性：確定用 Input 屬性讀取的數(shù)據(jù)類型，設置 InputMode 為InputModeText 時， Input 屬性通過一個 Variant 返回文本數(shù)據(jù)，設置為InputModeBinary 時， Input 屬性通過一個 Variant 返回一個二進制數(shù)據(jù)數(shù)組。 本科畢業(yè)設計（論文） 18 第 4 章 總體方案設計 本次設計的總體框圖如下圖 41： RS232 圖 41 總體框圖 單片機內部有一個全雙工的收發(fā)緩沖器 （ SBUF） ，這兩個在物理上獨立的接收發(fā)射器，即可以接收也可以發(fā)射數(shù)據(jù)，它們 共用同一個 地址 99H。在串行口的輸入輸出引腳上加上電平轉換器，就可以方便的設計成標準的 RS232 接口。在設計中以 PC 機為主機，單片機為從機，通過串行接口構成主從系統(tǒng)，設計其串行通信的基本功能 。 Visual Basic（簡稱 VB）是 Windows 操作系統(tǒng)下簡單、易學、高效的應用軟件開發(fā)工具。因其具有面向對象的設計方法，友好的用戶界面 、編程高效、數(shù)液晶顯示器 STC89C52 獨立按鍵 時鐘晶振 復位電路 PC機 /頁面顯示 聲光報警 甲烷氣體傳感器 乙醇氣體傳感器 其他氣敏傳感器 濾波電路 多路數(shù)據(jù)選擇 A/D 轉換 本科畢業(yè)設計（論文） 19 據(jù)處理及驅動底層硬件功能強等優(yōu)點而受到廣泛的使用。系統(tǒng)設計時， PC 機的通信程序使用 Visual Basic 編寫，單片機的程序用 C 語言編寫。 以下介紹本次設計的各個模塊中使用到的具體器件。 STC89C52 MCU STC89C52 是的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 8K bytes 的可反復擦寫的只讀程序存儲器 (PEROM)和 256K bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，器件采用高密度，非易失性存儲技術生產(chǎn)，與標準 MCS51 指令系統(tǒng)及 8051 產(chǎn)品引腳兼容，片內置通用 8 位中央處理 器和 FLASH 存儲單元，功能強大， STC89C52 單片機適合于許多較為復雜控制應用場合。 它的主要性能參數(shù)如下： .8K 字節(jié)可重擦寫 FLASH 閃存存儲器 .1000 次寫 /擦循環(huán) .時鐘頻率： 0Hz— 24MHz .三級加密存儲器 .256 字節(jié)內部 RAM .32 個可編程 I/O 口線 .3個 16 位定時 /計數(shù)器 .6個中斷源 .可編程串行 UART 通道 .低功耗的空閑和掉電模式 .片內振蕩器和時鐘電路 ADC0832 數(shù)模轉換 ADC0832 為 8位分辨率 A/D 轉 換芯片，其最高分辨可達 256 級，可以適應一般的模擬量轉換要求。其內部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在 05V 之間。芯片轉換時間僅為 32μ S，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉換速度快且穩(wěn)定性能強。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過 DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。 本科畢業(yè)設計（論文） 20 LCD1602 液晶顯示 LCD1602 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD，目前常用 16179。 1， 16179。 2， 20179。 2和 40179。 2行等的液晶顯 示模塊。模塊組件內部主要由 LCD 顯示屏、控制器、列驅動器和偏壓產(chǎn)生電路構成。 LCD1602 液晶顯示屏分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別。 1602 液晶顯示屏采用標準的 16 腳接口，其中各接口的功能如下表（ 41）所示： 表 41 LCD1602 的 16 管腳功能 引腳號 引腳名 電平 輸入 /輸出 引腳說明 1 VSS 電源地 2 VDD 電源正極 (+5V) 3 VL 液晶顯示偏壓信號 4 RS 0/1 輸入 數(shù)據(jù) /命令 選擇端， 0：輸入指令， 1：輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 讀 /寫選擇端， 0：向 LCD 寫入指令或數(shù)據(jù)， 1：從 LCD 讀取信息 6 E 1→ 0 輸入 使能信號， 1 時讀取信息， 1→ 0(下降沿 )執(zhí)行指令 7 D0 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 (最低位 ) 8 D1 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 9 D2 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 10 D3 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 11 D4 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 12 D5 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 13 D6 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 14 D7 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 (最高位 ) 15 BLA +VCC LCD 背光電源正極 16 BLK 接地 LCD 背光電源負極 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 2 腳： VDD 接 5V正電源。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比本科畢業(yè)設計（論文） 21 度最高，對比度過高時會使屏幕顯示不清晰，使用時可以通過一個 10K 的電位器調整對比度。 第 4 腳： RS 為數(shù)據(jù) /命令選擇端，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 5 腳： R/W 為讀寫選擇端，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 當 RS和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS 為低電平 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當 RS為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳： E端為使能端，當 E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15 腳：背光源正極。 第 16 腳：背光源負極 單電源轉換芯片 MAX232 MAX232 是 MAXIM 公司生產(chǎn)的、包含兩路接收 /驅動器的芯片。芯片內部有一個電源電壓變換器，可以將輸入的 +5V 電源電壓變換成為 RS232 輸出電平。硬件接口簡單，被廣泛 使用。芯片的引腳配置及典型工作電路如圖 42 所示。 圖 42 MAX232 芯片引腳配置和典型工作電路 本科畢業(yè)設計（論文） 22 數(shù)據(jù)選擇器 74HC4051 74HC4051 是一款高速 CMOS 器件， 是 8 通道模擬多路選擇器 /多路分配器，帶有 3 個數(shù)字選擇端（ S0至 S2）， 1 個低有效使能端（ E）， 8 個獨立輸入 /輸出端（ Y0 至 Y7）和 1 個公共輸入 /輸出端（ Z）。 E為低時， 8 個開關的其中之一將被 S0至 S2選中（低阻態(tài)）。 E為高時，所有開關都進入高阻態(tài)，直接無視 S0 至 S2。 VCC和 GND 是數(shù)字控制端（ S0 至 S2， E）的供電引腳， 74HC4051 的 VCC至 GND 范圍為 V～ V。 74HC4051 的模擬輸入 /輸出端（ Y0至 Y7， Z）在上限 VCC和下限 VEE 之間擺動， VCCVEE 應當不超過 V。 作為一個數(shù)字多路選擇器 /多路分配器， VEE 將被連接到 GND 上（一般是接地）。 引腳圖如下圖 43 所示。 圖 43 74HC4051 引腳圖 用于串口轉 USB 的芯片 CP2102（實際使用） 目前儀器設備大都采用 RS232 接口與計算機通信，但隨著計算機技術的發(fā)本科畢業(yè)設計（論文） 23 展，支持熱插拔的 USB 標準接 口將取代 RS232 接口，因此計算機將越來越少配置甚至不配置 RS232 接口。 RS232 接口與 USB 接口雖然都屬于串行接 口 ，但它們的數(shù)據(jù)格式、通信協(xié)議、信號電平以及機械連接方式則不同。這樣計算機不能控制現(xiàn)有儀器設備，解決這一問題就得把現(xiàn)有的儀器設備的 RS232 接口轉換成 USB接口。一種方案是采用 USB／ RS232 橋接器件如 CP2102， CP2103 進行設計，計算機通過 USB 接口虛擬一個 RS232 接口，與傳統(tǒng)設備器件連接，設備對計算機接口的形式為 USB 接口。 silicon Laboratories 公司推出的 USB接口與 RS232 接口轉換器 CP2102／CP2103 是一款高度集成的 USBUART 橋接器，提供一個使用最小化元件和 PCB 空間來實現(xiàn) RS232 轉換 USB 的簡便解決方案。如圖 1 所示， CP2102／ CP2103 包含了一個 USB 功能控制器、 USB 收發(fā)器、振蕩器和帶有全部調制解調器控制信號的異步串行數(shù)據(jù)總線 (UART)。 CP2102／ CP2103作為 USB／ RS232雙向轉換器，一方面可以從 主 機接收 USB數(shù)據(jù)并將其轉換為 RS232 信息流格式發(fā)送給外設；另一方面可從 RS232 外設接收數(shù)據(jù)轉換為 USB 數(shù)據(jù)格式傳送 至主機，其中包括控制和握手信號。 其典型應用電路見下圖 44。 圖 44 設計中使用到的軟件介紹 Keil軟