【正文】 在論文的撰寫(xiě)過(guò)程中 老師們 給予我很大的幫助，幫 助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時(shí)完成，這里一并表示真誠(chéng)的感 謝。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。 最后，我要特別感謝 我的導(dǎo)師劉望蜀 老師、 和研究生助教吳子儀 老師。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過(guò)，充滿著關(guān)愛(ài)，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。感謝老師四年來(lái)對(duì)我孜孜不倦的教誨，對(duì)我成長(zhǎng)的關(guān)心和愛(ài)護(hù)。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。 最后，我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解，如果 沒(méi)有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無(wú)私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無(wú)法順利完成今天的學(xué)業(yè)。 其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán)格要求，感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專(zhuān)業(yè)知識(shí)和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書(shū)寫(xiě)及設(shè)計(jì)過(guò)程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來(lái)最好的檢驗(yàn)。 首先非常感謝學(xué)校開(kāi)設(shè)這個(gè)課題，為本人日后從事計(jì)算 機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)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。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日 期： 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。正是由 老師 各個(gè)方面都給予了大量的指導(dǎo)和幫助 ， 令我不但完成了論文 ， 也學(xué)到了許多書(shū)本上學(xué)不到的知識(shí) 。 基于這樣的思路 ,完成了便攜式酒精濃度檢測(cè)儀的基本設(shè)計(jì) 。 首先要了解系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能 ； 其次根據(jù)功能去選擇相應(yīng)的硬件資源 ； 再次將一個(gè)大的系統(tǒng)進(jìn)行模塊化劃分 ， 然后逐一去攻破 。 便攜式酒精濃度檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)主要分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè) 計(jì) 。所以設(shè)計(jì)具有民用價(jià)值的便攜式酒精濃度檢測(cè)儀的研制受到了人們的高度重視。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)， 我加深了很多 在 大學(xué) 課本上學(xué)到的 知識(shí)， 并且用于實(shí)踐，相信在以后的工作中，這次設(shè)計(jì)是我寶貴的財(cái)富。 軟件是 C 語(yǔ)言編寫(xiě)的， 具有很好的可控性、模塊化和移植性。 人們對(duì)檢測(cè)的精度高 ，準(zhǔn)確度高 ， 攜帶方便等等要求 ， 再加上氣體傳感器向低功耗、多功能、集成化方向的發(fā)展 ， 單片機(jī)具有受集成限制 ， 片內(nèi)儲(chǔ)存量較小 ， 可靠性好 ， 擴(kuò)展簡(jiǎn)單 ， 控制功能強(qiáng)等特點(diǎn) ，所以， 基于單片機(jī)的酒精濃度檢測(cè)儀的研究和開(kāi)發(fā)生產(chǎn)具有十分廣泛的現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)和潛在的市場(chǎng)需求 。 工廠 ， 企業(yè)到居民家庭 ，酒精泄露的檢測(cè) ， 食品加工 ， 釀酒等需要監(jiān)控空氣中酒精濃度的場(chǎng)合以及對(duì)酒后駕車(chē)的檢測(cè) ， 對(duì)居民的人身和財(cái)產(chǎn)安全都十分重要且必不可少的 。液晶顯示的操作流程圖見(jiàn) 下圖 44 所示： 入 口讀 狀 態(tài) 字忙 ？寫(xiě) 指 令 代 碼 / 顯 示 數(shù) 據(jù)讀 顯 示 數(shù) 據(jù)結(jié) 束否開(kāi) 始 圖 44 液晶顯示流程圖 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 在 LCD1602 液晶上顯示相應(yīng)的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。 按 鍵 程 序 入 口按 鍵 按 下 ？調(diào) 用 延 時(shí) 程 序按 鍵 釋 放 ？鍵 值 傳 送結(jié) 束Y Y否否準(zhǔn) 備 圖 43 按鍵查詢(xún)流程圖 液晶顯示程序流程圖 LCD 模塊在本系統(tǒng)中主要起著開(kāi)界面漢字顯示，以及個(gè)控制效果的顯示。 (2)ADC0832 的轉(zhuǎn)換流程圖見(jiàn)下圖 42 所示： 開(kāi) 始使 能 芯 片輸 入 通 道 控 制 字讀 取 2 字 節(jié) 數(shù) 據(jù)字 節(jié) 數(shù) 據(jù) 糾 正送 入 指 定 寄 存 器結(jié) 束 圖 42 數(shù)轉(zhuǎn)換流程圖 按鍵程序流程圖 (1)按鍵時(shí)顯現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的一個(gè)控制按鈕 ， 通過(guò)按鍵的操作 ， 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)送操作指令 ， 后經(jīng)與 MCU 串行通信 ， 然后在液晶上顯示 。 當(dāng)最后一位數(shù)據(jù)移出時(shí)轉(zhuǎn)換完成當(dāng) CS 從低變?yōu)楦邥r(shí) ， ADC0832 內(nèi)部所有寄存器清零 。 當(dāng)最后一位數(shù)據(jù)移入多路器時(shí) ， DI 變?yōu)楦咦钁B(tài) ， 在這以前 DO(數(shù)據(jù)輸出端 )都為高阻態(tài) 。 CLK 為 ADC0832 的時(shí)鐘輸入端 。 開(kāi) 始初 始 化 C P U初 始 L C D 屏顯 示 開(kāi) 機(jī) 畫(huà) 面顯 示 主 菜 單讀 鍵結(jié) 束 圖 41 主程序流程圖 A/D 轉(zhuǎn)換模塊程序流程圖 (1)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的主要功能就是將經(jīng)放大器放大的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為 MCU 能夠處理的數(shù)字信號(hào) ， 并傳送給 CS 口 ， A/D 連接 51 單片機(jī)的 口 ， 接 ， CLKD1 和 D0 接 。 電路圖見(jiàn) 上 圖 39 所示： 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序流程圖 主程序?qū)崿F(xiàn)的功能 ： 與硬件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)便攜式酒精濃度檢測(cè)儀的各個(gè)功能主要是檢測(cè)與顯示 ， 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能子函數(shù)的調(diào)用 。 在應(yīng)用中要保存一些參數(shù)和狀態(tài) ， 據(jù)了解基于 EEPROM 的存儲(chǔ)芯片是一種很好的選擇 。 (3)由于應(yīng)用硬件削抖還需要外加器件，成本相對(duì)較高，所以本系統(tǒng)選擇軟件延時(shí)削抖的方法 [2]。 (2)軟件削抖的基本原理是當(dāng)檢測(cè)出鍵盤(pán)閉合時(shí)，先執(zhí)行一個(gè)延時(shí)子程序產(chǎn)生數(shù)毫秒的延時(shí)，待接通時(shí)的前沿抖動(dòng)消失后在判別是否有按鍵下。 各根 I/O 口線之間不會(huì)相互影響鍵盤(pán)抖動(dòng)的消除：抖動(dòng)的消除大致可以分為硬件削抖和軟件削抖。電路圖見(jiàn)圖 38所示 ： 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 圖 38 按鍵電路圖 獨(dú)立式按鍵是直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。鍵盤(pán)分為：獨(dú)立式和矩陣式兩類(lèi)，每一類(lèi)按其編碼方法又可以分為編碼和非編碼兩種。 在第 3 個(gè)脈沖下沉之前 DI 端應(yīng)輸入 2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能 。 此時(shí)芯片開(kāi)始轉(zhuǎn)換工作 ， 同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端 CLK 輸入時(shí)鐘脈沖 ， DO/DI 端則使用 DI 端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào) 。 當(dāng) ADC0832 未工作時(shí)其 CS 輸入端應(yīng)為高電平 ， 此時(shí)芯片禁用 ， CLK 和 DO/DI 的電平可任意 。 A/D 轉(zhuǎn)換 電路 設(shè)計(jì) 正常情況下 ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為 4 條數(shù)據(jù)線 ， 分 別是 CS、 CLK、DO、 DI。 圖 35 低壓層電路原理圖 輸出電壓的具體數(shù)值由運(yùn)算放大器 U 確定 ， 采用同相放大器的 優(yōu)勢(shì) 在于其輸入阻抗極大 ，更能 很好地將 TL431 輸出的 V 電壓與后級(jí)電路隔離 ， 使其 免 受負(fù)載變化的影響 ； 運(yùn)放與電阻 R3 和 R2 組成比例放大環(huán)節(jié) ， 可對(duì)基準(zhǔn)電壓按要求進(jìn)行比例放大輸出 ， 但輸出電壓最大不能超過(guò)運(yùn)放的電源電壓 。 該電路是由電流放大、電壓放大和基準(zhǔn)電壓等 3 個(gè)環(huán)節(jié)組成 。報(bào)警電路如下圖 34 所示： 圖 34 報(bào)警電路圖 電源電路 設(shè)計(jì) 在本次設(shè)計(jì)中 ， 需要一個(gè)比較大的電壓源和一個(gè) 5V 的單片機(jī)供電源 ， 為了實(shí)現(xiàn)便攜式 ， 設(shè)用一個(gè) 9V 的電壓源 ， 一般 6 節(jié)電池和一個(gè) 9V 的電池都可以提供 ，因而需要一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換 把 9V 轉(zhuǎn)換成 5V。 但 語(yǔ)音報(bào)警雖然警報(bào)信息較直接 ，并且 硬件成本高 ， 結(jié)構(gòu) 相對(duì) 復(fù)雜 ， 軟件量也增加 [1]。 這種報(bào)警信號(hào) 一般 有 閃 光報(bào)警、鳴音報(bào)警和語(yǔ)音報(bào)警三種類(lèi)型。 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 報(bào)警設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中 ， 一般的工作狀態(tài)可以通過(guò)指示燈或數(shù)碼顯示來(lái)指示 ，供操作人員 借鑒。如圖 33所示 ： 接 地R 5 1 kR 4 1 0 k R 3 1 0 k按 鍵 開(kāi) 關(guān)V c c電 容 圖 33 復(fù)位電路 RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（ 2 個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以復(fù)位操作。 選擇合理的充電常數(shù) ， 就能保證在開(kāi)關(guān)按下時(shí)是 RST 端有兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平從而使 STC89C51 內(nèi)部復(fù)位 。 本設(shè)計(jì)中復(fù)位電路采用的是開(kāi)關(guān)復(fù)位電路 ， 開(kāi)關(guān) S9 未按下是上電復(fù)位電路 ，上電復(fù)位電路在上電的瞬間 ， 由于電容上的電壓不能突變 ， 電容處于充電