【正文】 然后又找了沒喝酒的室友吹氣檢測發(fā)現(xiàn)酒精濃度為零，接下來對按鍵也進行了驗證，發(fā)現(xiàn)加減數(shù)據(jù)正常，本設(shè)計達到了預(yù)期的效果，基本取得了成功，在此時心情很開心。 系統(tǒng)調(diào)試 調(diào)試之前：硬件焊接完成后即將開始調(diào)試，但在調(diào)試之前要對硬件各個部分進行仔細的檢查，用萬用表進行測量，測量各連接線無連接錯腳、虛焊、漏焊等，確保無短路或者斷路的存在，上電后如果發(fā)現(xiàn)有些芯片迅速發(fā)熱應(yīng)立即斷電重新檢查。 AT24C04 是 IIC 接口的 EEPROM 芯片，可 以用于掉電不易失數(shù)據(jù)的存儲。 數(shù)據(jù)初始化 報警 按鍵處理 定時器初始化 A/D 轉(zhuǎn)換初始化 酒精濃度顯示 顯示初始化 進入后臺 while循環(huán) 觸發(fā) A/D 轉(zhuǎn)換 換算酒精濃 度 超過閥值嗎？ 酒精濃度顯示 有鍵按下嗎？ 是 是 否 否 LCD1602 顯示程序設(shè)計 先對 LCD1602 進行引腳定義，然后進行初始化設(shè)置，最后進行數(shù)據(jù)控制，這其 中包括數(shù)據(jù)指針的設(shè)置，讀數(shù)據(jù)，寫數(shù)據(jù)，和一些其他的設(shè)置。 圖 34 LCD與單片機接口電路圖 按鍵單元設(shè)計 電路共采用了兩個按鍵如圖 35，其功能分別是： K1 為加鍵， K2 為減鍵。其中 LCD1602 的 3腳為背光引腳， R7和R8電阻用于調(diào)節(jié)背光亮度。經(jīng)過調(diào)理，檢測信號由電阻值轉(zhuǎn)變成電壓值，便于后續(xù)電路進行 A/D 轉(zhuǎn)換和處理。 SCL 和 SDA 為 AT24C02 和單片機 IIC通信的時鐘線和數(shù)據(jù)線。其電路如圖 32所示。 AT24C02 閥值存儲模塊 醉酒閾值存儲在 EEPROM 芯片 AT24C04 中，并可以通過 “增加”、“減少”按鍵調(diào)節(jié)并保存。 表 39 LCD1602 寄存器選擇控制表 RS R/W 操作說明 0 0 寫入指令寄存器（清除屏等） 0 1 忙標志以及讀取位址計數(shù)（ DB0～DB6）值 1 0 寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等） 1 1 從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 第三章 硬件電路設(shè)計 主程序 /CPU模塊 圖 31 該主控模塊主要是由 STC12C5A16AD 單片機組成，此模塊包括系統(tǒng)初始化、數(shù)據(jù)的處理及各模塊的的組織和管理等功能。 因為 LCD1602 識別的是 ASCII 碼，試驗可以用 ASCII 碼直接賦值，在單片機編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如 39。 表 38 LCD1602 控制指令 表 指令 功能 清屏 清 DDRAM 和 AC 值 歸位 AC=0，光標、畫面回 HOME 位 輸入方式設(shè)置 設(shè)置光標、畫 面移動方式 顯示開關(guān)控制 設(shè)置顯示、光標及閃爍開、關(guān) 光標、畫面位移 光標、畫面移動，不影響 DDRAM 功能設(shè)置 工作方式設(shè)置（初始化指令） CGRAM 地址設(shè)置 設(shè)置 CGRAM 地址。 第 16 腳：背光源負極 LCD1602 顯示器工作原理 LCD1602 有 11 個控制指令，見表 38。 第 7～ 14腳： D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 當(dāng) RS 和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS為高電平 R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 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 2腳： VDD 接 5V正電源。主要功能有： 40 通道點陣 LCD 驅(qū)動；可選擇當(dāng)作行驅(qū)動或列驅(qū)動；輸出能產(chǎn)生 20 2 個 LCD 驅(qū)動波形輸入接受控制器送出的串行數(shù)據(jù)和控制信號，偏壓；通過單片機控制將所測 的頻率信號讀書顯示出來。 器件復(fù)位 在協(xié)議中斷、下電或系統(tǒng)復(fù)位后，器件可通過以下步驟復(fù)位：（ 1）連續(xù)輸入 9 個時鐘；（ 2）在每個時鐘周期中確保當(dāng) SCL為高時 SDA 也為高 ；（ 3）建立一個起始條件?？梢酝ㄟ^以下方法進入該模式： (a)上電 。若此時沒有得到主控器件的應(yīng)答信號， EEPROM 會停止讀出數(shù)據(jù)，直到主控器件返回一個停止命令來結(jié)束讀周期。每當(dāng)主控器件接收 到一組 8位的數(shù)據(jù)后，應(yīng)當(dāng)在第 9 個時鐘周期向 EEPROM 返回一個應(yīng)答信號。 應(yīng)答 所有的地址和數(shù)據(jù)字節(jié)都是以 8位為一組串行輸入和輸出的。 起始命令 當(dāng) SCL 為高， SDA 由高到低的變化被視為起始命令，必須以起始命令作為任何一次讀 /寫操作命令的開始。 Vcc 電源 8 正電源電壓 AT24C02 的工作原理： 表 32 器件操作工作原理表 器件操作 操作說明 時鐘及數(shù)據(jù)傳輸 SDA 引 腳通常被外圍器件拉高。 WP 寫保護 7 如果 WP 管腳連接到 Vcc，所有的內(nèi)容都被寫保護只能讀。 SCL 串 行 時鐘 輸入 6 AT24C02串行時鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘，這是一個輸入管腳。 A2 3 Vss 地 4 接地 SDA 串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出 5 AT24C02 雙向串行數(shù)據(jù) /地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收， SDA 是一個開漏輸出管腳，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進行線或（ wireOR）。當(dāng)使用 AT24C02 時最大可級聯(lián) 8個器件。 24C02 僅使用 A A2 作為硬件連接的器件地址輸入引腳，在一個總線上最多可尋址 4 個 4K 器件， A0引腳內(nèi)部未連接。 AT24C02的外部特性（ 引腳功能）： 表 31 TLC1549引腳功能表 引腳 功能 標號 說明 A0 1 24C02 的硬件連接的器件地址輸入引腳。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起始停止信號的主器件控制的。 AT24C02 支持 IC，總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議 IC，總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。 AT24C02 有一個 16字節(jié)頁寫緩沖器。 MQ3110100 1 10mg/LRs/RoAlcoholBenzine CH4HexaneLPGCOAirRs/RoTemp10 0 10 20 30 40 50 60TempRs/Ro33%RH85%RH EEPROM24C02 閥值存儲芯片 (1) 工作電壓： ～ ； (2) 輸入 /輸出引腳兼容 5V； (3) 應(yīng)用在內(nèi)部結(jié)構(gòu)： 128 8(1K),256 8(2K),512 8(4K),1024 8(8K),2048 8(16K)； (4) 二線串行接口； (5) 輸入引腳經(jīng)施密特觸發(fā)器濾波抑制噪聲； (6) 雙向數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議； (7) 兼容 400KHz（ ,）； (8) 支持硬件寫保護； (9) 高可靠性； (10) 讀寫次數(shù)： 1,000,000 次； (11) 數(shù)據(jù)保存： 100 年。 圖 39 MQ3的靈敏度特性圖（溫度： 20℃、相對濕度： 65%、氧氣濃度： 21%、RL=200kΩ） 圖 210 MQ3型氣敏元件的溫濕度特性圖 Ro: 20℃， 33%RH條件下， 200ppm的乙醇蒸汽中 元件電阻。 V 預(yù)熱時間 不少于 24小時 表 26 MQ3氣敏元件的組成材料表 部件 材料 1 氣體敏感層 二氧化錫 2 電極 金（ Au） 3 測量電極引線 鉑（ Pt） 4 加熱器 鎳鉻合金（ NiCr） 5 陶瓷管 三氧化二鋁 6 防爆網(wǎng) 100目雙層不銹鋼（ SUB316） 7 卡環(huán) 鍍鎳銅材（ NiCu） 8 基座 膠木 9 針狀管腳 鍍鎳銅材（ NiCu） MQ3 型氣敏元件對不同種類，不同濃度的氣體有不同的電阻值，變化如圖39所示。 V 相對濕度： 65%177。 3Ω 室溫 PH 加熱功耗 ≤ 900mW 2） MQ3工作環(huán)境環(huán)境條件表 表 24 MQ3工作環(huán)境環(huán)境條件表 符號 參數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注 Tao 使用溫度 10℃ 50℃ Tas 儲存溫度 20℃ 70℃ RH 相對濕度 小于 95%RH O2 氧氣濃度 21%(標準條件 ) 氧氣濃度會影響靈敏度特性 最小值大于2％ 3） MQ3靈敏度特性表 表 25 MQ3靈敏度特性表 符號 參數(shù)名稱 技術(shù)參數(shù) 備注 Rs 敏感體電阻 1MΩ～ 8MΩ (200ppm alcohol ) 適用范圍： 10 ～1000ppm Alcohol α （ 200/100）alcohol 濃度斜率 ≤ 標準工作條件 溫度： 20℃177。 MQ3 傳感器模塊具有的特點： 1. 具有信號輸出指示 2. 雙路信號輸出（模擬量輸出及 TTL 電平輸出） 3. 模擬量輸出 05V 電壓，濃度越高電壓越高 4. 對乙醇蒸汽具有良好的選擇性和很高的靈敏度 5. 具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性 6. 快速的響應(yīng)恢復(fù)特性 MQ3的性能參數(shù) 1） MQ3標準工作條件表 表 23 MQ3標準工作條件表 符號 參 數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注 Vc 回路電壓 ≤ 15V AC or DC VH 加熱電壓 177。這種傳感器可檢測多種濃度酒精氣氛，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。 MQ3 酒精傳感器 半導(dǎo)體酒精傳感器 MQ3 所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫 (SnO2)。在訪問外部存儲器時，它送出高 8 位地址。在對 EFROM 編程和程 序驗證期間，它接收高 8位地址。 （ 3） P2 口（ ～ ） 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 （ 2） P1 口（ ～ ） 是帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。圖 32 為引腳排列圖， 40 條引腳說明如下： 1） 主電源引腳 Vss 和 Vcc 2） 外接晶振引腳 XTAL1 和 XTAL2 3） 控制或與其它電源復(fù)用引腳 RST， ALE 和 NA 4） 輸入 /輸出引腳 ～ ， ～ ， ～ ， ～ （ 1） P0 口 （ ～ ） 是一個漏極開路型準雙向 I/O 口。 STC12C5A16AD單片機相比傳統(tǒng) C51功能更加強大，有些特殊功能寄存器被擴展為專用的特殊寄存器。各個單元進行模塊化設(shè)計，以單片機為核心進行整合使整個系統(tǒng)達到預(yù)期的結(jié)果。如下框圖 21 圖 21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 單片機系統(tǒng)總體設(shè)計 當(dāng)啟動該系統(tǒng)時，氣敏傳感器檢測到酒精氣體信號，然后對氣敏傳感器的輸出信號進行調(diào)制，最后經(jīng)過 STC12C5A16AD 單片機內(nèi)部的 A/D 轉(zhuǎn)換部分進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。其可檢測出空氣環(huán)境中酒精濃度值，并需要根據(jù)不同環(huán)境不同駕駛員的水平設(shè)置不同的閾值，對超過的閾值進行燈光報警，來提示危害。酒精 檢測系統(tǒng) 在生產(chǎn)生活中也有重要的應(yīng)用 ,比如 ,在一些環(huán)境要求嚴格的生產(chǎn)車間 ,用這種酒精濃度探測儀 ,可隨時檢測車間內(nèi)的酒精氣體濃度 ,當(dāng)酒精氣體濃度高于允許限定值時 ,發(fā)出警報 、 提醒 ，有著相當(dāng)?shù)那熬昂鸵饬x。 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 , 就可判斷其醉酒程度 ?開車司機只要將嘴對著傳感頭使勁 吹氣 ,儀器就能發(fā)上顯示出酒精濃度的高低 ,從而判斷該司機是否酒后駕車 ,避免事故的發(fā)生 ?最理想的辦法是將酒精檢測系統(tǒng)應(yīng)用在機動車內(nèi) ,司機一進入車內(nèi)檢測儀就檢測司機的酒精含量 ,如果超出允許值 ,機動車 系