【正文】 實際電壓值轉(zhuǎn)換部分程序可以寫出來。如果所有位都當單字節(jié)除法來運算的話，對于有些要作雙字節(jié)除法的位上的數(shù)字則無法顯示，而能是顯示0。而在處理過程中對于有些數(shù)據(jù)的處理，可能要碰到雙字節(jié)相除的情況。根據(jù)這思路可以寫出模數(shù)轉(zhuǎn)換的子程序代碼。ADC0809中模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出標志位是EOC，轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平有效。所以單片機在將地址7FF8H寫入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片后，一方面模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片鎖存地址選擇線的狀態(tài)，從而選通相應(yīng)的模擬通道，同時啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換。對模擬電壓信號的數(shù)字轉(zhuǎn)換由模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809加單片機AT89S51控制來完成。START:MOV R7,60HMOV R0,20HCLR ALOOP:MOV R0,AINC R0DJNZ R7,LOOP初始化程序從數(shù)據(jù)存儲器地址為20H單元開始，到80H單元全部清零。當然，在程序運行的過程當中，還要用到工作寄存器，因為工作寄存器都是臨時存儲數(shù)據(jù)，不需要保存作為以后處理要用到的數(shù)據(jù)，所以工作寄存器的初始化這部分可以省去。單片機選擇A/D通道地址A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束？=1?數(shù)碼管顯示NY單片機初始化開始單片機讀取數(shù)據(jù)并作處理圖16 程序流程圖 程序代碼編寫系統(tǒng)電源線接通或者系統(tǒng)復(fù)位后，程序從主程序入口進入運行。讀取后的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)存儲器單元中，經(jīng)過單片機作相應(yīng)的處理，即要將該電壓值轉(zhuǎn)換為酒精濃度值，然后處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成三位十進制BCD碼用數(shù)碼管顯示。利用單片機豐富的I/O口可以采用查詢方式來檢測模數(shù)轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，可以開始讀取數(shù)據(jù)了。因為ADC0809的模擬輸入端IN0與負載電阻的一端用導(dǎo)線連在了一起。本設(shè)計軟件編程部分選用匯編語言來寫程序代碼。初始化器件后。圖15 整體電路圖3 軟件編程 開發(fā)環(huán)境選用的開發(fā)平臺為MedWin單片機集成開發(fā)環(huán)境，只需在PC機上安裝MedWin軟件，然后在MedWin軟件代碼編輯器編輯程序代碼，經(jīng)匯編，修改，產(chǎn)生代碼。因為每位數(shù)據(jù)串行輸出先輸出的是低位，所以數(shù)碼管引腳a、b、c、d、e、f、g、dg應(yīng)順序與對應(yīng)位的移位寄存器并行輸出端的0連接。移位寄存器74LS164串行數(shù)據(jù)輸入端與前一位的并行輸出最高位相連。電路連接如圖14所示。設(shè)計選用3個單位8段共陰數(shù)碼管來顯示輸出的數(shù)據(jù)，因為電路硬件相對較簡單，所以選擇靜態(tài)顯示方法。動態(tài)顯示需要時刻對顯示器件進行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用的CPU時間多。圖13 8段共陰數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖用單片機驅(qū)動數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動電路具有輸出鎖存功能，單片機將所要顯示的數(shù)據(jù)送出后就可以驅(qū)動數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，直到下一次顯示數(shù)據(jù)需要更新時再傳送一次新的數(shù)據(jù)就可以了。把8個發(fā)光二極管的陰極連接在一起構(gòu)成共陰極端，接進電路時，共陰極端接地，給要發(fā)光顯示的二極管的陽極端接高電平可使該發(fā)光二極管導(dǎo)通點亮。數(shù)碼管是由若干發(fā)光二極管組合而成的，有共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)形。改變7腳與8腳之間電阻的阻值可以調(diào)節(jié)發(fā)光二極管的顯示亮度，當阻值增加亮度減弱，反之加強。當檢測到酒精氣味時，氣敏傳感器的AB間電阻變小，LM3914的5端電位升高，通過比較放大，驅(qū)動發(fā)光二極管依次發(fā)光，從而區(qū)分出酒精含量的高低，直觀的看出所測的酒精濃度達到了哪個水平值，起到報警的作用。本系統(tǒng)采用條狀顯示方式，即將引腳9和引腳3都接到電源的正極。同理，要使LED2發(fā)光，*2=；要使LED10發(fā)光，*10=。10個電壓比較器的同相輸入（+）端分別接到10個等值電阻（1KΩ）串聯(lián)回路的10個分壓端。圖10 ADC0809與單片機AT89S51接口電路 發(fā)光二極管顯示報警電路發(fā)光二極管集成驅(qū)動芯片LM3914的管腳圖如圖11所示。－﹑D1﹑D2﹑D3﹑D4﹑D5﹑D6﹑D7端，用于讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。把模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的A2﹑A1﹑A0端分別用導(dǎo)線連接到地址鎖存器的低三位，用于選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換的通道。用于單片機對模數(shù)轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的查詢，為單片機讀取數(shù)據(jù)作準備。用于對模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片寫入數(shù)據(jù)的寫信號。作為A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的狀態(tài)信號供單片機查詢。由于ALE和START連在一起，ADC0809在鎖存通道地址的同時啟動A/D轉(zhuǎn)換。由于ADC0809具有三態(tài)輸出數(shù)據(jù)瑣存器，其8位數(shù)據(jù)輸出端可以直接與數(shù)據(jù)總線相連。ALE端信號的頻率是單片機時鐘頻率的1/6。采用查詢方式對輸入模擬信號進行A/D轉(zhuǎn)換，然后將數(shù)據(jù)通過三位八段數(shù)碼管顯示。當OE輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。 　　GND：地。 　　REF（+）、REF（）：基準電壓?！　LK：時鐘脈沖輸入端。 　　OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。 　　START：A/D轉(zhuǎn)換啟動信號，輸入，高電平有效。如表1所示。　 21~28：8位數(shù)字量輸出端。下面說明各引腳功能。輸入輸出與TTL兼容。圖7 AT89S51單片機最小系統(tǒng)設(shè)計電路ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖8所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。如圖7所示，10μF的電容C3與270Ω的電阻并聯(lián)后再與一個10KΩ的電阻串聯(lián)，電容的正極端接到電源的正極，電容的另一端接至引腳RST。復(fù)位是單片機的初始化操作，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為了擺脫困境，可以按復(fù)位鍵以重新啟動，所以復(fù)位電路的設(shè)計很有必要。因為電路中接的是石英晶體，所以設(shè)計中接的兩個電容C1和C2的容量都為33pF。10pF，使用陶瓷諧振器推薦電容容量為40pF177。對于外接電容C1和C2的大小雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小還是會對振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度和溫度穩(wěn)定性帶來一定的影響。如圖8所示，石英晶體及電容C1和C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。對于晶振部分，AT89S51單片機中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳19對應(yīng)的XTAL1和18對應(yīng)的XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。對于電源部分，～。針對不同型號的單片機在最小系統(tǒng)設(shè)計上會有一些差別。單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計包括電源，晶振和復(fù)位電路三個部分。ALE/PROG：地址鎖存允許信號，輸出。/VCC：片外程序存儲器訪問允許信號，低電平有效。RST：復(fù)位輸入信號，高電平有效。P3口：8位、準雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電路，提供各種替代功能。當使用片外存儲器（ROM及RAM）時，輸出高8位地址。P1口：8位、準雙向I/O口。P0口：8位漏極開路的。XTAL1：輸入到單片機內(nèi)部振蕩器的反相放大器。 圖6 AT89S51芯片管腳VCC：運行和程序校驗時接電源正端。AT89S51芯片有40條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖6所示。AT89S51提供以下標準功能：4KBFlash閃存存儲器，128B內(nèi)部RAM，32個I/O口線，看門狗，兩個數(shù)據(jù)指針，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。AT89S51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4K的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準8051指令系統(tǒng)及引腳。它包括中央處理器CPU，隨機存儲器RAM，只讀存儲器ROM，中斷系統(tǒng)，定時器/計數(shù)器，串行口和I/O口等等。應(yīng)為實驗所用的MQ3在預(yù)熱5到10分鐘后，它的敏感體電阻只有120KΩ，所以負載電阻選用兩個270Ω并聯(lián)，構(gòu)成采樣部分的分壓電阻。 在采樣硬件電路中實際要考慮到MQ3的實際技術(shù)參數(shù)，即加熱電阻和敏感體電阻的大小，該部分應(yīng)與電源正極相連。當氣敏傳感器的敏感體電阻阻值發(fā)生改變時，對應(yīng)的電位器的分壓值也會發(fā)生相應(yīng)的變化，即一個電壓值對應(yīng)著一個被測酒精氣體濃度。當其表面吸附有被測氣體酒精分子時，表面導(dǎo)電電子比例就會發(fā)生變化，從而其表面電阻會隨著被測氣體濃度的變化而變化。MQ3型氣敏傳感器與電位器串聯(lián)構(gòu)成分壓電路，采樣點為電位器的分壓。MQ3的兩個B引腳也連接在一起，作為敏感體電阻的另一個電極。MQ3的加熱電阻兩端即H引腳接至+5V直流穩(wěn)壓電源，用于電阻絲對敏感體電阻的加熱。經(jīng)實驗的反復(fù)檢測，MQ3傳感器可以正常工作使用，對不同濃度的酒精溶液有不同的變化，響應(yīng)時間和恢復(fù)時間都正常，可以開始作信號采樣模塊電路的設(shè)計。移開小瓶過1分鐘左右后，A，B之間電阻恢復(fù)至大于120KΩ。加熱開始幾秒鐘后A，B之間電阻迅速下降至10KΩ以下，然后又逐漸上升至120KΩ以上后并保持著。圖3 MQ3靈敏度特性曲線檢測電路如圖4所示，當電源開關(guān)S斷開時，傳感器加熱電流為零，實測A，B之間電阻大于20MΩ。由于這種變化是可逆的，所以能重復(fù)使用。 MQ3型氣敏傳感器的敏感部分是由金屬氧化物（二氧化錫）的N型半導(dǎo)體微晶燒結(jié)層構(gòu)成。本設(shè)計中的酒精氣體傳感器采用河南漢威電子有限公司的MQ3型,它屬于MQ系列氣敏元件的一種。（3）配有人機接口軟件的中心監(jiān)測和控制系統(tǒng)。一個新型的氣體檢測系統(tǒng)應(yīng)該包括：（1）基于一種或幾種傳感技術(shù)的氣體傳感器。毒性氣體傳感器又稱為環(huán)境有毒有害氣體傳感器，主要用于檢測煙氣、尾氣、廢氣等環(huán)境污染氣體，雖然SnO2氣敏傳感器對CO，H2S等有毒有害氣體敏感，但應(yīng)用最多的仍是電解式化學(xué)傳感器。由于我國管道煤氣中H2含量很高，而氫敏元件較氧化碳元件價格低，靈敏度高，因此，用氫敏元件做城市管道煤氣泄露報警更為適宜。（2）CO和H2氣敏傳感器。酒精氣敏傳感器LM3914發(fā)光二極管ADC0809單片機數(shù)碼管圖1 系統(tǒng)總框圖 信號采集電路 氣體傳感器的選擇根據(jù)被檢測氣體的不同，氣敏傳感器可分為以下三類:（1）可燃性氣體氣敏傳感器。報警模塊是對設(shè)定值提供報警功能，該功能用發(fā)光二極管顯示。信號轉(zhuǎn)換模塊用來把采集到得模擬電壓信號轉(zhuǎn)換位可以用單片機處理的數(shù)字信號。由于單片機在執(zhí)行程序時人工是無法控制的，為了能夠調(diào)試程序，檢查硬件、軟件運行情況，這就需要借助某種開發(fā)工具模擬用戶實際的單片機，并且能隨時觀察運行的中間過程而不改變運行中有的數(shù)據(jù)性能和結(jié)果，從而進行模擬現(xiàn)場的真實調(diào)試。（4）一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)研、總體設(shè)計、硬件軟件設(shè)計、制版、元件安裝后，在系統(tǒng)的程序存儲器中放入編制好的應(yīng)用程序，系統(tǒng)即可運行。在確定軟硬件功能的基礎(chǔ)上，設(shè)計者的工作就開始涉及到具體的問題，如儀器的體積及與具體技術(shù)指標相對應(yīng)的硬件實現(xiàn)方案，軟件的總體規(guī)劃等。一旦總體方案確定下來，下一步的工作就是將該項目細化，即需明確哪些部分用硬件來完成，哪些部分用軟件來完成。工作的重點應(yīng)放在該項目的技術(shù)難度上，此時可參考這一方面更詳細、更具體的資料，根據(jù)系統(tǒng)的不同部分和要實現(xiàn)的功能，參考國內(nèi)外同類產(chǎn)品的性能，提出合理而可行的技術(shù)指標，編寫出設(shè)計任務(wù)書，從而完成系統(tǒng)總體方案設(shè)計。（2）系統(tǒng)總體方案的設(shè)計。進行這方面的工作，可參考國內(nèi)外有關(guān)資料，看是否有人進行過類似的工作。2 硬件電路設(shè)計與實現(xiàn) 單片機開發(fā)流程（1）可行性調(diào)研。用相同容量的塑料瓶配制好不同濃度的酒精溶液后，將它密封并放置一段時間，待其穩(wěn)定后再測量。測量樣品時，將探頭盡量放入塑料瓶內(nèi)，可以在一定程度上消除流動空氣的影響，同時應(yīng)選擇空氣流動較小的室內(nèi)環(huán)境來測量。一是外界環(huán)境流動空氣對傳感器的影響和對氣體樣品的稀釋，二是樣品的穩(wěn)定性對測量帶來的誤差，三是水蒸氣對測量的影響。通過多個樣品的測量確定多個濃度區(qū)間的轉(zhuǎn)換標準，并將每個區(qū)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系近似線性化處理，然后通過軟件編程的方法來實現(xiàn)。（2）軟件方面，標準的確定是該部分要做的主要工作。 本文主要研究工作本文以AT89S51單片機為核心，設(shè)計了用于測量酒精濃度的探測儀，主要研究工作包括以下3個方面。當然，最好的辦法是在車內(nèi)安裝這種測試儀，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，系統(tǒng)控制引擎無法啟動，這樣就可從根本上解決酒后駕車問題。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。隨著攝入酒精量的增加，選擇反應(yīng)錯誤率