【正文】 (導(dǎo)通 )狀態(tài) ， 故 RST 腳的電壓與 VCC 相同 。 實(shí)際應(yīng)用中 ， 復(fù)位操作有兩種基本形式 ： 一種是上電復(fù)位 ， 另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位 。 因此 ， 任何單片機(jī)在開始工作前 ， 都必須進(jìn)行一次復(fù)位過程 ， 使單片機(jī)處于一種確定的狀態(tài) 。 晶振電路和復(fù)位電路 如下圖 32 所示 ： 圖 32 晶振電路與復(fù)位電路 單片機(jī)開始工作的時(shí)候 ， 必須處于一種確定的狀態(tài) ， 否則 ， 不知哪是第一條程序和如何開始運(yùn)行程序 。 對(duì)于CHMOS 工藝的單片機(jī) ， 外部時(shí)鐘要由 XTAL1 端引入 ， 而 XTAL2 端應(yīng)懸空 。 內(nèi)部時(shí)鐘方式即在單片機(jī)的外部接一個(gè)晶振電路與單片機(jī)里面的振蕩器組合作用產(chǎn) 生時(shí)鐘脈沖信號(hào) 。 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來為單片機(jī)芯片內(nèi)部各種微操作提供時(shí)間基準(zhǔn) 。 測(cè)試儀進(jìn)行氣體檢測(cè)的基本步驟是單片機(jī) 先 采集酒精傳感器的響應(yīng)信號(hào) ，然后 進(jìn)行轉(zhuǎn)換 ， 儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器中 ，最后 單片機(jī)通過特定的算法進(jìn)行氣體濃度的識(shí)別 ， 同時(shí)將分析的值與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比 ， 對(duì)超出設(shè)定值進(jìn)行報(bào)警 ， 并且將結(jié)果輸出到 LED顯示屏幕上 [8]。 1602 液晶顯示屏采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口 ， 其中各接口的功能如 上 表 21 所示 ： 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)酒精濃度檢測(cè)儀的硬件設(shè)計(jì)部分 ， 首先 ， 我們必須了解它的硬件設(shè)計(jì)原理其次 ， 需要弄清楚它的總體構(gòu)成及具體的外圍電路最后 ， 根據(jù)其原理框圖和具體的 外圍電路得到完整的硬件總電路圖 。 這種訪問方式 既 不占用存儲(chǔ)器空間 ， 接口電路 又 與時(shí)序 無關(guān)，其時(shí)序徹底地靠軟件編程實(shí)現(xiàn) [7]。 直接訪問方式是把液晶模塊 當(dāng)作 存儲(chǔ)器或 I/O 設(shè)北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 備直接接在單片機(jī)的總線上 ， 單片機(jī)以訪問存儲(chǔ)器或 I/O 設(shè)備的方式操作液晶顯示模塊的工作 。 發(fā)現(xiàn)一種 ATMEL(激光印字 )以及 XICOR 牌號(hào)的 24C02 具有全面的符合 I2C 總線協(xié)議的功能 ， 而有些牌號(hào) 24C02 要么沒有 WP 引腳保護(hù)功能 ， 要么沒有器件地址功能 (即 2 片 24C02 不能共用一個(gè) I2C 總線 )有些甚至兩種功能均無 ， 所以說一些同樣功能型號(hào)的電子器件在兼容性上往往會(huì)帶來意想不到的問題 ， 值得引起注意 。 串行 E2PROM 是基于 I2CBUS 的存儲(chǔ)器件 ， 遵循二線制協(xié)議 ， 由于其具有接口方便 ， 體積小 ， 數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點(diǎn) ， 在儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)化控制中得到大量的應(yīng)用 。 ADC0832 模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換、輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容、 5V 電源供電時(shí)輸入電壓在 0～ 5V 之間、工作頻率為250KHZ、轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32 微秒、一般功耗僅為 15MW 等優(yōu)點(diǎn) ， 適合本系統(tǒng)的應(yīng)用 ，所以我們采用 ADC0832 為模數(shù)轉(zhuǎn)換器 [5]。 逐次逼近型是將采樣信號(hào)和已知電壓不斷進(jìn)行比較 ， 一個(gè)時(shí)鐘周期完成 1 位轉(zhuǎn)換 ， 依次類推 ， 轉(zhuǎn)換完成后 ， 輸出二進(jìn)制數(shù) 。 由于逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換具有速度 ， 分辨率高等優(yōu)點(diǎn) ， 而且 采用這種方法的 ADC 芯片成本低 ， 所以我們采用逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 。為了使測(cè)量的精確度達(dá)到最高，誤差最小，需要找到適宜的溫度，一般在測(cè)量之前將傳感器預(yù)熱 5 分鐘。 二者之間的關(guān)系表述為 ： RS/RL=(VCVRL)/VRL， 其中 VC 為回 路電壓 ， 10V 負(fù)載電阻 RL可調(diào)為 ～ 200K， 加熱電壓 Uh為 5V。其中 信號(hào)輸出回路 能比較精準(zhǔn)的檢測(cè)出 傳感器表面電阻 值 的變化 。 本系統(tǒng)選擇 MQ3 型酒精傳感器 ， MQ3 酒精傳感器是氣敏傳感器 ， 其具有很高的靈敏度、良好的選擇性、長(zhǎng) 久 的使用 時(shí)間 和可靠 的 穩(wěn)定性 的特點(diǎn)。 主要性能參數(shù) ： (1) 8K 字節(jié)可重擦寫 FLASH 閃存存儲(chǔ)器 (2) 1000 次寫 /擦循環(huán) (3) 時(shí)鐘頻率 ： 0Hz— 24MHz (4) 三級(jí)加密存儲(chǔ)器 (5) 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM (6) 32 個(gè)可編程 I/O 口線 (7) 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 (8) 5 個(gè)中斷源 (9)可編程串行 UART 通道 (10)低功耗的空閑和掉電模式 (11)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 [4] 傳感器 本系統(tǒng)直接測(cè)量的是呼氣中的 酒精濃度，再轉(zhuǎn)換為血液酒精含量濃度。 STC 單片機(jī)有 PDIP、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式 ， 以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求 。 空閑方式停止 CPU 的工作 ， 但允許 RAM， 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ， 串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作 。 89C51 能夠 按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ， 也 能夠 在線編程 。 單片機(jī)的選擇 我們選擇單片機(jī) STC89C51 為控制核心 ， 主要基于考慮 STC89C51 具有 低價(jià)高速 ， 高可靠強(qiáng)抗靜電 ， 強(qiáng)抗干擾 的特點(diǎn)。 進(jìn)行氣體檢測(cè)的基本步驟是信號(hào)采集處理、聲光報(bào)警電路以及 顯示、鍵盤、 PC 接口電路測(cè)試 。 因此要求系統(tǒng)配備完善的模擬量和數(shù)字量輸入輸出通道和完善的中斷系統(tǒng)和處理功能 。 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 硬件設(shè)計(jì)部分主要包括 ： MCU、 A/D、 LCD、外圍擴(kuò)展數(shù)據(jù) RAM 等芯片的選擇 。 現(xiàn)在大多都是 對(duì) 氣體濃度或液體濃度的 單一檢測(cè) ， 最好是能解決一個(gè)檢測(cè)儀 能同時(shí)對(duì)酒精的氣體和液體兩種狀態(tài)下的檢測(cè)。為了得到準(zhǔn)確的濃度數(shù)值 ， 在 LED 顯示酒精濃度數(shù)值上應(yīng)實(shí)現(xiàn)普及 。 酒精濃度檢測(cè)儀現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 如今的酒精濃度檢測(cè)儀都是采用可替代吹管 ， 酒精儀從傳統(tǒng)的機(jī)械檢測(cè)或酒精計(jì)到現(xiàn)在的利用傳感器和單片機(jī)核心技術(shù)的酒精濃度檢測(cè)儀 是 在技術(shù)上是一大突破 ， 提高了檢測(cè)酒精的精確度 ，社會(huì)公共安全 系數(shù) 也大大的提高。 與半導(dǎo)體型 的 相比 ， 燃料電池型 呼氣酒精 檢測(cè)儀有很多優(yōu)勢(shì)，即 穩(wěn)定性好 ， 精度高 ，抗干擾性好 。 燃料電池 作為一種發(fā)電裝置，它的原理是 將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能 。 關(guān)鍵詞 ： 酒精濃度傳感器， 單片機(jī)， 數(shù)模轉(zhuǎn)換 ， 硬件設(shè)計(jì)， 報(bào)警 ABSTRACT V ABSTRACT In recent years, along with our country economy development, more and more private cars have e into the vision. While drunk driving traffic accidents caused by the paper used for public inspection and overrun with the functions of alcohol concentration intelligent tester. Design scheme based on 89C51 and MQ3 alcohol concentration sensor, the system will be the first sensor output signal through the A/D converter circuit after treatment, then the MCU data processing, and finally by LCD display alcohol leel. Thus told people in the safety of reasonable driving can drive. Refined over a large number of experiments, using the alcohol concentration test instrument than traditional mechanical detector or alcohol gauge, extended simple, accurate and convenient, good reliability, high precision, strong control function, to go beyond threshold alarm, intuitive and based on SCM alcohol concentration monitor research for social public security increase of great value. Keywords: Alcohol, concentration sensor, microcontroller analogtodigital conversion , hardware design, alarm目錄 VI 目 錄 1 引 言 1 酒精濃度檢測(cè)儀的背景