【正文】 如下圖 圖 ADC0832 的轉(zhuǎn)換流程 在進(jìn)行工作時(shí)芯片的 CLK 口需要連接單片機(jī)的 口，只有通過(guò)單片機(jī)的 口，來(lái)自 MCU的時(shí)鐘信號(hào)向芯片輸入脈沖， CS接 ，并在開始工作時(shí)輸入低電平，直至工作結(jié)束。而且對(duì)于該實(shí)驗(yàn)中沒有的儀器也可以通過(guò)自己設(shè)計(jì)封裝，最后達(dá)到想要的結(jié)果。通過(guò)在單片機(jī)中拷入 .HEX 文件，上電即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真。在該軟件中可以自己進(jìn)行原理圖布局，使各個(gè)元件能夠緊湊整齊的分布，一目了然的觀察到各個(gè)模塊進(jìn)行工作的狀態(tài)。在該程序中也可以將編譯成功的文件生成 .HEX 文件 ，方便進(jìn)行仿真和測(cè)試。由于在學(xué)校學(xué)習(xí)的基本上是 C 語(yǔ)言的使用，所以 Keil 的編程對(duì)于我比較有優(yōu)勢(shì)。所以在這其中很多問(wèn)題都能在仿真中發(fā)現(xiàn)，并且想辦法解決。 LCD1602 的控制就需要根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)需求來(lái)完成，這一點(diǎn)可以根據(jù)查 LCD的指令功能表來(lái)完成。通過(guò)對(duì)需要進(jìn)行的功能的思考，不斷完善電路的設(shè)計(jì)。而聲光報(bào)警電路最好使用并聯(lián)方式，以防一條電路損壞倒是報(bào)警系統(tǒng)完全不能工作，而并聯(lián)凡是即使一條電路損壞于另一條電路并不影響。如圖 圖 P0 口的上拉電阻 報(bào)警設(shè)計(jì) 當(dāng)酒精濃度到了設(shè)定的值就需要發(fā)出警報(bào)提醒檢測(cè)人員超出了檢測(cè)設(shè)定值，來(lái)方便的判定是否酒后酒后駕車，所以可以使用 LED 燈加上一個(gè)蜂鳴器來(lái)完成聲光報(bào)警。 D0— D7，并行數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳，用來(lái)接收的 P0的 8個(gè) I/O 口 [15]。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的酒精濃度測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 這兩個(gè)端口由單片機(jī)控制讀寫和數(shù)據(jù)的接收，由于本方案 LCD1602 顯示數(shù)據(jù)，所以只用到了讀的功能。 RS 的兩個(gè)狀態(tài)為選擇命令和選擇數(shù)據(jù)，低為選擇命令，高為選擇數(shù)據(jù)。相比而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng) IC 上，因而耗電量比傳統(tǒng)顯示器也要小得多 [13]。而液晶顯示器通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)到顯示目的，即使屏幕加大，它的體積也不會(huì)成正比的增加，而且在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多 [12]。液晶顯示器突破了這一限制，給人一種全新的感覺。理論上，這會(huì)使色彩和定位都更加準(zhǔn)確完美。 (2)數(shù)字式接口 液晶顯示器都是數(shù)字式的，不像陰極射線管彩顯采用模擬接口。如下圖 圖 按鍵設(shè)置 液晶顯示設(shè)計(jì) 本方案 使用 LCD1602 來(lái)顯示數(shù)據(jù)，因?yàn)?LCD1602 與 51單片機(jī)相連有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： (1)顯示質(zhì)量高 由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不象陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新亮點(diǎn)。假設(shè)我們只有 A+B個(gè) I/O 口，如果使用獨(dú)立式鍵盤則也只有 A+B 個(gè)按鍵，而我們把 A 個(gè) I/O 接上 A個(gè)按鍵當(dāng)作行線，而另為 B個(gè) I/O 口接上 B 個(gè)按鈕當(dāng)作列線，一共則可以得到 A B個(gè)按鍵 [11]，可以大大增減按鍵數(shù)量。但是由于每一個(gè)按鍵都必須接上一個(gè) I/O 口，在按鍵較少的情況下還是能夠使用足夠的 I/O 口，但是如果一旦按鍵變得比較多的話，單片機(jī)就不會(huì)有足夠的 I/O 口來(lái)供按鍵使用，所以一般這是就會(huì)使用行列式結(jié) 構(gòu)。這種獨(dú)立式鍵盤可以連接上拉電阻或者是下拉電阻，這并不影響數(shù)據(jù)的讀取，只需要判讀輸入口的電平。如下圖 圖 A/D 轉(zhuǎn)換器 按鍵設(shè)計(jì) 按鍵設(shè)置主要分為獨(dú)立式和行列式（矩陣式）兩種。反之重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的酒精濃度測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 芯片要工作時(shí)， CS 必須要給低電平，直到工作結(jié)束。 CS 表示使能端，當(dāng)需要芯片工作時(shí)不要把它置為低電平，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候芯片禁用 [10]。 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0832 一共有 8端口，與單片機(jī)連接的則一般只有 4個(gè)端口，為 CS、 CLK、 DO、DI。 在使用過(guò)程中最主要的是需要通過(guò)它檢測(cè)的電壓得到酒精的濃度，這其中有一個(gè)關(guān)系，電壓每升高 1V時(shí)，相應(yīng)的氣體濃度就會(huì)升高 200ppm。 MQ3 作為一款酒精傳感器是有自己的特點(diǎn)的，首先是測(cè)試氣體是比較靈敏的，而且在響應(yīng)方面具有快速反應(yīng)性。 MQ3 酒精傳感器 MQ3 是現(xiàn)在使用的酒精傳感器，它是一個(gè)電阻傳感器，檢測(cè)的酒精濃度是以電信號(hào)傳送出去的。 數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)的采集由 MQ3 酒精傳感器完成，傳感器得到的數(shù)據(jù)是電子信號(hào)，必須通過(guò)放大，濾波，采集，轉(zhuǎn)換才能被 MCU 識(shí)別和處理。而且由于 RESET 變?yōu)榈停詥纹瑱C(jī)復(fù)位。 上電復(fù)位 上電復(fù)位時(shí)使 RESET 處于高電平，而且保持高電平一段時(shí)間。 復(fù)位電路如圖 圖 復(fù)位電路 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的酒精濃度測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 手動(dòng)按鈕復(fù)位 手動(dòng)復(fù)位不同于上電復(fù)位，但是原理都是使 RST 得到高電平，所以應(yīng)該在這上面即一個(gè)高電平。一般來(lái)說(shuō) 如果在 RST 引腳得到一個(gè)高電平，并且這個(gè)高電平維持的時(shí)間在兩個(gè)機(jī)器周期以上，那么 CPU 就會(huì)相應(yīng)這個(gè)指令，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位 [9]。復(fù)位后不管是 CPU 還是各部件都處于確定的初始狀態(tài)，它們會(huì)再次從這個(gè)初始狀態(tài)工作。 本方案采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。 方式二：外部時(shí)鐘方式 如果采用外部時(shí)鐘方式，此時(shí)要把 XTAL1 接到外部始終提供電路， XTAL2 接地。電容的選擇根據(jù)需要的振幅來(lái)決定，晶振則一般為 12MHZ。通過(guò)振蕩電路就可以形成時(shí)鐘信號(hào)。但片中 C1 和 C2 就是振蕩電路中的電容，它們的 取值范圍 根據(jù) 晶振的種類及頻率 來(lái)確定 。 單片機(jī)必須在時(shí)鐘信號(hào)的作用下以節(jié)拍方式工作， 所以需要一個(gè)電路來(lái)提供準(zhǔn)確的時(shí)鐘信號(hào) [7]。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的酒精濃度測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 3 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)由晶振電路和復(fù)位電路構(gòu)成。相關(guān)的設(shè)計(jì)都是圍繞它們的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，每一個(gè)模塊都有一個(gè)具體的功能，這些功能都相互連接才能達(dá)到設(shè)計(jì)目的。轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32μ ，而其中改變通道功能的選擇的是 DI輸入端口。 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用） ADC0832 是一個(gè)擁有 8位分辨率的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，分辨率根據(jù)其使用要求最多可達(dá) 256 級(jí)。 CLK 芯片時(shí)鐘輸入。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的酒精濃度測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 芯片如圖 圖 芯片引腳圖 芯片接口說(shuō)明： 轉(zhuǎn)換時(shí)間由具體的使用方式確定，一般在 32μ S左右 [5]。在工作時(shí)需要提供5V的輸入電壓。 寫 RAM指令 把 D0D7 的數(shù)據(jù)寫入 RAM中，用戶自定義的字符則寫入 CGRAM 讀 RAM指令 從 RAM讀取 D0D7 的數(shù)據(jù) 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的酒精濃度測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 ADC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換 ADC0832 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯，用來(lái)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，將電信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)。 I/D=0，光標(biāo)或閃爍向左移動(dòng)， AC 減少 1， S整個(gè)顯示移動(dòng) 光標(biāo)或顯示移位指令 如果沒有讀寫指令，光標(biāo)會(huì)根據(jù)指示左右移動(dòng) 功能設(shè)定 [DL=0/1： 4/8 位數(shù)據(jù) ],[N=0/1,單行 /雙行顯示 ],[F=0/1,5*8/5*10 點(diǎn)陣顯示模式 ] 設(shè)置 CGRAM地址 CGRAM地址設(shè)置指令設(shè)置 CGRAM地址指針 , 設(shè)定 DDRAM地址 DDRAM地址設(shè)置指令設(shè)置 DDRAM地址 讀忙標(biāo)志和地址 當(dāng) BF=1 時(shí)模塊不接受任何外部指令。里面字符對(duì)應(yīng)有一個(gè)代碼，這個(gè)代碼在編程中可以寫入來(lái)在顯示器上表示。 內(nèi)含復(fù)位電路 有 80 字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 DDRAM 內(nèi)建有 192 個(gè) 5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM 8個(gè)可由用戶自定義的 5X7 的字符發(fā)生器 CGRAM 特征應(yīng)用 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的酒精濃度測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 在低電壓下即可工作，功耗低使用于各種小型設(shè)備，而且體積不大，方便使用。 15：腳背光正極 16：腳背光負(fù)極。 第 6 腳： E 為使能端，想要讀取數(shù)據(jù)時(shí)需要令它為高電平，這個(gè)時(shí)候使能激活；在跳變到低電平是，則開始執(zhí)行數(shù)據(jù) 。管腳如下圖 圖 LCD1602 管 腳圖 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中： 第 1 腳： GND為電源地 第 2 腳： VCC接 5V 電源正極 第 3 腳： V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，當(dāng) RS 不同時(shí)選擇的寄存器也不一樣，數(shù)據(jù)寄存器的選擇指令是使 RS得到高電平；要選擇指令寄存器時(shí)則相反，使它為低電平。這是它的優(yōu)點(diǎn)，但它的缺點(diǎn)就是由點(diǎn)陣形成的字符位的點(diǎn)陣并不多，無(wú)法很好的表現(xiàn)圖形。 LCD1602 液晶顯示 LCD1602 的中文名字是工業(yè)字符型液晶，作為廣泛應(yīng)用的顯示器，它的后綴 1602表示的是 16x02，非常簡(jiǎn)單的解釋了它的功能是顯示 16 列的 2行字符。 89C51 的最小系統(tǒng)中就要有晶振構(gòu)成，晶振連接在引腳 XTAL1 和 XTAL2 上，共同構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器。 (12)中斷： 89C51 共有 6 個(gè)中斷向量 :分為 INT0 和 INT1 的是外部中斷，主要是處理外部引起的中斷；還有 3個(gè)定時(shí)器中斷 0， 1， 2，在編程內(nèi) 部設(shè)置的中斷由定時(shí)中斷處理；最后還有一個(gè)串行口中斷，如果需要外部信息中斷時(shí)，它就發(fā)揮作用了。 (11)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： 89C51 是由一個(gè)內(nèi)部 RAM 的，作為數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)的地方。 (9)XTAL1:振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 (7)RST:復(fù)位輸入。 (6)P3 口 :P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口。有上拉電阻即還在端口給高電平，內(nèi)部上拉電阻便會(huì)激活，這樣就可以作為輸入端使用。也同樣的可以作為輸入口使用，對(duì)輸入口使用時(shí)需要對(duì)端口寫高電平，內(nèi)部就會(huì)自動(dòng)的高。在作為輸入端口使用時(shí)這 8個(gè)口則通過(guò)時(shí)間不同分為地址總線和數(shù)據(jù)總線，當(dāng)被激活需要使用時(shí)，內(nèi)部會(huì)拉 上上拉電阻。封裝如圖 圖 PLCC 和 PDIP 封裝圖 89C51 單片機(jī)的引腳有很多功能，需要了解其基本使用方法： (1)VCC:表示的是該芯片的電源接入，沒有電源就無(wú)法啟動(dòng) (2)GND:這是整個(gè)芯片的接地端 (3)P0 口：是地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，它的每一個(gè)端口都是漏極開路型雙向 I/O口 ,共有 8 個(gè)端口。這個(gè)單片機(jī)的工作要求電壓是 。片內(nèi)含有 Flash 程序存儲(chǔ)器、 SRAM、 UART、 SPI、A\D、 PWM 等模塊。它不但有一個(gè)異步通信口還有 3個(gè) 16 位的定時(shí)器 [2]。這種單片機(jī)有兩種機(jī)器周期：一種是 6時(shí)鐘型的，一種是 12 時(shí)鐘型的。按鍵和時(shí)鐘作為人為控制單片機(jī)操作的模塊，改變報(bào)警的上限和時(shí)間顯示 [1]。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的酒精濃度測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 2 總體方案設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)主要通過(guò)使用 MQ3 酒精傳感器來(lái)測(cè)試酒精濃度，它將測(cè)試得到的電子信號(hào)傳送給數(shù)模轉(zhuǎn)換器 ADc0832，由此將電子信號(hào)換為數(shù)字信號(hào)傳回單片機(jī) 89c51。 酒精濃度檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)內(nèi)容 酒精的測(cè)試設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面：基于 89c51單片機(jī)的控制，基于 ADC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換， LCD1602 的液晶顯示。 (4)當(dāng)人飲酒后會(huì)因?yàn)榫凭a(chǎn)生麻痹作用，往往容易過(guò)高估計(jì)自己的能力， 對(duì)于本來(lái)自身不能做到的事情產(chǎn)生盲目自。 (2)人在飲酒后會(huì)因?yàn)榫凭饔檬艿铰楸?，判斷力?huì)比正常情況弱很多，對(duì)燈光和聲音的刺激會(huì)延長(zhǎng)，不能很好的協(xié)調(diào)身體的動(dòng)作，無(wú)法正常判斷車距和速度。 酒 后駕駛會(huì)產(chǎn)生的危害 (1)