【正文】 佳工作電壓 字符尺寸 （WXH）mm接口信號說明如表 23 所示。 顯示電路顯示部分采用 SMC 1602 液晶屏進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，LCD1602 每行可以輸出 16 個字符，可以顯示兩行，故稱 1602，它不帶中文字庫，故只能顯示數(shù)字、字母和普通字符。這種單片機(jī)有 32kB Flash，其中部分可以作為 EEPROM 使用；有 1280Bytes RAM，其中 256Bytes 是基本 RAM，其他是擴(kuò)展 RAM，需要采用外部 RAM 方式訪問；有 2 路 10 位 ADC，可以簡化外部硬件；多組 PWM 輸出，可以免除外部 DAC；有上電復(fù)位電路和看門狗，可以大大降低最簡系統(tǒng)成本和體積單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 ：8 / 42圖 單片機(jī)系統(tǒng)原理圖圖 中，按鍵 K2 和 K3 為醉酒閾值調(diào)整鍵，其中 K2 為“增加”，K3 為“減小”按鍵。AOUT 為 MQ3 傳感器模塊輸出的檢測電壓信號，送入 ADC7 端口進(jìn)行處理，DOUT 為傳感器模塊輸出的數(shù)字電平信號，該信號可以根據(jù)乙醇?xì)怏w濃度直接輸出報警信號，報警閾值通過模塊上的電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于此芯片集成了 AD 轉(zhuǎn)換器，所以傳感器輸出的信號可以直接接單片機(jī)，不需用再進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換 [2]。本設(shè)計選用宏晶公司高性能單片機(jī) STC12C5A32AD，其實(shí)物和管腳如圖 和 所示。它包括中央處理器 CPU，隨機(jī)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。 (4) 模擬量輸出 0~5V 電壓，濃度越高電壓越高。(3) TTL 輸出有效信號為低電平。(1) 具有信號輸出指示。然后，ADC 對模擬信號進(jìn)行數(shù)字化，并把數(shù)字信號送到 MCU 或其他數(shù)字器件，以便用于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理。模擬傳感器可測量很多物理量，如溫度、壓力、光強(qiáng)等...6 / 42但由于傳感器信號不能直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，這是因為傳感器輸出是相當(dāng)小的電壓、電流或電阻變化，因此，在變換為數(shù)字信號之前必須進(jìn)行調(diào)理。 (a) 管腳圖 (b) 測試電路圖 MQ3 乙醇?xì)怏w傳感器管腳及測試電路4 MQ3 乙醇?xì)怏w傳感器及其調(diào)理電路,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(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換和處理。其技術(shù)特點(diǎn)為：(1) 對乙醇蒸汽有很高的靈敏度和良好的選擇性(2) 快速的響應(yīng)恢復(fù)特性(3) 長期的壽命和可靠的穩(wěn)定性MQ3 氣體傳感器閾值比較 外部 EEPROM酒精濃度顯示 過閾報警傳感器模塊單片機(jī)模塊4 / 42(4) 簡單的驅(qū)動回路1 主要技術(shù)指標(biāo)如表 21：表 21 MQ3 主要技術(shù)指標(biāo)2 MQ3 乙醇?xì)怏w傳感器靈敏度曲線如圖 所示，其傳感原理為氣敏電阻的輸出阻值隨乙醇?xì)怏w等濃度變化而變化。(2) 使用 LCD 顯示器來顯示酒精濃度和輸入的相關(guān)信息器；3 / 42（3）采用 STC12C5A32AD 芯片進(jìn)行電路的總控制和檢測。從而使得傳感器的輸出范圍符合 STC12C5A32AD 的范圍。本次設(shè)計需要研究解決的問題是： (1)傳感器電路的設(shè)計。因為原始的采樣值是一個間接的負(fù)載分壓值，需要將它轉(zhuǎn)化為被測酒精濃度值。(1)硬件電路方面，對氣體傳感器 MQ3 按檢測電路，接上一定阻值的負(fù)載電阻，檢測它的技術(shù)參數(shù)，確定 MQ3 所接負(fù)載電阻的大小，完成信號采樣電路的設(shè)計；采樣到的模擬電壓電信號通過 A/D 轉(zhuǎn)換，得到可供單片機(jī)處理的數(shù)字信號，再由單片機(jī)作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理；發(fā)光二極管報警顯示。經(jīng)過理論分析以及實(shí)際檢驗，產(chǎn)品的工作性能良好。如果所檢測到的空氣中的酒精濃度超過了所設(shè)定的閥值，那么單片機(jī)將會控制 LED 燈點(diǎn)亮來報警，來提示其已經(jīng)超過設(shè)定值，起到報警作用。酒精濃度的的采集是應(yīng)用 MQ3 型酒精傳感器，它將檢測到的酒精濃度轉(zhuǎn)化為電信號，然后將電信號傳送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，本設(shè)計中模數(shù)轉(zhuǎn)換器集成在STC12C5A32AD 芯片中，單片機(jī)對所輸入的數(shù)字信號進(jìn)行分析處理，最后將分析處理的結(jié)果通過顯示器顯示出來。本課題的選題難度適中，能夠?qū)?yīng)用電子技術(shù)專業(yè)學(xué)習(xí)的專業(yè)課程有較為全面的應(yīng)用與掌握，同時也與自己的專業(yè)能力符合。在設(shè)計中綜合應(yīng)用了大學(xué)期間所學(xué)習(xí)的《模擬電子產(chǎn)品的安裝與測試》、《數(shù)字電子產(chǎn)品的安裝與測試》以及《電子產(chǎn)品的安裝與調(diào)試》等多門專業(yè)課程。在設(shè)計中力求以最簡單的電路來可靠完成測量系統(tǒng)的功能。采用 C 語言來實(shí)現(xiàn)其軟件功能。 本課題對于專業(yè)知識的綜合應(yīng)用情況本課題主要研究的是以單片機(jī)、氣敏傳感器和顯示器為主，能夠?qū)崟r檢測空氣中的酒精濃度，并且具有報警功能的酒精濃度檢測儀。但是由于燃料電池酒精傳感器的結(jié)構(gòu)要求非常精密，制造難度相當(dāng)大，目前只有美國、英國、德國等少數(shù)幾個國家能夠生產(chǎn)，加上材料成本高，因此價格相當(dāng)昂貴，是半導(dǎo)體酒精傳感器的幾十倍。燃料電池酒精傳感器采用貴金屬白金作為電極，在燃燒室內(nèi)充滿特種催化劑，使進(jìn)入燃燒室內(nèi)的酒精充分燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，也就是在兩個電極上產(chǎn)生電壓，電能消耗在外接負(fù)載上，此電壓與進(jìn)入燃燒室內(nèi)氣體的酒精濃度成正比。但由于價格和使用方便的原因，目前常用的只有燃料電池型（電化學(xué)型）和半導(dǎo)體型兩種。由于傳感器在各個領(lǐng)域都有著舉足輕重的作用，因此，高精度，高可靠性，微型化，微功耗無源化和智能數(shù)字化成為其發(fā)展方向 [11]。本設(shè)計就是希望能夠設(shè)計出這樣一款產(chǎn)品，以滿足社會的需要。傳統(tǒng)的抽血測量具有時效性差、不方便等多方面的缺點(diǎn)?，F(xiàn)如今，由于人們安全意識增強(qiáng)，對環(huán)境安全性和生活舒適性要求的提高，再加上氣體傳感器向低功耗、多功能、集成化方向的發(fā)展，因此，酒精濃度檢測儀具有十分廣闊的現(xiàn)實(shí)市場。 ......................................................195 酒精濃度檢測儀的焊接與調(diào)試 ..........................................19 酒精濃度檢測儀的焊接 ..............................................19 酒精濃度檢測儀的實(shí)物調(diào)試 ..........................................22 酒精檢測儀程序下載調(diào)試 ............................................23結(jié) 論 .................................................................27致 謝 .................................................................28參 考 文 獻(xiàn) ............................................................29附錄 ： C 程序 .........................................................300 / 421 緒論 本課題研究的背景以及現(xiàn)實(shí)意義為了防止駕駛?cè)藛T酒后駕車，現(xiàn)場隨時對人體呼吸中酒精含量進(jìn)行檢測已成為一種必要，酒精檢測儀逐漸得到廣泛的應(yīng)用和青睞。實(shí)物的調(diào)試結(jié)果表明，本設(shè)計能夠成功地實(shí)現(xiàn)酒精濃度的檢測。0 / 42酒精濃度檢測器 為了能實(shí)現(xiàn)酒精濃度的檢測,本論文以 STC12C5A32AD 作為核心控制芯片，進(jìn)行了酒精濃度檢測儀的設(shè)計與制作。論文詳細(xì)地敘述了系統(tǒng)電路的工作原理并對核心控制芯片 STC12C5A32AD 作出了介紹，以及對各核心器件的工作原理和在電路中的主要作用進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并闡述了應(yīng)用 Protel 實(shí)現(xiàn)電路原理圖的繪制及 PCB 設(shè)計過程，最終對實(shí)物調(diào)試情況進(jìn)行了介紹。[關(guān)鍵詞] 檢測 酒精濃度 酒精傳感器 PCB STC12C5A32AD AT24C04 Title Alcohol concentration detector AbstractIn order to achieve the detection of alcohol concentration，In this thesis, The design and production of the alcohol concentration detector regard STC12C5A32AD as the core control chip, The paper describes in detail the working principle of the system circuit and introduces the core control chip STC12C5A32AD. Described in detail as well as the core of the device working principle and the main role in the circuit. And described the application Protel circuit schematic drawing and PCB design process, Ultimately the physical debugging situation was introduced. The physical of debugging results indicate that the present design is able to successfully achieve detection of the alcohol concentration.[Key words]: Detect Alcohol concentration Alcohol sensor PCB STC12C5A32AD AT24C04 / 42目 次1 緒論 .................................................................1 本課題研究的背景以及現(xiàn)實(shí)意義 .......................................1 本課題的研究概況及發(fā)展趨勢綜述 .....................................1 本課題對于專業(yè)知識的綜合應(yīng)用情況 ...................................22 酒精濃度檢測儀電路的工作概述以及原理分析 .............................3 酒精濃度檢測儀電路的工作概述 .......................................3 需要解決的問題及擬采用的研究手段 ...................................3 系統(tǒng)硬件電路總體結(jié)構(gòu)框圖 ...........................................4 各部分單元電路介紹 .................................................4 其它外圍電路 ......................................................11 酒精檢測儀總體電路原理圖 ..........................................133 PROTEL 硬件開發(fā)軟件 .................................................15 PROTEL 軟件組成 ..............