【正文】 420MHz 時鐘 ：外部晶體或內(nèi)部 RC 振蕩器可選，在 ISP 下載編程用戶程序時設置 8/16/20/32/40/48/52/56/60/62K 字節(jié)片內(nèi) Flash 程序存儲器，擦寫次數(shù) 10 萬次以上 1280 字節(jié)片內(nèi) RAM 數(shù)據(jù)存儲器 芯片內(nèi) EEPROM 功能 ,擦寫次數(shù) 10 萬次以上 1 ISP / IAP，在系統(tǒng)可編程 / 在應用可編程 ,無需編程器 / 仿真器 1 8 通道 ,10 位高速 ADC，速度可達 25 萬次 / 秒 ,2 路 PWM 還可當 2 路 D/A 使用 1 2 通道捕獲 / 比較單元（ PWM/PCA/CCP）， 也可用來再實現(xiàn) 2 個定時器或 2 個外部中斷（支持上升沿 / 下降沿中斷） 1 4 個 16 位定時器，兼容普通 8051 的定時器 T0/T1,2 路 PCA 實現(xiàn) 2 個定時器 1可編程時鐘輸出功能， T0 在 輸出時鐘， T1 在 輸出時鐘 ,BRT 在 輸出時鐘 1硬件看門狗（ W D T ） 1高速 SPI 串行通信端口 1全雙工異步串行口 (UART),兼容普通 8051 的串口 1先進的指令集結構，兼容普通 8051 指令集，有硬件乘法 / 除法指令 通用 I/O 口（ 36/40/44 個），復位后為： 準雙向口 / 弱上拉（普通 8051 傳統(tǒng) I/O 口） 可設置成四種模式：準雙向口 / 弱上拉，推挽 / 強上拉，僅為輸入 / 高阻，開漏 2每個 I/O 口驅動能力均可達到 20mA，但整個芯片最大不得超過 100mA STC12C5A16AD的 引腳說明 ： 單片機采用 40 引腳的雙列直插封裝方式。在訪問外部存儲器時，它是分時多路轉換的地址 (低 8 位 )和數(shù)據(jù)總線，在訪問期間激活了內(nèi)部的上拉電阻。在 EPROM編程和程序驗證時，它接收低 8 位地址。在訪問外部存儲器時，它送出高 8位地址。 （ 4） P3 口（ ～ ） 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在對 EFROM 編程和程序驗證期間，它接收高 8位地址。當傳感器所處環(huán)境中存在酒精蒸汽時，傳感器的電導率隨空氣中酒精氣體濃度的增加而增大。 MQ3 氣體傳感器對酒精的靈敏度高，可以 抵抗汽油、煙霧、水蒸氣的干擾。 其主要 用于機動車駕駛人員及其他嚴禁酒后作 業(yè)人員的現(xiàn)場檢測；也用于其他場所乙醇蒸汽的檢測。0. 2V AC or DC RL 負載電阻 可調(diào) RH 加熱電阻 31Ω177。 2℃ Vc:177。5% Vh: 5 .0V177。 在不同溫濕度的條件下，變化如圖 310，因此在使用此類型氣敏元件時，靈敏度 的調(diào)整是很重要的。 Rs: 不同溫度，濕度下， 200ppm 的乙醇蒸汽中 元件電阻。 AT24C02 是一個 2K 位串行 CMOS EEPROM， 內(nèi)部含有 256 個 8 位字節(jié)，CATALYST 公司的先進 CMOS 技術實質上減少了器件的功耗。該器件通過 IIC 總線接口進行操作，有一個專門的寫保護功能。任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，通過器件地址輸入端 A0、 A1和 A2可以實現(xiàn)將最多 8個 AT24C02 器件連接到總線上。 24C02 在一個總線上最多可尋址 8個 2K器件， A0、 A A2內(nèi)部必須 A1 器件 地址 輸入 2 連接。這些輸入腳用于多個器件級聯(lián)時設置器件地址，當這些腳懸空時默認值為 0。如果只有一個 AT24C02 被總線尋址，這三個地址輸入腳（ A0、 A A2 ）可懸空或連接到 Vss，如果只有一個 AT24C02 被總線尋址這三個地址輸入腳（ A0、 A A2 ）必須連接到 Vss。 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）。在 SCL 輸入時鐘信號的上升沿將數(shù)據(jù)送入， EEPROM 器件 ,并在時鐘的下降沿將數(shù)據(jù)讀出。當 WP 管腳連接到 Vss 或懸空允許器件進行正常的讀 /寫操作。 SDA 引腳的數(shù)據(jù)應在 SCL 為低時變化；當數(shù)據(jù)在 SCL 為高時變化，將視為下文所述的一個起始或停止命令。 停止命令 當 SCL 為高， SDA 由低到高的變化被視為停止命令，在一個讀操作后，停止命令會使 EEPROM 進入等待態(tài)低功耗模式。每收到一組 8 位的數(shù)據(jù)后， EEPROM 都會在第 9 個時鐘周期時返回應答信號。收到該應答信號后， EEPROM 會繼續(xù)輸出下一組 8 位的數(shù)據(jù)。 等待模式 24C02 特有一個低功耗的等待模式。(b)收到停止位并且結束所有的內(nèi)部操作后。 AT24C02 工作時總線各個時序圖如下： 1）寫周期時序圖 圖 35 寫周期時序圖 2）數(shù)據(jù)有效時序圖 圖 36 數(shù)據(jù)有效時序圖 3）起始與停止時序圖 圖 37 起始與停止時序圖 LCD1602 顯示模塊 1602 字符型 LCD 通常有 14條引腳線或 16條引腳線的 LCD，多出來的 2條線是背光電源線。 LCD1602 顯示模塊 技術參數(shù)： 1602 液晶顯示屏采用標準的 16 腳接口，其中各接口的功能如下表（ 24）所示： 引腳 引腳名 電平 輸入 /輸出 引腳說明 號 1 VSS 電源地 2 VDD 電源正極 (+5V) 3 VL 液晶顯示偏壓信號 4 RS 0/1 輸入 數(shù)據(jù) /命令選擇端， 0：輸入指令，1：輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 讀 /寫選擇端， 0：向 LCD 寫入指令或數(shù)據(jù)， 1：從 LCD 讀取信息 6 E 1→ 0 輸入 使能信號， 1時讀取信息， 1→ 0(下降沿 )執(zhí)行指令 7 D0 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 (最低位 ) 8 D1 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 9 D2 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 10 D3 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 11 D4 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 12 D5 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 13 D6 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 14 D7 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 (最高位 ) 15 BLA +VCC LCD 背光電源正極 16 BLK 接地 LCD 背光電源負極 表 24 LCD1602 的 16管腳功能 第 1腳： VSS 為地電源。 第 3腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會使屏幕顯示不清晰，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 第 5腳： R/W 為讀寫選擇端，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 第 6 腳 ： E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 15 腳：背光源正極。其中， DDRAM：顯示數(shù)據(jù) RAM，用來寄存待顯示的字符代碼； CGROM：字符發(fā)生存儲器； CGRAM：用戶自定義的字符圖形 RAM。 A5～ A0=0～ 3FH DDRAM 地址設置 DDRAM 地址設置 讀 BF 和 AC 值 讀忙標志 BF和和地址計數(shù)器 AC值 寫數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)寫入 DDRAM 或 CGRAM 讀數(shù)據(jù) 從 DDRAM 或 CGRAM 數(shù)據(jù)讀出 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經(jīng)存儲了 160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文 字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“ A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來， 我們就能看到字母“ A”，具體寄存器的選擇控制表 39有操作說明。A’。主程序模塊在系統(tǒng)中起著最重要的作用。 AT24C02 是 IIC 接口 的 EEPROM 芯片，可以用于掉電不易失數(shù)據(jù)的存儲。圖中 A0、 A1和 A2 為芯片的地址引腳，一般接地即可。 圖 32 EEPROM 存儲電路 MQ3 傳感器調(diào)理電路 MQ3 乙醇氣體傳感器及其調(diào)理電路原理如圖 33 所示。 圖 33 傳感器及調(diào)理模塊原理圖 LCD 液晶顯示模塊 與單片機接口電路如圖 34所示。 LCD1602 的 6 引腳分別接液晶的 RS、 E/W和E控制引腳， LCD1602 的 7～ 14 引腳為數(shù)據(jù)引腳。 圖 35 第四章 系統(tǒng)軟件設計 主程序設計 主程序的設計主要是綜合考慮本設計要達到的功能要求，要進行數(shù)據(jù)、定時器、A/D轉換等的初始化，實時采集 MQ3酒精傳感器模塊輸出的數(shù)據(jù)信息，并采集閥值 存儲模塊的數(shù)據(jù)，進行的相應的處理，實現(xiàn) 1602 實時顯示被測氣體中的酒精濃度和報警閥值，濃度超過閥值會發(fā)光報警提示。 24C02 閥值存儲程序設計 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。首先要對 I2C 總線的引腳進行定義，實時發(fā)送讀取字節(jié)函數(shù)。 調(diào)試過程：檢查過硬件之后上天發(fā)現(xiàn)液晶顯示不亮，當時心里很失落，但經(jīng)過與電路原理圖進行 多次比對檢查發(fā)現(xiàn)液晶的 2腳和 15 腳沒有接高電平，焊接線后重新通電發(fā)現(xiàn)液晶發(fā)光了，但是此時又出現(xiàn)了新問題，液晶背光雖然亮了，但是沒有顯示任何的數(shù)據(jù)信息，此時判斷是液晶的 6對應的引腳即 RS、R/W、 E段沒接線，導致數(shù)據(jù)無法顯示，重新焊接后顯示數(shù)據(jù)部分搞定，然后等待 MQ3 傳感器部分進行充分的預熱，大概 5到 10 分鐘的時間。 總結 由 于本設計使用的是以單片機作為核心的控制元件和靈敏的 MQ3 氣敏傳感器，使本酒精濃度檢測系統(tǒng)具有功能強、性能可靠、電路簡單、成本低的特點，加上經(jīng)過優(yōu)化的程序，使其有很高的智能化水平。 參考文獻 [1]薛峰 朱曉駿主編 單片機原理及應用 北京理工大學出版社 [2]譚浩強 . 新世紀計算機基礎教育叢書 .C程序設計 [M] ．清華大學出版 [3].萬福君， 潘松峰．單片微機原理系統(tǒng)設計及應用 [M] ．合肥：中國科學技術大學出版社， 2020 [4].藍和慧，寧武，閆曉金 .全國大學生電子設計競賽指導系列 . 全國大學生 電子設計競賽單片機應用技 能精解 [M].電子工業(yè)出版社 ,2020 [5].何立民 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