【正文】 sh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能的CMOS 8位微處理器，單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)89C51[2]內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。(4)定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：89C51有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。(6)全雙工串行口：89C51內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。(8)時(shí)鐘電路：89C51內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但89C51單片機(jī)需外置振蕩電容。INTEL的MCS51系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS96系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。： DIP封裝 PQFP/TQFP封裝 引腳說(shuō)明：Pin9：RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)89C51通電，時(shí)鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開始執(zhí)行程序。 89C51的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位。 比較器的概述 比較器的作用 對(duì)兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行比較，以確定它們是否相等，或確定它們之間的大小關(guān)系及排列順序稱為比較。 比較器是將一個(gè)模擬電壓信號(hào)與一個(gè)基準(zhǔn)電壓相比較的電路。 比較器的分類 (1)過(guò)零電壓比較器[17]：典型的幅度比較電路 (2)電壓比較器：將過(guò)零比較器的一個(gè)輸入端從接地改接到一個(gè)固定電壓值上，就得到電壓比較器， (3)窗口比較器：電路由兩個(gè)幅度比較器和一些二極管與電阻構(gòu)成，電路及傳輸特性圖如圖。低電平信號(hào)的電位水平低于某規(guī)定值VL的情況，相當(dāng)比較電路負(fù)飽和輸出?！?(4)滯回比較器：從輸出引一個(gè)電阻分壓支路到同相輸入端，電路及傳輸特性如圖。當(dāng)輸入電壓VIVT時(shí)，VT稱為下限閥值（觸發(fā)）電平。原理是利用比較器對(duì)兩個(gè)輸入電壓進(jìn)行比較。一般Vr從正相輸入端接入，Vu從反相輸入端接入。當(dāng)參考電壓已知時(shí)就可以得出待測(cè)電壓的測(cè)量結(jié)果，參考電壓為零時(shí)即為過(guò)零比較器。當(dāng)兩個(gè)輸入端的電壓差與開環(huán)放大倍數(shù)之積小于輸出閾值時(shí)探測(cè)器都會(huì)給出零值。這也可以被認(rèn)為是測(cè)量的不確定度。正反饋是一個(gè)施密特觸發(fā)器，這樣組成了一個(gè)多諧振蕩器。電平轉(zhuǎn)換使用漏極開路的比較器（例如LM39 TLV3011和MAX9028）可以構(gòu)造電平轉(zhuǎn)換器，用于改變信號(hào)電壓。例如使用MAX972比較器可以把177。(3)模數(shù)轉(zhuǎn)換器比較器的作用是比較一個(gè)輸入信號(hào)是否高于某一給定值，因此可以將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)成二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)。 ISD4004系列語(yǔ)音存儲(chǔ)芯片 ISD4004芯片的特性 ISD4004系列語(yǔ)音存儲(chǔ)芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陳列，內(nèi)置微控制器串行通信接口。外部的音源信號(hào)在芯片內(nèi)采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù)[13]，信息可進(jìn)行多段處理，每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)和效果聲。芯片工作電壓為3 V，工作電流為25～30 mA，維持電流1μA，不耗電，單片錄放時(shí)間8～16 min，可反復(fù)錄音10萬(wàn)次。 地線:(VSSA,VSSD) 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動(dòng)。差分驅(qū)動(dòng)時(shí),信號(hào)最大幅度為峰峰值16mV，為ISD33000 系列相同。信號(hào)通過(guò)耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值16mV　　音頻輸出(AUD OUT) 提供音頻輸出,可驅(qū)動(dòng)5KΩ的負(fù)載?！〈休斎?MOSI) 此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時(shí)鐘上升沿之前半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放到本端,供ISD 輸入。ISD 未選中時(shí),本端呈高阻態(tài)。數(shù)據(jù)在SCLK上升沿鎖存到ISD,在下降沿移出ISD。ISD 在任何操作(包括快進(jìn))中檢測(cè)到EOM 或OVF 時(shí),本端變低并保持。中斷狀態(tài)也可用RINT 指令讀取。EOM 標(biāo)志只在放音中檢測(cè)到內(nèi)部的EOM 標(biāo)志時(shí),此狀態(tài)位才置1。每個(gè)RAC 周期表示ISD 存儲(chǔ)器的操作進(jìn)行了一行(ISD4004 系列中的　　存貯器共2400 行?？爝M(jìn)模式下,RAC 是高電平, 為低電平?！　⊥獠繒r(shí)鐘(XCLK) 本端內(nèi)部有下拉元件。商業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi), 頻率變化在+%內(nèi)。若要求更高精度,可從本端輸入外部時(shí)鐘(如前表所列)。輸入時(shí)鐘的占空比無(wú)關(guān)緊要,因內(nèi)部首先進(jìn)行了分頻。 自動(dòng)靜噪(AMCAP) 當(dāng)錄音信號(hào)電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時(shí),自動(dòng)靜噪功能使信號(hào)衰弱,這樣有助于養(yǎng)活無(wú)信號(hào)(靜音)時(shí)的噪聲。檢出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的閾值作比較,決定自動(dòng)靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)。1mF 的電容也影響自動(dòng)靜噪電路對(duì)信號(hào)幅度的響應(yīng)速度。 LM339比較器芯片 LM339應(yīng)用電路圖 LM339集成塊[14]內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓比較器，該電壓比較器的特點(diǎn)是：1V177。 LM339集成塊采用C14型封裝。 LM339集成塊外型及管腳排列圖 LM339引腳功能介紹 題號(hào)功能 電壓備注1輸出動(dòng)態(tài)6V 靜態(tài)0V2輸出動(dòng)態(tài)6V 靜態(tài)0V3電源正6V4反相輸入0到6V隨紅外接收管的感光而變化5同相輸入根據(jù)車模搜索情況，通過(guò)設(shè)定可變電阻而設(shè)定6反相輸入與4腳相同7同相輸入與5腳相同8反相輸入與4腳相同9同相輸入與5腳相同10反相輸入與4腳相同11同相輸入與5腳相同12電源負(fù)0V13輸出動(dòng)態(tài)6V 靜態(tài)0V LM339的應(yīng)用 LM339類似于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器[18][19]。兩個(gè)輸入端一個(gè)稱為同相輸入端，用“+”表示，另一個(gè)稱為反相輸入端，用“”表示。當(dāng)“+”端電壓高于“”端時(shí)，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。兩個(gè)輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把LM339用在弱信號(hào)檢測(cè)等場(chǎng)合是比較理想的。選不同阻值的上拉電阻會(huì)影響輸出端高電位的值。另外，各比較器的輸出端允許連接在一起使用。 紅外發(fā)射管簡(jiǎn)介 紅外發(fā)射管概述 ，用紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵）制成PN結(jié)，正向偏壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光，其光譜功率分布為中心波長(zhǎng)830～950nm。紅外發(fā)射管中晶圓的廠家主要有：臺(tái)灣有光磊（ED），鼎元（Tyntek），國(guó)外的有韓國(guó)、日本多瓦晶圓，國(guó)內(nèi)有深圳奧倫德等紅外發(fā)射管（紅外線燈管）可廣泛用于紅外攝像機(jī)、音頻輸出等紅外引用產(chǎn)品中，其里面晶片功率大小通常決定發(fā)射距離，但紅外監(jiān)控?cái)z像機(jī)效果又與紅外燈的角度，燈組多少，機(jī)板，鏡頭等有關(guān)。20米以上的必須用臺(tái)灣正型12mil以上晶片，日本的也行。建議打長(zhǎng)距離的用戶還是用正型晶片封裝的IR發(fā)射管，如臺(tái)灣鼎元、光磊（鼎元相對(duì)衰減慢、夜視清晰）。它是可以將電能直接轉(zhuǎn)換成近紅外光（不可見光）并能輻射出去的發(fā)光器件，主要應(yīng)用于各種光電開關(guān)及遙控發(fā)射電路中。紅外發(fā)光二極管通常使用砷化鎵（GaAs）、砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，采用全透明或淺藍(lán)色、黑色的樹脂封裝。紅外發(fā)射二級(jí)管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵（GaAs）、砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料）制成PN結(jié)，外加正向偏壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光。其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以完全無(wú)紅暴，（采用940～950nm波長(zhǎng)紅外管）或僅有微弱紅暴（紅暴為有可見紅光）和壽命長(zhǎng)。一般來(lái)說(shuō)，其紅外輻射功率與正向工作電流成正比，但在接近正向電流的最大額定值時(shí)，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發(fā)射功率下降。當(dāng)電壓越過(guò)正向閾值電壓（）電流開始流動(dòng)，而且是一很陡直的曲線，表明其工作電流對(duì)工作電壓十分敏感。輻射功率隨環(huán)境溫度的升高 ( 包括其本身的發(fā)熱所產(chǎn)生的環(huán)境溫度升高 ) 會(huì)使其輻射功率下降。紅外二極管的最大輻射強(qiáng)度一般在光軸的正前方，并隨輻射方向與光軸夾角的增加而減小。不同封裝工藝型號(hào)的紅外發(fā)光二極管的輻射角度有所不同。 紅外接收管就是將光信號(hào)（不可見光）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)一般是接收、放大、解調(diào)一體頭，紅外信號(hào)經(jīng)接收管解調(diào)后，數(shù)據(jù) “0”和“1”的區(qū)別通常體現(xiàn)在高低電平的時(shí) 間 長(zhǎng)短或信號(hào)周期上，單片機(jī)解碼時(shí)，通常將接收頭輸 出腳連接到單片機(jī)的外部中斷，結(jié)合定時(shí)器判斷外部中斷間隔的時(shí)間從而獲取數(shù)據(jù)。 MQ3酒精傳感器 MQ3酒精傳感器的工作原理 ，造成半導(dǎo)體性質(zhì)的變化來(lái)檢測(cè)特定氣體的成分或者測(cè)量其濃度。利用半導(dǎo)體材料的這種特性，將氣體的成分和濃度變換成電信號(hào)，進(jìn)行監(jiān)測(cè)和報(bào)警。 本次設(shè)計(jì)采用MQ3半導(dǎo)體氣體傳感器，它屬于n型半導(dǎo)體氣體傳感器。當(dāng)它的表面吸附有還原性氣體（如酒精等有機(jī)溶劑蒸汽）時(shí)，半導(dǎo)體微結(jié)晶粒子接觸界面的導(dǎo)電電子比例就會(huì)發(fā)生變化，從而使電阻值隨被測(cè)氣體的濃度改變而變化。電阻值的變化隨著二氧化錫半導(dǎo)體表面對(duì)氣體的吸附和釋放而發(fā)生，為了加速這種反應(yīng)，通常要用加熱器對(duì)傳感器加熱。 MQ3酒精傳感器的特性參數(shù)及應(yīng)用MQ3半導(dǎo)體酒精傳感器具有對(duì)酒精氣體的靈敏度高，具有良好的重復(fù)性和長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，抗干擾性強(qiáng)，對(duì)酒精氣體有很好的選擇性以及器件功耗很小、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。 ④加熱功率：(P)約750mW⑤靈敏度：100ppm⑥響應(yīng)時(shí)間：Tres＜10秒⑦恢復(fù)時(shí)間：Trec＜30秒 當(dāng)傳感器用于交通檢查時(shí)備有吸管，但是我們本次設(shè)計(jì)主要面對(duì)的是汽車司機(jī)，所以沒有配備吸管，但是我們可以讓它和司機(jī)的呼吸氣體充分的接觸（通過(guò)汽車內(nèi)的風(fēng)扇使司機(jī)呼出的酒精蒸汽和傳感器有充分的接觸或要求司機(jī)對(duì)著傳感器說(shuō)話）來(lái)提高他的靈敏度，主要用于司機(jī)飲酒報(bào)警控制器的黑匣子、CA2000型高呼吸酒精檢測(cè)儀。因此，A/D轉(zhuǎn)換在檢測(cè)系統(tǒng)中是一種不可缺少的技術(shù)。 循跡小車的設(shè)計(jì) 循跡小車的簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)為二路尋跡電路LM339[9]，比較器電路組成，2腳6腳是輸入電路，1腳7腳是輸出腳，雙驅(qū)車頭部?jī)蓚?cè)， 1和D 4是發(fā)射D Z,，不斷被白色路道反射下只要路道反射條使兩電路工作平衡，驅(qū)車的左右電機(jī)動(dòng)力平衡，驅(qū)車是平衡直行，有一組離開白色軌道，進(jìn)入無(wú)紅外光反射或反射性能不良的區(qū)域:。發(fā)射管發(fā)射的紅外光，不斷被白色路面反射到紅外接收管，接收管產(chǎn)生電信號(hào)經(jīng)放大，不斷驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使雙驅(qū)車運(yùn)行。紅外光雙驅(qū)車可在不同反射系數(shù)的軌道上白動(dòng)搜索運(yùn)行。 主要元器件功能:D3, D6:發(fā)光指示燈，D1, D4:紅外發(fā)射管，D2, DS。 循跡小車的機(jī)械裝配 (1)驅(qū)動(dòng)部分: 本作品驅(qū)動(dòng)由6V直流電機(jī)[8]擔(dān)當(dāng)，時(shí)速10000/分士10，用6V電池通電測(cè)試檢查電機(jī)旋轉(zhuǎn)應(yīng)均勻，噪聲小，振動(dòng)輕。電機(jī)與齒輪咬合位置恰當(dāng)。 (3)主輪的安裝: 把檢查合格的左、右電動(dòng)機(jī)齒輪箱對(duì)孔口按序號(hào)分別與車座底板四只安裝孔，用半徑為3mm螺絲螺母連接擰緊、金屬主方軸插入方孔的主輪，主輪與車座底板邊沿相差2到3mm為宜。 (5)雙驅(qū)電機(jī)齒輪箱的安裝: 把蝸桿套在電動(dòng)機(jī)金屬柄上，用螺絲刀柄輕輕敲進(jìn)離離動(dòng)機(jī)肩身大約4mm左右。 循跡小車的電動(dòng)機(jī)齒輪箱裝配圖 各部分零部件規(guī)格序號(hào)名稱數(shù)量規(guī)格1電機(jī)160000轉(zhuǎn)/分2蝸桿1M==1Z3二牙軸12*184二牙片1M==10/205三牙軸1**68 方軸6三牙片1M==12/38方孔7機(jī)芯夾板A18四牙軸1**28 方軸9四牙片1M= 方孔10機(jī)芯夾板B111自攻螺絲3M2,5*812機(jī)制螺絲1對(duì)M3*30 酒精濃度檢測(cè)器設(shè)計(jì) 酒精濃度檢測(cè)器設(shè)計(jì)思路 采用酒精傳感器檢測(cè)酒精氣體濃度信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大、比較以及加熱之后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，再將產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)傳給我們選擇的AT89C51單片機(jī)控制，單片機(jī)芯片按照傳過(guò)來(lái)的數(shù)字信號(hào)的等級(jí)不同做出不同的反應(yīng)。為此，氣體濃度即使相同阻值也不同，需要進(jìn)行補(bǔ)償。： 溫度補(bǔ)償電路