【正文】 所以可以把傳感器輸出電壓值經(jīng)過A/D 轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù)交給單片機(jī)進(jìn)行處理。 單片機(jī)采集酒精傳感器的響應(yīng)信號(hào) ， 并且進(jìn)行轉(zhuǎn)換 。 模數(shù)轉(zhuǎn)換就是用于快速 、 高精度的對(duì)輸入信號(hào)采樣編碼 ， 然后轉(zhuǎn)化成數(shù)字量儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器中 ， 然后單片機(jī)通過特定的算法進(jìn)行氣體濃度的識(shí)別 ， 同時(shí)和所設(shè)值進(jìn)行對(duì)比 ， 超出則報(bào)警同時(shí)顯示濃度數(shù)值 ，沒超出只顯示濃度數(shù)并且將結(jié)果輸出到 LCD 顯示屏幕上 。 STC89C51 有 40 個(gè)引腳 ， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出 (I/O)端口 ， 并且有 2 個(gè)外中斷口 ， 2 個(gè)全雙工 串行通信口 ， 32 個(gè)讀寫口線 ， 片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路 ， 3 個(gè)16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 。同時(shí) STC89C51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作 ， 并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式 。 掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容 ， 但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位 ， 其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起 ，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)本 。 STC89C51 單片機(jī)單片機(jī)引腳功能 ， 引腳 如圖 22 所示 ： 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 (1)Vcc： 電源電壓 (2)GND： 地 圖 22 89C51 單片機(jī)引腳圖 STC89C51 是低電壓 ， 高性能 的 CMOS8 位單片機(jī) ， 片內(nèi)含 8K bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器 (PEROM)和 256Kbytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ， 器件采用高密度 ， 非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn) ， 與標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 89C51 產(chǎn)品引腳兼容 ， 片內(nèi)置通用 8 位中央處 器 和 FLASH 存儲(chǔ)單元 ， 功能強(qiáng)大 ， STC89C51 單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合 。 在選擇傳感器的時(shí)候 ， 一定要考慮到穩(wěn)定性、靈敏度、選擇性和抗腐蝕性 。 傳感器的標(biāo)準(zhǔn)回路有 加熱回路和信號(hào)輸出回路 兩部分 。 傳感器表面電阻 RS 的變化 ， 是通過與其串聯(lián)的負(fù)載電阻 RL 上的有效電壓信號(hào) VRL 輸出面獲得的 。 上述這些參數(shù)使得傳感器輸出電壓為 0～ 5V， MQ3 型氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)和外形如 下 圖 23 所示 ， 標(biāo)準(zhǔn)回 路如 下 圖 24 所示。 圖 23 MQ3 結(jié)構(gòu)和外形 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 圖 24 MQ3 標(biāo)準(zhǔn)回路 圖 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換的基本方法很多 ， 有計(jì)數(shù)法、逐次逼近法、雙斜積分法和并行轉(zhuǎn)換法 。 逐次逼近型 ADC 包括 1 個(gè)比較器、一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器、 1 個(gè)逐次逼近寄存器 (SAR)和 1 個(gè)邏輯控制單元 。 這類型 ADC 的分辨率和采樣速率是相互牽制的 ， 優(yōu)點(diǎn)是分辨率低于 12 位時(shí) ， 價(jià)格較低 ， 采樣速率也很好 。 ADC0832 具有以下特點(diǎn) ： (1) 8 位分辨率 (2) 雙 向 通道 A/D 轉(zhuǎn)換 (3) 輸入 電平與 輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容 (4) 5V 電源供電時(shí)輸入電壓在 0~5V 之間 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 (5) 工作頻率 是 250KHZ， 轉(zhuǎn)換時(shí)間 是 32μS (6) 一般功耗僅為 15mW (7) 8P、 14P— DIP(雙列直插 )、 PICC 多種封裝 商用級(jí)芯片溫寬為 0 度 to +70 度 ,工業(yè)級(jí)芯片溫寬為 40 度 to +85 度 ； 芯片接口說明 ： (8) CS_ 片選使能 ， 低電平芯片使能 (9) CH0 模擬輸入通道 0， 或作為 IN+/使用 (10) CH1 模擬輸入通道 1， 或作為 IN+/使用 (11) GND 芯片參考 0 電位 (地 ) (12) DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入 ， 選擇通道控制 (13) DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出 ， 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出 (14) CLK 芯片時(shí)鐘輸入 (15) Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入 (復(fù)用 ) AT24C02 存儲(chǔ)器 在本設(shè)計(jì)中使用 的是 24C02 存儲(chǔ)芯片 ， 是電可擦除的 PROM， 8 個(gè)引腳功能及兩線串行接口 ， 電壓允許范圍 ~5V。 在一般單片機(jī)系統(tǒng)中 ， 24C02 數(shù)據(jù)受到干擾的情況是很少的 ， 基本的讀寫功能外 ， 還對(duì)地址功能以及 WP 引腳保護(hù)功能進(jìn)行了全面的檢測(cè) [6]。 LCD 顯示模塊 液晶顯示模塊與計(jì)算機(jī)的接口電路有兩種方式 ， 它與單片機(jī)的接口方法分為直接 訪問方式和 間接 控制方式 。 間接控制方式 只是 利用它的 I/O 口來實(shí)現(xiàn)與顯示模塊的聯(lián) 系 ，而不使用單片機(jī)的數(shù)據(jù)系統(tǒng) 。 表 21 LCD1602 接口 功能表 引腳號(hào) 引腳名 電平 輸入輸出 引腳說明 1 VSS 電源地 2 VDD 電源正極（ +5V） 3 VL 液晶顯示偏壓信號(hào) 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：想 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(hào)， 1 時(shí)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(fù)極 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 LCD1602 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式 LCD， 目前常用 161 ， 162 ， 202 和 402 行等的液晶顯示模塊 ， 模塊組件內(nèi)部主要由 LCD 顯示屏、控制器、列驅(qū)動(dòng)器和偏壓產(chǎn)生電路構(gòu)成 。 硬件設(shè)計(jì)原理 由酒精傳感器對(duì)待測(cè)氣體 (液體 )進(jìn)行檢測(cè) ， 轉(zhuǎn)換成輸出電壓信號(hào) ，以 單片機(jī)為核心的控制、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 。 本系統(tǒng)由酒精傳感器 ， 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 ， 單片機(jī) ， 鍵盤 ， 聲音報(bào)警以及 LCD 顯示等部分組成 ， 在這次的整體設(shè)計(jì)中詳細(xì)涉及下面幾個(gè)方面 ， 其原理框圖如圖 31所示 ： 傳 感 器信 號(hào) 調(diào) 制A / D單 片 機(jī)液 晶 顯 示 器按 鍵外 部 存 儲(chǔ) 器 圖 31 系統(tǒng)總體流程圖 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 硬件設(shè)計(jì)外圍電路 晶振電路、復(fù)位電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)工作的過程中各指令的微操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序 ， 這種微操作的時(shí)間次序稱作時(shí)序 。 89C51 的時(shí)鐘產(chǎn)生方式有兩種 ， 一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式 ， 一種是外部時(shí)鐘方式 。 外部時(shí)鐘方式是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入到單片機(jī)內(nèi) ， 此方式常用于多片 89C51 單片機(jī)同時(shí)工作 ， 以便于各單片機(jī)的同步 ， 一般要求外部信號(hào)高電平的持續(xù)時(shí)間大于 20ns， 且為頻率低于 12MHz 的方波 [9]。 本系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則 ， 采用了內(nèi)部時(shí)鐘方式 。 端口 線電平和輸入輸出狀態(tài)不確定可能使外圍設(shè)備 操北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 作失誤， 導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生 ， 內(nèi)部一些控制寄存器 (專用寄存器 )內(nèi)容不確定可能導(dǎo)致定時(shí)器溢出、程序尚未開始就要中斷及串口亂傳向外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù) 。 當(dāng)在 89C51 單片機(jī)的 RST 引腳引入高電平并保持 2 個(gè)機(jī)器周期時(shí) ， 單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作 (若該引腳持續(xù)保持高電平 ， 單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài) )。 上電復(fù)位 ， 要求接通電源 后 ， 單片機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作常用的上電復(fù)位 ， 上電瞬間 RST 引腳獲得高電平 ， 隨著電容 C1 的充電 ， RST 引腳的高電平將逐漸下降 [10]。 隨著電容的充電 ， RST 腳上的電壓才慢慢下降 。 開關(guān)按下時(shí)是按鍵手動(dòng)復(fù)位電路 ， RST端通過電阻 與 VCC 電源接通 ， 通過電阻的分壓就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位 。該電路典型的電阻和電容參數(shù)為：晶振為 12MHz 時(shí)， C1 為 10Uf， R4 為。 但 針對(duì) 某些 特定 狀態(tài) ，例如 系統(tǒng)檢測(cè)到的錯(cuò)誤狀態(tài)等 ， 為了使操作人員 不小心 忽視 ， 及時(shí)采取措施 ， 必須 還需要有某種更能引人注意 ， 提起警覺的報(bào)警信號(hào) 。其中 ， 前兩種報(bào)警裝置因硬件結(jié)構(gòu)簡單 ， 軟件編程方便 ，往往 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用 。 閃光報(bào)警實(shí)現(xiàn)單頻音報(bào)警的接口電路比較簡單 ， 只要當(dāng)值高于警報(bào)值 的時(shí)候給一個(gè)低電頻就能驅(qū)動(dòng)二極管發(fā)光，簡單易懂。 工作原理如圖 35 低壓層直流穩(wěn)壓電源電路原理圖 。 其中