便攜式酒精測試儀設(shè)計

摘要近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人民的生活水平提高，越來越多的人有了自己的私家車,而酒后駕車造成的交通事故也頻頻發(fā)生。機動車駕駛?cè)藛T“酒后駕車”極易發(fā)生道路交通事故，嚴重危害了道路交通安全和人民生命財產(chǎn)安全。人飲酒后，酒精通過消化系統(tǒng)被人體吸收，經(jīng)過血液循環(huán)，約有90%的酒精通過肺部呼氣排出，因此測量呼氣中的酒精含量，就可判斷其醉酒程度。本設(shè)計實現(xiàn)了對不同濃度酒精的檢測和顯示，通過適當改進可以用于檢測酒后駕車。本文用AT89S51單片機及MQ-3型氣體傳感器實現(xiàn)了對酒精濃度的測量,并對測量數(shù)據(jù)進行顯示，同時利用二極管簡單顯示濃度的高低,在設(shè)計允許值時發(fā)出報警。關(guān)鍵詞:傳感器;酒精探測儀;單片機;模-數(shù)轉(zhuǎn)換I/64AbstractInrecentyears,asChinaseconomicdevelopment,peopleslivingstandardsimprove,moreandmorepeoplehavetheirownprivatecarsandtrafficaccidentscausedbydrunkdrivingisalsofrequent.Driverdrivesveryeasytohappentrafficaccidentafterdrinkingwhichendangertrafficsafetyandpeoplesafetyoflifeandpropertyseriously.Afterpeopledrink,thealcoholisabsorbedbythehumanbodythroughthedigestivesystem,throughthebloodcirculation,nearlyithavedischargeexhalinglungalcoholof90%.Someasurethecontentofalcoholwhileexhaling,canjudgeitsdrunkdegree.Differentconcentrationsofalcoholsolutionaredetectedandshowedinthedesign.Thedesigncanbeusedtothedetectionofdrunkdrivingthroughimprovement.Inthisthesis,theconcentrationofalcoholcanbemeasuredanddisplayedbyusingthegassensorbasedonAT89S51MCUandMQ-3.AtthesametimetheconcentrationisdisplayedbyLED,andthesystemallowtoalarminthecertainvalue.Keywords:SensorAlcoholdetectorMicroControllerUnitAnalogtoDigitalConvert/64/64目錄摘要IABSTRACTII1緒論7酒精測試儀設(shè)計的目的及意義7數(shù)據(jù)采集技術(shù)的原理8傳感器基礎(chǔ)知識8傳感器的定義8傳感器的分類9傳感器的特性102酒精測試儀總體方案設(shè)計12酒精濃度檢測儀設(shè)計要求分析12酒精濃度檢測儀設(shè)計方案123酒精測試儀的硬件設(shè)計14單片機模塊電路的設(shè)計14單片機片內(nèi)結(jié)構(gòu)14單片機的選擇15單片機最小系統(tǒng)的實現(xiàn)18酒精傳感器模塊的選擇及設(shè)計20氣敏傳感器工作原理204/64氣敏傳感器簡介20氣體傳感器向低功耗、多功能、集成化方向發(fā)展21傳感器的選擇22MQ-3的檢測25酒精傳感器的工作原理25傳感器性能分析25呼出酒精氣體濃度及血液酒精濃度關(guān)系27A/D轉(zhuǎn)換電路29ADC0809的引腳及功能30ADC0809的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換原理31ADC0809的工作原理33LED顯示電路34鍵盤電路35報警電路364測試儀的軟件設(shè)計38編程語言的選擇38開發(fā)工具39單片機選擇39開發(fā)環(huán)境40仿真器40主程序框圖41數(shù)據(jù)采集子程序程序框圖425/64報警子程序程序框圖43結(jié)論45致謝35參考文獻36附錄376/641緒論酒精測試儀設(shè)計的目的及意義喝酒后，呼出的氣體會有酒味，表情行為會有反常。遠古時代人們利用鼻子作為傳感器,進行簡單的呼出氣體酒精測量。19世紀末出現(xiàn)了用體液對酒精進行定量分析。1927年,有科學(xué)家建議使用呼出氣體做酒精濃度分析。用足球膽收集呼出氣體后，通過硫酸和重銘酸鉀的混合溶液，溶液的顏色會發(fā)生藍一綠一黃的變化，同已知酒精濃度的標準試劑色管比較，就得到相應(yīng)的BAC?，F(xiàn)在，肺泡氣中酒精的測量技術(shù)有了很大的進步,有先進微處理器的酒精測試儀已被商品化。越來越多的國家開始禁止酒后駕車。精確的呼出氣體酒精測試和傳統(tǒng)的法醫(yī)血液酒精分析相比有許多優(yōu)點，例如,進行無毒的采樣,能進行現(xiàn)場處理,這樣為交警節(jié)省了時間，使交通控制更高效，能避免運輸和貯存有艾滋病病毒和肝炎病毒的血樣。本設(shè)計基于單片機設(shè)計的便攜式酒精氣體探測儀，可用來檢測酒精氣體濃度,最主要的用途是檢測司機的酒精含量。酒后駕車發(fā)生事故的機率高達27%。隨著攝入酒精量的增加,選擇反應(yīng)錯誤率顯著增加,當血液中酒精含量由0.5%。增至1%。,發(fā)生車禍的可能性便增加5倍,如果增至1.5%。,可能性再增加6倍。機動車駕駛?cè)藛T“酒后駕車”及“醉酒駕車”極易發(fā)生道路交通事故，嚴重危害了道路交通安全和人民生命財產(chǎn)安全。人飲酒后，酒精通過消化系統(tǒng)被人體吸收，經(jīng)過血液循環(huán)，約有90%的酒精通過肺部呼氣排出，因此測量呼氣中的酒精含量，就可判斷其醉酒程度。開車司機只要將嘴對著傳感頭使勁吹氣，儀器就能發(fā)上顯示出酒精濃度的高低，從而判斷該司機是否酒后駕車，避免事故的發(fā)生。當然,最好的辦法是在車內(nèi)安裝這種測試儀,司機一進入車內(nèi)檢測儀就檢測司機的酒精含量，如果超出允許值,系統(tǒng)控制引擎無法啟動,這樣就可從根本上解決酒后駕車問題。酒精氣體濃度探測儀在生產(chǎn)生活中也有重要的應(yīng)用，比如，在一些環(huán)境要求嚴格的生產(chǎn)車間，用這種酒精濃度探測儀，可隨時檢測車間內(nèi)的酒精氣體濃度,當酒精氣體濃度高于允許限定值時,發(fā)出警報,提醒。7/64數(shù)據(jù)采集技術(shù)的原理“數(shù)據(jù)采集”是指將溫度、壓力、流量、位移等模擬量采集轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,再由計算機進行存儲、處理、顯示或打印的過程。相應(yīng)的系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。從嚴格意義上說，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)該是用計算機控制的多路數(shù)據(jù)自動檢測或巡回檢測，并且能夠?qū)?shù)據(jù)實行存儲、處理、分析計算，以及從檢測的數(shù)據(jù)中提取可用的信息，供顯示、記錄、打印或描繪的系統(tǒng)。總之,不論在哪個應(yīng)用領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)的采集及處理越及時，工作效率就越高，取得的經(jīng)濟效益就越大。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)，具體地說,就是傳感器從被測對象獲取有用信息,并將其輸出信號轉(zhuǎn)換為計算機能識別的數(shù)字信號，然后送入計算機進行相應(yīng)的處理,得出所需的數(shù)據(jù)。同時,將計算得到的數(shù)據(jù)進行顯示、儲存或打印,以便實現(xiàn)對某些物理量的監(jiān)視，其中一部分數(shù)據(jù)還將被生產(chǎn)過程中的計算機控制系統(tǒng)用來進行某些物理量的控制。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)輸入通道、數(shù)據(jù)存儲及管理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出及顯示這五個部分組成。輸入通道要實現(xiàn)對被測對象的檢測、采樣和信號轉(zhuǎn)換等工作。數(shù)據(jù)存儲及管理要用存儲器把采集到的數(shù)據(jù)存儲起來，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，并進行管理和調(diào)用。數(shù)據(jù)處理就是從采集到的原始數(shù)據(jù)中，刪除干擾噪聲、無關(guān)信息和不必要的信息，提取出反映被測對象特征的重要信息。另外,就是對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以便于檢索；或者把數(shù)據(jù)恢復(fù)成原來的物理量形式，以可輸出的形態(tài)在輸出設(shè)備上輸出，如打印、顯示、繪圖等。數(shù)據(jù)輸出及顯示就是把數(shù)據(jù)以適當?shù)男问竭M行輸出和顯示。傳感器基礎(chǔ)知識傳感器的定義國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。8/64傳感器的分類目前對傳感器尚無一個統(tǒng)一的分類方法，但比較常用的有如下三種：(1)按傳感器的物理量分類,可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器。(2)按傳感器工作原理分類,可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵熱電偶等傳感器。(3)按傳感器輸出信號的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開關(guān)量(“1”和“0”或“開”和“關(guān)”)的開關(guān)型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。電阻式傳感器電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。電阻應(yīng)變式傳感器傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機械形變,從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類,金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高(通常是絲式、箔式的幾十倍)、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點。壓阻式傳感器壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件，擴散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時，各電阻值將發(fā)生變化,電橋就會產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。用作壓阻式傳感器的基片(或稱膜片)材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視,尤其是以測量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍。熱電阻傳感器熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及及溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測精度要求比較高的場合，這種傳感器比較適用。目前較為廣泛的熱電阻材料為粕、銅、鎳等,它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點。用于測量-200°C~+500°C范圍內(nèi)的溫度。9/64傳感器的特性(1)傳感器的靜態(tài)特性傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量及輸入量之間所具有相互關(guān)系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標,把及其對應(yīng)的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有:線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。(2)傳感器的動態(tài)特性所謂動態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實際工作中，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標準輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因為傳感器對標準輸入信號的響應(yīng)容易用實驗方法求得，并且它對標準輸入信號的響應(yīng)及它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。(3)傳感器的線性度通常情況下，傳感器的實際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個近似程度的一個性能指標。擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線；或?qū)⒓疤匦郧€上各點偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。(4)傳感器的靈敏度靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化Ay對輸入量變化Ax的比值。它是輸出-輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度S是一個常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時,輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。當傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。提高靈敏度,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,測量范圍愈窄,穩(wěn)定性也往往愈差。(5)傳感器的分辨力分辨力是指傳感器可能感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說,如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數(shù)值時，傳10/64感器的輸出不會發(fā)生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化超過分辨力時,其輸出才會發(fā)生變化。通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點的分辨力并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標。上述指標若用滿量程的百分比表示,則稱為分辨率。（6）傳感器的遲滯特性遲滯特性表征傳感器在正向（輸入量增大）和反向（輸入量減?。┬谐讨g輸出-輸入特性曲線不一致的程度，通常用這兩條曲線之間的最大差值△MAX及滿量程輸出F-S的百分比表示,遲滯可由傳感器內(nèi)部元件存在能量的吸收造成。11/642酒精測試儀總體方案設(shè)計2.1酒精濃度檢測儀設(shè)計要求分析設(shè)計的酒精濃度測試儀應(yīng)具有如下特點：(1)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以單片機為控制核心,外圍電路帶有LED顯示以及鍵盤響應(yīng)電路，無需要其他計算機，用戶就可以及之進行交互工作，完成數(shù)據(jù)的采集、存儲、計算、分析等過程。(2)系統(tǒng)具有低功耗、小型化、高性價比等特點。(3)從便攜式的角度出發(fā)，系統(tǒng)成功使用了數(shù)碼管顯示器以及小鍵盤。由單片機系統(tǒng)控制鍵盤和LED顯示來實現(xiàn)人機交互操作,界面友好。(4)軟件設(shè)計簡單易懂。2.2酒精濃度檢測儀設(shè)計方案設(shè)計時,考慮酒精濃度是由傳感器把非電量轉(zhuǎn)換為電量，傳感器輸出的是0-5伏的電壓值且電壓值穩(wěn)定,外部干擾小等。因此,可以直接把傳感器輸出電壓值經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù)送入單片機進行處理。此外，還需接人LED顯示,4*4鍵盤,報警電路等。其總體框圖如圖2-1所示。圖2-1系統(tǒng)設(shè)計方框圖12/64單片機酒精濃度測試儀用MQ3酒精傳感器采集氣體信號,并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送至單片機，單片機對數(shù)字信號進行分析處理,并將所得的結(jié)果顯示出來，可以通過鍵盤設(shè)置不同環(huán)境下酒精濃度的不同閥值,如果所檢測出的酒精濃度超過了所設(shè)定的閥值，那么單片機就能控制蜂鳴器發(fā)出聲音報警。鍵盤采用3個獨立鍵盤進行數(shù)據(jù)輸入設(shè)定;顯示部分用5個數(shù)碼管顯示當前數(shù)據(jù),數(shù)碼管分別用2個74HC573鎖存器控制段選和位選。13/643酒精測試儀的硬件設(shè)計單片機模塊電路的設(shè)計本硬件由五部分組成：單片機模塊,模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,酒精傳感器模塊,溫度傳感模塊。本系統(tǒng)由單片機AT89S51控制,其直接控制三個模塊:數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將酒精傳感器采集到模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成輸送到單片機控制處理，溫度傳感器DS18B20可以將采集到的溫度信號直接以數(shù)字信號的形式傳到單片機,LCD顯示模塊可以將經(jīng)過單片機處理過的酒精氣體濃度和溫度的具體量化值顯示。單片機是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力（如算術(shù)運算，邏輯運算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理）的微處理器（CPU）,隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM）,只讀程序存儲器（ROM）,輸入輸出電路（I/O口），可能還包括定時計數(shù)器,串行通信口（SCI）,顯示驅(qū)動電路（LCD或LED驅(qū)動電路），脈寬調(diào)制電路（PWM）,模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構(gòu)成一個雖小然而完善的計算機系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制下準確、迅速、高效地完成程序設(shè)計者事先規(guī)定的任務(wù)。單片機片內(nèi)結(jié)構(gòu)51單片機的片內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。它把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上。按功能劃分，它有如下功能部件組成：（1）微處理器（CPU）。（2）數(shù)據(jù)存儲器（RAM）。（3）程序存儲器（ROM/EPROM）。（4）4個8位并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）。（5）一個串行口。（6）2個16位定時器、計數(shù)器。（7）中斷系統(tǒng)。（8）特殊功能寄存器（SFR）。14/64

圖3-1系統(tǒng)硬件設(shè)計原理圖單片機的選擇AT89S51是低功耗、高性能、采用CMOS工藝的8位單片機，其片內(nèi)具有8KB的可在線編程的Flash存儲器。該單片機采用了ATMEL公司的高密度、非易失性存儲器技術(shù),及工業(yè)標準型80C51單片機的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容;片內(nèi)的Flash存儲器可在線重新編程，或者使用通用的非易失性存儲器編程；通用的8位CPU及在線可編程Flash集成在一塊芯片上，從而使AT89S52功能更加完善，應(yīng)用更加靈活；具有較高的性能價格比，使其在嵌入式控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景。掌握MCS-51單片機，應(yīng)首先了解MCS-51的引腳,熟悉并牢記各引腳的功能,MCS-51系列中各種型號芯片的引腳是互相兼容的。制作工藝為HMOS的MCS-51的單片機都采用40只引腳的雙列直插封裝方式,如圖3-2所示。15/64

P1.0P1.1P1.2P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST(RXD)P3.0(TXD)P3.1(INT0)P3.2(INT1)P3.3T0P3.4T1_P3.5(WR)P3.6(RD)P3.7XTAL1XTAL2GND匚□Vcc匚□匚□P0.0(AD0)匚P0.1(AD1)□匚□P0.2(AD2)匚P0.3(AD3)□P0.4匚(AD4)□P0.5匚(AD5)□rP0.6(AD6)□P0.7(AD7)匚□EA/VPPALE/PROG□PSENL□P2.7(A15)□P2.6匚(A14)□P2.5匚(A13)□P2.4匚(A12)□P2.3(A11)□匚1P2.2(A10)匚P2.1(A9)P2.0(A8)PDIP圖3-2AT89C51芯片管腳圖40只引腳按其功能來分,可分為如下3類：(1)電源及時鐘引腳:Vcc、Vss、XTAL1、XTAL2。電源引腳接入單片機的工作電源。Vcc接+5丫電源,Vss接地。時鐘引腳XTAL1、XTAL2外接晶體及片內(nèi)的反相放大器構(gòu)成了1個晶體振蕩器,它為單片機提供了時鐘控制信號。2個時鐘引腳也可外接獨立的晶體振蕩器OXTAL1接外部的一個引腳。該引腳內(nèi)部是一個反相放大器的輸入端。這個反相放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。如果采用外接晶體振蕩器時，此引腳接地oXTAL2接外部晶體的另一端，在該引腳內(nèi)部接至內(nèi)部反相放大器的輸出端。若采用外部時鐘振蕩器時，該引腳接受時鐘振蕩器的信號，即把此信號直接接到內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。(2)控制引腳:PSEN、ALE、EA、RESET(RST)o此類引腳提供控制信號,有的還具有復(fù)用功能。①RST/VPD引腳:RESET(RST)是復(fù)位信號輸入端,高電平有效。當單片機運行時,在此引腳加上持續(xù)時間大于2個機器周期(24個振蕩周期)的高電平時,就可以完成復(fù)位操作。在單片機工作時，此引腳應(yīng)為W0.5V低電平oVPD為本引腳的第二功能，即備用電源的輸入。當主電源發(fā)生故障，降低到某一規(guī)定值的低電平時,將+5V電源自動接入RST端,為內(nèi)部RAM提供備用電源,以保證片內(nèi)RAM的信息不丟失,從而使單片機在復(fù)位后能正常進行。16/64②ALE/PROG引腳:ALE引腳輸出為地址鎖存允許信號,當單片機上電正常工作后ALE引腳不斷輸出正脈沖信號。當單片機訪問外部存儲器時,ALE輸出信號的負跳沿用于單片機發(fā)出的低8位地址經(jīng)外部鎖存器鎖存的鎖存控制信號。即使不訪問外部鎖存器,ALE端仍有正脈沖信號輸出，此頻率為時鐘振蕩器頻率的1/6oPROG為該引腳的第二功能。在對片內(nèi)EPROM型單片機編程寫入時，此引腳作為編程脈沖輸入端。③PSEN引腳:程序存儲器允許輸出控制端。在單片機訪問外部程序存儲器時,此引腳輸出脈沖負跳沿作為讀外部程序存儲器的選通信號。此引腳接外部程序存儲器的OE(輸出允許端)。④EA/VPP引腳:EA功能為片內(nèi)程序存儲器選擇控制端。當EA引腳為高電平時,單片機訪問片內(nèi)程序存儲器，但在PC值超過0FFFH時,即超出片內(nèi)程序存儲器的4KB地址范圍時將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器內(nèi)的程序。當EA引腳為低時,單片機只訪問外部程序存儲器,不論是否有內(nèi)部程序存儲器。(3)I/O口引腳:P0、P1、P2、P3,為四個8位I/O口的外部引腳」0口、P1口、P2nsP3口是3個8位準雙向的I/O口，各口線在片內(nèi)均有固定的上拉電阻。當這3個準雙向I/O口作輸入口使用時,要向該口先寫1,另外準雙向口I/O口無高阻的“浮空”狀態(tài)。由于單片機具有體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、耗電少等突出特點，所以本系統(tǒng)采用89C51單片機，硬件設(shè)計電路圖如圖1所示089C51內(nèi)部有4KB的EPROM,128字節(jié)的RAM,所以一般都要根據(jù)所需存儲容量的大小來擴展ROM和RAM。本電路EA接高電平,沒有擴展片外ROM和RAM。MCS單片機都采用40引腳的雙列直插封裝方式。40條引腳說明如下：主電源引腳Vss和Vcc(1)Vss接地(2)Vcc正常操作時為+5伏電源外接晶振引腳XTAL1和XTAL2(1)XTAL1內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端,是外接晶體的一個引腳。當采用外部振蕩器時，此引腳接地。(2)XTAL2內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸出端。是外接晶體的另一端。當采用外部振蕩器時,此引腳接外部振蕩源?？刂苹蚣捌渌娫磸?fù)用引腳RST/VPD,ALE/和/Vpp(1)RST/VPD當振蕩器運行時，在此引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平(由低到高跳變)，將使單片機復(fù)位在Vcc掉電期間，此引腳可接下圖8051引17/64腳排列圖上備用電源，由VPD向內(nèi)部提供備用電源，以保持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)。ALE/正常操作時為ALE功能(允許地址鎖存)提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器，ALE引腳以不變的頻率(振蕩器頻率的)周期性地發(fā)出正脈沖信號。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。但要注意，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,將跳過一個ALE脈沖,ALE端可以驅(qū)動(吸收或輸出電流)八個LSTTL電路。對于EPROM型單片機,在EPROM編程期間,此引腳接收編程脈沖(功能)。(3)外部程序存儲器讀選通信號輸出端，在從外部程序存儲取指令(或數(shù)據(jù))期間，在每個機器周期內(nèi)兩次有效，同樣可以驅(qū)動八151口輸入。(4)/Vpp、/Vpp為內(nèi)部程序存儲器和外部程序存儲器選擇端。當/Vpp為高電平時,訪問內(nèi)部程序存儲器，當/Vpp為低電平時,則訪問外部程序存［儲石器o對于EPROM型單片機,在EPROM編程期間，此引腳上加21伏EPROM編程電源(Vpp)o輸入/輸出引腳P0.0-P0.7,P1.0-P1.7,P2.0-P2.7,P3.0-P3.7o(1)P0口(P0.0-P0.7)是一個8位漏極開路型雙向I/O口，在訪問外部存儲器時,它是分時傳送的低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)總線,P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動八個LSTTL負載。(2)P1口(P1.0-P1.7)是一個帶有內(nèi)部提升電阻的8位準雙向I/O口。能驅(qū)動(吸收或輸出電流)四個LSTTL負載。(3)P2口(P2.0-P2.7)是一個帶有內(nèi)部提升電阻的8位準雙向I/O口，在訪問外部存儲器時,它輸出高8位地址。P2口可以驅(qū)動(吸收或輸出電流)四個LSTTL負載。(4)P3口(P3.0-P3.7)是一個帶有內(nèi)部提升電阻的8位準雙向I/O口。能驅(qū)動(吸收或輸出電流)四個LSTTL負載。單片機最小系統(tǒng)的實現(xiàn)單片機主要擅長系統(tǒng)控制，而不適合做復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，在設(shè)計單片機最小系統(tǒng)時通常選用AT89C5l、AT89C52、AT89S51、AT89S52(S系列芯片支持ISP功能)等型號的8位DIP-40封裝的單片機作為MCU,一個典型的單片機最小系統(tǒng)一般由時鐘電路、復(fù)位電路、鍵盤電路、顯示電路部分組成，有時也外擴片外RAM和ROM以及外部擴展接口等電路。18/64系統(tǒng)時鐘電路單片機內(nèi)部具有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。通常在引腳XTALl和XTAL2跨接石英晶體和兩個補償電容構(gòu)成自激振蕩器,系統(tǒng)時鐘電路結(jié)構(gòu)如圖2所示,可以根據(jù)情況選擇6MHz、8MHz或12MHz等頻率的石英晶體,補償電容通常選擇20-30pF左右的瓷片電容。復(fù)位電路單片機小系統(tǒng)采用上電自動復(fù)位和手動按鍵復(fù)位兩種方式實現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位操作。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。手動復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機運行期間，用按鈕開關(guān)操作使單片機復(fù)位。上電自動復(fù)位通過電容C3充電來實現(xiàn)。手動按鍵復(fù)位是通過按鍵將電阻R2及VCC接通來實現(xiàn)。鍵盤電路系統(tǒng)利用P1口的P1.0-P1.3設(shè)置了4個獨立按鍵S2?S5,當鍵按下時,P1口相應(yīng)的引腳置為低電平，且及此鍵相連的發(fā)光二極管點亮。此外，通過8279鍵盤顯示控制芯片還可以擴展編碼鍵盤和顯示,利用8279擴展的一個2X8=16鍵編碼鍵盤及8個LED電路。顯示電路系統(tǒng)設(shè)置了8個共陽極LED數(shù)碼管LED1-LED2,單片機P0口提供段碼信號,低電平有效,P0口輸出端通過限流電阻R00?R07及數(shù)碼管的段碼數(shù)據(jù)線相連,用來送出LED數(shù)碼管的段碼數(shù)據(jù)信號。單片機P2口提供位選信號,當P2口某位輸出低電平時，及此相連的開關(guān)三極管導(dǎo)通，對應(yīng)的數(shù)碼管點亮,使用三極管用來增強信號的驅(qū)動能力。此外,為了擴展LCD顯示,系統(tǒng)設(shè)置了兩個LCD接口，如圖7,一個用于40點矩陣LCD顯示,一個用于128X64點19/64陣式LCD顯示。酒精傳感器模塊的選擇及設(shè)計氣敏傳感器工作原理氣敏電阻是一種半導(dǎo)體敏感器件，它是利用氣體的吸附而使半導(dǎo)體本身的電導(dǎo)率發(fā)生變化這一機理來進行檢測的。人們發(fā)現(xiàn)某些氧化物半導(dǎo)體材料如SnO2、ZnO、Fe2O3、MgO、NiO、BaTiO3等都具有氣敏效應(yīng)氣敏傳感器是一種檢測特定氣體的傳感器。它主要包括半導(dǎo)體氣敏傳感器、接觸燃燒式氣敏傳感器和電化學(xué)氣敏傳感器等，其中用的最多的是半導(dǎo)體氣敏傳感器。它的應(yīng)用主要有：一氧化碳氣體的檢測、瓦斯氣體的檢測、煤氣的檢測、氟利昂（R11、R12）的檢測、呼氣中乙醇的檢測、人體口腔口臭的檢測等等。它將氣體種類及其及濃度有關(guān)的信息轉(zhuǎn)換成電信號，根據(jù)這些電信號的強弱就可以獲得及待測氣體在環(huán)境中的存在情況有關(guān)的信息，從而可以進行檢測、監(jiān)控、報警;還可以通過接口電路及計算機組成自動檢測、控制和報警系統(tǒng)。半導(dǎo)體氣敏傳感器對于低濃度氣體具有很高的靈敏度，具有嗅覺功能，能自動檢測瓦斯?jié)舛取Ｒ坏┩咚钩?氣敏傳感器即可自動報警，然后采取先抽后采的原則，即可防止瓦斯爆炸事故的發(fā)生。半導(dǎo)體氣敏傳感器是利用待測氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件阻值變化來檢測氣體的種類和濃度的。當半導(dǎo)體器件被加熱到穩(wěn)定狀態(tài),在氣體接觸半導(dǎo)體表面而被吸附時，被吸附的分子首先在表面自由擴散，失去運動能量，一部分分子被蒸發(fā)掉，另一部分殘留分子產(chǎn)生熱分解而固定在吸附處時，如果半導(dǎo)體的功函數(shù)大于吸附分子的離解能，吸附分子將向器件釋放電子，而形成正離子吸附。如H2、CO、碳氫化合物等,被稱為還原型氣體。當還原型氣體吸附到N型半導(dǎo)體上時,載流子增多,使半導(dǎo)體電阻值下降。氣敏傳感器簡介氣敏傳感器是酒精檢測系統(tǒng)的核心，通常安裝在探測頭內(nèi)。從本質(zhì)上講氣敏傳感器是一種將某種氣體的體積分數(shù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器。探測頭通過氣敏傳感器對氣體樣品進行調(diào)理，通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷處理、樣品抽吸，甚至對樣品進行化學(xué)處理，以便化學(xué)傳感器進行更快速的測量。20/64目前普遍使用的氣敏傳感器有燃料電池型(電化學(xué)型)和半導(dǎo)體型兩種。他們能夠制造便攜型呼氣酒精濃度測試器，適合于現(xiàn)場使用。及半導(dǎo)體傳感器相比,燃料電池酒精傳感器具有穩(wěn)定性好、精度高、抗干擾性好等優(yōu)點。由于燃料電池酒精傳感器的結(jié)構(gòu)要求很精密，制造難度大，目前世界上只有美國、德國、英國等少數(shù)幾個國家能夠生產(chǎn)。本測試器采用MQK2酒精濃度傳感器，檢測人體呼出氣體中酒精濃度并且輸出電壓信號。MQK2酒精濃度傳感器主要由氣敏元件和電阻絲組成，MQK2傳感器外接+5丫電壓時,能將電阻絲加熱到270℃?300℃。，電路將MQK2傳感器的阻值變化轉(zhuǎn)化成輸出電壓的變化,從而可以通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量供單片機處理。根據(jù)分析，乙醇濃度增加時元件電阻R減小反之異亦反,所以呼出氣體中的氣態(tài)乙醇逐漸擴散后元件電阻R敏感的變化。在應(yīng)用方面，目前最廣泛的是可燃性氣體氣敏元件傳感器，已普及應(yīng)用于氣體泄漏檢測和監(jiān)控,從工廠企業(yè)到居民家庭,應(yīng)用十分廣泛。一是氣體傳感器向低功耗、多功能、集成化方向發(fā)展國外氣體傳感器發(fā)展很快。二是增強可靠性,實現(xiàn)元件和應(yīng)用電路集成化,多功能化,發(fā)展MEMS技術(shù),發(fā)展現(xiàn)場適用的變送器和智能型傳感器。氣體傳感器向低功耗、多功能、集成化方向發(fā)展國外氣體傳感器發(fā)展很快，一方面是由于人們安全意識增強，對環(huán)境安全性和生活舒適性要求提高；另一方面是由于傳感器市場增長受到政府安全法規(guī)的推動。因此，國外氣體傳感器技術(shù)得到了較快發(fā)展，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計猜測,美國1996年一2002年氣體傳感器年均增長率為(27?30)%。目前,氣體傳感器的發(fā)展趨勢集中表現(xiàn)為：一是提高靈敏度和工作性能,降低功耗和成本,縮小尺寸,簡化電路,及應(yīng)用整機相結(jié)合,這也是氣體傳感器一直追求的目標。如日本費加羅公司推出了檢測(0.1?10)X10-6硫化氫低功耗氣體傳感器，美國1ST提供了壽命達10年以上的氣體傳感器，美國FirstAlert公司推出了生物模擬型(光化反應(yīng)型)低功耗CO氣體傳感器等。二是增強可靠性,實現(xiàn)元件和應(yīng)用電路集成化,多功能化,發(fā)展MEMS技術(shù),發(fā)展現(xiàn)場適用的變送器和智能型傳感器。如美國GeneralMonitors公司在傳感器中嵌入微處理器，使氣體傳感器具有控制校準和監(jiān)視故障狀況功能，實現(xiàn)了智能化;還有前已涉及的美國1ST公司的具有微處理器的“MegaGas”傳感器實現(xiàn)了智能化、多功能化。21/64傳感器的選擇傳感器千差萬別，即便對于相同種類的測定量也可采用不同工作原理的傳感器,因此,要根據(jù)需要選用最適宜的傳感器。(1)測量條件如果誤選傳感器,就會降低系統(tǒng)的可靠性。為此,要從系統(tǒng)總體考慮，明確使用的目的以及采用傳感器的必要性，絕對不要采用不適宜的傳感器及不必要的傳感器。測量條件列舉如下，即測量目的，測量量的選定，測量的范圍,輸入信號的帶寬，要求的精度,測量所需要的時間，過輸入發(fā)生的頻繁程度。(2)傳感器的性能選用傳感器時，要考慮傳感器的下述性能，即精度，穩(wěn)定性，響應(yīng)速度，模擬信號或者數(shù)字信號，輸出量及其電平,被測對象特性的影響，校準周期，過輸人保護。(3)傳感器的使用條件傳感器的使用條件即為設(shè)置的場所，環(huán)境(濕度、溫度、振動等)，測量的時間,及顯示器之間的信號傳輸距離,及外設(shè)的連接方式,供電電源容量。根據(jù)被檢測氣體的不同,氣敏傳感器可分為以下三類：(1)可燃性氣體氣敏傳感器。目前該類氣敏傳感器需求量最大，包含各種無機和有機類氣體檢測，主要用于抽油煙機、泄露報警器和空氣清新劑等方面,并已經(jīng)形成生產(chǎn)規(guī)模，在油田、礦區(qū)、化工、企業(yè)及家庭等生產(chǎn)和生活領(lǐng)域廣泛用作氣體泄露報普，特別是用于家庭氣體泄露報警，需求量不斷增加,使該類傳感器有著廣泛的發(fā)展空間。(2)CO和H2氣敏傳感器。CO氣敏元件可用于工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保、汽車、家庭等CO泄露和不完全燃燒檢測報警;H2氣敏元件除應(yīng)用于工業(yè)等領(lǐng)域外,主要用于家庭管道煤氣泄露報警。由于我國管道煤氣中H2含量很高,而氫敏元件較氧化碳元件價格低，靈敏度高，因此,用氫敏元件做城市管道煤氣泄露報警更為適宜。(3)毒性氣體傳感器。毒性氣體傳感器又稱為環(huán)境有毒有害氣體傳感器，主要用于檢測煙氣、尾氣、廢氣等環(huán)境污染氣體，雖然SnO2氣敏傳感器對CO,H2s等有毒有害氣體敏感，但應(yīng)用最多的仍是電解式化學(xué)傳感器。傳感器的分類方式有很多種，以上是根據(jù)被檢測氣體的性質(zhì)進行的分類,也有根據(jù)元件的物理特性進行分類的。一個新型的氣體檢測系統(tǒng)應(yīng)該包括：22/64(1)基于一種或幾種傳感技術(shù)的氣體傳感器。(2)組合了氣體傳感器和采樣調(diào)理電路的探頭。(3)配有人機接口軟件的中心監(jiān)測和控制系統(tǒng)。(4)在一些應(yīng)用中,及其它安全系統(tǒng)和儀器的接口。本設(shè)計中的酒精氣體傳感器采用河南漢威電子有限公司的MQ-3型，它屬于MQ系列氣敏元件的一種。如圖3-3所示：圖3-3MQ-3外形特點:檢測范圍為10Ppm?2000Ppm;靈敏度高,輸出信號為伏特級;響應(yīng)速度快，小于10秒;功耗小于0.75W,尺寸:D17*H10。MQ-3型氣敏傳感器的敏感部分是由金屬氧化物(二氧化錫)的N型半導(dǎo)體微晶燒結(jié)層構(gòu)成。當其表面吸附有被測氣體酒精分子時，表面導(dǎo)電電子比例就會發(fā)生變化，從而其表面電阻會隨著被測氣體濃度的變化而變化。由于這種變化是可逆的,所以能重復(fù)使用。本系統(tǒng)直接測量的是呼氣中的酒精濃度，再轉(zhuǎn)換為血液中的酒精含量濃度,故采用氣敏傳感器?？紤]到周圍空氣中的氣體成分可能影響傳感器測量的準確性，所以傳感器只能對酒精氣體敏感，對其他氣體不敏感，故選用MQ-3型氣敏傳感器。其有很高的靈敏度、良好的選擇性、長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性。MQ-3型氣敏傳感器由微型Al2O3,陶瓷管和SnO2敏感層、測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件的工作提供了必要的工作條件。傳感器的標準回路有兩部分組成。其一為加熱回路,其二為信號輸出回路，它可以準確反映傳感器表面電阻值的變化。傳感器的表面電阻RS的變化,是通過及其串聯(lián)的負載電阻RL上的有效電壓信號VRL輸出面獲得的。負載電阻RL可調(diào)為0.5-200K。加熱電壓Uh為5v。上述這些參數(shù)使得傳感器輸出電壓為0-5V0MQ-3型氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)和外形、標準回路、傳感器阻值變化率及酒精濃度、外界溫度的關(guān)系圖如圖3-4所示。23/64

MQ-3的靈敏度特性曲線如圖3-5所示:靈敏度特性曲線10011IQ-3—1 1 —1— 1—l_1k___L111LLV二 i%一J. -JLJ,1■11 —J———-_--,—.1—.一■^>-_出一一一.—?—H1cnhul10-UJ-'t!IL-iLJ-ILt—GH4----Fu.L 1￡——米一tpr1■ .—「口O——_n―---L--1Air四1-----1—.--J一一一?一--H1L---— L--■L■_---k_*-0.10.卜11mg/l10圖3-5靈敏度特性曲線24/643.2.5MQ-3的檢測如圖3-6所示,當電源開關(guān)S斷開時，傳感器加熱電流為零,實測A,B之間電阻＞20M歐。S接通,則f,f之間電流由開始時155mA降至153mA而穩(wěn)定。加熱開始幾秒鐘后A,B之間電阻迅速下降至1M歐以下,然后又逐漸上升至20M歐以上后并保持著。此時如果將內(nèi)盛酒精棉花的小瓶瓶口靠近傳感器，我們立即可以看到數(shù)字萬用表顯示值馬上由原來大于20M歐降至1M歐以下。移開小瓶過15-40s后,A,B之間電阻恢復(fù)至大于20M歐。這種反應(yīng)可以重復(fù)試驗，但要注意使空氣恢復(fù)到潔凈狀態(tài)。酒精傳感器的工作原理傳感器性能分析QM3氣體傳感器的敏感材料是金屬氧化物，最具代表性的是SnO2。金屬氧化物晶體如SnO2在空氣中被加熱到一定高的溫度時，氧被吸附在的帶一個負電荷的晶體表面。然后，晶體表面的供及電子被轉(zhuǎn)移到吸附的氧上，結(jié)果在一個空間電荷層留下正電荷。這樣,表面勢能形成一個勢壘，從而阻礙電子流動。在傳感器的內(nèi)部，電流流過SnO2微晶的結(jié)合部位（晶粒邊界）。在晶粒邊界,吸附的氧形成一個勢壘阻止載流子自由移動，傳感器的電阻即緣于這種勢壘。還原性氣體出現(xiàn)時，帶有負電荷的氧的表面濃度降低，導(dǎo)致晶粒邊界25/64的勢壘降低。降低了的勢壘使傳感器的阻值減小了。傳感器阻值和還原性氣體濃度之間的關(guān)系可由下面的一定范圍氣體濃度方程表示:Rs=A[C]-a這里:Rs二傳感器電阻A二常數(shù)[C]=氣體濃度a=Rs曲線的斜率費加羅氣體傳感器的氣敏素子,使用在清潔空氣中電導(dǎo)率低的SnO2。當存在檢知對象氣體時，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中氣體濃度增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化，轉(zhuǎn)換為及該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。TGS822傳感器對酒精、有機溶劑靈敏度高，在酒精檢測器等方面得到廣泛使用。相同特性的TGS823，采用了陶瓷底座，可以在200℃的高溫氣氛中使用。表3-1QM3性能參數(shù)一覽表型號素子類型QM38系列標準封裝對象氣體塑料、5^雙重金屬網(wǎng)酒精、有機溶劑檢測范圍50—5000Ppm標準回路條件標準試驗條件下的電學(xué)特性加熱器電壓VH5.0+0.2VDC/AC回路電壓VCMAX24VPsW15mw負載電壓加熱器電壓RLRH可變PsW15mw38+3.0W (室溫)加熱器功率PH660+50mw VH=5.0V傳感器電阻RS300Ppm乙醇中1T0kW靈敏度（Rs的變化率）0.4+0.1Rs(EtOH:300ppm)Rs(EtOH:50ppm)標準試驗試驗氣體條件20+2℃,65+5%RH26/64

條件回路條件VC=10.0+0.1VDC/ACVH=5.0+0.05VDC/AC預(yù)熱條件七天以上下圖3-7中縱坐標也以傳感器電阻比(Rs/Ro)表示,這里的Rs,Ro定義

如下：Rs=含300Ppm乙醇、各種溫/濕度下的電阻值Ro=含300Ppm乙醇、20℃65%R.H.下的電阻值呼出酒精氣體濃度及血液酒精濃度關(guān)系表3-2血液及呼氣酒精含量換算一覽表呼出氣體中酒精呼出氣體中酒精 血液中酒精序號 _濃度mg/L 濃度10-6 濃度mg/100mL27/64

10.022711.85520.045423.691030.068135.531540.090947.432050.113659.282560.136371.133070.159183.023580.181894.864090.2045106.7145100.2272118.5650110.2500130.4555120.2727141.2660130.2954154.1565140.3181166.0070150.3409177.8975160.3636189.7280170.3863201.1585180.4091213.4390190.4318225.3395200.4515237.12100210.6618355.6815028/64

220.9091474.24200220.9091474.24200車輛駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量大于或等于80mg/100ml的駕駛行為由表3-3血液酒精含量臨界值可以進行定量的分析車輛駕駛?cè)藛T酒后駕駛后血液中的酒精濃度，進而對于該司機的酒駕行為類別進行定性，如血液酒精濃度低于20mg/100ml,則認為是飲酒駕駛,可以對其酌情處理;如若血液酒精濃度超過了20mg/100ml且低于80mg/100ml,則認為是醉酒駕駛,應(yīng)按照國家交通法規(guī)對其處理。表3-3血液酒精含量臨界值一覽表行為類別對象臨界值(mg/100ml)飲酒駕駛車輛駕駛?cè)藛T20醉酒駕駛車輛駕駛?cè)藛T80A/D轉(zhuǎn)換電路在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，被測量對象的有關(guān)變化量，如溫度、壓力、流量、速度等非電物理量，須經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的模擬電信號（電壓或電流），這些模擬電信號必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后才能在單片機中用軟件進行處理。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的功能是將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量，是架起模擬系統(tǒng)跟數(shù)字系統(tǒng)之間連接的橋梁。對于本系統(tǒng)而言，就是用于快速、高精度地對輸入的酒精濃度信號進行采樣編碼，將其轉(zhuǎn)換成單片機所能夠處理的數(shù)字量。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路是本系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其性能的好壞直接影響整個系統(tǒng)的質(zhì)量。根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理可將A/D轉(zhuǎn)換器分成兩大類：一類是直接型人/D轉(zhuǎn)換器；另一類是間接型人/D轉(zhuǎn)換器。在直接型人/D轉(zhuǎn)換器中，輸入的模擬電壓被直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼，不經(jīng)任何中間變量。在間接型A/D轉(zhuǎn)換器中，首先把輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成某種中間變量（時間、頻率、脈沖寬度等等），然后再把這個中間變量轉(zhuǎn)換為數(shù)字代碼輸出。實現(xiàn)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件稱為A/D轉(zhuǎn)換器（ADC）。29/64

A/D轉(zhuǎn)換器大致分有三類：一是雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，優(yōu)點是精度高，抗干擾性好，價格便宜，但速度慢；二是逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，精度、速度、價格適中;三是E-4A/D轉(zhuǎn)換器。該設(shè)計中選用的是ADC0809屬第二類，是8位A/D轉(zhuǎn)換器。0809具有8路模擬信號輸入端口，地址線(23-25腳)可決定那一路模擬信號進行A/D轉(zhuǎn)換。22腳為地址鎖存控制，當輸入為高電平時,對地址信號進行鎖存。6腳為測試控制，當輸入一個2us的高電平脈沖時，就開始A/D轉(zhuǎn)換。7引腳為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標志，當A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時,7腳輸出高電平。9腳為A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許端，當OE腳為高電平時,A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。10腳為0809的時鐘輸入端。ADC0809的引腳及功能逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器在精度、速度、和價格上都適中，是最常用的A/D轉(zhuǎn)換器件。芯片采用的是ADC0809,以下介紹ADC0809的引腳及功能。芯片如圖3-7所示。IN3工IN4~~28]LN2

匚EN1LNOE口匚D32356IN3工IN4~~28]LN2

匚EN1LNOE口匚D32356□ECLKV(=c-1608832726242322AEECALE口7D6D5D44Vr-Ef|-124Vr-Ef|-12GND[TTDI近JU~TS~I酉DO-Vr-e-fzD2圖3-7ADC0809的引腳ADC0809是一種逐次比較式8路模擬輸入、8位數(shù)字量輸出的A/D轉(zhuǎn)換器。由圖可見,ADC0809共有28個引腳,采用雙列直插式封裝。主要引腳功能如下：(1)IN0-IN7是8路模擬信號輸入端。30/64(2)D0-D7是8位數(shù)字量輸入端。(3)A、B、C及ALE控制8路模擬通道的切換,A、B、C分別及3根地址線或數(shù)據(jù)線相連,3位編碼對應(yīng)8個通道地址端口。需要注意的是:ADC0809雖然有8路模擬通道可以同時輸入8路模擬信號，但每個瞬間只能換1路,共用一個A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換,各路之間的切換由軟件改變C、A、B引腳上的代碼來實現(xiàn)。地址鎖存及譯碼電路完成對A、B、C3個地址位進行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接及系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，圖3-8為通道選擇表。CA被選擇的通道□00工凡00L鞏010工篤□11工叫100工『101工凡110工凡11LIII.圖3-8通道選擇表(4)OE、START、CLK為控制信號端,OE為輸出允許端,START為啟動信號輸入端,CLK為時鐘信號輸入端。(5)Vr(+)和VR(-)為參考電壓輸入端。ADC0809的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換原理ADC0809的結(jié)構(gòu)框圖如圖3-60ADC0809采用逐次比較的方法完成A/D轉(zhuǎn)換的，由單一的+5V電源供電。片內(nèi)有鎖存功能的8路選1的模擬開關(guān)，由C、B、A引腳的功能來決定所選的通道。0809完成一次轉(zhuǎn)換需100us左右,輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器,可直接連接到MCS-51的數(shù)據(jù)總線上。通過適當?shù)耐饨与娐?0809可對0-5V的模擬信號進行轉(zhuǎn)換。主要特性31/64(1)8路8位A/D轉(zhuǎn)換器,即分辨率8位。(2)具有轉(zhuǎn)換起停控制端。(3)轉(zhuǎn)換時間為100HS。(4)單個+5V電源供電。(5)模擬輸入電壓范圍0?+5V,不需零點和滿刻度校準。(6)工作溫度范圍為-40?+85攝氏度。(7)低功耗，約15mW。內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADC0809由4部分邏輯結(jié)構(gòu)構(gòu)成。ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器,它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存及譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型D/A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。因此,ADC0809可處理8路模擬量輸入,且有三態(tài)輸出能力，既可及各種微處理器相連,也可單獨工作。輸入輸出及TTL兼容。外部特性(引腳功能)ADC0809芯片有28條引腳,采用雙列直插式封裝,下面說明各引腳功能。IN0?IN7:8路模擬量輸入端。2-1?2-8:8位數(shù)字量輸出端。ADDA、ADDB、ADDC:3位地址輸入線,用于選通8路模擬輸入中的一路。ALE:地址鎖存允許信號,輸入,高電平有效。START:A/D轉(zhuǎn)換啟動信號，輸入，高電平有效。EOC:A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號,輸出，當A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時,此端輸出一個高電平(轉(zhuǎn)換期間一直為低電平)。OE:數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入,高電平有效。當A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平,才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK:時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。REF(+)、REF(-):基準電壓。Vcc:電源，單?+5V。GND:地。如圖3-9所示。32/64

STARTCLKIN7INOCBAALEEOCDOSTARTCLKIN7INOCBAALEEOCDOID7VccGXDVr")V虱一) OE圖3-9ADC0809的結(jié)構(gòu)框圖ADC0809的工作原理ADC0809的工作過程是:首先輸入3位地址,并使ALE=1,將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換,之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成,EOC變?yōu)楦唠娖剑甘続/D轉(zhuǎn)換結(jié)束,結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當OE輸入高電平時，輸出三態(tài)門打開,轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。ADC0809及單片機8051的硬件接口方式有:查詢方式，中斷方式和等待延時方式。采用中斷方式不浪費CPU的等待時間,但如果A/D轉(zhuǎn)換時間較短,也可以用程序查詢方式和等待延時方式。本系統(tǒng)采用查詢方式。ADC0809芯片內(nèi)部沒有時鐘脈沖源,可以用單片機8051提供的地址鎖存控制輸入信號ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后，作為ADC0809的時鐘輸入"1￡端信號的頻率是8051單片機時鐘頻率的1/6。如果單片機的時鐘頻率是6MHz,33/64則ALE端輸出信號的頻率為1MHz,再二分頻后為500kHz,符合ADC0809對時鐘頻率的要求。由于ADC0809具有三態(tài)輸出數(shù)據(jù)瑣存器,其8位數(shù)據(jù)輸出端可以直接及數(shù)據(jù)總線相連。地址選通端ADDA,ADDB,ADDC分別及8051地址總線的低三位A0,A1,A2相連，用于選通IN0-IN7中的某一通道。由于ALE和START連在一起,ADC0809在鎖存通道地址的同時啟動A/D轉(zhuǎn)換。在讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果時,OE產(chǎn)生的正脈沖信號用于打開三態(tài)輸出鎖存器。ADC0809的EOC信號及8051的P2.3相連,作為A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的狀態(tài)信號供8051查詢。LED顯示電路LED顯示有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式。本設(shè)計使用并行輸入硬件譯碼靜態(tài)顯示電路，靜態(tài)顯示電路中，各位可獨立顯示，只要在該位的段碼線上保持段碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。電路中采用了鎖存譯碼器MC14495將P1口低4位輸出的BCD碼譯成七段字型碼,利用P1口高四位做為各鎖存譯碼器的所存信號,實現(xiàn)穩(wěn)定顯示。LED使用的是共陰極7段數(shù)碼管。數(shù)碼管顯示電路如3-10所示。34/64

DPTNE心aoGxTTO13;56nP1P1PLPLPLPLP1①DPTNE心aoGxTTO13;56nP1P1PLPLPLPLP1①圖3-10數(shù)碼管顯示電路鍵盤電路鍵盤有兩種工作方式:編碼式鍵盤和非編碼式鍵盤。處理方式有掃描法和線反轉(zhuǎn)法。本設(shè)計采用的是非編碼鍵盤，并利用掃描法處理按鍵，消抖由軟件實現(xiàn)。35/643.4.6報警電路報警電路圖3-12:36/6437/644測試儀的軟件設(shè)計編程語言的選擇對于8051單片機,現(xiàn)有四種語言支持,即匯編、PL/M、C和BASIC。(1)BASIC通常附在PC機上,是初學(xué)編程的第一種語言。一個新變量名定義后可在程序中做變量使用，非常易學(xué),根據(jù)解釋的行可以找到錯誤而不是當程序執(zhí)行完才能出來oBASIC由于逐行解釋自然很慢，每一行必須在執(zhí)行時轉(zhuǎn)換成機器代碼,需要花費許多時間,不能做到實時性。BASIC為簡化使用變量,所有變量都用浮點值。2+2這樣簡單的運算完全是浮點算術(shù)操作,因而程序復(fù)雜且執(zhí)行時間長。即使是編譯BASIC,也不能解決此浮點運算問題。8052單片機片內(nèi)固化有解釋BASIC語言,BASIC適用于要求編程簡單而對編程效率或運行速度要求不高的場合。(2)PL/M是lntel從8080微處理器開始為其系列產(chǎn)品開發(fā)的編程語言。它很像PASCAL,是一種結(jié)構(gòu)化語言，但它使用關(guān)鍵字去定義結(jié)構(gòu)。PL/M編譯器像好的匯編器一樣可產(chǎn)生緊湊代碼。PL/M總的來說是高級匯編語言,可詳細控制著代碼生成。但對8051系列,PL/M不支持復(fù)雜的算術(shù)運算、浮點變量,也無豐富的庫函數(shù)支持。學(xué)習PL/M無異于學(xué)習一種新語言。(3)C是一種源于編寫UNIX操作系統(tǒng)的語言,它是一種結(jié)構(gòu)化語言,可產(chǎn)生緊湊代碼。C結(jié)構(gòu)是以括號｛｝而不是字和特殊符號的語言。C可以進行許多機器級函數(shù)控制而不用匯編語言。及匯編相比,有如下優(yōu)點：對單片機指令系統(tǒng)不要求了解,僅要求對8051的存貯器結(jié)構(gòu)有初步了解；寄存器分配、不同存貯器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細節(jié)可由編譯器管理；程序有規(guī)范的結(jié)構(gòu),可分為不同的函數(shù),這種方式可使程序結(jié)構(gòu)化；具有將可變的選擇及特殊操作組合在一起能力，改善了程序的可讀性；關(guān)鍵字及運算函數(shù)可用近似人的思維過程方式使用；編程及程序高度調(diào)試時間顯著縮短,從而提高效率；提供的庫包含許多標準子程序,具有較強的數(shù)據(jù)處理能力；已編好程序可容易地植入新程序，因為它具有方便的模塊化編程技術(shù)38/64C語言作為一種非常方便的語言而得到廣泛的支持工語言程序本身并不依賴于機器硬件系統(tǒng)，基本上不作修改就可根據(jù)單片機的不同較快地移植過來。（4）8051匯編語言非常像其它匯編語言，指令系統(tǒng)比第一代微處理器要強一些。8051的不同存貯器區(qū)域使得其復(fù)雜一些。盡管懂匯編語言不是你的目的，但看懂一些可幫助你了解影響任何語言效率的8051特殊限定。例如,懂得匯編語言指令就可使用在片RAM做變量的優(yōu)勢，因為片外變量需要幾條指令才能設(shè)置累加器和數(shù)據(jù)指針進行存取。要求使用浮點和啟用函數(shù)時只有具備匯編程經(jīng)驗才能避免生成龐大的、效率低的程序,這需要考慮簡單的算術(shù)運算或先算好的查表法。最好的單片機編程者應(yīng)是由匯編轉(zhuǎn)用C而不是原來用過標準C語言的人。從實用性和語言的熟悉程度考慮,選用匯編語言編制主要程序，用C語言輔助設(shè)計。開發(fā)工具單片機選擇單片機是把CPU、內(nèi)存及I/O壓縮在同一塊芯片上,再外加一些電子元件便可以構(gòu)成一套簡易的控制系統(tǒng)。如此一來可以降低硬件成本，由于單片機芯片設(shè)計及制造技術(shù)的限制，在面積有限的芯片上無法設(shè)計出太大的內(nèi)存空間，因此單片機上ROM及RAM的容量都比較小,不過卻也加入了位輸入輸出控制,計時計數(shù)器及外部中斷的控制功能，有些單片機還有串行傳輸?shù)慕涌?，甚至還提供有A/D（模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換）及D/A（數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換）的接口，真可謂麻雀雖小五臟俱全。8051單片機是INTEL公司在8048的基礎(chǔ)上,對其功能加以改進所開發(fā)出來的8位單片機,表4-1是8048及8051硬件功能的比較表。從表中可以看出8051在功能上比8048強很多,程序代碼（存于外部ROM中）的設(shè)計空間如同傳統(tǒng)8位的單片機，像Z80、6502CPU等,尋址至64K字節(jié)的范圍,更甚者,其隨機存儲器（存于外部RAM中）可額外再尋址64K字節(jié),這是8051特別優(yōu)異的一點,加上I/O控制端口、中斷功能、定時器及串行接口，使得在一塊8051芯片上外加少許外接元件便可組成一個完整的單片機控制系統(tǒng)。表4-1列出了8051系列的成員：其中8751H有可擦除可編程只讀存儲39/64器(EPROM),可以存放程序代碼，同時具有程序保密的特性，可以防止程序代碼被任意地拷貝，只是價格較貴。電路構(gòu)成類型如為CMOS則耗電較低，而8031及8051的差別在于8031內(nèi)部本身沒有可存放程序代碼的存儲空間(沒有內(nèi)部ROM的型態(tài))，因此程序代碼必須由外部提供并外加EPROM。8051主要功能列舉如下：為一般控制應(yīng)用的8位單片機；芯片內(nèi)部有時鐘振蕩器(傳統(tǒng)最高工作頻率可達12MHZ);內(nèi)部只讀存儲器(ROM)為4K字節(jié)；內(nèi)部隨機存儲器(RAM)為128字節(jié)；外部只讀存儲器可擴充至64K字節(jié)；外部隨機存儲器可擴充至64K字節(jié)；32條雙向輸入輸出線,且每條均可以單獨做I/O的控制；5個中斷向量源；2組獨立的16位定時器；1個全雙工串行通信端口：8751及8752單片機具有數(shù)據(jù)保密的功能；單片機提供位邏輯運算指令。本次設(shè)計選用的是低耗的80C51單片機。開發(fā)環(huán)境本設(shè)計選用的開發(fā)平臺為MedWin單片機集成開發(fā)環(huán)境,只需在PC機上安裝MedWin軟件,即可配合仿真器進行模擬仿真,使用十分方便。仿真器目前，單片機因其諸多特點，在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。單片機本身只是一個電子器件，只有和其它器件、設(shè)備有機地組合在一起，并配置適當?shù)墓ぷ鞒绦?軟件)后，才能構(gòu)成一個單片機的應(yīng)用系統(tǒng)。因此,單片機的開發(fā)包括硬件和軟件兩個部分。單片機本身沒有自開發(fā)功能，必須借助于40/64開發(fā)工具。近年來，隨著個人計算機系統(tǒng)的不斷普及，國內(nèi)外推出了不少以PC機為基礎(chǔ)的單片機開發(fā)系統(tǒng);而軟件模擬仿真器是一種新型的開發(fā)方法。這種方法是在PC機上,用軟件來實現(xiàn)仿真，并配置一系列相關(guān)的服務(wù)程序，使用時，只要在PC機上運行該軟件包，就可以對目標碼程序進行調(diào)試。對于那些只是用到單片機內(nèi)部資源的設(shè)計來說，可以在軟件仿真器內(nèi)完成仿真工作。而單片機軟件的設(shè)計總要和外部事件打交道，比如響應(yīng)外部中斷，檢測某一引腳上輸入信號電平的高低，完成A/D轉(zhuǎn)換等；同時某些情況下，還要根據(jù)外部信號輸出不同的控制信號。如果使用硬件仿真系統(tǒng)或在線調(diào)試器時，已有一個實實在在的硬件環(huán)境，在調(diào)試時,可以利用目標系統(tǒng)提供給單片機各種信號的輸入，以便測試單片機的實際運行情況。如果使用軟件仿真器，沒有任何硬件環(huán)境可以給出這些外部信號，所以外部信號的輸入是面臨的一個難題;此外單片機常常需要和其它常用器件有機地組合在一起使用，如A/D芯片、液晶顯示板等，如何仿真這些常用器件的功能，也是面臨的一個難題。本設(shè)計選用的仿真器是SE-52P單片機仿真開發(fā)系統(tǒng)。主程序框圖主程序流程圖如下圖4-1所示。41/64

圖4-1主程序框圖數(shù)據(jù)采集子程序程序框圖A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖如下圖3-2所示。ADC0809初始化后,把0通道輸入的0-5V的模擬信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字量OOH-FFH,然后將對應(yīng)數(shù)值存儲到內(nèi)存單元。程序框圖如圖4-2所示。42/64圖4-2數(shù)據(jù)采集子程序框圖報警子程序程序框圖系統(tǒng)設(shè)定閾值并保存在以50H開始的3個單元,為了便于比較和顯示,閾值的千位放入50H中，百位和十位放入5lH,個位放人52H中。報警電路分為蜂鳴器報警電路和LED發(fā)光報警電路組成。當輸入端P3.5為低電平時,有電流通過蜂鳴器,蜂鳴器發(fā)出聲音報警。而當輸入端為高電平時不報警。報警子程序執(zhí)行之前,將報警閾值轉(zhuǎn)換為壓縮的BCD碼并存放在兩個存儲單元中。傳感器輸入值人/口轉(zhuǎn)換后,調(diào)用比較程序,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后顯示的測量值及閾值比較，小于閾值則繼續(xù)執(zhí)行顯示程序。若大于閾值則將單片機的P3.5口清零進行聲光報警。40H、4lH、42H單元存放A/D轉(zhuǎn)換后,并進行十進制轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。40H和50H分別存放的是處理后的測量值及閾值的千位的壓縮BCD碼,41H和51H分別存放的是處理后的測量值及閾值的百位、十位壓縮的BCD碼,42H和52H分別存放的是處理后的測量值及閾值的個位的壓縮BCD碼。程序首先對40H、50H中的值進行比較大小,如果40H中的值大于50H中的值,則進行報警。依此類推，比較41H和51H,42H和52H。程序框圖如43/64

圖4-3所示。:單片機對LED進行初始化,使其能進入正常工作狀態(tài),然后判斷LED是否處于忙碌狀態(tài),如果是則繼續(xù)判斷,如若不是則將從ADC轉(zhuǎn)換后計算出來的結(jié)果通過輸出指令輸出,并判斷計算出的結(jié)果處于哪種狀態(tài),并輸出。44/64結(jié)論本作品針對生活中因醉酒駕駛引發(fā)交通事故日益嚴重，明確研究方向，制定計劃方案。深入研究酒精傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等器件原理，查閱相關(guān)酒駕標準。為制作出滿足實際要求的作品，做好充分的準備。在此期間所遇到的問題,通過最有效、最準確的渠道進行解決,為成功掃清障礙。完成本作品的主要困難有：(1)在課程中雖然我們學(xué)過C語言程序設(shè)計，但是始終處于理論階段,對于程序控制運行方面無任何實戰(zhàn)經(jīng)驗；(2)開始對單片機、ADC0809、LED顯示器一無所知，必需從頭學(xué)習，而且在時間的分配上也要把握好；(3)對于遇到非人為因素所帶來的問題，導(dǎo)致的解決問題效率低下，使我們的時間更感急迫。隨著對單片機、ADC0809、LED顯示器的加深了解，對信號采集和數(shù)據(jù)算法處理的進一步學(xué)習；在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進行改進，一定會使測得的數(shù)據(jù)更加準確,使作品及預(yù)期目標更接近。使其能成為商品，進入家庭,實現(xiàn)我們以此為課題的最終目的。45/64致謝轉(zhuǎn)眼間大學(xué)就要過去，對于我來說這也結(jié)束了我的校園生活，但真正的學(xué)習才剛剛開始。在這四年的學(xué)習生活中，讓我明白和了解了很多道理，在此過程中也有走了很多彎路，但更增添了我的記憶。在完成作品期間如果沒有胡同學(xué)的幫助，有很多事情處理起來就不會比較順暢。例如在遇到單片機得不到ADC0809采集的數(shù)據(jù)這一難題,且始終停滯不前導(dǎo)致心情低落時，能有他這樣的同學(xué)、朋友和我共進退，比孤軍奮戰(zhàn)來得何止好上百倍。還有在最后關(guān)頭如果不是賈老師幫我如何測試參數(shù)，對于最重要的數(shù)據(jù)處理方面將會大打折扣,那樣作品就失去了它的意義。還要感謝在此期間輔導(dǎo)我們的老師們、及我們一同奮戰(zhàn)的同學(xué)、學(xué)長們,沒有你們這段回憶將是不完整的。也感謝學(xué)校為我們提供了這樣的一個平臺，不僅在學(xué)習上有所獲取，而且在人際交往上多了一個圈子。也為我個人多增添了一項愛好和發(fā)展方向。46/64參考文獻[1]單成祥.傳感器的理論及設(shè)計基礎(chǔ)及其應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社1999,520[2]張福學(xué).現(xiàn)代傳感器電路[M].北京：中國計量出版社,2000,441[3]吳興惠,王彩君.傳感器及信號傳感器[M].北京：電子工業(yè)出版社，1998,788[4]萬隆，巴奉麗.單片機原理及應(yīng)用技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2010,422[5]湯竟南,沈國琴.51單片機C語言開發(fā)及實例[M].北京:人民郵電出版社,2008,566[6]雷伏容,張小林,崔浩.51單片機常用模塊設(shè)計查詢手冊加].北京:清華大學(xué)出版社,2010,677[7]韓成,張延.拿了就用單片機[M].北京:人民郵電出版社,2008,688[8]趙建領(lǐng).51系列單片機開發(fā)寶典[M].北京：電子工業(yè)出版社,2007,544[9]胡偉,季曉衡.單片機C程序設(shè)計及應(yīng)用實例[M].北京:人民郵電出版社,2003,543[10]SarahHeathPalin.Alcoholtestercontrollerdesign[J].SiliconValley.2010,344[11]方吉高,黃炳醒.高選擇性酒精傳感器仃].硅谷.2004,432[12]王鳴.一種輸入傳行數(shù)據(jù)的LED模塊的應(yīng)用[J].安徽機電學(xué)院.2000,527[13]劉煥平.ADC0809及AT89C51的一種接入方式[J].石家莊師范?？茖W(xué)校.2002,24347/64附錄1酒精測試儀程序#include<reg51.h>#include<intrins.h>sbitrs=P2M;//LCD液晶引腳定義,口0接口80_口87sbitrw=P27sbitep=P2%；sbitale=P2P; //ADC0809引腳定義sbitstart=P37sbitoe=P35sbiteoc=P3飛；sbitadda=P25sbitaddb=P2八2;sbitadc=P2八3;48/64sbitlight=P3~0; //報警輸出sbitDQ=P3^3;//DS18B20輸入腳定義sbitDE=P3」；unsignedchartempL=0;unsignedchartempH=0;floattemperature;//狀態(tài)顯示//狀態(tài)顯示unsignedcharcodedis2[]={"ALCOHOLTEST");unsignedcharcodedis3[]={"mg/100ml”);unsignedcharcodedis4[]={"SAFEDRIVING");unsignedcharcodedis5[]={"DRINK-DRIVING”)unsignedcharcodedis6[]={"DRUNKDRIVING")voiddelay(unsignedcharms)//延時1{unsignedchari,j;while(ms--){for(i=0;i<250;i++)for(j=0;j<50;j++){_nop_();_nop_();49/64}voiddelay2(unsignedinttime)//延時2{unsignedintn;n=0;while(n<time){n++;}return;}bitlcd_bz()//LCD判忙{bitresult;rs=0;rw=1;ep=1;_nop_();_nop_();result=(bit)(P0&0x80);ep=0;50/64returnresult;}lcd_wcmd(unsignedcharcmd)//寫指令數(shù)據(jù)到LCD{while(lcd_bz())rs=0;rw=0;ep=0;_nop_();_nop_();P0=cmd;_nop_();_nop_();ep=1;_nop_();_nop_();ep=0;}lcd_pos(unsignedcharpos)//設(shè)定顯示位置{lcd_wcmd(pos|0x80);51/64lcd_wdat(unsignedchardat)//寫入顯示數(shù)據(jù)到LCD{while(lcd_bz());rs=1;rw=0;ep=0;P0=dat;_nop_();_nop_();ep=1;_nop_();_nop_();ep=0;}lcd_init()//LCD初始化{lcd_wcmd(0x38);delay(1);lcd_wcmd(0x0c);delay(1);52/64lcd_wcmd(0x06);delay(1);lcd_wcmd(0x01);delay(1);}Init_DS18B20(void)//DS18B20初始化{unsignedcharx=0;DQ=1;delay2(8);DQ=0;delay2(85);DQ=1;delay2(14);delay2(20);}ReadOneChar(void)//向DS18B20讀一字節(jié)數(shù)據(jù){unsignedchari=0;unsignedchardat=0;53/64for(i=8;i>0;i--){DQ=1;delay