便携式酒精含量测试仪硬件电路设计

XX大学毕业设计（论文）报告用纸第4页共4页摘要随着交通行业技术的发展，以及汽车保有量的增加，汽车给人类带来舒适和便捷的同时，也给人类带来了交通事故频发等交通安全隐患，如酒后驾驶、无照驾驶、违规驾驶等，严重威胁着人类生命和财产安全。目前全世界绝大多数国家都采用呼气酒精测试仪对驾驶人员进行现场检测，以确定被测量者体内酒精含量的多少，以确保驾驶员的生命财产安全。便携式酒精含量测试仪是基于单片机的可编程的智能仪器。本课题采用MQ2酒精气敏传感器和单片机系统实现测试人体呼出气体中酒精含量,并且通过LCD液晶实时显示。可设定浓度阈值,并具有超值报警功能。本课题分为两部分:硬件设计部分和软件设计部分。硬件部分为利用MQ2气敏传感器测量空气中酒精浓度,并转换为电压信号经A/D转换后传给单片机系统,由单片机及其外围电路进行信号的处理,显示浓度值，当超阈值时报警。软件部分用C语言进行编程,程序采用模块化设计思想。本仪器的特点有：（1）数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LCD显示以及键盘响应电路，无需要其他计算机，用户就可以与之进行交互工作，完成数据的采集、存储、计算、分析等过程。（2）系统具有低功耗、小型化、灵敏度高、测量直观、高性价比、对酒精快速响应，预热时间短等特点。（3）软件系统采用C语言编写，在兼顾实时性处理的同时也能很方便地进行数据处理。关键词:单片机；LCD；MQ2；传感器；酒精含量；转换AbstractWiththedevelopmentoftransportindustryandtheincreasingofcars,vehiclebringsnotonlycomfortandconvenienceforhumanity,butalsohighfrequencyoftrafficaccidentsandothersafetyproblems,suchasdrunkdriving,whichseriouslythreatentohumanlifeandproperty.Currentlymostcountriesaroundtheworldusebreathalcoholtesterfieldofdriverstestingtodeterminealcoholcontentwasmeasuredbyhowmuch,inordertoensurethedriver'slifeandproperty.Portablealcoholtesterisbasedonthesinglechipprogrammableintelligentinstruments.ThesubjectusedMQ2alcoholgassensorandSCMsystemtotesthumanbreathalcohol,andReal-timethroughtheLCDliquidcrystaldisplay.Thethresholdcanbesettoset,andalarmfunctionwhenExceedthevalue.Thissubjectisdividedintotwoparts:hardwaredesignandsoftwaredesign.HardwareistheuseofgassensorMQ2alcoholconcentrationinair,andConvertedtovoltagesignalbytheA/DconversionpassaftertheSCMsystem,BytheMCUanditsperipheralcircuitsforsignalprocessing，showedconcentration,whensuper-thresholdvalue.DesigningsoftwarewithClanguageprogramming,andmodulardesignprocess.Thisinstrumentfeatures:(1)DataAcquisitionSystemusingSCMastheControlcenter,theexternalcircuitwithLCDdisplayandkeypadtorespondtothecircuit,noneedforothercomputeruserscaninteractwiththework,thecompletionofdatacollection,storage,computing,analysisprocess.2highsensitivity,directmeasurementoflowpowerconsumption.(2)Systemwithlowpowerconsumption,smallsize,highsensitivity,measurementofdirectandcost-effective,rapidresponsetoalcohol,warm,andshorterperiod(3)ThesoftwaresystemusingClanguage,inbothreal-timeprocessingwhilealsoveryconvenientfordataprocessing.Keywords:SCM;LCD;MQ2;sensor;alcoholcontent;conversion目录引言 1§1传感器的简述 1§1.1传感器的定义 1§1.2传感器的分类 2§1.3气体感器 2§1.4气体传感器的选择 2传感器的发展现状和发展趋势 3§2便携式酒精含量测试仪硬件电路设计 4§2.1课题要求 4§2.2硬件总体设计思路介绍 4§2.3硬件设计总体框架介绍 5§2.4硬件电路主要器件的选择 5§2.5气体传感气及放大电路介绍 5§ 5§ 7§ 7§ 8§2.6模数转换器ADC0809连接电路介绍 9§2.6.1模数转换器ADC0809功能及管脚简介： 9§ 10§2.7单片机AT89S52最小系统连接电路介绍 11§ 11§2.7.2本课题单片机最小系统连接电路介绍 12§2.8LCD显示电路介绍 13§ 13§ 14§2.9报警系统电路介绍 15§2.10系统其他电路简介 15§示电路介绍 15§ 16§程序下载口电路介绍 16§ 16§ 17§ 17§2.11本章小结 17§3便携式酒精含量测试仪软件设计 18§3.1主程序流程图及设计 18§3.2A/D转换流程图及设计 18§3.3本章小结 19§4便携式酒精含量测试仪软硬件调试及测试过程 19§ 20§4.2调试故障及分析 20§4.3酒精浓度检测的原理及依据 20§ 20§ 21§4.4测试仪校准 22§ 22§4.4.2温度校准： 24§4.5数据测试及分析： 25§4.5.1测试方案及测试数据： 25§4.6本章小结 26§5结论与展望 26§5.1结论 26§5.2创新点： 27§5.3展望： 27谢辞·····························································································································28参考文献····················································································································29附录·····························································································································30XX大学毕业设计(论文)报告用纸第40页共40页引言随着汽车制造业的发展，全球汽车拥有量的增加，据德国一家调研机构预测，全球汽车（包括个人用车和商用车）保有量最迟到2010年将突破10亿量。随着汽车保有量的增加，交通事故也在不断的增加，全世界每年约有120万人死于道路交通事故，受伤者多达5000万人，同时全球道路交通事故每年造成的直接经济损失为5180亿美元，可见道路交通安全问题已成为全球性的主题。随着我国经济的快速发展，公路建设也得到了前所未有的发展机遇。随着公路运输业的发展，截至2008年12月，全国机动车保有量已超过1.6亿量，其中汽车驾驶过亿。随着汽车使用量的增加和道路交通事业的发展，也给社会带来了负面影响。为了能够有效的防止酒后驾驶造成的此类危害，研究一种酒精含量测试仪来测量驾驶员呼气中酒精浓度是否超标是非常必要的，降低交通事故的发生率。驾驶员酒后驾车就像一颗颗流动的“炸弹”，随时随地都有可能爆炸，威胁着我们的安全。据调查研究中显示，酒精对驾驶员有很大的影响，主要表现在以下几个方面：（1）酒精能麻醉人的中枢神经系统，使其功能失调，反应迟钝，动作不协调，饮后驾驶人的判断能力和操作能力明显下降，因为低浓度血中酒精可导致认知和驾驶能降低，特别是对光、声、图像、画面的反应时间延长，眼、手、脚之间的配合功能发生障碍，无法正确判断车速和车距。（2）酒精使驾驶人的意识模糊，注意力减弱或分散。驾驶人在中枢神经系统被麻醉情况下，无法集中注意力，视野范围缩小，视像模糊，对处于视野边缘的危险隐患难以发现。（3）酒精涉入一定量后使人的危险感受性下降,在酒精的麻痹下，人的触觉敏感度降低，危险感受性也会随着酒精作用而降低，因而容易对自己的能力过高估计，对周围人的劝告不予理睬，驾车行驶在路上也不会感觉有危险的存在，易于我行我素，横冲直撞。§1传感器的简述§1.1传感器的定义传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。§1.2传感器的分类根据传感器工作原理，可分为物理器和化学传感器两大类。传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。按照应用的对象分类为：湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器生物传感器等以其输出信号为标准可将传感器分为：模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。§1.3气体感器气体器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理仪表显示部分。气体器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置。气体感器一般被归为化学传感器气“气体传感器”包括：半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导式气体传感器、红外线气体传感器等。本课题采用的传感器MQ2是半导体气体传感器。§1.4气体传感器的选择一、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型。要进行—项具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。二、灵敏度的选择通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但是，传感器的灵敏度高，外界噪声也容易混入，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入的于扰信号。三、响应特性（反应时间）。传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。四、线性范围。传感器的线性范围是指输出与输入成正比的范围。理论上，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。§1.5传感器的发展现状和发展趋势发展现状：在现代工业设备中，传感器和检测仪表是不可或缺的一部分，从以下两方面来看，传统的工业设备如在其上增加了必要的传感器，配备精密测量部件(附件)，则其功能和精度可以提高，便于用户操作和维护，安全等级也可以提高，设备可以增值。传感器行业发展迅速，传感器市场近些年一直持续增长，势头良好，主要应用于工业制造、汽车产品、电子通讯和专用设备，其中工业制造和汽车产品达到市场份额的三分之一。传感器给我国的迅速发展带来了无限商机，国外传感器大企业纷纷进入我国市场，这为我国工业设备制造商和汽车制造业等传感器最终消费者带来了很大便利，但也对国内传感器行业施加了很大压力。发展趋势：（1）传感器的集成化和多功能化；只有将传感器集成化，即将传感器、信号处理器、控制系统、电源系统等产品一体化，作为投入市场的初始产品，才能获取行业的重视，满足市场需求。（2）新材料的研发随着材料行业对传感器敏感材料进一步的开发，传感器新敏感材料不断推出，高新材料已广泛用于新型传感器制造研发中，如光纤传感器，光纤传感器可分为传感型和传光型两大类。（3）传感器的数字化和智能化；传感器的数字化和智能化的出现是传感器产业又一次突破，也成为当今传感器行业发展的重要发展方向之一。智能传感器将微处理、通信总线接口、信息检测、信息处理和信息传输等功能一体化，实现传感器的多种测量、多种变量的特性。数字传感器内部结构简单，利用纯数字电路进行测量，抗干扰性强。随着计算机技术的发展，使传感器的数字化和智能化得到了最大意义的体现，具有更大的发展潜力和空间。§2便携式酒精含量测试仪硬件电路设计§2.1课题要求设计一个便携式驾驶员酒精含量测试仪，测试人体呼出气体中酒精含量。它对酒精快速响应，预热时间短，灵敏度高，测量直观，功耗低。测试仪可以采用气体传感器作为敏感单元,把气体中含有的乙醇气态浓度转换成电信号,经电子电路放大以及微处理器处理,由LCD直观显示被测气体中的乙醇浓度。设计要求：（1）侦测浓度:危险浓度为大于0.4mg/L，安全浓度为小于0.25mg/L,介于两者之间是警戒浓度。（2）显示方式:使用LCD显示测量出来的酒精浓度值，并使用绿色LED亮指示安全状态，橙色LED亮指示警戒状态，红色LED亮指示危险状态。（3）使用环境:0（4）使用电池:3VDC(AAA电池×2)（5）暖机时间:20秒内（6）测试时间：6秒§2.2硬件总体设计思路介绍思路从课题的要求出发，要求是测试酒精气体的浓度，必然要用到酒精传感器。设计出来的仪器要对酒精快速响应，预热时间短，这就对酒精传感器的性能指标有一定的要求，首先这个酒精传感器本身就很好的灵敏度，和检测到的酒精气体发生化学反应快。测量直观要求仪器有一个显示器，能直接从显示器上读取测试结果，这时选择一个LCD液晶做显示器。又考虑到酒精传感器采集到的电信号是微弱模拟信号，而单片机所能处理的是数字信号，所以还要运用运放和一块A/D转换芯片，把酒精传感器采集到的模拟电信号放大，并转换成数字电信号，再送到单片机进行信号处理，经单片机运算处理的数字电信号最后送到LCD液晶进行显示。以下是对本课题重点难点分析：课题重点:（1）掌握整个测试仪的工作过程、每个环节的原理。（2）单片机、酒精传感器、运放等器件的选用。（3）测量标定。课题难点：（1）酒精传感器、运放、A/D模数转换器、单片机、LCD显示的集成电路设计（2）采集数据、处理数据、以及显示数据的程序的编写。（3）酒精气体的采集过程。（4）测试数据时，精度达到要求。§2.3硬件设计总体框架介绍。图2.1硬件设计总体框§2.4硬件电路主要器件的选择在满足上诉测试要求的前提下，选择自己熟悉并且常用的器件，方便调试，而且容易买到，还要考虑到总体的成本，选择比较经济的器件，价格控制在一定范围内。本课题选择的主要器件如下：（1）单片机：AT89S52（2）运算放大器：OP07（3）A/D:0809（4）酒精传感器：MQ—2（5）LCD:1602图2.MQ2结构与外形图2.（6）晶振（7）电容、电阻§2.5气体传感气及放大电路介绍气体传感器是气体检测系统的核心，通常安装在探测头内。从本质上讲，气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理、样品抽吸，甚至对样品进行化学处理，以便化学传感器进行更快速地测量。在选择传感器的时候，一定要考虑到稳定性、灵敏度、选择性和抗腐蚀性，本课题选择MQ2型酒精传感器。§2.5.1MQ-2气敏元件的结构和外形如图所示,电路连接图如图2.所示，由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感层,测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。封装好的气敏元件有６只针状管脚，其中４个用于信号取出，２个用于提供加热电流。具有广泛的探测范围；高灵敏度、快速响应恢复；优异的稳定性，寿命长；简单的驱动电路等特点；可用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。回路有两部分组成：其一为加热回路；其二为信号输出回路，它可以准确反映传感器表面电阻的变化。传感器表面电阻RS的变化，是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号VRL输出面获得的。二者之间的关系表述为：RS/RL=(VC－VRL)/VRL，其中VC为回路电压，负载电阻RL可调为～200K，Uh为加热电压。工作条件：使用温度在-10℃-50℃范围；储存温度在-20℃-70℃范围；相对湿度要求小于95%RH；氧气浓度在21%(标准条件)。回路电压要求≤15V（ACorDC），加热电压要求是5.0V±0.2V，负载电阻要可调，加热电阻是31Ω±3Ω；加热功耗MQ2灵敏度特性曲线：本灵敏度曲线图条件：温度：20℃、相对湿度：65%、氧气浓度：21%RL=5kΩRs：元件在不同气体，不同浓度下的电阻值。R0:元件在洁净空气中图2.3MQ2灵敏度特性曲线§2.5.OP07芯片是一种低噪声，双极性运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压（对于OP07A最大为25μV），所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07同时具有输入偏置电流低（OP07A为±2nA）和开环增益高（对于OP07A为300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。主要特点：超低偏移，150μV最大；；低失调电压漂移0.5μV/℃；超稳定，时间2μV/month最大；高电源电压范围：±3V至±22V。管脚介绍：1和8为偏置平衡，2为反向输入端，3为正向输入端，4接地，5空脚6为输出，7接电源。图2.4OP07管脚图§2.5.3图2.5MQ2与放大器OP07连接电路工作原理：图2.5是酒精传感器MQ2与放大器OP07连接电路，MQ2气体传感器接触到酒精昧后，就会发生化学反应，A（1和3角连接在一起）、B（4和6角连接在一起）间的电阻值减少，B点的电位升高，酒味越浓，B点电位越高。此信号电压经灵敏度调节电位器RP滑动臂取出，加至放大器OP07的2、3脚，由放大器OP07的6脚输出被放大的模拟电信号，这个模拟电信号将被提供给ADC0809进行A/D转换。§2.5.当用本仪器进行浓度测量时，要考虑到温度对测量值的影响，所以本课题设计了一个测量温度的电路，电路中选用LM35作为温度传感器温度传感器LM35是一种得到广泛使用的温度传感器。由于它采用内部补偿，所以输出可以从0℃开始。该器件采用塑料封装TO992，工作电压4～30V，在上述电压范围以内，芯片从电源吸收的电流几乎是不变的（约50μA），所以芯片自身几乎没有散热的问题。这么小的电流也使得该芯片在某些应用中特别适合，比如在电池供电的场合中，输出可以由第三个引脚取出，无需校准。

目前，已有两种型号的LM35可以提供使用。LM35DZ输出为0℃～100℃，而LM35CZ输出可覆盖－40℃～图：图2.6LM35与放大器OP07连接电路§2.6模数转换器ADC0809连接电路介绍模数转换电路的功能是将连续变化的模拟量转换为离散的数字量，是架起模拟系统跟数字系统之间连接的桥梁。对于本系统而言，就是用于快速、高精度地对输入的酒精浓度信号进行采样编码，将其转换成单片机所能够处理的数字量。模数转换电路是本系统的关键部分，其性能的好坏直接影响整个系统的质量§2.6.1ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。当其频率为500KHZ时，其转换速度为128us。AD0809的数据输出公式为：Vout=Vin*5/256,其中Vin为输入模拟电压，Vout为输出数据。ADC0809主要特性：（1）8路输入通道，8位A／D转换器，即分辨率为8位。（2）具有转换起停控制端。（3）转换时间为100μs（4）单个＋5V电源供电（5）模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。（6）工作温度范围为-40～＋85摄氏度（7）低功耗，约15mW。管脚介绍：图2.7ADC0809管脚图ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，管脚图如图2.7所示。下面简要说明本课题应用到的引脚功能。IN0～IN7：8路模拟信号输入端；2-1～2-8：8位数字信号输出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。START：A／D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。EOC：A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）为基准电压。VCC为电源，单一＋5V；GND是接地。§2.6.图2.8ADC0809连接电路图工作原理：首先从ADD-A、ADD-B、ADD-C三根地址线输入3位地址，并使ALE=1为高电平，将输入的地址存入地址锁存器中，以便选通一个模拟通道。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。脉冲的下降沿启动A／D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果通过～输出到数据总线上，以便能将转换好的数字电信号传递给单片机进行数据处理。§2.7单片机AT89S52最小系统连接电路介绍单片机也被称为微控制器，是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能。本课题采用较常用且较经济的AT89S52单片机，AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程存储器。§2.7.1标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。管脚介绍：P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P3输出缓冲器能驱动4个。TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号。EA/VPP：外部访问允许，欲使CPU访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。晶振特性：AT89S52单片机有一个用于构成内部振荡器的反相放大器，XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入、输出端。石英晶体和陶瓷谐振器都可以用来一起构成自激振荡器。存储器结构：MCS-51器件有单独的程序存储器和数据存储器。外部程序存储器和数据存储器都可以64K寻址。程序存储器：如果EA引脚接地，程序读取只从外部存储器开始。数据存储器：AT89S52有256字节片内数据存储器。高128字节与特殊功能寄存器重叠。§2.7.图2.9单片机最小系统连接电路工作原理：本单片机最小系统连接电路如图2.9，本系统包括单片机AT89S52接口电路、晶振电路、复位电路、分频电路。单片机AT89S52接口电路中，P00~P02口分别控制ADC0809的三根地址线A、B、C，用于给三根地址线赋值，选通转换通道；P03口用于控制系统报警，当所测试的浓度超过阈值时，输出一个低电平，红色指示灯会发光，蜂鸣器会发出声音。P04口用于控制ADC0809的地址锁存，当ALE=1为高电平，将输入的地址存入地址锁存器中。P05口用于控制ADC0809启动转换START，当START=1时候，ADC0809开始转换模拟信号。P06用于控制ADC0809的使能端，保证其正常工作。P20~P27作为数据线，在单片机和ADC0809之间用于传递ADC0809转换好的被测电压数字信号。P10~P17作为数据线，在单片机和液晶LCD1602之间用于传递单片机处理过的被测电压数字信号。P32口、P33口、P34口分别为INT0、INT1、T0，作为中断；P35口、P36口、P37口分别为E、R/W、RS，用来控制液晶，对液晶写入控制命令。单片机的18号、19号管脚用于连接晶振电路，使单片机工作。单片机31号管脚是EA/VPP，是访问外部程序存储器控制信号，当执行内部程序指令，EA应该接VCC；9号管脚是单片机复位；30号管脚是ALE/PROG，地址锁存控制信号ALE是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，用来作为ADC0809的时钟使用。分频电路由两块74LS74芯片串联而成，实现4分频，得到一个500K的时钟信号，作为ADC0809的时钟。复位电路包含了单片机上电复位和按键复位（高电平复位）。P0口和P2口分别加上一个排阻，作为上拉电阻，提高驱动能力。§2.8LCD显示电路介绍§2.8.1功能介绍：液晶显示器在一个电路系统中用于显示数据，本课题的硬件电路中采用1602LCD液晶作为显示器。1602LCD具有40通道点阵LCD驱动;可选择当作行驱动或列驱动;输入/输出信号:输出,能产生20×2个LCD驱动波形;输入,接受控制器送出的串行数据和控制信号;通过单片机控制将所测的频率信号读数显示出来。LCD1602显示容量为16××4.35（W×H）mm。管脚介绍：信号说明1602LCD采用标准的14引脚（无背光）或16引脚（带背光）接口，各引脚接口说明见表1。编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2DateI/O2VDD电源正极10D3DateI/O3VL液晶显示偏压信号11D4DateI/O4RS数据/命令选择端（V/L）12D5DateI/O5R/W读/写选择端（H/L）13D6DateI/O6E使能信号14D7DateI/O7D0DateI/O15BLA背光源正极8D1DateI/O16BLK背光源负极表1：LCD1602引脚介绍（1）2组电源一组是模块的电源一组是背光板的电源均为5V供电。（2）VL是调节对比度的引脚调节此脚上的电压可以改变黑白对比度（3）RS是很多液晶上都有的引脚是命令/数据选择引脚该脚电平为高时表示将进行数据操作；为低时表示进行命令操作。（4）RW也是很多液晶上都有的引脚是读写选择端该脚电平为高是表示要对液晶进行读操作；为低时表示要进行写操作。（5）E同样很多液晶模块有此引脚通常在总线上信号稳定后给一正脉冲通知把数据读走，在此脚为高电平的时候总线不允许变化。（6）D0—D78位双向并行总线，用来传送命令和数据。（7）BLA是背光源正极，BLK是背光源负极。§2.8.图2.101602LCD与单片机接口电路工作原理：图2.10为1602LCD与单片机接口电路，其中D0～D7八位双向并行总线与单片机的P1口相连，用来传送命令和数据。RS与单片机P37口相连，作为命令/数据选择引脚；R/W与单片机P36口相连，作为读写选择端；E与单片机P35相连，用于控制信号读取；VO是用来调节背光。其余管脚功能在上一段文章中已经描述，这里就不再赘述。§2.9报警系统电路介绍图2.11报警系统电路工作原理：报警系统电路，通过单片机程序控制,判断是否报警。当浓度超过阈值时（本课题阈值为0.4mg/L），管脚输出一个低电平,使LED1（红色发光二极管）导通发光，同事使三极管9012导通，驱动蜂鸣器发出声音。说明：本次课题要求用三个LED灯，在三个浓度阶段分别发光。考虑到本仪器的应用更加方便，设计上做了一下改进：增加一个蜂鸣器，发出声音，报警更加直观、明显。当浓度小于0.25mg/L时候，为安全浓度，在液晶显示器上显示“save”；当浓度介于0.25mg/L和0.4mg/L两者之间时，是警戒浓度。在液晶显示器上显示“warning”。当浓度超过0.4mg/L时，LED1发出红光，蜂鸣器报警。§2.10系统其他电路简介§2.10.电路设计中采用1K电阻和一个LED彩灯，电路设计图见图2.12。图2.12电源指示电路§2.10.图2.13为系统电源1，提供5V电压，图2.14为系统电源2，提供正负9V电源，电路中的电容起到滤波作用。图2.13系统电源1图2.14系统电源2§2.10.3方便电路调试和程序下载，本电路设计中设计了一个专门用来下来51单片机程序的下载口，下载程序时不用从电路上拔下单片机AT89S52，直接就可以下载程序，做到方便调试。下载电路见图2.15。图2.15下载口电路§2.10.对单片机输出的时钟信号进行4分频，作为ADC0809的时钟信号。分频电路设计如图2.16。图2.16分频电路§2.10.图2.17按键控制电路§2.10.。图2.18稳压电路§2.11本章小结本章在选择便携式酒精含量测试仪硬件设计的方案基础上，对该系统进行了硬件设计，并详细的介绍了便携式酒精含量测试仪硬件设计中各个硬件模块功能。本章主要结论：在详细介绍酒精传感器MQ2、ADC0809、及AT89S52单片机结构特点、技术性能特点；详细阐述了便携式酒精含量测试仪的各个功能模块的硬件电路功能，主要包括传感器及信号放大电路、A/D转换电路、单片机处理电路、液晶显示电路、声光报警电路等；设计了整个硬件电路的功能，达到了本研究的硬件要求标准。§3便携式酒精含量测试仪软件设计在设计了硬件电路的基础上，本设计中的软件主要采用Keil编译器进行编写，采用各个子模块组成整个程序。便携式酒精含量测试仪的程序的主要任务是：对传感器的输出信号进行采集、转换、计算处理，并能够显示该输出信号，并能够在该信号超过规定限值时，声音和发光报警。软件总体设计主要包括主程序设计和各个子程序的设计。§3.1主程序流程图及设计主程序流程图如图2.19所示。首先系统上电后要对系统各模块进行初始化设置，P0～P3都赋予高电平；对ADC0809写控制字，以及LCD显示初始化；之后是数据采集、转换、计算等过程；单片机对传感器检测的酒精气体浓度输出信号进行A/D转换后，经过计算处理后，将呼出气体酒精浓度值与报警限设定值进行比较，判断是否发出声音和发光报警。同时送入LCD1602液晶显示模块显示酒精气体的浓度值。图2.19主程序流程图§3.2A/D转换流程图及设计A/D转换流程图如图2.20所示，开始的时候输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中，选择A/D转换通道；START上升沿将逐次逼近寄存器复位，下降沿启动A／D转换，之后判断是否转换完毕；ADC0809正在进行转换时候，EOC总是低电平，当其转换完毕后，EOC变成高电平，告知完成了本次转换；判断是否转换完毕，其实就是判断EOC是否为高电平；EOC变为高电平，指示A／D转换结束，结果数据读出存入锁存器，本次转换结束。图2.20A/D转换流程图图2.20§3.3本章小结以上主要介绍了便携式酒精含量测试仪软件设计的主程序流程和A/D转换程序的设计流程。本课题程序不是很复杂，所以设计比较容易着手。程序设计具有思路清晰、简洁实用等特点。§4便携式酒精含量测试仪软硬件调试及测试过程在系统硬件和软件设计的基础上，通过对软硬件的结合调试，便携式酒精含量测试仪的方案设计得到了肯定，通过实验得知，能够检测到酒精气体浓度，读回电压值，经过换算处理，较为直观的显示出酒精浓度值。当检测到气体酒精含量超标时，能够驱动声光报警。§首先把硬件电路设计好，写好软件后，需要通过硬件看看能否得到所需要实现课题要求的功能，所以需要二者结合调试。本次设计主要进行的调试工作是：数据采集调试及信号放大调试、驱动声光报警等方面的调试。在调试的实际过程中，首先将编写好的程序下载到目标板上进行分块调试；然后组成整个应用程序，进行整体调试从而完成整个设计的程序调试工作。调试前的准备工作：（1）PC机；（2）数字万用表；（3）12V电源（可调）；（4）不同浓度的酒精溶液等。本次硬件设计选用DXP2004；软件设计环境选用Keil.平台。用自己所编制的程序来调试和检验目标板上的电路（硬件调试）；利用USB数据线将自己设计的目标程序烧写到目标板上的单片机AT89S52。单片机中（程序固化）。§4.2调试故障及分析在调试过程中，出现以下故障：（1）Keil不能识别单片机AT89S52，单片机不能下载程序；可能是检查晶振不工作或单片机线路故障；经排查，发现是晶振被损坏，换一个晶振就解决了这个问题。（2）用万用表测传感器输出电压，变化范围不大。原因可能是滑动变阻器阻值不够大，导致传感器电路灵敏度。经调试，换一个适当的、更大的滑动变阻器，再去测输出电压，电压变化范围就变大了，达到了测试要求。（3）传感器输出电压不稳定，在同浓度酒精情况下测试电压，测试值也不同。可能是传感器没有预热充分以及测试仪电源不稳定导致。检查调节电源电压，保证供电电压稳定，同时使传感器预热5分钟，等传感器充分预热以及系统功能稳定后，在进行电压测试。（4）液晶LDC无显示，可能是程序不对或者是LCD硬件电路问题。经检查，有一根数据线断开了，用焊锡连上即可。§4.3酒精浓度检测的原理及依据§检测原理利用便携式酒精含量测试仪来判断人体内血液酒精浓度的依据为：人饮酒后，酒精通过消化系统被人体吸收，经过血液循环，约有90%的酒精通过肺部呼气排出，因此测量呼气中的酒精含量，可以判断人的醉酒程度。另外更重要的依据是人体呼气中的酒精含量与血液中的酒精含量有如下关系：BAC(inmg/L)=BrAC(inmg/L)×2200，上式中，BAC是血液酒精浓度的英文缩写，BrAC则是呼气酒精浓度的缩写，括号中的inmg/L表示以每升中多少毫克为单位。即以mg/L为单位的血液酒精浓度在数值上相当于以mg/L为单位的呼气酒精浓度乘以系数2200（由于各国的情况不同，在美国此系数采用2000，而欧洲很多国家采用2100）。基于这种关系，根据驾驶员呼出气体中的酒精含量来确定被测量者体内酒精含量的多少，研究表明，当驾驶员呼气中酒精浓度超过0.25mg/L时，驾驶员就会在复杂技巧上出现障碍、驾驶能力变坏，肇事率是无酒精状态的2倍，驾驶员驾车容易肇事，以此标准来衡量司机是否能够安全驾驶，当驾驶员呼气中酒精浓度超过0.40mg/L时，驾驶员出现多话、感觉障碍，肇事率是无酒精状态的6倍。这时驾车就比较危险了，需进行报警。呼出气体中酒精含量检测的方法为：被测者对准传感器进行吹气7秒即可。§检测依据到底身体中的酒精浓度要达到多少才需要禁止其驾驶车辆？由于人种的不同，对酒精的代谢速率也不一样，再加上各国的社会风俗习惯不同，因此订定的标准也不完全一样。以下表2和表3分别是世界各国法定酒精浓度限制和体内酒精浓度与肇事率的关系。国家呼吸酒精浓度限制血中酒精浓度限制瑞典及0.50mg/L20及100mg/dL英国35ug/100dL80mg/dL德国35ug/100dL80mg/dL荷兰220ug/L50mg/dL法国0.25mg/L50mg/dL美国及/210L80及100mg/dL加拿大/210L80mg/dL日本0.25mg/L50mg/dL表2：世界各国法定酒精浓度限制表3：体内酒精浓度与肇事率的关系呼气中酒精浓度（血液中酒精浓度）行为表现或状态肇事率0.25mg/L(0.05%；50mg/dL)复杂技巧障碍、驾驶能力变坏2倍0.40mg/L(0.08%；80mg/dL)多话、感觉障碍6倍0.50mg/L(0.10%；100mg/dL)说话含糊、脚步不稳7倍0.55mg/L(0.11%；110mg/dL)平衡感与判断力障碍度升高10倍0.75mg/L(0.15%；150mg/dL)明显酒醉、步履蹒跚25倍0.85mg/L(0.17%；170mg/dL)恶心、步履蹒跚50倍1.50mg/L(0.30%；300mg/dL)呆滞木僵、可能昏迷、迷醉无法开车2.00mg/L(0.40%；400mg/dL)呼吸中枢痲痹、渐近死亡无法开车2.50mg/L(0.50%；500mg/dL)

致死§4.4测试仪校准§传感器浓度校准根据上两个表又在网上和图书馆查阅资料，了解到一种校准方法：密闭容器中，一定温度下，酒精溶液挥发到容器空气中后，酒精水溶液浓度与空气中酒精浓度是有一定关系的。利用这个关系进行计算，配置出标准的酒精溶液，就能对测试仪进行校准。当要是用来校准空气中0.25mg/L和0.40mg/L两个点时，根据资料中的数据，计算出要分别配置/L和/L的酒精水溶液，由于条件限制，这个是比较难达到精度要求的，而且还要在一定温度下密闭容器里进行校准，操作比较困难。资料中的数据时通过实验得到的，而且在于国家计量检定规程误差范围内的，以下为资料数据：图2.21酒精水溶液与空气中浓度关系按照由于确实没有一个适的标准，来准确校准这个测试仪，显示出空气中的具体浓度值。就只有在相同的环境及下，用多个已知不同浓度的酒精液体进行定标，在某个浓度的酒精液体挥发气体中，测量这时候传感器采集回来的电压值，从而实现直观显示该酒精溶液的浓度值。（1）校准方案的思路是定量配制多个浓度的酒精溶液，使得测量误差控制在一定浓度范围内，浓度范围经过多次分段后，可以把每一段当成是线性来处理；这几种溶液的浓度已知，且有一定的浓度差配制；在每个浓度的酒精溶液挥发气体中，测量五次，求得本浓度下传感器采集到的平均电压值。拟合出浓度与电压关系的分段函数，求出各段方程，就可以定标了。（2）准备实验器材：95%（按体积比例）浓度的酒精溶液一瓶（100mL）,75%浓度的酒精溶液一瓶（100mL）,20mL注射器一支（充当量筒用，度量准确），小空瓶若干；特别说明下小瓶子的选择，实验表明：瓶口口径最好和传感器大小差不多，容积最好在100mL左右，这样在传感器与酒精气体接触时能够充分接触，减小误差；瓶口太大，酒精气体容易跑掉，导致结果偏低；瓶口太小，传感器接触面积不够大，测试结果也是偏低；瓶子容积太大，挥发出来的酒精气体被瓶中空气稀释，测试结果也会不准。（3）接下来就是配制各种浓度的溶液，本次试验中配制了95%、75%、55%、35%、20%、10%、5%七种浓度的酒精溶液，其中95%、75%是现成的标准浓度的酒精溶液；取15mL、浓度95%的标准酒精溶液，加水11mL，就配制成了26mL、浓度55%的酒精溶液；取30mL、浓度75%的标准酒精溶液，加水34mL，就配制成了64mL、浓度35%的酒精溶液；取10mL、浓度95%的标准酒精溶液，加水37.5mL，就配制成了mL、浓度20%的酒精溶液；取10mL、浓度75%的标准酒精溶液，加水65mL，就配制成了75mL、浓度10%的酒精溶液。取20mL、浓度10%的酒精溶液，加水20mL，就配制成了40mL、浓度5%的酒精溶液。（4）预热测试仪，利用上述方法测量传感器采集到经放大器放大的模拟电压值。实验数据如表4：表4：不同酒精浓度下传感器输出电压测量值V0%5%10%20%35%55%75%95%第一次0第二次0第三次0第四次0第五次0数据分析：由于操作、预热未充分、酒精挥发等原因，有个别数值偏差很大，属于不准确数据，如10%浓度下的3.06V；35%浓度下的3.69V计算平均值时因剔除。同一浓度下，测量了几次后，测量值会略变小，这是酒精挥发的原因，在误差允许的范围内的数据是准确的。通过以上数据，计算出电压平均值如表5：表5：不同酒精浓度下传感器输出电压测量平均值浓度（%）0%5%10%20%35%55%75%95%电压平均值（V）0根据表5中的实验数据，利用“几何画板”绘图工具，绘制出了浓度与电压关系图，如图2.22： 图2.22酒精浓度与电压关系曲线图以上数据的计算结果根据实验数据计算保留了三位小数，是较为准确的。在浓度为35%和95%之间曲线变化是比较线性的，所以EF，FG，GH拟合成一段，即EH；根据图中数据计算出各个线段的线性方程是：线段AB（0%～5%）：y=0.464x，(这里的y表示V；x表示浓度数值，不含百分号)；线段BC（5%～10%）：y=0.092x+1.86；线段CD（10%～20%）：y=0.049x+2.29；线段DE（20%～35%）：y=0.037x+2.54；线段EH（35%～95%）：y=0.005x+3.65；接下来的工作就是根据以上方程对测试仪进行定标。§温度校准：由于温度对酒精传感器MQ2在测浓度时有影响，所以利用温度传感器LM35设计了一个测量环境温度的装置，这是需要对测温装置进行校准。由于有标准的温度计，这个工作相对就比较容易了，只需要适当调节测温电路的放大倍数，得出的电压值与温度计进行对比，就能得出一定的关系了，而且LM35的线性度比较好，校准方便。§4.5数据测试及分析：§测试方案及测试数据：测试方案：配制几种浓度的溶液，在每个浓度下测试5次。酒精溶液A是用5%浓度的酒精溶液加一定量的水稀释而成，浓度大约是2.5%；酒精溶液B是用75%浓度的酒精溶液加一定量水稀释而成，浓度大约是15%；酒精溶液C是用95%浓度的酒精溶液加一定量水稀释而成，浓度大约是40%；酒精溶液C是用95%浓度的酒精溶液加一定量水稀释而成，浓度大约是85%。测试数据如表6：表6：不同浓度酒精溶液测试数据酒精溶液A酒精溶液B酒精溶液C酒精溶液D第一次2.6%16.4%38.5%84.6%第二次2.2%16.3%38.4%84.6%第三次2.1%16.1%38.5%83.5%第四次2.1%15.7%37.5%83.9%第五次1.7%15.7%38.3%83.7%表7：环境温度测试次数12345温度（摄氏度）数据分析：分析表6数据可知，测试结果与配制的溶液浓度有偏差，这个可能是由于配制的溶液是大约配成，浓度时落在一定范围。而分析某个浓度下的五个测试值，在一个较小的范围内波动；得出结论：测试仪的测定是比较稳定的，较准确；测试结果符合预期效果，没有出现较大误差。造成误差的原因归结起来有几个：测试仪自身的误差、采集气体时的操作偏差、读数误差、酒精气体挥发导致浓度改变的误差。说明：酒精浓度在0%~5%时候，电压变化较大，本仪器在这个浓度范围内出现的误差可能会较大。减小误差的方法：前提是自己要有严谨态度和很强的钻研精神，遇到问题多去想办法，认真做事。定标时候尽可能做到：配制标准溶液时，浓度做到尽可能准确，选用的量具、容器要合适；测定标数据的时候，使测试仪预热充分，传感器充分接触气体，得到较为准确的定标数据；利用定标数据拟合出浓度与电压曲线的时候，利用专业的画图工具，能够较为精确的描点，求出斜率以及线性方程；测试某酒精浓度的时候，方法和测定表数据一样。§4.6本章小结在系统软硬件设计的基础上，本章主要对便携式酒精含量测试仪进行了实际调试。该系统达到了设计目的，即能够检测到酒精浓度，读回电压，显示呼气中酒精浓度值，当气体中酒精含量超标时，声光报警提示。本章主要结论：（1）通过分析测试仪测试原理、依据以及对酒精浓度的检测方法，拟定了酒精浓度与测试仪输出电压关系曲线；（2）通过分析ADC0809转换的要求，设定OP07放大器对酒精传感器输出模拟信号放大，使电压在0到5V内，从而能够使ADC0809正常工作；（3）对LCD1602液晶显示模块进行调试，使其能够正确、动态显示环境温度和酒精浓度值。§5结论与展望本课题针对目前酒后驾车造成交通事故频繁的现象，从燃烧型气体传感器的工作机制出发，设计并制作出一种便携式酒精含量测试仪，能够比较方便的测出被测者呼气中的酒精浓度。在此基础上了设计了基于单片机AT89S52的便携式酒精含量测试仪，并对该测试仪的构成、工作原理及硬件电路和软件系统进行了阐述，最后通过实验证该测试仪达到了本次设计的目的。§5.1结论（1）从便于携带、实用、经济等方面出发，设计酒精含量测试仪的方案，并对方案进行了优化设计；依据方案设计思想，设计了基于AT89S52单片机的硬件系统，实现了声光音报警、液晶显示酒精浓度和环境温度等功能。声光报警模块功能为当检测到酒精浓度超过设定的阈值时，红色LED发光，并且蜂鸣器发出声音报警。（2）在Keil软件开发平台上编写了整个软件系统，主要包括主程序、A/D转换子程序、液晶显示子程序、酒精浓度计算子程序等；（3）通过测试仪软硬件的结合调试，通过实验，在酒精浓度与测试仪输出电压关系曲线的基础上，对测试仪进行校准、测试出数据。（4）通过本次毕业设计，收获很多，基本上把4年所学知识都回顾了一遍；自身的钻研精神得到加强，以及解决问题的能力大有提升。§5.2创新点：（1）本次课题采用试验方法，较为准确的得出对测试仪的校准数据。（2）采用了专业的画坐标图工具，准确描点、拟合出了酒精浓度与测试仪输出电压关系曲线，并求出了个线段的线性方程，有利于测试仪校准。（3）设计了一个温度测试装置，测量环境温度。§5.3展望：（1）由于客观条件所限，不能标准仪器校准测试仪，本测试仪不能准确测出酒精挥发到空气中后的浓度，只测得酒精溶液的浓度。期望以后能有条件，对设计出来的测试仪进行校准。.（2）由于经费原因，所购买的元器件在精度、灵敏度、分辨率等方面不是非常好；如单片机，要是选择更高速的微处理芯片，例如DSP芯片，将大大提高酒精检测仪的数据处理能力；再如ADC0809的分辨率只是8位，不是足够高，在浓度较高情况下，电压随浓度的变化不大。（3）性能良好的酒精含量测试仪可安装到汽车当中去，便于让驾驶员知道自己呼气中酒精浓度是否超标；也可以提供给交通警察使用，检查是否是酒后驾驶或醉酒驾驶。谢辞本篇论文是在导师朱望纯的悉心指导下完成的。在本论文的选题、论文工作的进展、实验的操作乃至论文的撰写过程中，朱望纯老师都给予了我细心的指导和不懈的支持。他渊博的学识、开拓的思维方式以及对科学一丝不苟、严谨求实的作风不仅授我以文，而且教我做人，做人要多站在别人的角度来评价自己。在这毕业设计过程中，朱望纯给我无微不至的关怀，为我提供良好的实验仪器、器材，还在工作繁忙之际还能抽出时间来指导我的课题，解决我的课题中的关键难题，他语重心长的指导和鼓励，我将终生难忘。感谢徐翠锋老师在我毕业设计调试过程中给出的宝贵建议。感谢秦广敏同学在撰写论文时给予的热情帮助和宝贵意见他基本功扎实，、忘我的工作精神，使我受益良多。感谢苏泳铭同学、廖兴亮同学在我的测试过程中给予的帮助，是我能顺利完成数据测试工作。感谢我的父母和亲人，感谢他们这么多年对我的关爱，对我学业的鼓励和全力支持。最后，深深地感谢每一位关心和支持我的人，祝他们永远幸福。参考文献[1]张红润．传感器应用设计300例上[M]．北京：北京航空航天大学，2008．[2]张红润．传感器应用设计300例下[M]．北京：北京航空航天大学，2008．[3]赵继文．传感器应用电路设计[M]．北京：科学出版社，2002．[4]何希才．常用传感器应用电路的设计与实践[M]．北京：科学出版社，2007．[5]何希才．使用传感器接口电路实例[M]．北京：中国电力出版社，2007．[6]白驹，雷晓平．单片计算机及其应用[M]．成都：电子科技大学出版社，2005．[7]何立民．MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M]．北京：北航出版社，1990．[8]黄冰．微机原理及应用[M]．重庆：重庆大学出版社，2003．[9]谭浩强．C语言程序设计第三版[M]．北京：清华大学出版社，2005．[10]陈成新.一种校准呼气酒精测试仪的新方法[J].计量学报，2006,27（2）：1~3.[11]庄明科，白海峰.驾驶人员风险驾驶行为分析及相关因素研究[J].北京大学学报，2007，（04）:1.[12]陆蓉.液晶显示器（LCD）显示驱动原理及其应用[J].电子制作，2005（5）：51～52.[13]张元敏.基于AT89C52的远程智能语音防盗报警系统设计[J].安防科技，2008（10）：38～41.[14]中华人民共和国公安部安全行业标准GA307-2001呼出气体酒精含量探测器[S].[15]蔡美琴.MCS-51系列单片机系统及应用[M].北京：高等教育出版社，2004.附录本附录含便携式酒精含量测试仪硬件电路原理图、PCB图，以及软件的程序。1原理图：2PCB图：3程序：/*=========================================================SMC1602A(16*2)模拟口线接线方式连接线图:|LCM51|LCM51|LCM51|||DB0P1.0|DB4P1.4|RWP3.6||DB1P1.1|DB5P1.5|RSP3.7||DB2P1.2|DB6P1.6|EP3.5||DB3P1.3|DB7P1.7|[注:AT89S51使用12M晶体震荡器]=========================================================*/#include<reg51.H>//AD0809接口定义#defineAD_dataP2sbitAD_ALE=P0^4;sbitAD_START=P0^5;sbitAD_EN=P0^6;sbitAlarm=P0^3;sbitAD_EOC=P3^3;//1602液晶接口定义#defineLCD_dataP1sbitRS=P3^7;sbitRW=P3^6;sbitLCDE=P3^5;//报警管脚定义//变量定义unsignedcharFlage=0; //转化标置位unsignedcharAlcohol_NUM=0;//AD转化的酒精数字量unsignedcharTemp_NUM=0;//AD转化的温度数字量unsignedcharm,n,ms;unsignedcharconstline1[]={"Alcohol:"};unsignedcharconstline2[]={"mg/L"};unsignedcharconstline3[]={"T:C`"};unsignedcharconstline4[]={"Safe"};unsignedcharconstline5[]={"warning"};unsignedcharconstline6[]={"Error!"};unsignedcharTemptab[]={0,0,'.',0};unsignedcharAlctab[]={'0','.',0,0};unsignedcharad_data[8];//八通道数据待存数组第一通道数据为温度数据，第二通道为酒精浓度数据unsignedcharcodetd[]={0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0c,0x0d,0x0e,0x0f};//通道先择数组//函数定义voiddelay5ms(void);voiddelay50us(void);voiddelaynms(unsignedintx);voidwr_com(unsignedcharcomm);voidwr_data(unsignedchardat);unsignedcharrd_bf(void);voidLCD_init(void);voidDisplayOneChar(unsignedcharX,unsignedcharY,unsignedcharDData);voidDisplayListChar(unsignedcharX,unsignedcharY,unsignedchar*DData);voidAlcohol_count(void);//酒精浓度计算voidTemp_count(void); //温度计算voidLCD_display(void);//液晶显示函数voidad0809(void);//AD转化函数//////////////////////////////////////////voiddelay5ms(){ unsignedinti; for(i=0;i<1000;i++);}////////////////////////////////////////voiddelay50us(){ unsignedinti; for(i=0;i<20;i++);}voiddelaynms(unsignedintx){unsignedchari; while(x-->0) { for(i=0;i<125;i++) {;} }}//////////////////////////////////////////voidwr_com(unsignedcharcomm)//********写控制字符程序E=1RS=0RW=0**********//{ LCDE=0; RS=0;//********RS寄存器选择输入端，当RS=0；当进行写模块操作，指向指令寄存器。 RW=0;//********当RS=1，无论是读操作还是写操作，都是指向数据寄存器。 LCDE=1; LCD_data=comm; RS=0; RW=0; LCDE=0;}////////////////////////////////////////////////////////voidwr_data(unsignedchardat)//*****当前位置写字符子程序：E=1RS=1RW=0{ LCDE=0; RS=0;//********RS寄存器选择输入端，当RS=0；当进行写模块操作，指向指令寄存器。 RW=0;//********当RS=1，无论是读操作还是写操作，都是指向数据寄存器。 RS=1; RW=0; LCDE=1; LCD_data=dat; LCDE=0; RS=0; RW=0;}////////////////////////////////////////////////////unsignedcharrd_bf()//*****忙状态检查*******//{ unsignedchari; LCDE=0; RS=0; RW=0; RS=0; RW=1; LCDE=1; i=LCD_data; LCDE=0; return(i);}////////////////////////////////////////////////////////// voidLCD_init()//**********初始化程序，必须按照产品的资料介绍的过程进行********//{ wr_