智能化儀器~酒精濃度檢測儀設(shè)計

...wd......wd......wd...綜述對于酒后駕車行為的監(jiān)視在人民的人身和財產(chǎn)安全中起著重要的作用。隨著社會的開展，氣體傳感器逐漸向著低功耗、多功能、集成化方向的開展，以便于更準(zhǔn)確更方便的檢測出酒精濃度，更大程度上防范事故發(fā)生，因此，便攜式酒精濃度檢測儀具有十分廣闊的現(xiàn)實(shí)市場和潛在的市場要求。目前國際公認(rèn)的酒后駕車的限定有兩種，一種是酒后駕車，一種是酒醉駕車。根據(jù)我國2003年的修訂規(guī)定，當(dāng)駕駛者每毫升血液中酒精含量大于或等于0.2mg時，就會被認(rèn)定為酒后駕車；大于或等于0.8mg時，則會被認(rèn)定為醉酒駕車。當(dāng)駕駛者血液中酒精含量到達(dá)80mg/100ml時，發(fā)生交通事故的幾率是血液中不含酒精時的2.5倍；到達(dá)100mg/100mg時，發(fā)生交通事故的幾率是血液中不含酒精時的4.7倍。即使在少量飲酒的狀態(tài)下，交通事故的危險也可到達(dá)未飲酒狀態(tài)的2倍左右。本文設(shè)計的基于單片機(jī)的便攜式酒精濃度檢測儀以單片機(jī)和酒精傳感器為核心，具有LCD實(shí)時顯示濃度值的功能，不同顏色LED彩燈顯示酒精濃度的不同范圍，從而判斷司機(jī)是否處于酒駕狀態(tài)，如假設(shè)酒駕則判斷是酒后駕駛還是醉酒駕駛，一旦超過一定閾值即蜂鳴器報警同時報警燈亮。而且還可以通過按鍵進(jìn)展待機(jī)與檢測功能隨時切換，在待機(jī)時進(jìn)展簡易計時，超過十分鐘則自動進(jìn)入休眠狀態(tài),可用硬件復(fù)位來喚醒單片機(jī)。本設(shè)計采用C語言來實(shí)現(xiàn)其軟件功能。該儀器硬件電路設(shè)計簡單、軟件功能完善、靈敏度高、工作性能好，并且具有尺寸小、方便攜帶的優(yōu)點(diǎn)。1方案論證1.1方案設(shè)計與分析本文設(shè)計的便攜式酒精濃度測試儀具有以下特點(diǎn)：〔1〕數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)為控制核心，外圍電路帶有LCD顯示以及鍵盤電路，無需其他計算機(jī)，用戶就可以與其進(jìn)展交互工作，完成數(shù)據(jù)的采集、存儲、計算、分析，顯示，休眠等功能。其中顯示功能如下：A.酒精含量<20mg/100ml時，安全燈〔綠色LED燈〕亮；B.20mg/ml≤酒精含量≤80mg/ml時，警告燈〔黃色LED燈〕閃爍；C.80mg/ml≤酒精含量時，危險燈〔紅色LED燈〕閃爍，蜂鳴器報警；本儀器酒精含量測試范圍：0-190mg/100ml，要求其測量精度優(yōu)于0.5%。〔2〕系統(tǒng)具有低功耗、方便攜帶、高性價比，低本錢等特點(diǎn)?！?〕從便攜式的角度設(shè)計，系統(tǒng)成功使用了大屏幕LCD顯示器以及小鍵盤。由單片機(jī)系統(tǒng)控制鍵盤和LCD顯示來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作，界面友好。〔4〕軟件系統(tǒng)采用C語言編寫，既兼顧實(shí)時性處理的要求又能很方便地進(jìn)展數(shù)據(jù)處理。1.2設(shè)計總體框圖圖1-1總體設(shè)計框圖本設(shè)計采用的是AT89S52單片機(jī)，傳感器則選用MQ—3酒精濃度傳感器。系統(tǒng)將由MQ-3酒精濃度傳感器輸出的微弱電流經(jīng)具有放大濾波等功能的調(diào)理電路后，輸入以模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0804為核心的轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為八位數(shù)字信號，再由單片機(jī)進(jìn)展處理，最終送入LCD液晶顯示屏顯示實(shí)時檢測的酒精濃度以及實(shí)現(xiàn)超值報警功能,通過判斷酒精濃度范圍，實(shí)現(xiàn)酒后駕駛和醉酒駕駛的判斷。系統(tǒng)上電后自動進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，在工作時可以隨時通過按鍵控制進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，待機(jī)狀態(tài)中系統(tǒng)不進(jìn)展酒精濃度采集、顯示和報警，而是給傳感器預(yù)熱并顯示十分鐘以內(nèi)的簡易計時，讓使用者大致掌握預(yù)熱時間。待機(jī)狀態(tài)中也可隨時通過按鍵進(jìn)入工作狀態(tài)。2信號采集與放大的硬件設(shè)計2.1酒精濃度傳感器的選擇氣體傳感器是氣體檢測系統(tǒng)的核心，通常安裝在探測頭內(nèi)。探測頭通過氣體傳感器對氣體樣品進(jìn)展調(diào)理，通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、枯燥或制冷處理、樣品抽吸，甚至對樣品進(jìn)展化學(xué)處理，以便化學(xué)傳感器進(jìn)展更快速地測量【1】。在選擇傳感器的時候，一定要考慮到穩(wěn)定性、靈敏度、選擇性和抗腐蝕性，MQ3酒精傳感器具有很高的靈敏度、良好的選擇性、長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性，所以本系統(tǒng)選擇MQ3型酒精傳感器。2.2采集信號與放大電路圖MQ-3氣體傳感器有6個針狀管腳，其中4個用于信號取出，2個用于提供加熱電流.LM393是由兩個獨(dú)立的、高精度電壓比擬器組成的集成電路，失調(diào)電壓低，最低為2.0mV，專為獲得寬電壓范圍、單電源供電而設(shè)計，也可以用雙電源供電，電源電流低.即使采用單電源供電，比擬器的共模輸入電壓范圍也接近低電平。LM393被設(shè)計成能直接連接TTL和CMOS，當(dāng)用雙電源供電時，它能兼容MOS邏輯電路，這是低功耗LM393相較于標(biāo)準(zhǔn)比擬器的獨(dú)特優(yōu)勢【2】。圖2-1MQ-3酒精濃度傳感器采集信號與放大電路圖MQ-3酒精濃度傳感器探頭感知到酒精氣體，MQ3開場起作用，輸出的微弱電流送入由LM393運(yùn)算放大器和電阻電容構(gòu)成的調(diào)理電路，使信號放大并濾去雜波，經(jīng)放大濾波后有OUT輸出。模擬信號輸出端口能輸出0到+VCC〔+5v〕的模擬信號，當(dāng)檢測的酒精濃度越大時輸出電壓越高。此端口接入ADC0804的6號引腳，實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換【3】。3AD轉(zhuǎn)換硬件設(shè)計3.1AD轉(zhuǎn)換器的選擇及介紹A/D轉(zhuǎn)換其的主要技術(shù)指標(biāo)包括分辨率〔位數(shù)〕、量化誤差、轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換時間【4】。根據(jù)本文設(shè)計的技術(shù)參數(shù)要求：測量精度優(yōu)于0.5%。從精度方面考慮方案如下：方案一：用8位的A/D轉(zhuǎn)換器，其測量精度為0.39%方案二：用12位的A/D轉(zhuǎn)換器，其測量精度為0.02%從測量精度的方面考慮都符合要求。從A／D轉(zhuǎn)換器的分類方面考慮方案如下：1、逐次比擬式A／D轉(zhuǎn)換器：轉(zhuǎn)換時間一般在μs級，轉(zhuǎn)換精度一般在0.1％上下，適用于一般場合。2、積分式A／D轉(zhuǎn)換器：其核心部件是積分器，因此轉(zhuǎn)換時間一般在ms級或更長，但抗干擾性能強(qiáng)，轉(zhuǎn)換精度可達(dá)0.01％或更高。適于數(shù)字電壓表類儀器采用。3、并行比擬式又稱閃爍式：采用并行比擬，其轉(zhuǎn)換時間可達(dá)ns級，但抗干擾性能較差，由于工藝限制，其分辨率一般不高于8位?？捎糜跀?shù)字示波器等要求轉(zhuǎn)換速度較快的儀器中。4、改良型是在上述某種形式A／D轉(zhuǎn)換器的根基上，為滿足某項(xiàng)高性能指標(biāo)而改良或復(fù)合而成的。例如余數(shù)比擬式即是在逐次比擬式的根基上加以改良，使其在保持原有較高轉(zhuǎn)換速率的前提下精度可達(dá)0.01％以上?；谝陨媳葦M，綜合性價比，選擇8為主次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器：ADC0809和ADC0804。ADC0809的功能是將輸入模擬量轉(zhuǎn)換為與其成正比例的數(shù)字量,它具有8路模擬輸入端口,地址線可決定對哪一路模擬輸入做AD轉(zhuǎn)換.ADC0804的功能與ADC0809根本一樣，不同點(diǎn)在于它有一路輸入。對于本設(shè)計的要求是有一路的輸入信號，所以從性價比的方面考慮選擇ADC0804更優(yōu)。3.2本設(shè)計中ADC0804外圍硬件連接圖3-1ADC0804外圍電路連接3.3本設(shè)計中AD轉(zhuǎn)換軟件實(shí)現(xiàn)3.3.1ADC程序流程圖圖3-2ADC程序流程圖單片機(jī)對ADC進(jìn)展初始化，使其能進(jìn)入正常工作狀態(tài)，通過判斷ADC轉(zhuǎn)換判斷標(biāo)志EOC,看其是否轉(zhuǎn)換完畢，如果沒有，則繼續(xù)判斷，如假設(shè)完成則將ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)由單片機(jī)讀取并計算，然后進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。3.3.2ADC轉(zhuǎn)換原則及程序轉(zhuǎn)換原則：ACD0804有八位數(shù)據(jù)輸出口，即轉(zhuǎn)換精度為256，它將最高值分為255份，當(dāng)?shù)玫揭粋€轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)時，用最大值除以255，再乘以該數(shù)據(jù)值便是最終轉(zhuǎn)換值。AD轉(zhuǎn)換子函數(shù)分析：voidad(){wr=0; //將WR拉低，讓芯片開場讀6、7號引腳電壓值 delay(1);//延時約一毫秒，讓芯片忙完 wr=1;//將WR拉高，上升沿到來時，AD轉(zhuǎn)換開場 delay(5);//軟件延時約五毫秒，等待AD轉(zhuǎn)換完成 P3=0xff;//將P3口全部拉高，等待測試數(shù)據(jù) delay(1);//延時一會，防止紊亂 rd=0;//將RD拉低，芯片送出數(shù)據(jù) delay(1);//延時約一毫秒，讓P3口 temp=P3; //將數(shù)據(jù)存入temp rd=1;//將RD拉高}4單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊設(shè)計CPU最小系統(tǒng)是單片機(jī)運(yùn)行工作起來所必需的最根本電路組成。它包括電源電路、時鐘電路、復(fù)位電路。最小硬件電路組成見圖4-1。圖4-1最小系統(tǒng)電路圖4.1AT89S52簡介本設(shè)計以AT89S52單片機(jī)為控制核心。單片機(jī)也就是MCU，即微控制單元。AT89S52是低功耗、高性能、采用CMOS工藝的8位單片機(jī)，其片內(nèi)具有8KB的可在線編程的Flash存儲器，該單片機(jī)采用了ATMEL公司的高密度、非易失性存儲器技術(shù)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型80C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容，它能以3V的超低電壓工作，晶振時鐘最高可達(dá)24MHz。通用的8位CPU與在線可編程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【5】。4.2復(fù)位電路設(shè)計圖4-2復(fù)位電路電路圖單片機(jī)復(fù)位的兩種根本形式：上電復(fù)位和RST按鍵復(fù)位。本設(shè)計采用RST按鍵復(fù)位。在復(fù)位電路的設(shè)計中，要選擇適宜的元器件參數(shù)，電阻的阻值不宜過大或者過小，過大使得RST不可能獲得高電平，過小也不能起到限流作用。另外電容容值也應(yīng)該適宜，要保證放電時，RST引腳上的高電平也能保持兩個機(jī)器周期以上的高電平。4.3晶振電路設(shè)計圖4-3晶振電路電路圖本系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則，采用了內(nèi)部時鐘方式。晶振全稱為晶體振蕩器〔英文CrystalOscillators〕，其作用在于產(chǎn)生原始的時鐘頻率。內(nèi)部時鐘方式的電路實(shí)現(xiàn)方法是在XTAL1和XTAL2引腳外接石英晶體，與單片機(jī)片內(nèi)震蕩電路形成震蕩回路，圖中電容C3和C4的容值為22pF，它們的作用是加快起振和穩(wěn)定頻率。5顯示模塊軟硬件設(shè)計5.1LCD1602簡介LCD1602每行可以輸出16個字符，可以顯示兩行，故稱1602，它不帶中文字庫，故只能顯示數(shù)字、字母和普通字符。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。在本設(shè)計中不檢測液晶的忙與閑，用前面對待ADC0804的方法，用軟件延時來等待液晶的忙操作時間。液晶顯示輸出D0到D7口接P0.0到P0.7，單獨(dú)使用一個口，另外還要接上10K上拉電阻來提高P0口帶負(fù)載能力。當(dāng)處于讀狀態(tài)時，RS處于低脈沖，R/W為高脈沖，E為高脈沖，D0~D7=狀態(tài)字當(dāng)處于讀數(shù)據(jù)時，RS為高脈沖，R/W為高脈沖，E為高脈沖，D0~D7=數(shù)據(jù)。當(dāng)處于寫指令時，RS為低脈沖，R/W為低脈沖，D0~D7=指令碼，E=高脈沖。當(dāng)處于寫數(shù)據(jù)時，RS為高脈沖，R/W為低脈沖，E為高脈沖，D0~D7=數(shù)據(jù)。5.2本設(shè)計中LCD1602的硬件連接圖5-1LCD1602硬件連接圖5.3液晶寫命令子函數(shù)和寫數(shù)據(jù)子函數(shù)程序分析在初始化函數(shù)voidinit〔〕{…}中，已將R/W拉低〔對應(yīng)lcden=0；語句〕，即只對液晶進(jìn)展寫操作，不讀液晶狀態(tài)。之前有位定義sbitlcdrs=P2^5;sbitlcdrw=P2^6;sbitlcden=P2^7;寫命令函數(shù)各語句分析：voidwrite_com(ucharcom){lcdrs=0;//將RS拉低，對指令操作,上電時是默認(rèn)高電平 P0=com;//對P0賦值，該值是對應(yīng)命令碼，com為形參 delay(5);//延時約五毫秒 lcden=1;//E拉高，讓液晶讀P0口，寫入對應(yīng)命令碼 delay(5);//延時約五毫秒，讓液晶忙完再對其操作，防止數(shù)據(jù)喪失 lcden=0;//將E拉低}寫數(shù)據(jù)函數(shù)各語句分析：voidwrite_com(ucharda){lcdrs=1;//將RS拉低高〔讀寫數(shù)據(jù)〕，說明對數(shù)據(jù)操作 P0=da;//對P0賦值，該值是要寫入的數(shù)據(jù)，da為形參 delay(5);//延時約五毫秒 lcden=1;//E拉高，讓液晶讀P0口，寫入數(shù)據(jù) delay(5);//延時約五毫秒，讓液晶忙完再對其操作，防止數(shù)據(jù)喪失 lcden=0;//將E拉低}值得注意的是，在寫數(shù)據(jù)的操作中，寫入的都是字符ASCII碼，例如想寫1，讓液晶在某處顯1，可寫write_data〔’1’〕；或者write_data〔0x30+1〕。5.4本設(shè)計中用的液晶指令介紹一些指令碼的介紹：0x38：液晶初始化指令，讓液晶按每行顯示16個字符，顯示兩行，并且每個字符顯示處的點(diǎn)陣為5X7；0x0C：不顯示光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍；0x06：在寫入一個數(shù)據(jù)后地址自動加一，顯示不移動；1即0x01：清屏指令，即將液晶內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)清楚，地址指針指向零；0x80+……：設(shè)置寫入數(shù)據(jù)的地址，所加的就是對應(yīng)地址。5.5字符串顯示和數(shù)據(jù)實(shí)時更新的實(shí)現(xiàn)1〕寫字符串子程序：voidwrite_str(uchar*p){while(*p)write_data(*p++);}這里靈巧的應(yīng)用了數(shù)組指針，比傳統(tǒng)的for嵌套循環(huán)寫入方便很多。用while(*p)……自動檢測是否寫完，當(dāng)寫完后指針變?yōu)榱?，跳出循環(huán)。如想寫入"ACvalue:",只需先定義數(shù)組ucharcodestr[]="ACvalue:";，再寫語句write_str(str);寫完后指針變?yōu)榱?，自動完畢?〕數(shù)據(jù)實(shí)時更新的實(shí)現(xiàn)方法,檢測時不斷調(diào)用顯示子函數(shù)，display();顯示函數(shù)如下：voiddisplay(){ uintvalue;//定義局部變量value uchara,b,c;//定義局部變量a、b、c value=3.92*temp;//獲得value值，它是以ppm為單位 a=value/100;//a為value的百位 b=value%100/10;//b為value的十位 c=value%10;//c為value的個位 write_com(0x80+0x40+4);//將數(shù)據(jù)寫在第二行，第五個字符處 write_data(0x30+a);//在第二行，第五個字符處寫入value百位 write_com(0x80+0x40+5);//將數(shù)據(jù)寫在第二行，第六個字符處 write_data(0x30+b);//在第二行，第六個字符處寫入value十位 write_com(0x80+0x40+6);//將數(shù)據(jù)寫在第二行，第七個字符處 write_data(0x30+c);//在第二行，第七個字符處寫入value個位}在循環(huán)語句中不斷調(diào)用AD轉(zhuǎn)換程序，ad();，又不斷調(diào)用顯示函數(shù)，數(shù)據(jù)就能實(shí)時檢測更新。在待機(jī)時，循環(huán)程序中不斷執(zhí)行語句： write_com(0x80+6);//將數(shù)據(jù)寫在第一行，第七個字符處 write_data(table[a]);//在第一行，第七個字符處寫入時鐘的分鐘write_com(0x80+7);//將數(shù)據(jù)寫在第一行，第八個字符處 write_data(table[b]);//在第一行，第八個字符處寫入閃爍的冒號 write_com(0x80+8);//將數(shù)據(jù)寫在第一行，第九個字符處 write_data(table[c]);//在第一行，第九個字符處寫入時鐘的秒鐘十位 write_com(0x80+9);//將數(shù)據(jù)寫在第一行，第十個字符處 write_data(table[d]);//在第一行，第十個字符處寫入時鐘的秒鐘個位由于是在不斷循環(huán)調(diào)用，即不斷數(shù)據(jù)刷新，而a、b、c、d的改變是通過定時器零實(shí)現(xiàn)的。6其它外圍設(shè)備軟硬件設(shè)計6.1報警電路軟硬設(shè)計6.1.1硬件局部設(shè)計圖6-1報警電路將蜂鳴器的正端接電源正，負(fù)端接P1.0。低電平有效，蜂鳴器響起。Da,Db,Dc為檢測報警指示燈。Da為濃度不超限的指示燈，Db與Dc分別為酒后駕駛指示燈和醉酒駕駛指示燈，低電平有效。當(dāng)酒精含量<20mg/100ml時，安全燈〔綠色LED燈〕亮；當(dāng)20mg/ml≤酒精含量≤80mg/ml時，警告燈〔黃色LED燈〕閃爍；當(dāng)80mg/ml≤酒精含量時，危險燈〔紅色LED燈〕閃爍，蜂鳴器報警。6.1.2軟件局部設(shè)計位定義語句：sbitbeep=P1^0;//定義蜂鳴器sbitda=P1^2;sbitdb=P1^3;sbitdc=P1^4;//定義報警燈用程序讓蜂鳴器響：beep=0;//低電平輸出時，蜂鳴器翻開用程序讓蜂鳴器關(guān)閉：beep=1;//高電平輸出時，蜂鳴器關(guān)閉用程序?qū)a,Db,Dc點(diǎn)亮：Da=0;Db=0;Dc=0;//低電平輸出時，Da,Db,Dc點(diǎn)亮用程序?qū)a,Db,Dc熄滅：Da=1;Db=1;Dc=1;//高電平輸出時，Da,Db,Dc熄滅6.2待機(jī)指示燈軟硬件設(shè)計6.2.1硬件局部設(shè)計圖6-2待機(jī)指示燈電路發(fā)光二極管D1為待機(jī)指示燈，它的正端接電源正，負(fù)端與470K電阻相連再接上P1.1。低電平有效，D1點(diǎn)亮，開場待機(jī)。電阻起到限流電阻的作用。6.2.2軟件局部設(shè)計位定義語句：sbitd1=P1^1;//待機(jī)指示燈用程序?qū)1點(diǎn)亮：D1=0;//低電平輸出時，D1點(diǎn)亮用程序?qū)1熄滅：D1=1;//高電平輸出時，D1熄滅6.3按鍵軟硬件設(shè)計6.3.1硬件局部設(shè)計圖6-3按鍵電路S2和S3分別和單片機(jī)的P2.1和P2.0，再與GND相接。S2為待機(jī)控制按鍵。S3為檢測控制按鍵。R18和R19與VCC相連再并接在開關(guān)前，是為了在松手時，使I/O獲得穩(wěn)定的高電平。6.3.2軟件局部設(shè)計位定義語句：sbitk1=P2^0;//S3位定義sbitk2=P2^1;//S2位定義S2按鍵檢測：if(k1==0)//檢測按鍵是否按下 { delay(5);//消抖 if(k1==0)//再檢測按鍵是否按下 flag=0;//寫入要進(jìn)展的操作，這里是將標(biāo)志數(shù)flag置零 while(!k1);//松手檢測 }S3按鍵檢測：if(k2==0)//檢測按鍵是否按下 { delay(5);//消抖 if(k2==0)//再檢測按鍵是否按下 flag=1;//寫入要進(jìn)展的操作，這里是將標(biāo)志數(shù)flag置一 while(!k2);//松手檢測 }6.4電源電路圖6-4電源電路如上圖為本設(shè)計的電源電路。接入220V交流電后從變壓器輸出12V交變電壓，再經(jīng)過橋式整流電路整流，輸出直流電。穩(wěn)壓芯片7805使電壓穩(wěn)定在5V，C5和C6為電解電容起到濾除雜波的作用【6】。S4為緊鎖開關(guān)，電源總開關(guān)。D4與R17串聯(lián)，跨接在VCC與GND之間，作為電源指示燈。6.5休眠〔空閑〕狀態(tài)的設(shè)定當(dāng)單片機(jī)進(jìn)入掉電模式時，外部晶振停振、CPU、定時器、串行口全部停頓工作，只有外部中斷繼續(xù)工作。使單片機(jī)進(jìn)入休眠模式的指令將成為休眠前單片機(jī)執(zhí)行的最后一條指令，進(jìn)入休眠模式后，芯片中程序未涉及到的數(shù)據(jù)存儲器和特殊功能存放器中的數(shù)據(jù)都將保持原值。可由外部中斷低電平觸發(fā)或由下降沿觸發(fā)中斷或者硬件復(fù)位模式換醒單片機(jī)，需要注意的是，使用中斷喚醒單片機(jī)時，程序從原來停頓處繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)使用硬件復(fù)位喚醒單片機(jī)時，程序?qū)念^開場執(zhí)行。本文中則采用硬件復(fù)位喚醒單片機(jī)。讓單片機(jī)進(jìn)入休眠〔空閑〕模式的目的是為了降低系統(tǒng)的功耗，例如在正常使用萬用表時表內(nèi)部的單片機(jī)處于正常工作模式，當(dāng)不用時，又忘記了關(guān)掉萬用表的電源，大多數(shù)表在等待數(shù)分鐘后，假設(shè)沒有人為操作，它便會自動將液晶顯示關(guān)閉，以降低系統(tǒng)功耗，通常類似這種功能的實(shí)現(xiàn)就是使用了單片機(jī)的空閑模式或是掉電模式。以STC89系列單片機(jī)為例，當(dāng)單片機(jī)正常工作時的功耗通常為4mA～7mA，進(jìn)入空閑模式時其功耗降至2mA，當(dāng)進(jìn)入掉電模式時功耗可降至0.1μA以下。所以采用休眠對于低功耗是非常重要的。7軟件設(shè)計7.1主程序流程圖圖7-1主程序流程圖7.2檢測與待機(jī)功能切換設(shè)計及程序流程圖為了能讓主函數(shù)分清是執(zhí)行執(zhí)行待機(jī)程序還是檢測程序報警程序，引進(jìn)標(biāo)志數(shù)flag。當(dāng)flag為1時執(zhí)行待機(jī)程序;當(dāng)flag為0時執(zhí)行檢測報警程序.在初始化函數(shù)中先將flag置1，上電后則進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。按下k1后使flag置0，執(zhí)行檢測報警程序。按鍵k2后使flag置1，又執(zhí)行待機(jī)程序，k1、k2均為開關(guān)【7】。以下列圖為系統(tǒng)執(zhí)行檢測功能和待機(jī)功能的選擇流程圖：圖7-2待機(jī)與檢測程序流程圖7.3定時器與定時器中斷本設(shè)計在待機(jī)時，執(zhí)行一個簡易的十分鐘以內(nèi)的計時程序。這時用定時器零產(chǎn)生中斷，讓其計時。定時器是獨(dú)立與cpu的單獨(dú)部件，與軟件延時比起來，它不占用程序時間，定時很準(zhǔn)確。當(dāng)時間到一定時，它就產(chǎn)生定時中斷，讓主程序讓執(zhí)行定時器中斷函數(shù)。設(shè)置TMOD=0x01；使定時器零工作在方式一，工作方式一是十六位不能自動重裝初值的方式，所以在進(jìn)入定時器中斷函數(shù)后要重新裝初值【8】。心得與體會本文給出了基于單片機(jī)的便攜式酒精濃度檢測儀的設(shè)計方法，設(shè)計過程包括了硬件電路設(shè)計和軟件程序的編寫兩局部。硬件電路局部構(gòu)造簡單、使用方便、靈活性強(qiáng)，適合群眾化使用。軟件局部采用模塊化設(shè)計思想，各個子程序的功能相對獨(dú)立，便于調(diào)試和修改。本論文設(shè)計的便攜式酒精濃度檢測儀可應(yīng)用在實(shí)際生活中，用于警方可以監(jiān)視駕駛員的醉酒行為，亦可以用在特定場合，例如酒精生產(chǎn)工廠等，進(jìn)展酒精濃度的檢測，防止惡性爆炸事件的發(fā)生，減少大型事故的發(fā)生，防止人員傷亡，從而保證了人民的生命和財產(chǎn)安全，對人們的生活非常重要，所以此便攜式酒精濃度檢測儀具有實(shí)際意義，可廣泛應(yīng)用在居民生產(chǎn)生活中。本設(shè)計編程采用c語言，本人非常認(rèn)真地且獨(dú)立地完成了本課程設(shè)計的全部工作，有電路圖的設(shè)計，原理圖的繪制，程序的編寫與調(diào)試、論文的撰寫。在設(shè)計中查過許多資料，請教過教師和同學(xué)同時在設(shè)計過程中也學(xué)到了許多在書本上學(xué)不到的東西的知識，通過此次課程設(shè)計很好的鍛煉了自己的學(xué)習(xí)能力。致謝本次課程設(shè)計設(shè)計是在指導(dǎo)教師李雅梅教師的悉心指導(dǎo)下，還有許多同學(xué)的幫助下完成的。在設(shè)計的過程中李教師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，優(yōu)秀的學(xué)術(shù)底蘊(yùn)，孜孜不悔的教學(xué)精神，平易近人的人格魅力，對我影響很大，在她的細(xì)心指導(dǎo)下我順利的完成了本次的課程設(shè)計。此外，我周圍的同學(xué)也在我為一些問題困惑時，給予了我很大的幫助，教會了我許多知識，例如繪圖軟件的應(yīng)用等等。在此向我向李教師表示深深地感謝！也對所有幫助過我課程設(shè)計的人在此一并表示感謝！參考文獻(xiàn)[1]岳睿.警用呼氣式酒精傳感器的研究進(jìn)展[J].化學(xué)傳感器，2006，26(3)：6-11.[2]祝詩平.傳感器與檢測技術(shù)[M]．北京：北京大學(xué)出版社，2006.[3]袁劍蓉，金建祥，張渝暉.一種高精度、低本錢、多量程的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)[J].自動化儀表，2006，8(08〕:22-25.[4]李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2008.[5]王幸之.AT89系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.[6]李振梅.模擬電子技術(shù)根基[M].北京：高等教育出版社，2010.[7]邱力.C語言程序設(shè)計[M].北京:清華大學(xué)出版社，2004.[8]郭天祥.新概念51單片機(jī)C語言教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.附錄一硬件設(shè)計原理圖附錄二程序/***********定義包含reg52頭文件***************/#include<reg52.h>/******************************************//*******************宏定義***********************/#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar/******************************************//********************位定義**********************/sbitbeep=P1^0;sbitd1=P1^1;sbitda=P1^2;sbitdb=P1^3;sbitdc=P1^4;sbitk1=P2^0;sbitk2=P2^1;sbitlcdrs=P2^5;sbitlcdrw=P2^6;sbitlcden=P2^7;sbitcs=P1^5;sbitrd=P1^6;sbitwr=P1^7;/******************************************//*******************定義字符數(shù)組***********************/ucharcodestr[]="ACvalue:";ucharcodestr0[]="ppm";ucharcodetable[]="0123456789:";/******************************************//*********************定義無符號字符型全局變量*********************/ucharflag,temp,a,b,c,d,tt;/******************************************//******************子函數(shù)聲明************************/voidinit();//初始化函數(shù)voiddelay(uint);//有無符號整型形參的延時函數(shù)voidwrite_str(uchar*);//向液晶寫入字符串的函數(shù)voidwrite_com(uchar);//液晶寫命令函數(shù)voidwrite_data(uchar);//液晶寫數(shù)據(jù)函數(shù)voidad();//AD轉(zhuǎn)換函數(shù)voiddisplay();//酒精濃度顯示函數(shù)/******************************************//*********************主函數(shù)局部*********************/voidmain(){ init();//調(diào)用初始化函數(shù) while(1) { if(k1==0)//檢測按鍵是否按下 { delay(5);//消抖，將程序的執(zhí)行暫停五毫秒 if(k1==0)//再檢測按鍵是否按下 flag=0; //寫入要進(jìn)展的操作，這里是將標(biāo)志數(shù)flag置零 while(!k1);//松手檢測如果k1取反 } if(k2==0)//按鍵檢測 { delay(5);//消抖,將程序的執(zhí)行暫停五毫秒 if(k2==0)//再檢測按鍵是否按下 flag=1;//寫入要進(jìn)展的操作，這里是將標(biāo)志數(shù)flag置一 while(!k2);//松手檢測 } while(flag==0)//執(zhí)行檢測報警程序 { TR0=0;//采用定時器零產(chǎn)生中斷 d1=1;//發(fā)光二極管1為高電平，待機(jī)指示燈為關(guān)狀態(tài) write_com(1);//清屏操作 write_com(0x80);//液晶初始化指令，讓液晶按每行顯示16個字符，顯示兩行 write_str(str); write_com(0x80+0x40+9); write_str(str0); while(flag==0) { ad(); display(); if(temp>=20) { if(20<=temp<=80)//為酒后駕駛 { beep=0; db=0; } if(temp>=80) //為醉酒駕駛 { beep=0; dc=0;//紅燈亮起 } } else { beep=1; //未飲酒區(qū) da=0;//綠燈亮起 } if(k1==0)//按鍵檢測 { delay(5); if(k1==0) flag=0; while(!k1); } if(k2==0)//按鍵檢測 { delay(5); if(k2==0) flag=1; while(!k2); } } } while(flag==1)//執(zhí)行待機(jī)程序 { beep=1; da=1; db=1; dc=1;//檢測指示燈為關(guān)狀態(tài) tt=0; a=0; b=10; c=0; d=0; write_com(1); d1=0;//待機(jī)指示燈為開狀態(tài) TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TR0=1; while(flag==1){write_com(0x80+6);//將數(shù)據(jù)寫在第一行，第七個字符處write_data(table[a]);//在第一行，第七個字符處寫入時鐘的分鐘write_com(0x80+7); //將數(shù)據(jù)寫在第一行，第八個字符處write_data(table[b]);//在第一行，第八個字符處寫入閃爍的冒號write_com(0x80+8); //將數(shù)據(jù)寫在第一行，第九個字符處write_data(table[c]);//在第一行，第九個字符處寫入時鐘的秒鐘十位write_com(0x80+9); //將數(shù)據(jù)寫在第一行，第十個字符處write_data(table[d]);//在第一行，第十個字符處寫入時鐘的秒鐘個位 if(k1==0)//按鍵檢測 {delay(5); if(k1==0)flag=0; while(!k1); } if(k2==0)//按鍵檢測 {delay(5); if(k2==0)flag=1; while(!k2); } } } }}/******************************************//********************初始化子函數(shù)**********************/ voidinit(){ lcdrw=0; lcden=0; write_com(0x38);//液晶初始化指令，讓液晶按每行顯示16個字符，顯示兩行，并且每個字符顯示處的點(diǎn)陣為5X7； write_com(0x0c);//不顯示光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍； write_com(0x06);//在寫入一個數(shù)據(jù)后地址自動加一，顯示不移動 cs=0; flag=1; b=10; TMOD=0x01;//定時器零工作方式為方式一 EA=1; ET0=1; }/******************************************//********************延時子函數(shù)**********************/voiddelay(uintz){ uintx,y; for(x=110;x>0;x--) for(y=z;y>0;y--);}voidwrite_str(uchar*p)//寫字符串子程序{ while(*p) write_data(*p++);//用while(*p)……自動檢測是否寫完，當(dāng)寫完后指針變?yōu)榱悖鲅h(huán)}/******************************************//******************液晶寫命令子函數(shù)************************/voidwrite_com(ucharcom){ lcdrs=0; //將RS拉低，說明對指令操作,上電時是默認(rèn)高電平 P0=com; //對P0賦值，該值是對應(yīng)命令碼，com為形參 delay(5); //延時約五毫秒 lcden=1; //E拉高，讓液晶讀P0口，寫入對應(yīng)命令碼 delay(5); //延時約五毫秒，讓液晶忙完再對其操作，防止數(shù)據(jù)喪失 lcden=0; //將E拉低}/******************************************//*******************液晶寫數(shù)據(jù)子函數(shù)***********************/voidwrite_data(uchar