呼出气体酒精含量检测仪的设计

摘要近年来，我国越来越多的人有了自己的私家车，而酒后驾车造成的交通事故也频繁发生。为此，我国将酒驾列入刑法范围内，所以需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。本课程设计研究的是一种以气敏传感器和单片机A/D转换器为主，检测驾驶员呼出气体的酒精浓度，并具有声光报警功能的空气酒精浓度监测仪。其可检测出空气环境中酒精浓度值，并可根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行声光报警来提示危害。本课题分为两个部分：酒精浓度测试仪硬件设计部分和软件设计部分。硬件部分是利用MQ3气敏传感器测量空气中的酒精浓度，并转换为电压信号，经A/D转换器转换成数字信号后传给单片机系统，由单片机和相应外围电路进行信号的复杂处理，显示酒精浓度值以及高于阈值进行声光报警。程序是采用模块化的设计思想，各个子程序的功能相对独立，以便做出修改和调试。而硬件电路又大体可分为A/D转换电路、LED显示电路、声光报警电路、按键电路、单片机小系统电路，各个部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分作出详细介绍。关键词：MQ3气敏传感器；A/D转换；数码管；STC89C512AbstractWiththedevelopmentofourcountrywhichisbecomingmoreandmorestronger,theordinaryfamiliesmembers,andthecarsalesisincreasingtrendeveryyear.Butasmoreandmorepeoplehavecars,theemergenceofthetrafficaccidentwillbecomemoreandmore.Amongofthem,thetrafficaccidentsduetodrunkdrivingisinthemostofallofthem.Inordertopreventdrunkdriving,thenationallawalsoexpresslyprohibitdrunkdrivinginourcountrylaw.However,whatisthedrunkdriving?Istodrinkalittlewine?Drinkalotofwine?Tosolvethisproblem,wehavedevelopedthealcoholcontentmeasurementdetectioninstrumentformeasuringhumanbodyalcohol.MyresearchofcurriculumdesignisanairalcoholconcentrationmonitoringinstrumentwhichisbasedontheMCU,sensorA/Dconverter,concentrationdetectionofhumanexhaledbreathalcohol,andhassound,lightalarmfunctions.Thisinstrumentcancandetectalcoholconcentrationvaluesintheairenvironment,andcanalarmtoremindpeopleaccordingtothedifferentenvironmentsettingdifferentthreshold,forsoundandlightabovethreshold.Mytopicisdividedintotwoparts:onepartisthehardwaredesignandtheotherpartisthesoftwaredesignpartaboutconcentrationtesteralcohol.ThehardwarepartismeasuringtheconcentrationofalcoholintheairofMQ3gassensors,andconvertertovoltagesignal,throughA/DconverterconvertsthedigitalsignalistransmittedtotheMCUsystem,thecomplexprocessofsignalbyMCUandthecorrespondingperipheralcircuits,displayandhighinalcoholconcentrationvaluethresholdforsoundandlightalarm.Istheuseofmodulardesignprogram,eachsubroutinefunctionindependently,inordertomakethemodificationandgenerallycanbedividedintoA/Dconversioncircuit,LEDdisplaycircuit,anopticalarmcircuit,keycircuit,chipsystemcircuit,theprincipleanddesignofeachpartofthecircuitwillmakeadetailedintroductiononthepartofthehardwarecircuitdesign.Keywords:MQ3gassensor;A/Dconversion;digitaltube;STC89C513目录摘要.1Abstract.2前言.3第一章酒精测试仪总体方案设计.41.2酒精浓度检测仪设计方案.4第二章硬件设计.52.1传感器电路.52.2A/D转换电路.52.2.1ADC0809的结构及转换原理.82.2.2ADC0809连线图.92.389C51单片机系统.92.3.1单片机片内结构.92.3.289C51芯片介绍.102.3.3晶振电路和复位电路.112.4LED显示电路.132.5键盘电路.142.6报警电路.152.6.1灯光提示电路.152.6.2声音报警电路.16第三章软件设计.173.1软件调试系统.173.2主程序框图.183.3数据采集子程序程序框图.19第四章测试结果及结论.204.1调试.204.2结论.20参考文献致谢0前言全球每天都会有车祸发生，而且全球每年有大概50万人因为车祸而失去生命，发生车祸的原因有许多种，比如闯红灯、不遵守交通规则、路面的原因、天气环境的原因、驾驶人的个人原因等等,然而因为驾驶员个人的原因而发生事故的占70%。驾驶员个人原因中，酒后驾车是发生交通事故的重要因素之一。根据世界各个国家的统计,交通事故中的30%50%是由于饮酒后驾车所导致的。根据我国相关部门报道,喝酒后驾车发生交通事故的概率比平常人要高出最少56倍。中国人口比较多，而且随着中国经济的快速增长，越来越多的人拥有汽车，随之而来的酒驾问题也会越来越严重。为了防止此类事故的发生、也为了给所有驾驶员一个警告，我国交通法规规定：禁止酒后驾车。根据我们的调查,酒驾的驾驶员很少承认自己有喝酒,随着每个家庭越来越富裕，交际应酬越来越多，大概有2.43%的驾驶员会酒后驾车。美国有将近一半的交通事故与酒精有关,酒后驾车是美国车祸中最主要的因素之一。以前，我国查询酒驾主要依靠的是交警在马路边发现可疑车辆进行下车检查或者在马路边随机抽查，这样查询酒驾的方式非常缓慢、也需要大量的交警人员，管理起来非常麻烦，交管部门对此也感到非常无奈。为了大家的安全，也为了尽量减少此类事故的发生，交管部门决定加大处罚力度、给大家一个警告，只要发现是酒后驾驶的，就算只喝了一小口，就会处以50元罚款，吊扣驾驶证3个月，扣除6分；发现是醉酒驾驶的，将处以200元罚款，吊扣驾驶证612个月，扣除12分和行政拘留15天。对于酒后驾车造成死亡的，将处以3年以上的有期徒刑。需要提醒大家的是：如果乘车的人已经知道驾驶人员是酒后驾车却依然乘坐，那么乘车人员也将被处以警告或10元以上30元以下罚款。酒后驾车是非常严重的事情，轻则发生小事故、小摩擦，重则伤害自己伤害他人，就算你这一次酒后驾车没事，不代表你以后酒后驾车就会没事，因为毕竟酒后驾车发生交通事故的概率是很高的，为了减少此类事故的发生不仅需要法律文献，还需要精确的酒精测量仪器。1第一章酒精测试仪总体方案设计1.1酒精浓度检测仪设计要求分析设计的酒精浓度测试仪应具有如下特点：（1）软件系统采用C语言进行编写，在兼顾实时性处理的同时，也方便了对数据的理。（2）系统应该有以下特点：小型化、高性价比、低功耗。（3）从方便携带的角度出发，系统应用了数码管显示器以及小键盘。（4）软件设计简单通俗易懂。1.2酒精浓度检测仪设计方案在设计酒精浓度检测仪时，首先要把被测的气体送入传感器中，传感器输出电压值，然后经过A/D转换器转换，得到的数据，可以送入51单片机进行处理。除了这些之外，还需要接入键盘设定、LED数码管显示，报警电路等。全部的设计过程如图1-1所示：被测环境气敏传感器A/D转换电路单片机LED显示声光报警电路键盘图1-1设计方案图2第二章硬件设计2.1传感器电路我们需要测量的是人呼出的气体中的酒精含量，所以要采用气敏传感器。在所有的传感器中，因为MQ3对乙醚有很高的灵敏度和良好的选择性、具有信号输出指示、双路信号输出、快速的响应恢复特性、简单的驱动回路、非常可靠的稳定性和长期的使用寿命，而且考虑到人呼出气的过程中会夹杂着空气以及空气中的其它成分可能会影响到传感器测量的精确性，所以我们直接选用MQ3型气敏传感器。MQ3气敏传感器对酒精的灵敏度高，可以抵抗汽油、烟雾、水蒸气的干扰，而且还是一种性价比非常高的传感器。MQ3的回路由加热回路和信号输出回路两部分组成。MQ3型气敏传感器的外形和结构如图2-1所示。正常情况下在测量前需要将传感器预先加热5分钟左右，加热的目的是能够使测量的误差最小化，精确度能比较高。图2-1MQ3结构和外形A1F2A3B4F5B6RL1MQ-3+5GNDRA2220RA1220GNDIN图2-2MQ3结构图2.2A/D转换电路A/D转换电路也称为“模拟数字转换器”，将模拟量或者连续变化的量进行量化，转换为相应的数字量的电路。A/D转换电路包括量化、抽样和编码三个功能。因为先把气体经过传感器转换成为模拟信号，然后还需要把这些模拟信号转换成数字量后才能使3用单片机中的软件进行处理，所以必须要有A/D转换电路。A/D转换器大致分有三类：一是双积分A/D转换器，积分型A/D工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率；二是逐次比较型A/D转换器，逐次比较型AD从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值，其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（12位）时价格便宜；三是-A/D转换器，原理上近似于积分型，将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号，用数字滤波器处理后得到数字值，优点是容易做到高分辨率。在考虑到三类A/D转换器的工作原理和优缺点时发现逐次比较型A/D转换器速度快、功耗低、在选择低分辨率时价格也比较便宜，所以决定采用逐次比较型A/D转换器。选择的芯片是ADC0809，下面介绍一下ADC0809的引脚及功能。芯片如图2-3所示：图2-3ADC0809的引脚ADC0809可以和单片机直接接口。看图可知，ADC0809总共有28个引脚，采用的是双列直插式封装。主要引脚功能如下：1:D0-D7是8位数字量输入端;IN0-IN7是8路模拟信号输入端;2:REF（+）、REF（-）：基准电压;3:A、B、C与ALE控制8路模拟通道的切换，A、B、C分别与3根地址线或数据相连，3位编码对应8个通道地址端口;4:VCC:电源，单一+5V;5:GND:地；ADDA、ADDB、ADDC：地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路6:EOC:转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，转换结束时为高电平7:ALE:地址锁存允许信号，输入，高电平有效;8:CLK:时钟信号输入端，一般为500KHZ;49:START:A/D转换启动脉冲输入端;10:OE:输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。当通道选择地址有效时，ALE信号一出现，地址立马被锁定，在这个时候转换启动信号紧随ALE出现。START的上升沿将逐次逼近寄存器复位，在该上升沿的之后的2微秒加8个时钟周期内，EOC信号将变为低电平，指示转换正在进行，直到转换完成，EOC变为高电平。微处理器收到变为高电平的EOC信号后，立即送出OE信号，打开三态门，读取转换结果。在与微机接口时，有两种方法选择输入通道：一种是通过地址总线选择，一种是通过数据总线选择。数据传送的关键问题是怎样确认A/D转换的完成，因为只有完成确认后，才能进行传送。为此可以采用下面三种方式：（1）定时传送方式对于每种A/D转换器来，转换时间作为一项固定的和已知的技术指标。如ADC0809转换时间为128s。可以根据这个设计一个延时子程序，当启动转换后，CPU就可以调用此子程序或者用定时器定时，延时时间或者定时时间稍微大于A/D转换所需要的时间。等延迟时间一到，转换已经完成了，就可以从“三态输出锁存器”读取数据。（2）中断方式采用中断方式传送数据时，将转换结束信号接到单片机的中断申请端，当转换结束时申请中断，CPU响应中断后，通过执行中断服务程序，使OE引脚变为高电平，以提取A/D转换后的数字量。（3）查询方式采用查询法就是将转换结束信号接到I/O接口的某一位，或经过三态门接到单片机的数据总线上。A/D转换开始之后，CPU就查询EOC引脚的状态，若它为低电平，表示A/D转换正在进行，则MCS-51应继续查询；如查询到EOC变为高电平，则给OE送一个高电平，以便于从线上提取A/D转换后的数字量。还需要引起注意的是：ADC0809虽然允许可以同时输入8路模拟信号，但只共用一个转换器转换。译码电路与地址锁存完成对A、B、C3个地址位进行译码和锁存，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连，图2-4为通道选择表。5图2-4通道选择表（4）CLK、OE、START为控制信号端，START为启动信号输入端，CLK为时钟信号输入端，OE为输出允许端。（5）VR(+)和VR(-)为参考电压输入端。2.2.1ADC0809的结构及转换原理ADC0809的结构框图如图3-6。片内有锁存功能的8路选1的模拟开关，由C、B、A引脚的功能来决定所选的通道。ADC0809采用逐次比较的方法完成A/D转换的，由单一的+5V电源供电。0809完成一次转换需100s左右，输出具有TTL三态锁存缓冲器，可直接连接到MCS-51的数据总线上。STARTCLKOEVR(+)VR()VCCGNDEOCD0.D7三态输出锁存器8位A/D转换器地址锁存与密码CBAALE8路模拟量开关IN7.IN06图2-5ADC0809的结构框图2.2.2ADC0809连线图ADC0809与单片机的连线图如图2-6In31In53In64In75START6EOC7D38OE9CLOCK10Vcc11Vref+12GND13D114D215Vref-16D017D418D519D721ALE22ADDC23ADDB24ADDA25In026In127In42D620In228ADC0809ADC1ADC0809+5GNDD0D1D2GNDD3D4D5D6D7STSTEOCOECLKIN图2-6ADC0809的连线图2.389C51单片机系统单片机是一种将CPU、存储器（RAM、ROM）、多种I/O接口和中断系统、定时器/计时器等功能部件集中聚集到一块完整的芯片上面，从而构成一个小而完善的计算机系统。在软件的控制下，这些电路能够快速、高效率、准确地完成程序设计者之前规定的任务。2.3.1单片机片内结构如图2-7所示是51单片机的片内结构。单片机把那些需要的功能模块都集成在一个尺寸有限的电路芯片上。按功能划分，它有如下功能部件组成：微处理器（CPU）。数据存储器(RAM)。程序存储器（ROM/EPROM）。一个串行口。4个8位并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）。72个16位定时器、计数器。特殊功能寄存器（SFR）。中断系统。PSEN88EOCXTAL1CPU（运算器）（控制器）数据存储器RAMP0P2程序存储器ROM/EPROMP1串行口定时器/计数器中断系统特殊功能寄存器（SFR）P3ALEEAIN7.I0XTAL288RESET图2-751单片机片内结构2.3.289C51芯片介绍MCS-51系列单片机产品有8051,8031,8751,80C51,80C31，89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。如果要熟悉了解MCS-51单片机的应用和功能，要从单片机的每一个引脚的功能了解开始。其它公司的51单片机都是和MCS-51内核兼容的，MCS-51单片机的制作工艺为HMOS，而且所有MCS-51单片机都是采用的40只引脚的双列直插封装方式，如图2-8所示。P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST(TXD)P3.1(INT0)P3.2(INT1)P3.3T0P3.4T1P3.5(WR)P3.6(RD)P3.7XTAL1XTAL2GNDVccP0.0(AD0)P0.1(AD1)P0.2(AD2)P0.3(AD3)P0.4(AD4)P0.5(AD5)P0.6(AD6)P0.7(AD7)EA/VPPPSENP2.7(A15)P2.6(A14)P2.5(A13)P2.4(A12)P2.3(A11)P2.2(A10)P2.1(A9)P2.0(A8)PDIP(RXD)P3.0ALE/PROG图2-8AT89C51芯片管脚图840只引脚按其功能来分，可分为如下3类：电源及时钟引脚：VCC、VSS、XTAL1、XTAL2。XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2:来自反向振荡器的输出。控制引脚：、ALE、RESET（RST）。此类引脚提供控制信号，有的还PSENA具有复用功能。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/引脚：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的PROG地位字节。在对片内EPROM型单片机编程写入时，此引脚作为编程脉冲输入端。引脚：外部程序存储器的选通信号。SEN/VPP引脚：当保持低电平时，则在此期间为外部程序存储器（0000H-AFFFFH），不管是否有内部程序存储器。I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，为四个8位I/O口的外部引脚。P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流；P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流；P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器能接收、输出4TTL门电流；P3口是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收、输出4个TTL门电流。因为单片机具有质量轻、体积小、可靠性高、控制功能强、低电压、低功耗、易扩展、性价比高等特点，所以我选择89C51单片机，硬件设计电路图如图1所示。89C51内部有128字节的RAM，4KB的EPROM，因此一般如果需要的存储容量不够用，那么就需要扩展ROM和RAM。2.3.3晶振电路和复位电路单片机和它所需要的时钟、电源、复位等等部件都是包括在最小系统里面的，它可以使单片机一直处在正常的运行状态中。使单片机可以运行的必备条件是时钟、电源等电路，应用系统的核心部分是最小系统。如果需要单片机完成复杂的功能，就要通过对最小系统进行存储器扩展、A/D扩展等。89C51内部包含有ROM/EPROM，所以这种芯片构成的最小系统非常可靠、简单。如果将单片机接上复位电路和时钟电路就可以用89C51单片机构成最小应用系统，如图2-9所示，因为集成度的关系，最小应用系统只可以用作一些小型的控制单元。9时钟电路89C51单片机复位电路I/O图2-9单片机最小系统原理框图（1）时钟电路在MCS-51单片机内有一个高增益的反相放大器，反相放大器的输入端是XTAL1，输出端为XTAL2，由该放大器构成的振荡电路和时钟电路一起构成了单片机的时钟方式。单片机的时钟连接方式可以分为内部时钟方式和外部时钟方式。图2-1089C51内部时钟和外部时钟电路(2)复位电路当在89C51单片机的RST引脚引入高电平并保持2个机器周期时，单片机内部就执行复位操作。通过外部复位电路的电容充放电可以实现比较简单的上电自动复位。按键手动复位也是非常重要的一种复位方式，按键手动复位有两种方式：电平方式和脉冲方式，我选择的就是按键手动复位。R110kC110uFS4VCC9图2-1189C51复位电路（3）89C51中断技术概述中断技术主要用于实时监测与控制，要求单片机能及时地响应中断请求源提出的服10务请求，并作出快速响应、及时处理。中断系统是单片机的重要组成部分。中断的实现实行软件和硬件的综合完成，硬件部分叫作硬件装置，软件部分称为软件处理程序。图2-12为整个中断响应和处理过程。图2-12中断响应和处理过程2.4LED显示电路LED数码管（LEDSegmentDisplays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。LED电路的驱动方式有：直流驱动、恒流驱动、脉冲驱动。本设计利用三极管驱动数码管，用4.7k电阻起到限流作用，使得数码管亮度适中。数码管显示电路如下图所示：abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS1REDCAabfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS2REDCAabfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS3REDCAabfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS4REDCAD0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7Q1PNPQ2PNPQ3PNPQ4PNP+5R14.7kR24.7kR34.7kR44.7k图2-13数码管显示电路112.5键盘电路本设计采用按键接低的方式来读取按键，单片机初始时，因为为高电平，当按键按下的时候，会给单片机一个低电平，单片机对信号进行处理。单片机键盘有独立键盘和矩阵式键盘两种：独立键盘每一个I/O口上只接一个按键，按键的另一端接电源或接地（一般接地），这种接法程序比较简单且系统更加稳定；而矩阵式键盘式接法程序比较复杂，但是占用的I/O少。在做出了分析之后我选择了独立式键盘接法。独立式键盘是指用I/O口线结构的单个按键电路，每个独立式按键单独占有一根I/O口线，每根I/O口线上按键的工作状态不会影响其它I/O口线的工作状态。上拉电阻确保按键松开时，I/O口线有确定的高电平。当I/O口线内部有上拉电阻时，外电路可以不配置上拉电阻，可以采用查询方式或者中断方式读取按键。独立式键盘的优点是电路配置灵活、每个独立式按键单独占有一根I/O口线、每根I/O口线上按键的工作状态不会影响其它I/O口线的工作状态，软件结构简单、并且能够同时检测到多个键被按下的情况。缺点是每个按键需要占用一根I/O口线，在按键数量比较多时，I/O口浪费比较大，电路结构复杂。因此，按键电路常用于按键比较少的系统，比较适合我现在做的这个设计。有按键按下用零表示，调用相应的处理程序。硬件电路如图2-14所示：S1SWSPSTS2SWSPSTS3SWSPSTGNDk1k2k3图2-14按键电路122.6报警电路2.6.1灯光提示电路GNDD2LEDD1LEDRL12.2KRL22.2K图2-15灯光提示电路LED英文单词的缩写，LED解释为：LightEmittingDiode，能够将电能转化为光能的半导体电子元件称为发光二极管，它可以把电转化为光；发光二极管可以分为几类：高亮度发光二极管、闪烁发光二极管、变色发光二极管、电压控制型发光二极管和负阻发光二极管等。与白炽灯泡和氖灯相比较，发光二极管的特点是：工作电流比较小、工作电压比较低；抗冲击和抗震性能好，寿命长、可靠性高；通过改变通过的电流的大小强弱可以达到改变发光强弱的目的。由于这些特点，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。LED的控制模式有恒流和恒压两种。LED优点：电光转化率高、工作电压低、反复开关无损寿命、体积小、坚固耐用、高亮度、发热少、光束集中稳定、色彩多样、启动没有延时。LED由于这些优点，在现在是十分受欢迎的，而且LED越来越家庭化，成为绿色照明光源。白光LED的发光效率，在这几年来已经有了非常明显的提高，同时也因为厂商的相互之间的竞争，LED的价格也明显降低了，不像刚开始那样LED比较昂贵。虽然越来越多人使用LED，LED也用在了许多地方，比如家里、办公室、广告栏、装饰、招牌、路灯等等地方，但是LED的光电转换效率是属于新型的荧光灯。这个设计选用的是LED指示烟雾报警。132.6.2声音报警电路Q18550器器器VCCR41kP34图2-16声音报警电路蜂鸣器按工作原理主要分为两大类：电磁式蜂鸣器和压电式蜂鸣器。蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，属于直流电压供电，广泛应用于打印机、电子玩具、电话机、计算机、复印机、定时器、报警器等电子产品中用作发声器件。蜂鸣器音源类型：有源和无源类型。蜂鸣器外型分类：引线式蜂鸣器、插针式蜂鸣器、贴片蜂鸣器。蜂鸣器在电路中用字母“HA”或者“H”表示。1.压电式蜂鸣器主要由线路板、压电蜂鸣片、阻抗匹配器、多谐振荡器、外壳等部分组成。有一些压电式蜂鸣器上面还会装有发光二极管。（1）多谐振荡器的构成部分：集成电路或晶体管。当多谐振荡器接通1.5V-15V直流电源时,多谐振荡器会起振,然后阻抗匹配器工作使压电蜂鸣片发声。（2）压电蜂鸣片是由铌镁酸铅或锆钛酸铅等材料制作而成。2.电磁式蜂鸣器由电磁线圈、振荡器、振动膜片、磁铁及外壳等组成。蜂鸣器驱动电路包括：一个三极管、一个蜂鸣器、一个限流电阻等部分。蜂鸣器为发声元件，在其两端施加直流电压或者方波就可以发声，其主要参数是外形尺寸、发声方向、工作电压、工作频率、工作电流等。这些都可以根据需要来选择，这个设计选择采用有源蜂鸣器。14第三章软件设计3.1软件调试系统KEILC51是美国KEILSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。与汇编语言相比，C语言在结构性、功能上、可维护性、可读性上有优势，所以比较容易学、也比较容易使用。KEIL提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境将这些部分组合在一起。KEILC51软件有非常多的库函数和功能十分强大、完善的开发调试工具。而且非常重要的是：如果想要体会感受到非常高的KEILC51生成的目标代码效率，只需要观察一下编译完成后的汇编代码就可以了。大部分语句生成的汇编代码是非常紧凑的，所以更显的通俗易懂。高级语言的优势体现在开发大型软件时的应用。在下面将对KEILC51开发系统每个部分的使用和功能作出详细介绍。KEILC51的软件界面如下图所示：图3-1KELL_c软件界面153.2主程序框图开始初始化读取A/D转换酒精值判断当前酒精范围执行相应的只是控制判断按键是否按下设置相应参数显示设置数值结束YN图3-3主程序框图163.3数据采集子程序程序框图A/D转换子程序流程图如下图3-4所示。ADC0809初始化后，先延时100微秒，然后0通道输入的模拟信号转换为与之相对应的数字量，接着把对应数值存储到内存单元中。开始启动ADC0809通道并延时100微秒转换完成读取A/D转换结果结果存入内存单元返回NY图3-4数据采集子程序框图17第四章测试结果及结论4.1调试调试过程中首先要检测的就是硬件电路的设计原理是否正确、能否达到预期效果以及实现方法是否合理、简便等等；其次在焊接好有线电路之后，认真检查电路的焊接情况、有焊接的不稳固的不美观的全部重新焊接。这次采用的是分块调试的方法，酒精探测电路，控制电路以及单片机控制电路进行调试。在对每个模块的进行调试过程中又采用了由局部到整体，由简单到复杂的调试方法，最后再将各个模块总和成一个整体。在调试过程中遇到的问题有：（1）由于在焊电路之前没有认真的查看89C51的管脚，使得管脚的顺序全部焊错了，最后只好重新买器件重焊；（2）酒精值一直显示很高，经过查阅资料和换元件测试发现，酒精传感器初次使用得通电几小时以上才可以正常使用，要做老化试验。这个让我琢磨了很久，浪费了好多时间。（3）在解码程序的编写过程中，随着理解的深入也作了相应的修改，使得部分程序更好更直接更有效。（4）部分引脚和焊接点出现漏焊和虚焊的情况，还有部分焊接点和焊接现不美观，全部重新焊接了。4.2结论经过两个礼拜的焊接和调试，终于完成了最后的工作，这也意味着我的论文设计终于完成了。虽然我大学四年以来学习成绩都不错，但是动手能力还是不强，之前参加一些比赛的时候也是和团队合作完成作品的设计，但是这次只有我一个人完成这个设计，从选题到设定方案到购买材料到自己焊接板子，我对自己都没有什么信心，但是在我的坚持下、一步一步的努力下，我终于很好并且很出色的完成了它。首先这是一个基于单片机的课程设计，单片机是以前学习的课程，虽然不陌生，但是用起来还发现很多的问题。硬件方面还好解决，设定好方案后把材料买回来，再了解一下每个材料的功能，弄明白就可以了。我在软件方面的学习是比较薄弱的，以前对软件编程学习的不够全面不够多，虽然以前上课的时候做过一些简单的软件编程实验，但18是都是比较基础的，并且还有同学相互帮助，这次的设计的编程只能靠自己了，在我查询了许多课本和资料后终于完成了编程的部分。动手之后才发现理论和实践的真正差距，以前总是觉得只要在课本上学会了，自己就已经掌握了，通过这次设计我才发现只有我们自己真的动手制作并完成了才能算是真的掌握了。我把单片机整本书又看了一遍，又温故并学会了许多编程方法。在我购买的这些元件里面，大部分基本上都是之前已经学过或者提到过的元件，由于个人的记忆问题和以前的学习情况，许多元件的功能和引脚自己都还不够了解，我自己上网一个一个的查找每个器件的使用说明，还有需要编程的元件的编程方法和步骤，在我非常熟悉并且掌握了元件的功能和引脚的作用后，我就开始在PCB板上进行焊接了，焊接的过程中我也遇到了许多问题，但是在老师和同学的帮助下都完成了。在我回想起这次毕业设计的整个过程后，我也整理并学习了很多。我觉得我在这次毕业设计中学习到的最重要的东西就是：我们学习到的理论一定要和实践相结合，这样我们就能熟练掌握，融会贯通。要把理论应用到实践当