基于单片机的酒精浓度监测系统

-17-基于单片机的酒精监测系统摘要：近年来，车祸惨案频频发生，而绝大多数车祸的起因都是因为驾驶员醉酒驾驶。因此减少车祸的一大重要措施，就是对人们是否酒驾进行检测。本设计基于单片机的酒精浓度监测设计，是一款基于单片机的酒精浓度检测和显示含量及报警的仪器。其作用是，通过MQ-3酒精浓度检测传感器检测驾驶员的呼气中酒精含量，利用仪器中核心控制器内的程序运行逻辑，来将酒精检测传感器测得的数据进行提取和转换，然后将读数显示在仪器的显示屏上，如果检测中驾驶员呼出的气体酒精含量超标，仪器便会发出报警，以此提醒民警，该驾驶员酒后驾驶。基于单片机的酒精浓度测量仪的发明推广和普遍应用，不仅极大地降低了人们醉酒驾驶的几率，将车祸发生概率尽可能降低到最小，而且增加了人们的法律意识，加强了人们对法律的认知度和对法律的敬畏。本设计核心控制芯片是STC12C5A60S2单片机，在本设计中的作用是，对数字信号进行提取、显示和比较，以此实现对MQ-3气体酒精浓度检测传感器检测数据的提取、通过LCD液晶屏的显示和超过范围时的声光报警。关键词：STC12C5A60S2单片机；LCD液晶显示屏；MQ-3酒精浓度检测传感器；声光报警；

AlcoholconcentrationmonitoringsystembasedonsinglechipmicrocomputerAbstract：Inrecentyears,accidentshappenfrequently,andmostofthemarecausedbydrunkdrivers.Therefore,animportantmeasuretoreducetrafficaccidentsistotestwhetherpeopledrinkanddrive.Thedesignofalcoholconcentrationmeasurementsystembasedonsingle-chipmicrocomputerisaninstrumentforalcoholconcentrationdetection,contentdisplayandalarmbasedonsingle-chipmicrocomputer.ItsfunctionistodetectthealcoholcontentinthebreathofthedriverthroughtheMQ-3alcoholconcentrationdetectionsensor,extractandconvertthedatameasuredbythealcoholdetectionsensorbyusingtheprogramrunninglogicinthecorecontrolleroftheinstrument,andthendisplaythereadingonthedisplayscreenoftheinstrument.Whenthealcoholcontentinthebreathofthedetecteddriverexceedsthestandard,theinstrumentwillsendareportPolice,inordertoremindpolice,thedriverdrunkdriving.Theinvention,popularizationandgeneralapplicationofalcoholconcentrationmeasuringinstrumentbasedonsinglechipmicrocomputernotonlygreatlyreducetheprobabilityofdrunkdriving,reducetheprobabilityoftrafficaccidenttotheminimum,butalsoincreasepeople'slegalawareness,strengthenpeople'sawarenessofthelawandaweofthelaw.Thisdesignisbasedonthedesignofalcoholconcentrationdetectionsystemofsingle-chipmicrocomputer.ItscorecontrolchipisSTC12C5A60S2single-chipmicrocomputer,whichisapowerfulsingle-chipmicrocomputer.Thefunctionofthissingle-chipmicrocomputerinthisdesignistoextract,displayandcomparedigitalsignals,soastorealizetheextractionofdetectiondataofMQ-3gasalcoholconcentrationdetectionsensorandthedisplaythroughLCDscreenAndtheaudibleandvisualalarmwhentherangeisexceeded.Keywords：STC12C5A60S2singlechip;LCD;acousto-opticalarm;MQ-3alcoholconcentrationdetectionsensor

酒精浓度监测的设计一、绪论作用及意义近年来，车祸事故频频发生，而绝大部分车祸的起因都是驾驶员的醉酒驾驶。因此减少车祸的一大重要措施，就是对人们是否酒驾进行检测。本设计是依托在单片机的酒精浓度监测系统设计，是一种依托于单片机的酒精浓度监测与显示含量以及警报的设备装置。关于它作用是利用MQ-3酒精浓度监测传感器来监测驾驶员呼出空气中的酒精含量，运行的思维部分是利用仪器中核心控制器内的程序，进一步获取和转化酒精监测传输感应器测得的数据，然后把数值通过仪器显示屏显示出来，如果驾驶员呼出的空气中，酒精浓度超出了阈值，它就会进行报警，以此来警醒民警：该驾驶员是酒后驾驶。基于单片机的酒精浓度监测系统的发明推广和普遍应用，不仅极大地降低了人们醉酒驾驶的概率，将车祸发生概率尽可能降低到最小，而且增加了广大司机群体的法律意识，加强了民族对法律法规的认识与对法律的敬畏程度。1.2在全球的研究现状全球研究现状世界上最早的气体监测传感器是由外国科学家在1930年之后，开始进行研究的，到如今已经有着快一百年的历史了。尤其是21世纪之后，传感器的发展进入了迅猛期，市面上已经开始出现各式各样的传感器，且性能一代优于一代。其中的燃料电池型是在国内外市场销量最大的环保型的气体检测传感器。其原理是气体充分燃烧转化为电能，然后利用ad转换芯片，将酒精燃烧产生的电压检测出来，读取之后与实现编程好的数据表进行比较，然后显示屏上显示出气体的酒精浓度。这种检测方式成本较高，且仪器工艺制造要求很高，因此仪器较为昂贵。随着后来，半导体技术的越来越成熟和应用的普及，半导体气体酒精浓度检测传感器已经逐渐取代传统的燃料电池型传感器，成为首选仪器[1]。随着半导体酒精检测传感器性能的逐渐稳定和完善，酒精检测的精确度已经日渐平常。而且，随着单片机其中的核心控制芯片的飞速发展以及改进，其性能也必然会越来越优良。而MQ-3气体酒精浓度检测传感器和单片机以及显示屏和蜂鸣器指示灯等元件组成的电路构成的酒精浓度检测仪器，其稳定性和可靠性已经越来越好。而因为私家车的普及，交通管制中为了极可能地减少车祸的发生，酒精检测仪的使用会越来越多，而且由于所有的仪器都有一定的保质期，为了仪器性能的更加稳定，国家定期就会更换一批设备，以保证马路秩序的井然有序。这样就会导致酒精检测仪的前景和市场极为广阔，需求量极大［2］。1.3尚待研究的问题（1）MQ-3传感器是通过其中的气敏传感器，对酒精浓度进行感应，而这个浓度是相对较小的，因此需要解决浓度相对较小的问题。解决此问题的方法就是设计一款针对性的放大电路，用来实现小变化的模拟信号与大幅度的模拟信号之间的转换。（2）通过有放大功能的电器组成的放大电路，以此将电信号放大以后，此信号仍然是模拟电路没有变化，普通单片机需要将模拟信号转化为数字信号，这种问题的解决方法可以是搭建一个ad转换电路，其输入端是放大电路端输出的对应模拟信号，ad转化线路对照的传出端和对应的单片机相互连接，进而转变为讯号。（3）前两个问题的解决方法，可以有一个简易的解决方法，那就是使用一个精度较高的带ad转换功能的单片机芯片，这就可以不用外部搭建放大电路和ad转换芯片电路，而直接利用单片机自带的高精度ad转换功能，就可以实现。这个单片机自身带有的AD转化功能，能够达到对酒精测定数值的读取与转化，由此可以代替外接的ad转换芯片电路，节省精力和成本，并且简化了电路。同时这款单片机的ad转换具有高精度的特点，则可以将检测结果分成1024小份，来起到放大电路的作用。（4）单片机显示呼出气体的酒精浓度后，如何更加直观地让民警一下就知道此人是否酒驾，其方法是，先给单片机设一个酒驾范围临界值，如果驾驶员呼出的空气中酒精的浓度处于酒驾范围内，监测仪可通过蜂鸣器以及指示灯所发出的声光报警，以此来告诉民警，此人为酒后驾驶[3]。

二、总方案设计2.1分析针对此设计，需要具有以下特点：（1）核心采用单片机，构成数据采集系统，不需要任何其他计算机，数据的采样收集、保存、计算以及分析等过程就能完成。（2）低功率消耗、微型化及超高性能价格比是本系统的特征。（3）由此系统控制键盘和使用LCD显示实现人机交互[2]。2.2酒精浓度监测系统方案系统设计过程中，需兼顾到酒精含量是把传输感应器的非电量部分转化为电量部分，这种传输感应器传出的是0-5V的电平数值，而且电平数值比较平稳，且外部干扰较小。原理图如图2-1所示。被测被测环境气敏传感器A/D转换电路单片机声光报警电路液晶显示键盘图2-1基本工作原理图

三、硬件设计3.1传感器的选择监测系统重点直接监测呼出的空气中酒精所含量，接着再转变成血液当中所含有的酒精浓度，因此采取气敏传输感应器。周边空气当中包括的气体组分或许会影响到传输感应器的准确度，所以传输感应器仅对酒精气体敏感，不会对其它气体敏感，所以采取MQ3式的气敏传输感应器。高灵敏性，优良的选择性与长效应用周期，拥有较强的稳定性等均是其优势特征。MQ3式气敏感应器所包含的各类气敏器件有微型Al2O3，陶瓷管和二氧化锡敏感层，测定电极，加热器，气敏部件，为加热器提供了需要的条件。传输感应器其架构关系如图3-1,3-2,3-3所示。图3-1MQ3结构和外形图图3-2MQ3结构图图3-3传感器阻值变化率和相关条件关系图3.2A/D转换电路系统中需经过传输感应器把各种非电量数据转变成电讯号才能够执行数据解析处理。将完成仿真量转变为数字量的元件称之为模/数转化器（ADC）[4]。此设计中选用的转换器是ADC0809。3.2.1ADC0809的引脚及功能此是逐一对比型模/数转化器，它的精确度、速率和价格方面都处于适中状态。系统采用的芯片是ADC0809。ADC0809的引脚和功能芯片如图3-4所示。图3-4ADC0809引脚ADC0809的重要引脚功能如下：IN0～IN7：8个输入模拟量的输入端。2-1～2-8：输出8个数字量的输出端。ADDA、ADDB、ADDC：地址传入线具有三位，选择联通八路仿真输入的那一路ALE：对高电平有效的，是地址锁存的允许信号的输入端。START：数字电平从高电平变为低电平的那一瞬间将启动A/D转换。EOC：模/数转化传出端，其转化阶段将始终是低电压，当模/数转化完成的时候，传出端将会传出1个高电压。OE：对高电平有效的输入端。REF（+）、REF（-）：0点电压。Vcc：电源，单一+5V。GND：地。为此可采用下述三种传送方式。（1）定时传送方式已得知的固定转化时间对模/数转化器来讲做为其中一项技术参数指标。能够设计1个子程序，可延迟，模/数转化可调取这一子程序，条件是需在起动以后。（2）验证方式据此可以运用验证方法，测定EOC的状态，确定转化有没有完成，接着执行数据传送。（3）中断方式不管运用上面所述哪类方法，当确认转化完成的时候，就能够经过命令来执行数据传输。要注意的重点：用总线连接的方式来直接连接系统数据，通道选择表如图3-5所示【5】。图3-5通道选择表3.2.2ADC0809结构以及转换的原理每当0809完成一次转化，时间大约需要100μs，传出有TTL的三态锁存缓冲器，可以直接连接到MCS-51数据信息总线上。ADC0809结构框图如图3-6所示。STARTCLKSTARTCLKOEVR(+)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….IN0图3-6ADC0809的结构框图3.2.3ADC0809连线图ADC0809与单片机的连线图如图3-7所示。图3-7ADC0809的连线图3.389C51单片机系统单片机89c51实际上是种集成线路的芯片，它采取的是大规模技术，把拥有数据处理的性能（例如数学计算、逻辑计算与信息传输与中断操作）的这类微型处理器，及脉冲宽度调制线路，用来仿真多路的转化器及模/数转化器之类的线路，把其集中到一块芯片上，组成1个虽小但完备的一款计算机系统。上述线路能够在程序软件的调控下执行精确、快速且高效的实现预设的工作任务[5]。3.3.1单片机片内结构51单片机的结构如图3-8所示。将能够当作它对应调控功能所需要的一些内容，全都放在一个体积较小的集成线路芯片上。按照功能划分，由如下功能部件组成：（1）中央处理器（CPU）。⑵随机存取存储器(RAM)。⑶程序存储器（ROM/EPROM）。⑷4个8位并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）。⑸一个串行口。⑹2个16位定时器、计数器。⑹2个16位定时器、计数器。⑺中断装置和中断处理程序。⑻80C51单片机中各功能部件对应的寄存器（SFR）。PSENPSEN88EOCXTAL1CPU（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3-851单片机片内结构上面描述的功能的元件都是经过内部单总线相连组成，其基础架构是处理器外加外部芯片这里固有的架构形式。但是处理器对各类功能的元件的调控均是采取这类独特功能的存储器，用于集中调控模式。从硬件的层面来剖析，其和MCS-51命令能完全兼容全新的AT89CXX型号机型，和外增EPROM才能够与8031单片机对比，抗干扰特性比较强，和87C51单片机技能相当，但功耗更小[6]。3.3.289C51芯片介绍如果要掌控MCS-51单片机，第一应当先认识MCS-51的各种管脚，熟悉而且谨记各个管脚的相应功能，它的直插封装方式如图3-9所示。图3-9单片机芯片管脚图40只引脚按照各自功能来划分，可以分如下3类：电源和时钟引脚：Vcc.Vss.XTAL1.XTAL2。电源的引脚要连入这个单片机所需要的工作电源。Vcc接+5V电源，Vss接地。这两时钟管脚一样能够外联到独立晶振器上。XTAL1连接外围1个管脚。此管脚的内部自身是反相放大器传入端。假如XTAL2连接外围晶体另一个接口，则在此管脚的内部连接反相的放大器的传出接口。假如运用外围时钟震荡器，则此管脚接收到时钟振荡器讯号，就把此讯号接收至内部时钟形成器的传入接口。⑵控制引脚：这类管脚供应了调控讯号，其它的还拥有部分复用功能。3.3.3晶振电路和复位电路89C51单片机最大的特点是内置ROM或者EPROM，因此89C51单片机具有可靠的储存性能。89C51单片机经常应用于基础的电路系统，在使用时仅将89C51和时钟、复位电路相连就能够组成最小的单片机单元模块。基于89C51单片机的最小系统原理图如图3-10所示。时钟电路时钟电路复位电路STC89C51单片机I/O口图3-10单片机的最小系统的原理图(1)处理模式：内部和外部。内部时钟方式如图3-11所示。当单片机的18和19引脚与晶振电路相连时，单片机内部的自激振荡器就引发内部时钟脉冲信号。图中的电容C1以及C2的作用为稳定其频率和快速起振，它的电容值为5~30pF，它的典型值是30pF。晶振具有一定的频率波动区间，通常是在1.2-12MHz之间波动。晶振存在两个典型振荡频率，分布是12和6MHz。图3-1189C51内部时钟电路(2)复位电路除了能够自动复位的功能还有着手动复位的功能。此次系统便是使用的按键手动复位功能。图3-1289C51复位电路（3）89C51中断技术概述中断需求通过中断响应来实现单片机的实时管理与监控。这种是通过片内的中断系统来进行实现的。出现中断需求且允许中断时，则单片机主程序接受到中断运行的信号并暂停工作。随后中断程序接手单片机主程序的工作，当中断程序处理结束之后则返回中断节点同时让主程序继续工作。中断响应和处理过程如图3-13。 图3-13中断响应和处理过程3.4LCD1602液晶显示电路工业显示模块，LCD1602A可以展示32个字符并且展示方式为16列2行。显示的东西主要是数字和专用符号和图形，以下优点。当系统显示器接收到信号时就会发出稳定的光，这种光以多样的色彩和稳定的亮度形式出现。相比CRT而言，液晶显示器不需要被不间断的刷新，从而稳定的显示。2.液晶显示器具有很多优势，一方面，液晶显示器的展示方式为阿拉伯数字，简单直观。另一方面，液晶显示器和单片机的连接方式极为渐变，降低了两个模块连接的难度。3.液晶显示器更加的轻便，且容易携带。不仅如此还有低功耗特性。（1）引脚说明：第1脚VSS第2脚VDD第3脚VL第4脚RS第5脚R/W：高电平状态时显示“忙”，低电平状态时则能够输入数据。第6脚E端：使能端，E端发生电平的高低转换时液晶单元开始工作。第7～14脚D0～D7：为8位双向数据线。第15脚：夜间显示器背后光源的正极。第16脚：夜间显示器背后光源的负极。（2）1602LCD的RAM地址映射以及标准字库表LCD1602含160个不同的字符图，其中包括常用的符号、数字、26个英文字母、日语片假名、日语平假名等等。不同字符有其相应的代码，如当显示的时候大写英文字母“A”的代码是01000001B（41H）。指令1：将光标复位到地址00H位置，清显示，指令码是01H。指令2：光标复位，光标返回地址00H。指令3：光标及显示模式设置为I/D。S：判断屏幕上文字是左移还是右移。高电平状态指令有效，低电平状态指令无效。指令4：显示开关控制。D：高电平时显示，低电平时不显示，利用高低电平的切换达到显示控制的目的。C：高电平状态限制光标、低电平状态不显示光标，通过高低电平切换改变光标的显示状态。B：高电平状态光标保持持续闪烁，低电平状态光标保持静止。指令5：光标或者显示移到S/C位：高电压高信号状态文字移动，低电位零电压状态光标移动。指令6：功能设置DL命令：高电平对应4位总线，低电平对应8位总线。N：高电平状态显示为双行，低电平状态显示为单行。F：高电平对应5x10点阵字符，而低电平则对应5x7点阵字符。（部分模块DL：低电平和高电平对应的总线位数恰好相反，高电平对应8位总线，低电平对应4位总线）。指令7：数字信号发生器RAM地址设置。指令8：DDRAM地址设置。指令9：读取出忙标准bf=1和光标地址。BF代表忙，如果高电平显示忙标注则显示模块暂停工作信号接收。如果低电平状态则代表不忙的信号，接收工作信号。指令10：写数据。指令11：读数据。1602内部显示地址如图3-14所示。图3-141602内部显示地址写入显示地址时需要求最高位的D7恒定是高电平1，所以实际写入数据是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。在对液晶模块初始化的时要先设定显示模式，当液晶模块在显示字符时，光标是自动向右移的，并且不用进行人工干预。每当输入指令前都要先判断液晶模块是不是处于忙状态。于1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）存储有160个不相同点阵字符和图形[8]。液晶显示模块已经广泛的应用于各类电子设备和通信工具之中。此设计灰度调节采用的是10k的电阻以及1k的电阻进行分压的形式，且灰度适中。液晶显示电路如图3-15所示。图3-15液晶显示电路3.5键盘电路该设计选择低电平为数据读取按键，且单片机初始对应高电平的状态。单片机键盘共有两种不同的接法：独立式和矩阵式。根据本次设计的要求使用独立式单片机键盘。把按键端和地相连，另外一端与I/O口相连。当程序启动时调节I/O口为高电平的状态。如果按下按键则该I/O口和地连通，从而把I/O的高电平状态转换为低电平。当按键松开后，I/O口继续保持高电平的状态。通过I/O的状态就可以判断按键被按下还是被释放。图3-16按键电路3.6报警电路3.6.1灯光提示电路如图3-17所示。图3-17灯光提示电路本设计利用LED指示酒精是否超标。3.6.2声音报警电路如图3-18所示。图3-18声音报警电路在通电源后，振荡器生成音频信号，电流将通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。这都可以根据需要来选择。本系统采用有源蜂鸣器。三极管通过Q1实现蜂鸣器的开关功能，当低电平信号传至三极管时，三极管导通并且引导蜂鸣器工作。

四、软件设计4.1软件介绍KeilC51为微软公司出品的开发系统，C语言易学易用。下面简单说明KeilC51开发系统的各部分的功能和使用。Keil_c51软件界面如图4-1所示[9]。图4-1Keil_c51软件界面Protel99SE是个PORTEL公司于80年代末推出的EDA软件。Protel99SE的软件页面如图4-2所示。Protel99SE软件的特点：电气连接网络表可以生成30多种格式；强大的全局编辑功能；若想在PCB中同样的器件被自动选中，可在原理图中选择一级器件；使用工业级标准的电路板；图4-2Prtel99SE软件界面4.2主程序框图主程序流程图如图4-3所示。Y结束设置相应参数显示设置数值N判断按键是否按下执行相应的控制判断当前酒精范围读取AD转换酒精值初始化开始Y结束设置相应参数显示设置数值N判断按键是否按下执行相应的控制判断当前酒精范围读取AD转换酒精值初始化开始图4-3主程序框图4.3数据采集子程序程序框图ADC0809启动之后进入初始化的状态，随机将0通道中电压大小0-5V模拟信号进行A/D转换，并将数值信号存储[10]。A/D转换子程序流程如图4-4所示。开始开始启动ADC0809通道，并延时100μs转换完？读出A/D转换结果结果存入内存单元返回YN图4-4数据采集子程序框图五、测试结果及结论5.1调试调式阶段首先要检测电路的连接是否正确、是否遵循正确的电路原理、是否符合设计的预期、设计目的是否容易实现等；第二是需要在焊接完成有线电路以后，认真仔细地检查清楚该电路的各处焊接情况。在依次每个模块的调试过程中，也采用了通过局部到整体，利用从简单到复杂的调试方法，最后再将个个模块组统合成个整体[11]。在调试过程中遇到的问题有：由于焊接电路之前，没有认真检查89C51管脚，管脚的顺序焊错了，只好另买器件重新焊接；酒精值的显示一直较高，翻阅资料和换元件测试后才发现，传感器首次使用时，要先通电数个小时以上才能正常使用，并且还要做老化试验。在进行解码程序编写的过程中，因为理解的东西越来越深入，同时也作了一些相应的修改。5.1.1调试过程通电之前，系统整体状态如图5-1所示。通电后，系统进入倒计时，倒计时时间为60秒，这个时候LCD1602液晶显示屏的显示界面，如图5-2所示。缓冲结束之后，系统进到阈值设置和浓度监测显示界面。系统默认的报警阈值是浓度值为25，也就是当检测到的实际酒精浓度超过25时，系统就会报警，报警是声光报警。例如，当检测到的酒精浓度为219时，219大于25，所以系统报警。报警时，红色指示灯D1闪烁，蜂鸣器鸣笛。阈值设置电路是由3个按键组成，其功能分别为按键1设置按键，按键2阈值加，按键3阈值减。通过按键电路，将阈值设置为73，此时之前的实际浓度，仍然大于阈值，因此依旧会报警，其整体电路图如图5-3所示。当呼出气体中酒精浓度为41时，由于41小于报警阈值73，因此系统不再报警，红色指示灯熄灭，绿色指示灯点亮，并且蜂鸣器不再鸣笛。其整体电路图如图5-4所示。图5-1通电之前系统整体原理图图5-2系统启动缓冲过程图图5-3报警整体电路图图5-4系统不再报警5.2结论酒精浓度监测系统飞速发展。酒精浓度监测系统的更新换代速度也随之加快。从工厂到企业，再到住户，酒精监测都存在，并且，食品加工，粮食酿酒等需要监测酒精浓度的地方有很多，其次呢，酒精浓度监测还可以有效减少酒后驾车，能够很好保护人身和财产安全。首先了解了系统所要实现的功能，之后，依据功能选择了适当的硬件，再对系统进行了模块划分，之后一一突破。最后对个个模块进行了集成优化，得到完整系统。完成了这次酒精浓度监测系统的基本设计。通过这个毕业设计，让我学到了很多专业课没有覆盖到的学识，使我在之后生活工作中，更得心应手。

七、参考文献：[1]邹梦麒,龚蒋.基于STC89C52单片机的酒精检测系统设计[J].科技风,2018(36):3-4.[2]贾建.气体传感器智能测试系统和便携式酒精检测仪的研究[D].中国科学院研究生院（电子学研究所）,2003.[3]DawKhaingZarWin.DesignandImplementationofAlcoholDetectorandAccidentDetectionSystemusingGSMModem.2019,3(5)[4]李书婷.基于单片机的酒精浓度检测仪设计[J].自动化与仪器仪表,2015(08):18-19.[5]李建荣,薛亚平,钱松.基于单片机的酒精浓度检测仪的设计[J].南通纺织职业技术学院学报,2013,13(04):20-23.[6]袁捷.基于51单片机的酒精浓度检测仪的设计[J].电子设计工程,2013,21(18):173-175.[7]杨云,李诗泉.基于STC89C52的酒精体积分数检测仪设计[J].宁波职业技术学院学报,2013,17(01):98-100.[8]周鸿武.基于单片机的酒精浓度检测仪设计[J].制造业自动化,2012,34(02):147-149.[9]张恒.基于C8051F005的酒精检测仪设计[J].河南科技,2010(16):204-205.[10]李丽华,黄秋野,王琦.基于单片机的酒精浓度检测仪设计[J].科技广场,2009(03):166-168.[11]王彩红,王学梅.酒精检测仪的研制[J].科技信息(学术研究),2008(29):91-92.

电脑不启动故障诊治了解电脑启动的过程在诸多电脑故障中，无法正常启动是最令用户头痛的事了。笔者长期从事维护电脑的工作，在这个方面积累了一些经验，现在就将这些经验整理归纳出来与朋友们分享。本文将以家用电脑和windows98操作系统为基础，介绍电脑无法正常启动故障的诊治。要想准确地诊断电脑不启动故障，首先要了解的起动过程，当我们按下电源开关时，电源就开始向主板和其它设备供电，此时电压还没有完全稳定，主板控制芯片组会根据CMOS中的CPU主频设置向CPU发出一个Reset(重置)信号，让CPU初始化，电压完全稳定后，芯片组会撤去Reset信号，CPU马上从地址FFFF0H处执行一条跳转指令，跳到系统BIOS中真正的启动代码处。系统BIOS首先要做的事情就是进行POST(PowerOnSelfTest，加电自检)。POST的主要任务是检测系统中的一些关键设备(电源、CPU芯片、BIOS芯片、定时器芯片、数据收发逻辑电路、DMA控制器、中断控制器以及基本的64K内存和内存刷新电路等)是否存在和能否正常工作，如内存和显卡等。自检通过后，系统BIOS将查找显示卡的BIOS，由显卡BIOS来完成显示卡的初始化，显示器开始有显示，自此，系统就具备了最基本的运行条件，可以对主板上的其它部分进行诊断和测试，再发现故障时，屏幕上会有提示，但一般不死机，接着系统BIOS将检测CPU的类型和工作频率，然后开始测试主机所有的内存容量，内存测试通过之后，系统BIOS将开始检测系统中安装的一些标准硬件设备，这些设备包括：硬盘、CD－ROM、软驱、串行接口和并行接口等连接的设备，大多数新版本的系统BIOS在这一过程中还要自动检测和设置内存的相关参数、硬盘参数和访问模式等。标准设备检测完毕后，系统BIOS内部的支持即插即用的代码将开始检测和配置系统中已安装的即插即用设备。每找到一个设备之后，系统BIOS都会在屏幕上显示出设备的名称和型号等信息，同时为该设备分配中断、DMA通道和I/O端口等资源。最后系统BIOS将更新ESCD(ExtendedSystemConfigurationData，扩展系统配置数据)。ESCD数据更新完毕后，系统BIOS的启动代码将进行它的最后一项工作，即根据用户指定的启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动。以从C盘启动为例，系统BIOS将读取并执行硬盘上的主引导记录，主引导记录接着从分区表中找到第一个活动分区，然后读取并执行这个活动分区的分区引导记录，而分区引导记录将负责读取并执行IO.SYS，这是Windows最基本的系统文件。IO.SYS首先要初始化一些重要的系统数据，然后就显示出我们熟悉的蓝天白云，在这幅画面之下，Windows将继续进行DOS部分和GUI(图形用户界面)部分的引导和初始化工作，一切顺利结束，电脑正常启动。根据故障现象诊治了解电脑启动的过程，故障就好判断了，下面我们就根据故障现象开始诊治了：现象一：系统完全不能启动，见不到电源指示灯亮，也听不到冷却风扇的声音。这时，基本可以认定是电源部分故障，检查：电源线和插座是否有电、主板电源插头是否连好，UPS是否正常供电，再确认电源是否有故障，最简单的就是替换法，但一般用户家中不可能备有电源等备件，这时可以尝试使用下面的方法（注意：要慎重）：先把硬盘，CPU风扇，或者CDROM连好，然后把ATX主板电源插头用一根导线连接两个插脚（把插头的一侧突起对着自己，上层插脚从左数第4个和下层插脚从右数第3个，方向一定要正确），然后把ATX电源的开关打开，如果电源风扇转动，说明电源正常，否则电源损坏。如果电源没问题直接短接主板上电源开关的跳线，如果正常，说明机箱面板的电源开关损坏。现象二：电源批示灯亮，风扇转，但没有明显的系统动作。这种情况如果出现在新组装电脑上应该首先检查CPU是否插牢或更换CPU，而正在使用的电脑的CPU损坏的情况比较少见（人为损坏除外），损坏时一般多带有焦糊味，如果刚刚升级了BIOS或者遭遇了CIH病毒攻击，这要考虑BIOS损坏问题（BIOS莫名其妙的损坏也是有的），修复BIOS的方法很多杂志都介绍过就不重复了；确认CPU和BIOS没问题后，就要考虑CMOS设置问题，如果CPU主频设置不正确也会出现这种故障，解决方法就是将CMOS信息清除，既要将CMOS放电，一般主板上都有一个CMOS放电的跳线，如果找不到这个跳线可以将CMOS电池取下来，放电时间不要低于5分钟，然后将跳线恢复原状或重新安装好电池即可；如果CPU、BIOS和CMOS都没问题还要考虑电源问题：PC机电源有一个特殊的输出信号，称为POWERGOOD（PG）信号，如果PG信号的低电平持续时间不够或没有低电平时间，PC机将无法启动。如果PG信号一直为低电平，则PC机系统始终处于复位状态。这时PC机也出现黑屏、无声响等死机现象。但这需要专业的维修工具外加一些维修经验，因此，建议采用替换法；电源没有问题就要检查是否有短路，确保主板表面不和金属（特别是机箱的安装固定点）接触。把主板和电源拿出机箱，放在绝缘体表面，如果能启动，说明主板有短路现象；如果还是不能启动则要考虑主板问题，主板故障较为复杂，可以使用替换法确认，然后更换主板。现象三：电源指示灯亮，系统能启动，但系统在初始化时停住了，而且可以听到嗽叭的鸣叫声（没有视频）：根据峰鸣代码可以判断出故障的部位。ccid_page/AwardBIOS1短声：说明系统正常启动。表明机器没有问题。2短声：说明CMOS设置错误，重新设置不正确选项。1长1短：说明内存或主板出错，换一个内存条试试。1长2短：说明显示器或显示卡存在错误。检查显卡和显示器插头等部位是否接触良好或用替换法确定显卡和显示器是否损坏。1长3短：说明键盘控制器错误，应检查主板。1长9短：说明主板FlashRAM、EPROM错误或BIOS损坏，更换FlashRAM。重复短响：说明主板电源有问题。不间断的长声：说明系统检测到内存条有问题，重新安装内存条或更换新内存条重试。AMIBIOS1短：说明内存刷新失败。更换内存条。2短：说明内存ECC较验错误。在CMOS中将内存ECC校验的选项设为Disabled或更换内存。3短：说明系统基本内存检查失败。换内存。4短：说明系统时钟出错。更换芯片或CMOS电池。5短：说明CPU出现错误。检查CPU是否插好。6短：说明键盘控制器错误。应检查主板。7短：说明系统实模式错误，不能切换到保护模式。8短：说明显示内存错误。显示内存有问题，更换显卡试试。9短：说明BIOS芯片检验和错误。1长3短：说明内存错误。内存损坏，更换。1长8短：说明显示测试错误。显示器数据线没插好或显示卡没插牢。现象四：系统能启动，有视频，出现故障提示，这时可以根据提示来判断故障部位。下面就是一些常见的故障提示的判断：一、提示“CMOSBatteryStateLow”原因：CMOS参数丢失，有时可以启动，使用一段时间后死机，这种现象大多是CMOS供电不足引起的。对于不同的CMOS供电方式，采取不同的措施：1.焊接式电池：用电烙铁重新焊上一颗新电池即可；2.钮扣式电池：直接更换；3.芯片式：更换此芯片，最好采用相同型号芯片替换。如果更换电池后时间不长又出现同样现象的话，很可能是主板漏电，可检查主板上的二极管或电容是否损坏，也可以跳线使用外接电池，不过这些都需要有一定的硬件维修基础才能完成。二、提示“CMOSChecksumFailure”CMOS中的BIOS检验和读出错；提示“CMOSSystemOptionNotSet”，CMOS系统未设置；提示“CMOSDisplayTypeMismatch”，CMOS中显示类型的设置与实测不一致；提示“CMOSMemorySizeMismatch”，主板上的主存储器与CMOS中设置的不一样；提示“CMOSTime&DateNotSet”，CMOS中的时间和日期没有设置。这些都需要对CMOS重新设置。三、提示“KeyboardInterfaceError”后死机原因：主板上键盘接口不能使用，拔下键盘，重新插入后又能正常启动系统，使用一段时间后键盘无反应，这种现象主要是多次拔插键盘引起主板键盘接口松动，拆下主板用电烙铁重新焊接好即可；也可能是带电拔插键盘，引起主板上一个保险电阻断了（在主板上标记为Fn的东西），换上一个1欧姆／0.5瓦的电阻即可。四、自检过程中断在xxxKCache处这表示主板上Cache损坏，可以在CMOS设置中将“ExternalCache”项设为“Disable”故障即可排除。同理，在自检主板部件时出现中断，则可以认为该部件损坏，解决方法一般可以在CMOS中将其屏蔽，如果不能屏蔽该部件最好更换主板。五、提示“FDDControllerFailure”BIOS不能与软盘驱动器交换信息；提示“HDDControllerFailure”，BIOS不能与硬盘驱动器交换信息。应检查FDD（HDD）控制卡及电缆。六、提示“8042GateA20Error”8042芯片坏；提示“DMAError”，DMA控制器坏。这种故障需要更换。七、提示“DisplaySwitchNotProper”主板上的显示模式跳线设置错误，重新跳线。八、提示“KeyboardisLock...Unlockit”键盘被锁住，打开锁后重新引导系统。九、IDE接口设备检测信息为：“DetectingPrimary（或Secondary）Master（或Slave）...None”表示该IDE接口都没有找到硬盘，如果该IDE口确实接有硬盘的话，则说明硬盘没接上或硬盘有故障，可以从以下几方面检查：1、硬盘电源线和数据线是否接触不良，或换一根线试试；2、CMOS设置有无错误，进入CMOS将“PrimaryMaster”、“PrimarySlave”、“SecondaryMaster”三项的的“TYPE”都设置成“Auto”；3、替换法确认硬盘本身有故障。十、IDE接口设备检测信息下面显示“Floppydisk(s)fail(40)”出错信息表示CMOS所指定的软盘驱动器有问题。判断和解决的方法与硬盘相似。现象五：系统不能引导。这种故障一般都不是严重问题，只是系统在找到的用于引导的驱动器中找不到引导文件，比如：BIOS的引导驱动器设置中将软驱排在了硬盘驱动的前面，而软驱中又放有没有引导系统的软盘或者BIOS的引导驱动器设置中将光驱排在了硬盘驱动的前面，而光驱中又放有没有引导系统的光盘，这个都很简单，将光盘或软盘取出就可以了，实际应用中遇到“DiskBootFailure，InsertSystemDiskAndPressEnter”的提示，多数都是这个原因。如果是硬盘不能引导的话一般有两种情况：一种是硬盘数据线没有插好，另一种就是硬盘数据损坏。前者一般多会出现硬盘容量检测不正确和引导时出现死机的现象；后者则是干脆找不到引导文件或提示文件损坏。前者只需重新连接好数据线即可；后者则需要用win98的启动软盘或启动光盘启动，根据实际情况来定：一、提示“Invalidpartitiontable”或“NotFoundany[activepartition]inHDDDiskBootFailure，InsertSystemDiskAndPressEnter”，这说明找不到硬盘活动分区，需要对硬盘重新分区。二、提示“Missoperationsyste”，说明硬盘活动分区需要重新格式化（formatc:/s）。三、提示“InvalidsystemdiskReplacethedisk，andthenpressanykey”或显示“StartingWindows98…”时出现死机，说明硬盘上的系统文件丢失了或损坏，使用“sysc:”，命令传递系统文件给c盘，再将C拷贝给c盘。现象六：硬盘可以引导，但Windows不能正常启动，也不能进入安全模式。这种情况表明Windows98出现了严重的错误，首先，用杀毒软件查杀病毒，看是不是病毒造成的，如果没有发现病毒可以用以下方法试一试。一、直接将接口卡与各个外设都拨去，再插回去，并调整接口卡上的设置（如果可以的话）来检查是否是硬件冲突造成，开机看看是否可正常进入Windows。二、检查CMOS中的设置是否有不正确的地方，若不清楚，可选择LoadBiosDefault项目，然后重开机，开机看是否可正常进入Windows。三、在启动时按下F8键，一般会出现6个选项（如果安装了DOS6.22则出现7个选项）选择第4项“step－by－stepconfirmation”进入单步运行方式，按照出现死机的命令选择处理方法：1、执行“Processthesystemregistry”计算机就死机，说明是注册表故障，那么可以重新启动按F8键，选第4项后，只在Device=c:\windows\himem.sys这一项上按“Y”，其余的按“N”后，在DOS提示符下输入Scanreg／fix修复注册表或者是scanreg／restore恢复到以前系统自动备份的注册表后，再重新启动即可。2、在出现“Createastartuplogfile(BOOTTLOG.TXT)[Enter=Y，E