基于51单片机的酒驾检测系统设计

[5]。通过提供一系列软件工具，包括代码编辑器、项目管理工具、源代码调试器等，提高了嵌入式开发的效率和质量。对于C语言和汇编语言的开发者提供了支持。而且Keil还提供了详细的库函数支持，涵盖了多种常见的硬件操作，如GPIO控制、定时器管理、串行通信等，简化了嵌入式软件开发的难度并且成为嵌入式编程的首选。Keil的汇编器支持广泛的目标架构，并与C语言编译器无缝集成，允许开发人员在C语言和汇编语言之间自由切换，最大限度地提高程序性能。Keil软件不仅提供编程语言支持，还提供完整的开发工具链。为嵌入式开发者提供了一站式解决方案，给项目创建、编码以及编译等环节都提供了支持。该软件作为嵌入式系统开发的重要工具之一，以其强大的功能、高效的开发效率以及对C语言和汇编语言的深度支持，成为嵌入式开发者的首选。Keil编程界面如图5-1所示。图5-1Keil界面5.2主程序设计本设计不仅涵盖了基于单片机的硬件电路规划，还融入了基于KeilC51集成开发环境的软件编程模块。酒精检测系统所包含的流程如下所示。（1）系统初始化；（2）完成初始化后由红外模块进行识别，判断驾驶位是否有人，如果有人，继续完成流程，如果没人，重新进行判断；（3）读取酒精浓度并计算，同时系统通过蓝牙连接到手机APP并发送检测到的酒精浓度。通过手机APP可增加或降低阈值；（4）在OLED显示屏上显示浓度值与阈值，判断酒精浓度是否大于阈值。如果大于阈值，LED灯变红，蜂鸣器进行警报，语音播报器进行播报。如果酒精浓度小于阈值，调用按键子程序，通过按键可增加或降低阈值；（5）检测或调节完后，可通过按键进行数据保存并查询酒精浓度值。酒精检测系统主流程图如下图5-2所示。主程序的核心作用在于调用各子程序以实现相应功能。当系统需要执行某项功能时，会通过条件判断机制选择并调用对应的子程序模块。主程序采用循环结构持续运行，在每次循环中都会对功能触发条件进行检测，符合条件时即调用相应子程序完成具体操作，整个流程均在主程序框架内实现。图5-2酒精检测系统主流程图5.2.1程序初始化系统上电后单片机先读取之前所设定好的数据，进行外设初始化，即主控芯片（STC8A8K64D4）初始化，传感器模块（MQ-3）初始化，通信模块（HC-05）初始化，显示模块(OLED)初始化。对各类外围设备展开全面检查与初始化操作，保障它们能够稳定、正常地运行。初始化程序代码如下所示。#include<STC8.H>#include"GPIO.c"#include"oled.c"#include"Delay.c"#include"hongwai.c"#include"adc.c"#include"uart.c"#include"timer2.c"#include"key.c"#include"buzzer.c"#include"Motor.c"voidmain(void){GPIO_Init();Uart1Init();DMA_Config();Timer2_Init(); OLED_Init(); OLED_Clear();OLED_jiemian();adc_init();EA=1;while(1){ key(); receive_lanya(); if(m==0) { hongwai_renti(); MQ_3(); send_lanya(); Buzzer(); Motor();}}}5.3子程序设计5.3.1酒精检测模块程序设计MQ-3传感器主要用来检测空气中的酒精浓度。首先要对传感器开展初始化配置，之后传感器便会启动对空气的采集工作，采集完成后将所获取的信号传送至控制模块，由控制模块对数据进行深入分析与处理。根据if语句来判断酒精浓度数据是否达到阈值，如果超过设定阈值则开始报警，如果没有超过设定阈值则继续测量酒精浓度。该采集模块工作流程图如图5-3所示。图5-3酒精检测模块流程图5.3.2按键子程序设计在程序初始化过后，开始检测按键是否按下并判断是哪个按键，然后进入相应的控制函数。本系统有四个按键，分别是增加阈值、降低阈值、保存参数和查询参数。当按键按下时就执行相应的功能，流程图如图5-4所示。图5-4按键子程序流程图5.3.3语音播报子程序设计语音模块先判断驾驶位上是否有人，如果有便会判断酒精浓度值是否超标，如果超标便会播报报警语音内容，如果不超标则不进行报警。语音播报模块流程图如图5-5所示。图5-5语音播报子程序流程图5.3.4远程控制界面在数据采集环节，各模块所获取的数据会以高、低电平信号的形式传递至单片机，单片机则按照预先设定的程序规则，对这些信号实施解析和处理工作。处理完成后，单片机借助串口将数据发送至手机APP来完成整个数据传输过程。用户还可通过远程控制界面中的控制按钮，进行远程设置报警值与控制电机的开启和关闭。在系统对酒精含量监测过程中，用户可以根据控制系统的反馈判断酒精含量是否超标。手机APP界面设计如图5-6所示。图5-6APP可视化界面设计6系统测试6.1系统组装基于数据对各模块的硬件电路及软件程序分别开展了测试工作，测试结果均符合预期。随后依照预期电路设计将各模块进行焊接，要注意引脚布局和走线、元器件选择和布局、电路的框架焊接是否正确等事项。构建出完整的环境检测系统并通过电源为系统供电。待系统完成初始化后对整体系统进行了全面测试。组装结果如图6-1所示。图6-1整体系统实物测试结果图6.2系统测试7总结本文设计了一种基于51单片机的酒精检测系统。该系统在硬件方面完成了主控芯片、酒精浓度检测模块、通信模块、语音播报模块、继电器模块、声光报警模块、电源模块、人体红外模块、按键模块等模块的选型以及电路设计。在软件方面完成了程序编写、APP页面设计等，实现了数据传输，远程控制等功能。使用软硬件结合的方式实现了酒精检测系统的远程控制、数据采集等功能。该系统适用于日常场景及执法场景的酒精检测系统，能够充分契合当前酒精检测的实际需求。经过组装调试，该系统功能稳定、成本低，能够满足用户需要。酒精检测系统也存在一些不足，比如51单片机对于复杂的数据分析的处理能力相对有限，影响系统的智能化程度和检测结果的准确性，可以采用高效的数据处理算法来改善这一问题。总的来说，本系统完成了对酒精浓度数据的实时监测与远程控制，为用户提供了便捷、可靠、低成本的一种酒精检测方案。

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