【《基于单片机的酒精浓度检测报警器酒驾测试仪设计》11000字】

基于单片机的酒精浓度检测报警器酒驾测试仪设计摘要如今，随着中国私家车数量的增加，交通事故经常发生。大多数事故是由酒后驾车引起的。酒后驾车对人身安全构成巨大威胁，驾驶员的自我检查要求也越来越高。因此，有必要设计一种智能测试仪来检测驾驶员体内的酒精含量。本课题是基于STC89C51单片机的酒精浓度检测装置的设计。外部酒精浓度由气体传感器MQ-3收集，并由模数转换器转换为数字信号。它被发送到单个芯片并与阈值进行比较，LCD显示屏显示酒精浓度。这是一种实用，安全和可靠的气体乙醇浓度检测工具。关键词：酒精浓度传感器（MQ3）STC89C51单片机A/D模数转换器目录TOC\o"1-3"\h\u141491绪论 1206721.1酒精浓度测试仪的开发背景 1236241.2酒精浓度检测仪的现状与发展趋势 138951.3酒精浓度检测仪设计内容及论文介绍 275581.4本章小结 2179712系统总体方案设计 4139722.1设计总方案简介 4139892.2元器件的确认 4208702.2.1单片机 4173012.2.2传感器 4106242.2.3模数转换器 5304452.2.4液晶显示器 5140283系统硬件设计 6198833.1单片机模块 6227313.1.1单片机简介 637443.1.2单片机最小系统电路 9215593.2模数转换器 9184653.2.1模数转换器简介 9288063.2.2模数转换器模块电路 10134033.3液晶显示器 1155003.3.1液晶显示器简介 112973.3.2液晶显示器模块电路 1346463.4传感器 1480823.4.1气体传感器简介 14165983.4.2气体传感器电路 1682933.5按键设计 1761043.6报警电路 1737243.7系统硬件设计原理图分析 19299443.7本章小结 20320074软件设计 2187244.1编译语言 21280794.2主程序模块 21172234.3按键输入模块 2279914.4A/D数模转换模块 2290774.5液晶显示输出模块 2410224.6本章小结 26149185系统调试 27288535.1系统硬件调试 27242645.2系统软件调试 27186566结论 2929777参考文献 301绪论1.1酒精浓度测试仪的开发背景饮酒能使人平静，放松且易令人兴奋。这也许就是大多数人喜欢喝酒的一大部分原因。不过，酒精带来的负面影响也有很多：饮酒者们的的抵抗力显著下降，自我控制能力减弱，神经反应缓慢，四肢不平衡等，进而导致实际的不良非理性行为。酒后驾驶的驾驶员通常会遇到以下情况：不稳定的行驶速度，快速的变速，车辆的非法驾驶，指示驾驶的交通信号灯受干扰；改变车道，随便行事，甚至强行超车或在车辆之间跨越时，未打开转向信号灯；不遵守各种交通信号灯的指示，不加选择地踩刹车，降低了区分交通灯颜色的能力，严重影响视力，无法清晰地看到道路状况的变化。不管您喝多少酒，人类神经系统都会或多或少有所影响，从而使人们对变化的反应能力减弱，感知和感觉判断混乱，无法正常集中注意力。酒后驾车不仅会威胁人们的生命安全，而且会给社会治安、和谐发展带来更多的障碍，还会给该国的整体经济带来无比大的冲击。酒后驾驶对您自己，您的家人，他人还有国家都是不负责任的行为。为了有效防范醉驾事故的发生，必须使用测试设备。本次设计是用于此类设备的酒精浓度检测器。现在为止，大多数检查酒后驾车的交警都通过检测驾驶员的呼气来检测驾驶员是否过度饮酒，从而遏制了酒后驾车的行为。这种设计很符合交警工作的需求，同时，这类便携式酒精浓度检测仪可以随身携带，具有一定的实际意义，有助于驾驶员更好地判断他们是否适合驾驶，也方便了交警作业。1.2酒精浓度检测仪的现状与发展趋势现在国内外大多数酒后驾驶控制装置的技术原理都基于呼吸检测。测量技术，其基本原理是通过气体传感器测量呼出气中的酒精浓度为了进行检测，传感器的内部调节电路会生成与酒精浓度相对应的信号电信号被传输到汽车的中央控制单元以识别驾驶员血液酒精含量，限速或根据结果切断汽车发动机等。各种防止酒后驾车的措施，例如萨博（Saab）的酒精关键技术，沃尔沃（Volvo）的酒精警卫，日产的酒精检测仪等。酒后驾驶检测系统大致分为三类：（1）呼吸酒后驾驶检测装置。该检测系统目前被交通执法人员用作酒后驾驶的检测方法。执法人员必须当场实施，这种方法只能用于对某些车辆的随机检查。检测范围是有限的，并且许多驾驶员在酒后不听从交警管制安排继续驾驶。执法人员合作完成对酒后驾车的检测；精密检查系统。该系统尚未大规模投入使用，并且该系统存在较大的漏洞，例如汽车酒后驾车或在车内乘车的非驾驶员也可能导致酒精度过高。呼吸醉酒驾驶有基于单芯片传感器的检测设备和酒精检测系统。一个尚待解决的常见关键问题：如何识别酒精检测传感器检测到的气体确实是驾驶员呼出的气体。通过检测传感器周围的气体确定人体酒精含量的方法的缺点是系统无法确定驾驶员是否醉酒。主动驾驶无法识别和控制，缺乏准确性；（3）近红外光谱酒精测试测技术。该系统具有较高的准确性和较小的作弊漏洞，但该技术尚不可用成熟。为了积极消除酒后驾车行为，酒后驾车检测系统的研究方向从先进的近红外酒精检测技术，信息传输技术，GPS定位指南基于航空技术，酒精检测，信息报警和人员定位的设计是一个“三合一”系统。车载酒后驾驶监控系统。各种“三位一体”车载酒后驾驶监控系统该链接进行了安全控制，具有准确性，预防性和实用性的优点。这是一种酒驾驶检测技术的全面改进具有重大的科学研究和社会意义。1.3酒精浓度检测仪设计内容及论文介绍这个设计是在STC89C51单片机的控制、指导下，通过气体传感器MQ-3对外界的酒精浓度进行检测，然后传感器产生电阻变化，形成电压信号即模拟信号，A/D模数转换器将此信号转换成数字信号，并且将其转存起来，最后由LCD显示酒精密度。本设计的设计内容主要是三个部分：硬件部分：(1)主要元件的介绍：STC89C51单片机、传感器MQ3、ADC0832数模转换器、LCD液晶显示器；(2)单片机系统的复位电路及晶振电路、按键电路设计、酒精传感器电路设计、液晶显示设计、A/D转换设计、外围扩充存储器电路设计、时钟芯片电路设计、报警电路设计。软件部分：（1）软件及编程语言的简介；（2）主程序流程图介绍、按键输入模块流程图介绍、液晶显示输出模块流程图、模数转换器流程图、时钟模块流程图；（3）报警设置，当达到一定浓度值，会出现报警声音。调试部分：（1）硬件调试，对电路各个元件进行反复核查，对电路连接进行检测（2）软件调试：复位模块、显示模块、存储模块、传感器模块。本文主要分为6个章节，第一章主要介绍了酒精浓度检测仪的开发背景，并且对其发展现状及发展趋势；第二章主要是确认设计总体方案并且对主要器件进行选择；第三章主要介绍了各个模块的内部结构和主要原理，例如单片机，液晶显示器，气体传感器，模数转换器，同时也介绍了各个模块的电路并进行了分析；第四章主要对各个模块的程序框图进行介绍并进行了分析；第五章主要是此次电路的调试部分，分为了软件调试和硬件调试，最后对其进行了误差分析；最后一章是对此次设计做了一个总结。1.4本章小结本章主要介绍了酒精浓度监测仪的研究背景、现状和发展趋势，为酒精浓度监测仪的出现提供了依据，并使我们了解目前的状况。本章让我们知道，酒精浓度检测仪具有重要的现实意义，对人们的生活和健康有很多帮助。它还为后续设计提供了现实的凭据。同时，本设计还侧重于酒精浓度检测仪的主要设计内容，总体设计计划的确定为以后的特定设计提供了一个良好的思路规划，并且还供应了一个相对完整的框架，后面的特定分析提供了整个设计的详细分析，起到铺路作用。2系统总体方案设计2.1设计总方案简介酒精浓度测试仪是一种非常实用的酒精浓度监测仪器，不仅可以用于交警对酒后驾车的监测，而且可用于人们进行自我检测和自我判断。MQ-3酒精传感器将外界气体的酒精浓度转化为电阻变化，也就是电压变化信号，然后由模拟数字转换器处理器处理，再由单片机采集模拟数字转换器信号，然后由单片机整理信号并保存结果，将结果与设定值进行比较，对设定值进行报警，并将结果显示在液晶显示器上。设计的酒精浓度测试仪还可以设置最大浓度，用户可以根据自己的需要设置最大浓度。总体设计方案的初步设计,如下图2.1：图2.1总设计方案2.2元器件的确认2.2.1单片机STC89C51具有功耗低、性价比高、可靠性高、集成度高、体积小、控制功能强等优点，STC芯片优于AT芯片(如Flash)，程序简单、记录方便，具有传统51单片机所没有的功能，系统应用控制更加灵活。另外考虑到一些实际情况和本设计内容的需要，我们选用STC89C51单片机。2.2.2传感器传感器的选择要充分考虑到环境影响的程度，准确性，选择性，工作寿命等。MQ-3酒精传感器是一种气体传感器，具有高精度，高选择性，长有效工作时间和相对稳定的性能。再加上它的电路结构不复杂，易于使用且成本低廉。故为此设计选择了MQ-3酒精传感器。2.2.3A/D模数转换器 A/D转换电路的传感器输出范围要在0~5V，系统需要使用A/D转换器将电压信号转换成数字信号并发送给单片机处理，而ADC0832转换器体积小、稳定性好、兼容性好、性价比高，非常合适该系统的应用，因此系统采用模拟数字转换器芯片ADC0832。本芯片是一个8位A/D转换器，具有8个模拟信号输入端口，且每个瞬间只能转换一个方向，每个方向的开关之间通过软件改变A、B、C引脚的代码来实现。2.2.4液晶显示器LCD1602液晶显示器可以显示16列和2行，共32个字符。液晶显示器在我们的日常生活中随处可见，例如家用电器上的触摸设备，计算机手机屏幕，计算器，万用表和其他仪器。液晶显示器可以显示诸如数字，图形和符号的信息，并且是工业字符液晶。液晶显示器色彩明亮，易于观察。它适用于大规模集成电路，便携式笔记本计算机，相机和手机终端等设备。3系统硬件设计3.1单片机模块3.1.1单片机简介主要STC89C51的组成部分：（1）一个8位微处理器（CPU）；

（2）4KB程序存储器（ROM），可扩展到64KB；

（3）128B片内数据存储器(RAM)，可扩展到64KB；

（4）4个8位输入/输出端口（P0口、P1口、P2口、P3口）；

（5）一个全双工异步串行口；

（6）2个16位定时/计数器；

（7）一个比较完整的中断系统；

（8）时钟电路（振荡电路和时序电路）STC89C51的结构图如下图3.1：图3.1单片机结构STC89C51的各个引脚介绍及功能（如下图3.2）：图3.251引脚图各个引脚的含义如下表3.1：表3.1VCC供电电压GND接电引脚RST使能引脚EA/VPP存取外部程序代码PORT0（P0.0～P0.7）低8位地址线和8位数据总线/I/O端口PORT1（P1.0～P1.7）低八位地址、I/O端口PORT2（P2.0～P2.7）高8位地址总线及做通用I/O端口使用PORT3（P3.0～P3.7）双向I/O口及第二功能ALE/PROG地址锁存允许信号端PSEN外部程序存储器的选通信号XTAL1反向振荡放大器及内部时钟的输入XTAL2来自反向振荡器的输出3.1.2单片机最小系统电路在本次设计中是用STC89C51来设计的，图3.3是其最小系统电路图：图3.3最小系统电路图上图主要包括复位电路和晶体振荡器电路：（1）复位电路：当单片机受外部因素影响而程序无法正常执行程序时，只需按一下复位按钮，系统将被初始化，系统程序将从头开始执行。（2）晶体振荡器电路：晶体振荡器电路的功能非常大，可以产生时钟频率，通常单片机系统都使用晶体振荡器电路，以保持均匀性。3.2模数转换器3.2.1模数转换器简介A/D转换的本质是将模拟信号转换为数字信号。在当今的数字时代，数字信号存在于各个领域，并且通常会出现模拟信号。因此，被用于各个领域的数模转换器也变得越来越重要。由于逐次逼近型A/D转换器相对较快，分辨率较高，生产成本较低等，本设计采用了逐次逼近型A/D转换器。逐次逼近数模转换器主要由比较器，逐次逼近寄存器（SAR），模数转换器和逻辑控制单元组成。ADC0832数模转换器主要具有以下这些特点:（1）与TTL/CMOS之间是相互兼容的（2）输入电压在0～5V之间（电源供电电压5V）（3）工作频率为250KHZ，转换时间为32μS（4）功耗一般为15mW左右（5）商用芯片正常工作时的温度范围0到+70度，工用芯片温度范围在零下40到+80度之间芯片接口说明如下表3.2：表3.2CS片选使能端，低电平有效CH0/CH1两路模拟信号输入端GND电源地DI两路模拟信号输入选择端D0模拟转换结果串行输出端，即8位数字量输出引脚，输出转换结果CLK串行时钟输入端VCC正电源端及基准电压端3.2.2模数转换器模块电路连接电路时，ADC0832模数转换器通常具有四个接口：CS，CLK，DO，DI，该设计中与单片机的特定连接如下图3.4所示:图3.4数模转换器电路图ADC0832模数转换器的工作原理：VCC连接到电源，GND接地，CLK连接到P3.4引脚，使能端子CS连接到P3.5。当CS端口设置为高电平时，ADC0832模数转换器芯片位于系统中。当CS处于低电平时，ADC0832模数转换器芯片可以在系统中正常工作，即ADC0832模数转换器开始执行转换功能。并且此时，DO/DI端子将根据ADC0832模数转换器将CLK时钟脉冲发送到微控制器，以实现通道功能的选择。DO和D1一起连接到微控制器的P3.3引脚，并且DI端子必须在第一个脉冲中，直到脉冲结束高电平时，接下来的两个脉冲将执行通道功能选择。必须指出一点：从转换的开始到完成，CS端子必须保持低电平。3.3液晶显示器3.3.1液晶显示器简介液晶显示器的物理特性是：不通电时，可以防止光通过；接通电源后，排列会变得非常有序，使光线很容易通过。使用此功能，通过改变液晶显示器内部的电源，我们可以控制哪些区域通电，并在通电时显示黑色，从而可以显示多个中文字符、数字、字母等。LCD显示面积大，画质高清，视觉效果上佳。而且，它又薄又轻，比CRT轻至少几倍，而且厚度也要薄得多，因此易于转移；液晶显示器的辐射很高。很小，几乎可以忽略不计，对人体几乎没有伤害；最实用的一点是，液晶显示器具有很好的节能效果，远比CRT强。LCD1602字符LCD轻薄，节省空间，节省功率，不会产生高温，低辐射，图像柔和且不会伤害眼睛，并且清晰度高。最重要的是，该液晶显示器价格低廉，易于购买且易于控制。出于这些考虑，本设计中使用LCD1602字符LCD。LCD1602液晶显示屏的主要技术参数如表3.3和引脚功能及其控制指令表如表3.4所示：表3.3主要技术参数显示容量16×2个字符芯片工作电压4.5～5.5V工作电流2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压5.0V字符尺寸2.95×4.35(mm)表3.4控制指令指令功能清屏清DDRAM和AC值归位AC=0，光标、画面回HOME位输入方式设置设置光标、画面移动方式显示开关控制设置显示、光标及闪烁开、关光标、画面位移光标、画面移动，不影响DDRAM功能设置工作方式设置CGRAM地址设置设置CGRAM地址。A5～A0=0～3FHDDRAM地址设置DDRAM地址设置读BF和AC值读忙标志BF和和地址计数器AC值写数据数据写入DDRAM或CGRAM读数据从DDRAM或CGRAM数据读出3.3.2液晶显示器模块电路LCD1602液晶显示模块和计算机之间的接口电路有两种模式：直接访问模式和间接控制模式。本系统采用间接控制方式，即将液晶显示模块的数据线与单片机的P0口作为数据总线连接，其余三条定时控制信号线通常由未使用的控制。单片机P2端口的I/O端口。具体电路连接如图3.5所示：图3.5液晶显示器模块电路连接图1602LCD采用标准的14针（无背光）或16针（有背光）接口。表3.5中显示了每个引脚接口的说明：表3.5引脚功能引脚号引脚名电平输入/输出引脚说明1VSS电源地2VDD电源正极(+5V)3VL液晶显示偏压信号4RS0/1输入0：输入指令，1：输入数据5R/W0/1输入0向LCD写入指令或数据，1从LCD读取信息6E1→0输入1时读取信息，1→0(下降沿)执行指令7D00/1输入/输出数据总线(最低位)8D10/1输入/输出数据总线9D20/1输入/输出数据总线10D30/1输入/输出数据总线11D40/1输入/输出数据总线12D50/1输入/输出数据总线13D60/1输入/输出数据总线14D70/1输入/输出数据总线(最高位)15BLA+VCCLCD背光电源正极16BLK接地LCD背光电源负极3.4传感器3.4.1气体传感器简介气体传感器是气体检测系统的核心。考虑到稳定性、灵敏度、选择性和耐腐蚀性，该系统采用MQ-3气体传感器。MQ-3气体传感器对酒精具有很高的灵敏度。当环境中有酒精时，MQ-3气体传感器会响应环境中的酒精浓度。传感器的电导率随着空气中酒精气体浓度的增加而增加，进而其内部电阻发生变化，然后由外部电路转换为电压信号，浓度越高，电压越高，这有助于ADC0832模数转换器的处理和转换。MQ-3酒精传感器有以下这些突出特点：（1）有效工作时间比较长而且性能比较稳定；（2）响应时间短并且恢复时间短；（3）对乙醇有较高的灵敏度和很强的选择性；（4）驱动电路简单；MQ-3酒精传感器具有以下突出特点：（1）有效工作时间较长，性能相对稳定；（2）响应时间短，恢复时间短；（3）对乙醇的敏感性高，选择性强；（4）驱动电路简单等。（5）环境条件要求如下表3.6：表3.6符号参数名称技术参数TAO使用温度-10度到50度TAS储存温度-20度到70度RH相对湿度小于90%RHO2氧气浓度标准条件21%（最小值大于2%）氧气浓度会影响敏感性下图3.6是传感器的外观。在本设计中使用时，需要将VCC引脚连接到5V对地电压，将DOUT引脚用作TTL电平输出端口，将AOUT引脚用作电压输出端子，并将GND引脚接地。特别注意，仅针对TTL输出灵敏度调节电位器，顺时针调节的灵敏度高，而逆时针调节的灵敏度低。图3.6传感器模块外形图该传感器模块具有以下特性，可方便地与微控制器系统接口以形成测试仪器。（1）有信号输出指示。（2）双信号输出（模拟输出和TTL电平输出）（3）TTL输出有效信号为低电平。（当输出为低时，信号灯点亮，可以直接连接到微控制器）（4）模拟输出电压为0〜5V，密度越高，电压越高。3.4.2气体传感器电路MQ-3乙醇气体传感器响应其环境中的酒精浓度，而传感器的电导率随空气中酒精气体浓度的增加而增加，再将电导率转换为与气体浓度相对应的电压信号。这有助于ADC0832模数转换器的处理和转换。传感器的调节电路连接如图3.7所示：图3.7传感器模块原理图如图3.7所示，当外部气体的浓度变化时，传感器的内部电阻将发生变化，从而导致电阻器R2上端的电压（即电信号）发生变化，因此输出端口DOUT通过集成运算放大器，电容器C1和LED输出。同时，R2上端的电压信号还控制其电压输出端子AOUT，该端子将电信号发送到模数转换器。3.5按键设计在初始状态下，K1和K2开关的一端接地，另一端连接到微控制器，该端显示高电平信号。当按下按钮时，连接到微控制器的端子将显示低电平信号，也就是当微控制器正常工作时，I/O变为高电平，且保持不变。又当按下按钮时，I/O接地，因此变为低电平。释放按钮，I/O端子将返回到高电平。电路连接图如图3.8所示：图3.8按键设计电路连接图3.6报警电路该模块主要由三极管和蜂鸣器组成，以实现功能。当外部气体浓度大于标准值时，三极管和发射极的基极处于正向导通状态，基极和集电极处于反向导通状态，并且蜂鸣器会鸣响，表明已经超过设定的酒精浓度最大值。当浓度低于标准值时，蜂鸣器停止报警。原理图如图3.9所示：图3.9报警电路原理图3.7系统硬件设计原理图分析图3.10系统硬件设计总原理图图3.10中的USB接口连接到一台计算机，它连接到单个芯片的RXD0和TXD，并为单个芯片提供5V电源。当K1键被按下时，电路就会开启，指示灯亮着，表示有电。EEPROM存储电路的SCL和SDA端口连接到P1.0和P1.1的单片机，用来存储极大值。传感器的两个接口，AOUT和DOUT，连接到单芯片的P1.7和P1.4上，用于将模拟电压传输到单片机。模拟变压器转换为数字电压，并传送到LCD显示器。单片机由P2.7、P2.6、P2.5和45、6的液晶显示器连接，以控制其工作。7-14针与单片机的P0.0-P0.7连接，该芯片用于传输数据。3.7本章小结本章介绍了此设计中主要的各个元器件的原理、各个模块的外围电路及与单片机的连接。通过对各个模块的剖析，理解他们的工作原理，我们才可能设计出它的原理框图，同时本章也对总原理图进行剖析，让我们对本设计认识更加深刻。本章也有利于程序的编写，给编程提供依据，然后，将各个模块的电路和STC89C51单片机的对应引脚连接起来，再通过程序的控制实现功能，以完成本设计。4软件设计4.1编译语言在大学期间，我们学习的编程语言主要由汇编语言和C语言、C++语言等，而C语言是应用最广泛、使用最多一种语言，在本设计中使用的程序语言也是C语言。当前，高级语言被使用的越来越多，其中最普遍的接触最多的就是C语言。虽然汇编语言相对于C语言来说程序运行速率更高、可控性更强，但是汇编语言不适用于其他操作系统，程序通用性不好。C语言编写的程序就是根据正常的逻辑关系来编写的，很容易被广大学者介绍，而且C编译器编写的程序模块适用于各种操作系统，这样对于编程用户不是很熟悉的处理器也能很快了解并掌握，而且其模块程序可移植性强、模块性也强、易于阅读。C语言最为突出的一个优点就是它可以适用于多种操作系统，同时拥有结构化程序，数据处理能力也极强，更加智能，可以分模块的进行程序编写。通过对C语言和汇编语言的优缺点的比较，给我们选择编程语言提供了一些看法，本设计采用C语言编写方法。4.2主程序模块程序设计中要做的第一件事是初始化整个系统。初始化内容包括中断初始化，AD初始化和LCD初始化。通常，有两种初始化方式：重新启动电源并按下微控制器的重置按钮。传感器是一个缓慢加热的元件，使用前必须预热。只有在预热之后，才能更准确地检测到酒精浓度。因此，在编程过程中要做的第一件事是预热酒精传感器，然后进入循环程序，直到预热完成。循环程序有五个主要步骤：第一步是设置标准值，以设置酒精浓度超过标准值；第二步是设置标准值。第二步，传感器模块，传感器在微控制器的指导下响应外部酒精浓度信号，并将酒精浓度值转换为模拟信号，然后通过模数转换为数字信号。数字转换器，并将其转换为存储在单片机中的值；第三步，报警系统将单片机获得的结果与标准值进行比较，如果超过则超过标准值。如果标准值为标准值，则蜂鸣器发出声音，表明超过了标准值。第四步，显示模块，当前面的步骤正常时，酒精浓度值将显示在LCD上。LCD界面的上部显示测得的酒精浓度，下部显示标准值。第五步，如果要设置标准值，只需按设置按钮即可调整标准值。只有结合主程序和硬件，才能很好地实现酒精浓度检测器的功能（时间调整，数据存储，检测，显示等）。下图4.1是主程序流程图：图4.1主程序流程图4.3按键输入模块该按钮可以通过与单片机的串行通信将指令发送到单片机。当按下按钮时，连接到单片机的端子变为低电平信号，也就是当单片机正常工作时，I/O变为高电平，请保持不变。按下按钮时，I/O接地，从而变为低电平；释放按钮时，I/O端子将返回至高电平。按键输入模块的流程图如图4.2所示，按键的原理图如图4.3所示：图4.2按键流程图图4.3按键原理图4.4A/D数模转换模块STM32F103xx增强型产品嵌入了两个12位模/数转换器（ADC），每个ADC共享多达16个外部通道，可以实现单次或扫描转换。在扫描模式下，将自动对所选的一组模拟输入进行转换。ADC接口上的其他逻辑功能包括：（1）同步采样和保持（2）交错采样并保持（3）单次采样ADC可以使用DMA操作。模拟看门狗功能允许非常精确地监视一个，多个或所有选定的通道。当监视信号超过预设阈值时，将产生中断。标准定时器（TIMx）和高级控制定时器（TIM1）生成的事件可以分别在内部级联到ADC的启动触发器和注入触发器，并且应用程序可以将AD转换与时钟同步。首先，系统初始化ADC0832转换器，然后通过检查标志位EOC判断转换是否完成。如果完成，则转换后的数据将被发送到单片机。如果没有，它将继续监视EOC。下图4.3给出了ADC0832转换的流程图：图4.3ADC0832转换流程图AD转换子程序如下．4.5液晶显示输出模块首先，单片机初始化LCD，然后读取状态字以检测LCD显示器是否忙。如果繁忙，它将从ADC输出转换后的结果，以确定该命令是写命令还是读取命令，然后输出；如果不繁忙，则继续输出。液晶显示器的显示流程图如下图4.4所示：图4.4液晶显示流程图图4.5液晶显示原理图LCD1602的读写工作时序图如图4.5和图4.6所示：图4.5读操作时序图图4.6LCD1602写操作时序4.6本章小结本章主要介绍软件设计各个模块的框图，程序流程图阐明了编程思想，使我们对编程有一个全面的了解，还使我们能够更好，更准确地编写程序。本章知识为我们做好更好的编程准备。只有完全了解每个流程图，我们才能编写出更适合该设计的更好的程序。只有拥有合适的程序，我们才能更好地与硬件集成以实现功能。5系统调试5.1系统硬件调试在连接电路之前，需要对选定的组件进行筛选和确认，并且必须一次又一次地确认每个小型设备的值。所选器件的值必须与理论值相似，以避免错误，并且每个芯片的规格和型号必须与该设计所需的组件一致。在生产真实物体时，有时会出现连接线的错误焊接，忘记焊接以及连接错误的情况。在多次确认组件和线路连接后，这些问题已得到很好的解决，最终可能会非常好。实现功能。完成电路连接后，需要检查每个组件的连接，检查每个引脚是否连接错误，是否存在引脚未完全焊接等问题。对程序进行编程后进行确认，直到实现正确的功能为止。调试有五个主要步骤：步骤1：焊接后检查电源和接地。使用万用表测试每个部件的电源和接地端子。如果该值正常，请继续下一步。否则，请对其进行修改。同时，检查电路中是否存在短路或短路。如果有，请更改它。步骤2：LCD1602LCD调试方法。单片机正常后，首先拔下液晶显示器电源，检查液晶显示器的三角电阻。三角形和电源之间的电阻通常为10K，三角形和地之间的电阻通常为0.5K至1.5K。要特别注意三角形是否接反。然后，检查LCD和单片机的连接，例如，将万用表的两端连接到LCD14和单片机的P07以检查是否短路，据此，液晶的数据引脚4至14是短路还是断开。反向连接很容易，因此要特别注意将排他标记上的带有40的单片机端子连接起来，然后按顺序进行连接，但是这种设计也可以实现不排他的功能。步骤3：按钮调试。此设计使用矩阵按钮。使用万用表连接按钮的两端。按下按钮时，将显示短路，并且连接正确。步骤4：调试传感器，检查传感器的引脚是否都在一侧连接在一起，并且三个引脚连接在一起，而另一个则是独立的，另外两个引脚则连接在一起。步骤5：调试模数转换器，检查连接是否为VCC连接至电源，GND接地，CLK连接至P3.4引脚以及使能端子CS连接至P3.5。5.2系统软件调试设计过程中主要使用两个主要软件KEIL和AD16。KEIL是我在大学中接触最多的51个单片机开发软件，它也是一个非常易于使用的编程软件。编程语言全部用C语言编写。这是使用KEIL的步骤：首先单击项目，然后单击Newproject创建一个项目，同时在创建项目的过程中需要选择芯片。然后，单击“文件”以创建一个新文件来存储程序，在文本窗口中编写该程序，然后单击“保存”并将其添加到项目中；接下来，检查程序是否有问题。如果没有问题，我们可以执行模拟调试等。如果程序有问题，我们可以根据软件的错误消息对其进行修改。然后介绍使用AD16的步骤：创建一个新项目，单击文件→新建→，然后单击确定，然后单击文档，然后右键单击该文档→新建，最后单击第六个示意图文件→确定，最后双击以获取界面。在调试系统软件时，为了更好地进行调试，分别调试每个模块是一种更实用的方法。以下是详细的介绍：首先，检查重置按钮。按下按钮以在显示屏上显示初始值，这意味着调试成功，否则调试失败。其次，调试传感器模块。当系统输入酒精浓度值时，如果可以在显示屏上显示正确的电压，则调试成功。第三，调试存储模块。例如，如果具有一定酒精浓度的气体作用在传感器MQ3上，则显示器正常显示数据，并且重复测试多次，结果差别不大，则调试成功。第四，调试报警系统时，首先设置一个固定值，该值将显示在显示屏上。如果测得的外部酒精浓度超过此值，蜂鸣器将发出声音提示，则调试成功，否则调试失败。图5.1为实物图：图5.1实物图6结论参考文献[1]\t"/kns8/defaultresult/_blank"酒精浓度测试仪的设计\t"/kns8/defaultresult/knet"董燕丽;\t"/kns8/defaultresult/knet"刘攀;\t"/kns8/defaultresult/knet"赵晓艳\t"/kns8/defaultresult/_blank"电子测试2019.7.15[2]\t"/kns8/defaultresult/_blank"基于单片机的车载酒精检测系统\t"/kns8/defaultresult/knet"毛夏煜;\t"/kns8/defaultresult/knet"王雨凡;\t"/kns8/defaultresult/knet"牛迁迁;\t"/kns8/defaultresult/knet"刘瑶;\t"/kns8/defaultresult/knet"冯兴乐电脑知识与技术2020.8.25[3]\t"/kns8/defaultresult/_blank"基于MQ-3的酒精检测系统设计\t"/kns8/defaultresult/knet"吕晓颖科技世界2019.7.25[4]\t"/kns8/defaultresult/_blank"基于单片机的酒驾检测系统设计\t"/kns8/defaultresult/knet"李明;\t"/kns8/defaultresult/knet"熊奥运;\t"/kns8/defaultresult/knet"王成鹏\t"/kns8/defaultresult/_blank"江苏理工学院学报2019.4.15[5]\t"/kns8/defaultresult/_blank"酒驾检测系统研究现状\t"/kns8/defaultresult/knet"王紫嫣\t"/kns8/defaultresult/_blank"科技风2019.1.29[6]\t"/kns8/defaultresult/_blank"基于51单片机的酒驾报警系统设计\t"/kns8/defaultresult/knet"侯思宁;\t"/kns8/defaultresult/knet"崔财豪\t"/kns8/defaultresult/_blank"汽车零部件2020.9.28[7]\t"/kns8/defaultresult/_blank"基于Arduino的汽车酒精检测与事故报警系统\t"/kns8/defaultresult/knet"宋欣杰;\t"/kns8/defaultresult/knet"周伟;\t"/kns8/defaultresult/knet"罗郭顺;\t"/kns8/defaultresult/knet"金一鸣;\t"/kns8/defaultresult/knet"李月玲信息技术2020.4.16[8]\t"/kns8/defaultresult/_blank"基于单片机的酒精检测防醉驾系统\t"/kns8/defaultresult/knet"姜胜鑫\t"/kns8/defaultresult/_blank"信息通信2020.3.15[9]\t"/kns8/defaultresult/_blank"基于单片机的智能防酒驾系统设计与实现\t"/kns8/defaultresult/knet"崔素丽\t"/kns8/defaultresult/_blank"电脑编程技巧与维护2019.12.18[10]\t"/kns8/defaultresult/_blank"基于单片机的酒驾检测系统设计\t"/kns8/defaultresult/knet"熊奥运;\t"/kns8/defaultresult/knet"李明;\t"/kns8/defaultresult/knet"王成鹏\t"/kns8/defaultresult/_blank"电子测试2019.5.5[11]\t"/kns8/defaultresult/_blank"基于STC89C52单片机的酒精检测系统设计\t"/kns8/defaultresult/knet"邹梦麒;\t"/kns8/defaultresult/knet"龚蒋\t"/kns8/defaultresult/_blank"科技风2018.12.21[12]\t"/kns8/defaultresult/_blank"基于单片机控制的