1、2012屆畢業(yè)設計（論文）論文題目：駕駛室酒精濃度檢測及安全控制系統(tǒng)系 別：專 業(yè)：班 級：學生姓名：學 號:指導老師：提交時間：摘要隨著私家車數(shù)量日益增多，酒后駕車也隨之增加。防止酒后駕車問題迫在眉 睫。筆者從方便、即時、安全等角度出發(fā)設計出一種車載電控系統(tǒng)。本文設計的是一種車載式的具有酒精度檢測和安全控制功能的電控系統(tǒng)，能夠檢測出駕駛員是否飲酒超標。駕駛員只要將嘴對著傳感器吹氣，儀器上就能顯 示出駕駛員血液中酒精濃度的高低，同時根據(jù)檢測到酒精濃度是否超標進行自主 判斷，能夠控制汽車點火裝置電源電路， 使飲酒駕駛員無法啟動汽車，同時轉向 燈閃爍、警示燈、喇叭進行報警，弓I起駕駛員和人們注意，

2、并在四小時之內任何 人無法啟動汽車，讓駕駛員留下深刻印象，下次不再過量飲酒。這樣就可從根本 上解決酒后駕車問題。而且該系統(tǒng)成本比較低，實現(xiàn)和使用更加簡單、可靠，能 夠更為普遍的控制酒后駕車現(xiàn)象的發(fā)生。關鍵詞：酒精傳感器、單片機、報警、安全控制目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 摘要 1緒論 3 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 課題背景 3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 課題意義 3 HYPERLINK l boo

3、kmark12 o Current Document 課題任務內容 3 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 總方案設計及主要元器件的選擇 4 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 酒精濃度檢測儀總設計方案 4 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 主要元器件的選擇 41、傳感器的選擇 42、A/D 轉換器的選擇 53、控制器模塊的選擇 54、酒精濃度顯示器的選擇 55、報警器的選擇 66、點火系統(tǒng)控制裝置的選擇 67、模塊的最終方案 6 HYPERLINK

4、 l bookmark20 o Current Document 硬件設計 7 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 3.1 電源電路 7 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 信號采集電路 7 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 信號轉換電路 8 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document AT89S51 單片機系統(tǒng) 9 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 數(shù)碼管顯示

5、電路 10 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 報警電路 10 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 點火裝置電源控制電路 11 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 駕駛室酒精濃度檢測及安全控制系統(tǒng)總圖 12 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 軟件設計 14 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 4.1主程序 14 HYPERLINK l bookmark50

6、 o Current Document 信號轉換與數(shù)據(jù)存儲子程序 15 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 數(shù)據(jù)處理子程序 16 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 數(shù)據(jù)顯示子程序 17 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 報警和安全控制子程序 18 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 系統(tǒng)調試與測試 20 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 總結 23 H

7、YPERLINK l bookmark74 o Current Document 參考文獻 24 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 致謝 25緒論課題背景生命安全問題一直是人類高度關注的問題。 對人類生命安全造成威脅的因素 有很多，其中， 酒后駕車就是一個非常重要的威脅因素。 酒后駕車造成交通事故 不計其數(shù)，帶來巨大危害。據(jù)統(tǒng)計，全國發(fā)生的交通事故中，50%60%是由酒后駕車引發(fā)的，酒后駕車發(fā)生事故的機率高達 27%。隨著攝入酒精量的增加，選擇 反應錯誤率顯著增加，當血液中酒精含量由 0.5 %。增至1%。，發(fā)生車禍的可能性 便增加5倍，如果增

8、至1.5 %。，可能性再增加6倍。酒后駕車造成的交通事故對 國家、他人、自己產生了難以估計的后果。酒后駕車問題如何解決，每個國家都 在努力尋找辦法。目前，幾乎所有國家都采用呼氣酒精測試儀對駕駛人員進行現(xiàn)場檢測， 以確 定被測量駕駛員駕駛時血液中酒精含量是否超標。 現(xiàn)在市場上警用酒精測試儀種 類繁多，隨著傳感器、單片機等技術的發(fā)展，酒精檢測儀的功能越來越強、靈敏 度越來越高， 它能有效協(xié)助交警定點抽查駕駛員是否飲酒， 但是由于抽查實施面 狹窄，因此無法很好的對酒后駕車進行控制。課題意義為了能防患于未然， 將交通事故扼殺在萌芽狀態(tài)。 同時， 給交通管理部門減 輕工作壓力， 提供科學的管理手段， 本

9、設計提出了一種車載酒精探測及安全控制 系統(tǒng)，該系統(tǒng)安裝在汽車上，不用交警和其他人員就能判斷司機是否酒后駕車， 即確保了司機的安全，又能減少交警等人員的工作量。課題任務內容1、查閱資料介紹本課題的背景及意義。2、對駕駛室酒精濃度檢測及安全控制系統(tǒng)的主要元器件進行比較選擇。3、在主要元器件確定的基礎上進行硬件和軟件設計。4、通過仿真模擬實現(xiàn)本系統(tǒng)的功能。（1）能根據(jù)駕駛員呼出氣體檢測出駕駛員血液中酒精濃度并用數(shù)碼管顯示。（2）當駕駛員呼出氣體的酒精濃度未超標時，繼電器觸點閉合，汽車可正 常啟動。（3）當駕駛員呼出氣體的酒精濃度超標時，室內聲光報警，轉向燈閃爍。（4）酒精濃度超標時，繼電器觸點不結合

10、，點火裝置電源電路斷開，四小 時之內禁止啟動。5、對本設計進行總結分析。總方案設計及主要元器件的選擇2.1酒精濃度檢測儀總設計方案設計時，考慮酒精濃度是由傳感器把非電量轉換為電量，傳感器輸出的是0-5伏的電壓且電壓值穩(wěn)定，外部干擾小等。因此，可以直接把傳感器輸出電壓 值經(jīng)過A/D轉換器轉換得到數(shù)據(jù)送入單片機進行處理。此外，還需接入數(shù)碼管顯 示，報警、點火裝置電源控制電路等。其總體框圖如圖2-1所示。圖2-1基本工作原理圖2.2主要元器件的選擇1、傳感器的選擇方案一：使用燃料電池型酒精傳感器。該傳感器的工作原理是利用電化學反 應原理進行的，就像一個微型的燃料電池，而燃料就是被測氣體中的酒精， 這

11、個 微型的燃料電池僅僅產生極小（一般是微安或納安級別的電流）。通過使被測氣體中的酒精成分發(fā)生電化學反應被生成二氧化碳和水，過程中產生電子遷移，電子遷移的過程則形成微弱電流，通過檢測電流流過的量而計算出被測氣體中酒精 成分的多少。方案二：使用半導體型 MQ-3酒精傳感器。該半導體傳感器具有氣敏特性， 當接觸的氣體中其敏感的氣體濃度增加， 它對外呈現(xiàn)的電阻值就降低。使用簡單 的電路即可將電阻的變化，轉換為與該氣體濃度相對應的輸出信號。 再經(jīng)過一系 列的處理與計算得到酒精的濃度。與半導體型相比，燃料電池型呼氣酒精測試儀具有穩(wěn)定性好， 精度高，抗干 擾性好的明顯優(yōu)點。但遺憾的是由于燃料電池酒精傳感器的

12、結構要求非常精密， 制造難度相當大，目前世界上只有歐美等少數(shù)幾個國家能夠生產。因其材料成本 高，不便廣泛應用。而半導體型傳感器的靈敏度、精度、可靠性也能滿足酒精濃 度檢測和安全控制系統(tǒng)的要求，且半導體型酒精傳感器的技術已經(jīng)相當成熟。 所 以采用方案二，選用半導體型酒精傳感器。2、A/D轉換器的選擇方案一：采用分級式轉換器，這種轉換器采用兩步或多步進行分辨率的閃爍 式轉換，進而快速地完成“模擬-數(shù)字”信號的轉換，同時可以實現(xiàn)較高的分辨 率。方案二：采用逐次逼近式轉換器，如 ADC0832其特點是轉換速度快，精度 也較高，輸出為二進制碼，直接I/O 口，軟件設計方便。ADC0832是一種8位分 辨

13、率、雙通道串行接口 A/D轉換芯片。由于ADC0832專換器采樣速度快，功耗低，價格低廉，降低了成本，芯片引 腳少，電路結構簡單，工作量小，故選擇方案二，選用ADC0832專換器。3、控制器模塊的選擇方案一：采用FPGA（現(xiàn)場可編程門列陣）作為系統(tǒng)的控制器。FPGA可以實現(xiàn)各種復雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，它將所有器件集成在一塊芯片上，減 小了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可以應用 EDA軟件仿真、調試，易于進行功能擴 展。FPGA采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模 實時系統(tǒng)的控制核心。方案二：采用ATME公司的AT89S51作為系統(tǒng)控制器的CPU方案。單片機算 術運算功

14、能強，軟件編程靈活、自由度大，可以用軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯 控制，并且由于其功耗低、體積小、技術成熟和成本低等優(yōu)點，使其在各個領域 應用廣泛。FPGA集成度高，使其成本偏高，同時由于芯片的引腳較多，實物硬件電路 板布線復雜，加重了電路設計和實際焊接的工作。AT89S51單片機引腳相對較少， 結構簡單，成本低，所以采用方案二，選擇 AT89S51單片機作為控制器。1 I !4、酒精濃度顯示器的選擇方案一：使用液晶屏顯示。液晶顯示屏（LCD具有輕薄短小、低耗電量、 無輻射危險，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢，可視面積大，畫面效果好，分辨率高，抗干擾能力強的特點。方案二：使用傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯

15、示。數(shù)碼管具有：低能耗、低損耗、低壓、壽 命長、耐老化、防曬、防潮、防火、防高（低）溫，對外界環(huán)境要求低，易于維 護，同時其精度高，稱量快，精確可靠，操作簡單。數(shù)碼顯示是采用BCD編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。液晶是以點陣的模式顯示各種符號，需要利用控制芯片創(chuàng)建字符庫，編程工 作量大，控制器的資源占用較多，其成本也偏高。就本設計課程來說，數(shù)碼管更 適宜。5、報警器的選擇光報警采用單片機 I/O 口外接三極管驅動電磁繼電器， 使轉向燈閃爍。 同時用三極 管驅動發(fā)光二極管室內報警警示駕駛員。聲報警蜂鳴器報警。采用單片機 I/O 口外接三極管驅動蜂鳴器，發(fā)出報警信號。6、點火系統(tǒng)控制裝置

16、的選擇在點火開關和初級點火線圈之間的電路上串接一個電磁繼電器， 并由單片機 I/O 口外接三極管控制繼電器回路的通斷， 并通過繼電器觸點的開閉控制點火電 路。7、模塊的最終方案傳感器：半導體型MQ-3酒精傳感器A/D轉換器：ADC0832專換器控制器模塊：AT89S5仲片機( 4)酒精濃度顯示器：數(shù)碼管( 5)報警器：轉向燈、發(fā)光二極管警示燈蜂鳴器( 6)點火系統(tǒng)控制裝置：電磁繼電器三硬件設計本設計是基于AT89S51單片機設計的酒精氣體濃度探測儀，可用來檢測酒精 氣體濃度。系統(tǒng)包含信號采集電路、A/D轉換電路、單片機電路、報警電路、安 全控制電路等。駕駛員上車收到系統(tǒng)指令后即可向傳感器吹氣。

17、由于酒精含量與酒精傳感器 檢測后產生的負載電阻電壓信號成正比例關系，因此可以根據(jù)電壓信號進行酒精含量的判斷。檢測的電壓信號通過 A/D轉換電路轉換為數(shù)字信號，再由 AT89S51 單片機對此信號進行處理判斷，最后酒精濃度用數(shù)碼管顯示，同時根據(jù)酒精濃度 報警裝置和安全控制裝置作相應工作。若酒精含量沒有超標，汽車可正常啟動行 駛；反之，駕駛員無法啟動汽車，同時轉向燈閃爍、警示燈、喇叭進行報警，引 起駕駛員和人們注意，并在四小時之內任何人無法啟動汽車。3.1電源電路本設計中所選的MQ-3酒精傳感器和AT89S51單片機需要5V直流電壓供電， 而車載蓄電池提供的是12V的直流電壓。所以首先需要將12V

18、電壓轉換為5V電 壓，以保證系統(tǒng)正常工作。使用一片MC7805AC將車載12V電源轉換為5V為系統(tǒng)提供穩(wěn)壓電源。在 MC7805AC前后兩端各并聯(lián)兩個電容，使輸出電壓穩(wěn)定可靠。電容C1為濾波電容，電容C2作為高頻旁路電容，將高頻信號旁路到地。電容 C3為濾波電容，C4 為高頻旁路電容。電容二極管 D1是保護二極管，保護集成穩(wěn)壓器 MC7805AC內 部調整管b-e結不致因反偏擊穿而造成損壞。電路原理圖如圖3-1所示。TPID1LLJ ClIflOkFC3ClltwDCt：V圖3-1 5V穩(wěn)壓電源3.2信號采集電路MQ-3的加熱電阻兩端即H引腳接至+5V直流穩(wěn)壓電源，用于電阻絲對敏感體 電阻的加

19、熱。MQ-3的兩個A引腳相連，作為敏感體電阻的一個電極。MQ-3的兩個B引腳也連接在一起，作為敏感體電阻的另一個電極。將電極斷A接到電源正 極，電極端B接一個0. 5-200K電位器。MQ-3型氣敏傳感器與電位器串聯(lián)構成 分壓電路，采樣點為電位器的分壓。當氣敏傳感器的敏感體電阻阻值發(fā)生改變時， 對應的電位器的分壓值也會發(fā)生相應的變化， 即一個電壓值對應著一個被測酒精 氣體濃度。對酒精氣體濃度的采樣就可以轉化為對電位器分壓的采樣。電路原理圖如圖3-2所示。圖3-2 MQ-3信號采集電GNDDIDOCS甘 CXK VCC REICHOCHIWTTu3.3信號轉換電路本設計選擇CH0a行單通道轉換，

20、引腳CH（與信號采集電路信號輸出端相連。 引腳CLK與單片機P1.1接口連接，通過單片機內部中斷，使單片機引腳P1.1的電壓不斷高低變化，產生一個能使 ADC0832正常工作的時鐘脈沖。引腳 CS與 單片機P1.3接口連接，通過賦予P1.3高低電平讓芯片使能，控制ADC0832T作 與否。引腳DI、DC與單片機P1.2接口相連，使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù) 據(jù)信號，實現(xiàn)通道選擇和數(shù)據(jù)轉換，最后單片機再通過引腳DC進行數(shù)據(jù)讀取。電路連接圖如圖3-3所示。pi o ?L.lPI JPI 4PE 5PLPI 7RSTP3 （KKXPM； 一.匚.PJJCtXTCi ps丸瓦77 P3KTO） PJ

21、.scn PS O0VM（531XT AL IXTAL1VSWAT89S51單片機系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)的設計包括電源，晶振和復位電路三個部分。這是使單片機 正常工作的必要外圍電路部分。對于電源部分，使用的是 MC7805AC轉換的5V穩(wěn)壓電源。單片機的引腳40 對應的VCC接至U +5V電源的正極，引腳20對應的GN取至U +5V電源的接地端，為 AT89S5仲片機提供正常的工作電壓。對于晶振部分，AT89S51單片機中有一個用于構成內部振蕩器的高增益反相 放大器，引腳19對應的XTAL1和18對應的XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸 出端。放大器通過引腳XTAL1和 XTAL2與外接的晶體以

22、及電容 C1、C2構成并聯(lián) 諧振電路，產生出晶體振蕩信號，該晶振信號接至內部的時鐘電路。 本設計選用 的晶振頻率為12MHz對于外接電容C1和C2的大小雖然沒有十分嚴格的要求， 但電容容量的大小還是會對振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度和溫度穩(wěn)定性帶來一定的影響。根據(jù)技術資料的推薦，使用石英晶體推薦電 容容量為30pF 10pF,使用陶瓷諧振器推薦電容容量為 40pF 10pF。因為電路 中接的是石英晶體，所以設計中接的兩個電容C1和C2的容量都為30pF。對于復位電路部分，當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上的高 電平將使單片機復位。51單片機通常采用上電復位和按鈕

23、復位兩種。本設計采 用的是上電復位。上電復位電路，上電瞬間，+5V電源對RC電路充電，在 RST引腳出現(xiàn)正脈沖。為了單片機可靠復位，一般讓RST引腳保持10us以上高電平， 故本設計選C=1OuF R=8.2千歐。最小系統(tǒng)電路連接原理圖如圖3-4所示。3456s9101215141516171319ZOPI-0vccPL.1PDOPL2FO.lPL3pa_2POJPL.5 PL 6P0.5FL 7徑If 1P3 0(KXP)EAPllfTXDjALEPSBNPl XtNTl)P3.4(T0) scriP3 ?冠XTAL2XT AUP2.7P2-6P2.SP2AP23PMP2.0 3-3iS37

24、36355431302S27262524232221413.5數(shù)碼管顯示電路進行信號采集、轉換、處理后，計算出酒精濃度。本設計是通過數(shù)碼管來顯 示駕駛員血液中的酒精濃度的。數(shù)碼管顯示有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式，本設計使用動態(tài)顯示。且 選擇共陰極數(shù)碼管。將各位數(shù)碼管的 a dg端分別連在一起，并于單片機系統(tǒng) 的P0 口相連，從該I/O 口輸出顯示代碼。每只數(shù)碼管的共陰極端或共陽極端則 與另一個接口 P2相連。電路連接圖如圖3-5所示。通過P0 口向數(shù)碼管輸送不斷高低變化的電頻，使數(shù)碼管內部部分二極管發(fā) 光，使數(shù)碼管顯示數(shù)字，而通過 P2 口輸送電頻控制哪個數(shù)碼管亮。每一時刻， 只有一位數(shù)碼

25、管被點亮顯示數(shù)據(jù)，各位之間，依次輪流被點亮，利用發(fā)光二極管的余暉和人眼的駐留效應，并通過適當?shù)恼{整每位數(shù)碼管點亮的時間和時間間 隔，一個循環(huán)下來即可顯示一組完整數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)酒精濃度計量單位為 ml/100ml,且根據(jù)實際情況只要顯示一位整數(shù) 和小數(shù)點后三位。例如，如果示數(shù)為1314,則表示酒精濃度為1.314 ml/100ml。圖3-5顯示電路3.6報警電路若駕駛員血液中酒精濃度超標，需要一個報警電路來提示駕駛員此時處于飲 酒狀態(tài)不能駕車。同時告知其他人該駕駛員已飲酒，讓駕駛員迫于壓力不敢駕駛。 報警電路主要包含室內聲光報警和室外轉向燈閃爍報警。當駕駛員呼出氣體中酒精含量超標時，單片機 I/O

26、 口外接三極管Q2驅動發(fā) 光二極管和蜂鳴器，室內聲光報警；同時三極管 Q1驅動電磁繼電器K2,使其觸 點閉合，接通轉向燈回路，使轉向燈閃爍報警。電路連接圖如圖 3-6所示。LL1_TTI】ITIf-1-111111 11刀-1J3.45-6RSTPT OfRXP-P3.1I2Ej丿ikP3 (RDi XTAL2 XTAL1ALEP2 7P2iP2 5P2.4P21P2 2P2 JP2.03418弭J3T311艸2&27藥11：vcpd.mpo.pdpd.pd.ki圖3-6報警電路3.7點火裝置電源控制電路點火裝置電源控制電路主要有三極管、電磁繼電器、電阻等。電磁繼電器繞組部分與三極管串接形成回

27、路，三極管的通斷由單片機I/O 口控制。電磁繼電器 觸電串接在點火開關和初級點火線圈之間。當駕駛員血液中酒精含量未超標時， 單片機I/O 口變?yōu)榈碗娖剑谷龢O管導通，電磁繼電器回路接通。繼電器線圈得 電，使觸點閉合，點火回路接通，發(fā)動機可正常啟動。當駕駛員血液中酒精含量 超標時，單片機I/O 口變?yōu)楦唠娖剑龢O管截止，電磁繼電器不工作，點火回路 不導通，發(fā)動機無法啟動，以防止酒后駕駛。電路連接圖如圖3-7所示。V3-C13 T*IX 叵二! &.r-.電2 r.slM: 汽=!-. UB. - PCIu二-1若 4四 軟件設計考慮到簡單、便于修改等因素， 本設計采用 C 語言來編寫代碼。 程序

28、的編寫、 修改主要在Keil uVision3 軟件平臺上，并最終生成.HEX文件。軟件部分主要包主程序、 信號轉換與數(shù)據(jù)存儲子程序、 數(shù)據(jù)處理子程序、 數(shù) 據(jù)顯示子程序、報警及安全控制子程序等。4.1 主程序由于未系統(tǒng)工作時， 單片機接口一直是低電平， 控制點火電源回路的電磁繼 電器會一直處于斷開狀態(tài)， 點火回路一直不能導通， 發(fā)動機不能啟動， 即駕駛員 在未經(jīng)過本系統(tǒng)的檢測之前是無法啟動發(fā)動機的。由于酒精傳感器需要加熱五分鐘之后檢測的酒精濃度才會準確， 故駕駛員上 車 5 分鐘后，綠色二極管發(fā)光提示可對系統(tǒng)傳感器吹氣。當檢測到酒精氣味時， 氣體傳感器MQ-3的兩個電極端A-B間電阻將變小，

29、對應與氣體傳感器負載電阻 的分壓將變大。ADC083啟動對通道CH0端輸入的采集電壓信號并作模數(shù)轉換， 等轉換的結束后， 開始讀取數(shù)據(jù)。 單片機通過 I/O 口與模數(shù)轉換芯片的數(shù)據(jù)輸出 口相連讀取轉換后的數(shù)據(jù)， 讀取后的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)存儲器單元中， 經(jīng)過單片機作 相應的處理， 即要將該電壓值轉換為酒精濃度值， 然后處理后的數(shù)據(jù)用數(shù)碼管顯 示，同時根據(jù)酒精濃度報警裝置和安全控制裝置作相應工作。 主程序流程圖如圖 4-1 所示。圖4-1主程序框圖4.2信號轉換與數(shù)據(jù)存儲子程序因為ADC0832的模擬輸入端CH0與負載電阻的一端用導線連在了一起。 所以 單片機在啟動測試模數(shù)轉換芯片之前要選擇通道0,寫

30、入模數(shù)轉換芯片，然后啟動對通道CH0端輸入的采集電壓信號作模數(shù)轉換， 等待轉換的結束。把CH0通道 輸入的0-5V的模擬信號轉換為對應的數(shù)字量，然后將對應數(shù)值存儲到內存單元。芯片使能產生時鐘信號1輸入通道控制字讀取兩字節(jié)數(shù)據(jù)開始轉換Y讀取轉換數(shù)據(jù)值將值送入指定的寄存器結束圖4-2數(shù)據(jù)采集子程序框圖4.3數(shù)據(jù)處理子程序ADC0832轉換后給單片機的數(shù)據(jù)加以處理計算出的酒精濃度是小數(shù)a,需要對數(shù)據(jù)a作一定處理才能讓數(shù)碼管顯示出正確的酒精濃度示數(shù)。本設計根據(jù)實際情況顯示一位整數(shù)和小數(shù)點后三位。取 a的整數(shù)部分和小數(shù)點后前三位并乘以 1000讓其變成整數(shù)b,在作進一步處理，讓整數(shù)b的千、百、十、個位分

31、別在數(shù) 碼管上對應顯示，即只讓數(shù)碼管顯示濃度的整數(shù)部分和小數(shù)后三位。數(shù)據(jù)處理子 程序流程圖如圖4-3所示。計算出酒精濃度值a取小數(shù)的前四位并乘以1000得整數(shù)bb/1000,得a的整數(shù)部分count3b%1000/100得a的小數(shù)點后第一位count21b%100/1Q得a的小數(shù)點后第二位count11b%10,得a的小數(shù)點后第三位count0結束圖4-3數(shù)據(jù)處理子程序流程圖4.4數(shù)據(jù)顯示子程序本設計采用的是數(shù)碼管動態(tài)顯示方式。每一時刻，只有一位數(shù)碼管被點亮， 各位之間，依次輪流從左至右被點亮。即從左至右依次給四個數(shù)碼管分別送段碼 和位碼。送完位碼和段碼后適當后延時一段時間，再加上發(fā)光二極管的

32、余暉和人 眼的駐留效應，即可使數(shù)碼管穩(wěn)定的顯示酒精濃度示數(shù)。 數(shù)據(jù)顯示子程序流程圖 如圖4-4所示。四位顯示完畢圖4-4顯示子程序流程圖4.5報警和安全控制子程序按照國家標準車輛駕駛人員血液、呼氣酒精含量閥值與檢驗的規(guī)定：血 液中酒精含量超過20mg/100m，不到80 mg/100ml，算是酒后駕駛；達到或超過 80 mg/100ml，算是醉酒駕駛。由于本設計的計量單位是 ml/100ml，根據(jù)酒精密度為0.8g/ml ，可計算出當 血液中酒精含量超過0.025ml/100ml，不到0.1ml/100ml，算是酒后駕駛；達到 或超過0.1ml/100ml，算是醉酒駕駛。將測得的酒精濃度與標準

33、值進行比較。若酒精含量沒有超標，單片機引腳P1.5、P1.6變?yōu)楦唠娖剑龢O管Q1、Q2不導通，警示燈不亮，喇叭不報警，轉 向燈不閃爍；同時單片機引腳P1.7變?yōu)榈碗娖剑龢O管Q3導通，控制繼電器工 作觸點閉合，汽車可正常啟動行駛；反之，單片機引腳P1.5、P1.6變?yōu)榈碗娖剑_P1.7變?yōu)楦唠娖剑龢O管Q1、Q2導通，三極管Q3截止，警示燈亮，喇叭 報警，控制繼電器觸點未閉合，點火電源電路未導通，汽車無法啟動。如圖4-5所示。圖4-5報警和安全控制子程序流程圖五系統(tǒng)調試與測試電路連接好，并將調試程序導入AT89S51單片機后，接上+5V電源開始調試。 先進行每一個模塊程序的調試，看看單一的

34、模塊程序能不能實現(xiàn)出來， 如果不能 實現(xiàn)出來，就進行程序和電路圖的檢查，查出問題所在，從而進行修改。當每一 個模塊程序的調試能實現(xiàn)出來，在把整個程序導入，進行整體調試。如圖5-2為本系統(tǒng)的在proteus軟件中的仿真，通過仿真模擬實現(xiàn)本系統(tǒng)的功能。但仿真無法模擬酒精傳感器，因此本設計采用滑動變阻器模擬傳感器，檢測酒精濃度時輸出的模擬信號經(jīng) ADC0832轉換輸入單片機，信號經(jīng)過單片機處理 通過數(shù)碼管顯示酒精濃度，并使報警裝置和安全控制裝置根據(jù)酒精濃度作相對應 的工作。-土oil Cfll4 wIDIWfl1OQ磯1raiMDHJHIliCTH2旬譽棉NLE常r2IAU蠻屈Mfl:1-qjqwu

35、MJnumlitmFIHnsmH百rLIgL5J*X35耳p衛(wèi)圖5-1系統(tǒng)仿真圖1、電源電路接通，電源電路輸出+5V電壓，系統(tǒng)開始工作，首先單片機復 位電路得電使單片機復位，隨后進行數(shù)值初始化，系統(tǒng)進入準備工作狀態(tài)。待酒 精濃度傳感器加熱5分鐘后，單片機P1.0接口獲得高電平，綠色發(fā)光二極管亮 （如圖20），以提示駕駛員可對著系統(tǒng)傳感器吹氣。如圖5-2所示。LED1R4I3604P1.0P1.1P1 2圖5-2 吹氣指示燈圖2、駕駛員向酒精傳感器吹氣，系統(tǒng)計算出酒精濃度，并與標準值比較。如圖5-3所示，酒精濃度為0.018ml/100ml，未超標。系統(tǒng)不報警, 電磁繼電器觸電閉合，點火電源電路接通，汽車可正常啟動。盞十1議 J富圖5-3酒精濃度未超標仿真結果圖如圖5-4所示，酒精濃度為0.364ml/100ml，超過標準值，系統(tǒng)聲光 報警，轉向燈爍，電磁繼電器觸點不閉合，發(fā)動機無法啟動，汽車不能行駛。4蚩妾金圭蚤簽工圖5-3酒精濃度超標仿真結果圖六 總結隨著人們的生活水平的提高， 私家車的數(shù)量也越來越多， 從而引發(fā)的交通是 事故也急劇增加， 帶來巨大危害。解決酒后駕車問題迫在眉睫。 針對目前的現(xiàn)狀， 本人提出一種駕駛室酒精濃檢測與安全控制系統(tǒng)。在確定題目之后， 首先根據(jù)實際需要確定系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能。 其次根據(jù)功 能確定系統(tǒng)所需要的元器件。再次將整個系統(tǒng)分為傳感器、