基于单片机的酒精浓度测试仪设计报告Word格式文档下载.docx
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图6STC12C2052AD单片机管脚图
该芯片为52内核8位单片机，内部集成了10位多路A/D转换模块，适用于常用检测电路。
由STC12C5A16A组成的单片机系统原理图如图7所示。
图中AOUT为MQ-3传感器模块输出的检测电压信号，送入ADC7端口进行处理，DOU为传感器模块输出的数字电平信号，该信号可以根据乙醇气体浓度直接输出报警信号，报警阈值通过模块上的电位器进行调节。
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图7单片机系统原理图
图7中，按键K2和K3为醉酒阈值调整键，其中K2为“增加”，K3为“减小”按键。
L2和L3为报警指示灯，分别可以进行酒后和醉酒两级报警。
4、显示电路
显示部分采用SMC1602液晶屏进行数据显示，其主要技术参数为：
表1液晶屏技术指标
显示容量：
15X2字符
芯片工作电压：
4,5-5.6V
工作电流:
Z0mA（50V）
模块最佳工作电压；
5.0V
宇符尺寸：
2.95X435（WXH）nwn
接口信号说明如表2所示。
表2液晶屏接口信号说明
编号
特号
引脚说明
祎号
引肆说明
VSS
D2
DataI/O
2
V&
D
电源正檢
D3
DatiI/O
VI
港晶显示険压馆号
卫
D&
taI/O
RE
數摇，僧令选择站（H/L1
DS
5
读/写选择輪（IVL）
恥
I/O
G
E
便能伯号
H
D?
7
00
BLA
背光源正啾
01
16
SIK
背光源曲瓏
与单片机接口电路如图8所示。
其中J2的3脚为背光引脚，R9和R10电阻用于调节背光亮度。
J2的4、5、6引脚分别接液晶的RSE/W和E控制引脚，J2的7—14引脚为数据引脚。
图8LCD与单片机接口电路
5、阈值存储
醉酒阈值存储在EEPRO芯片AT24C04中，并可以通过“增加”、“减少”按键调节并保存。
AT24C04是IIC接口的EEPRO®
片，可以用于掉电不易失数据的存储。
其电路如图9所示。
图中A0、A1和A2为芯片的地址引脚，一般接地即可。
SCL和SDA为AT24C04和单片机IIC通信的时钟线和数据线。
图9EEPROM存储电路
6、供电及程序下载电路
本设计采用USB接口供电，电源电压5V。
同时，USB接口通过内含PL2303芯片的转换电路对单片机进行程序编写。
其电路原理如图10所示。
u汨电源及下戦口
J]
MU
+5^
rx5d
TY1
4—
USB
fowe^J^T
R1Ik
DI
^tlN4]4S
图10供电及程序下载电路
三、软件编程
1、软件流程图
本设计软件主程序流程图如图11所示
数据初始化
图11主程序流程图
2、主程序
下面介绍main.c主程序编写，其他程序略
（1）头文件和一些宏定义
#include"
STC12c5A.h"
#inelude"
1602.h"
24O2.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
（2）常量、变量定义和函数声明
〃声明常量
#defineALCH80//醉驾标准80mg/L
MQ-3模块校准
可以自行校准
〃K_MG_MV和K_ZERO为传感器校准系数，要根据每个
#defineK_MG_MV160/60〃传感器灵敏度系数,
#defineK_ZERO0〃传感器零点漂移
//定义按键
sbitKey_Up=P3A6;
sbitKey_Down=卩3人7;
〃定义LED报警灯
sbitLed_Warn1=卩3人4;
sbitLed_Warn2=卩3人5;
//定义乙醇传感器TTL电平输出引脚
sbitDOUT=P1A4;
//定义标识
volatilebitFlagStartAL=C
）;
〃开始转换标志
volatilebitFlagKeyPress=
=0;
//有键弹起标志
//全局变量定义
ucharThreshold;
//酒精浓度上限报警值
uintALCounter;
//酒精转换计时器
intALValue;
//酒精测量值
floatALtemp;
//计算临时变量
uintkeyvalue,keyUp,keyDown;
//键值
char*pSave;
//EEPROM存盘用指针
//函数声明voidData_Init（）;
voidTimer0_Init（）;
voidPort_Init（）;
voidADC_Init（）;
ucharGetADVal（）;
voidKeyProcess（uint）;
（3）各子程序
〃数据初始化
voidData_Init（）
{
ALCounter=0;
ALValue=0;
Led_Warn1=1;
Led_Warn2=2;
922个脉冲
keyvalue=0;
keyUp=1;
keyDown=1;
〃定时器0初始化，中断时间约2毫秒
〃计算：
晶振11.0592MHz，定时器时钟11059200/12=921600,每毫
//16位定时器初值65536-1844=63692=0xf8cc
voidTimer0_lnit（）
{I
ET0=1;
//允许定时器0中断
TMOD=1;
//定时器工作方式选择
TL0=0xcc;
//
TH0=0xf8;
//定时器赋予初值，大约为2毫秒中断1次
TR0=1;
//启动定时器
}I
〃定时器0中断
voidTimer0_ISR（void）interrupt1using0{
//定时器赋予初值
〃每1秒钟启动一次AD转换
ALCounter++;
if（ALCounter>
=500）
〃端口初始化
voidPort_Init（）
P1M0=0x80;
//10000000，P1.7作为AD输入
P1M1=0x80;
//
}//ADC初始化voidADC_Init（）{
uinti;
P1ASF=0x80;
II设P1.7为AD输入
ADC_RES=0;
//清先前的结果
ADC_CONTR|=0x80;
〃P0WER=1,打开ADC电源
for（i=5000;
i>
0;
i--）;
//延时
ADC_CONTR=ADC_CONTR&
OxEO;
〃1110,0000清ADC_FLAG,ADC_START和低3位
0xf8|0x07;
//设置当前通道号为P1.7
for（i=2500;
}
//进行AD转换，得到当前酒精值
ucharGetADVal（）
ADC_CONTR&
=0xf7;
for（i=250;
i--）;
II待输入电压稳定后开始转换
IIADC_RES=0;
ADC_CONTR|=0x08;
IIADC_Start=1,启动转换
while（（ADC_CONTR&
0x10）=
=0）;
II等待转换结束ADC_FLAG=1
=0xe7;
//清ADC_FLAG和ADC_START位，停止转换
returnADC_RES;
//存入设定值
voidSave_Setting（）
pSave=（char*）&
Threshold;
〃地址低位对应低8位，高位对应高8位
wrteeprom（0,*pSave）;
II存醉酒阈值低
8位
DELAY（300）;
pSave++;
wrteeprom（1,*pSave）;
II存醉酒阈值高
//载入设定值
voidLoad_Setting（）
Threshold;
*pSave++=rdeeprom（0）;
*pSave=rdeeprom
（1）;
if（（Threshold>
=255）||（Threshold<
0））Threshold=80;
//按键处理程序，参数为键值，1为Up键，2为Down键
voidKeyProcess（uintnum）
switch（num）
case1:
if（Threshold<
255）Threshold++;
break;
case2:
if（Threshold>
1）Threshold--;
default:
break;
L1602」nt（2,9,Threshold）;
Save_Setting（）;
}voidmain（）
uinti,j;
EA=0;
Data_Init（）;
//数据初始化
TimerO」nit（）;
//定时器0初始化
Port_Init（）;
//端口初始化
ADC_Init（）;
//ADC初始化
EA=1;
L1602_init（）;
L1602_string（1,1,
"
WelcometoALCT!
L1602_string（2,1,"
DesignedbyAAA"
//延时
for（i=0;
i<
1000;
i++）
for（j=O;
j<
1OOO;
j++）
{；
〃清屏
L1602_string（1,1,"
"
Alcohol:
mg/L"
Thresho:
Load_Setting（）;
L1602_int（2,9,Threshold）;
while
（1）
//如果FlagStartAL标志置位，则进行AD转换if（FlagStartAL==1）
//酒精浓度换算，50mg/L=62.5ppm，传感器灵敏度应事先校准
ALValue=500*GetADVal（）/256;
//8位ADC，首先得到电压值，单位10毫伏
ALValue=ALValue-K_ZERO;
//首先减去零点漂移，一般是130mV
if（ALValue<
0）ALValue=0;
ALValue=ALValue*K_MG_MV;
//将mV转变成mg/L,K_MG_MV系数需要校准
L1602_int（1,9,ALValue）;
if（ALValue>
Threshold）Led_Warn1=0;
//超过阈值，则Led_Warn1灯报警。
elseLed_Warn1=1;
FlagStartAL=0;
〃查询乙醇传感器TTL电平，该指示灯为传感器模块报警
if（DOUT==0）Led_Warn2=0;
elseLed_Warn2=1;
〃键盘杳询，在弹起时响应
if（（Key_Up）&
（keyUp==0））{FlagKeyPress=1;
keyvalue=1;
elseif（（Key_Down）&
（keyDown==0））{FlagKeyPress=1;
keyvalue=2;
}if（FlagKeyPress==1）
KeyProcess（keyvalue）;
FlagKeyPress=0;
if（!
Key_Up）keyUp=0;
elsekeyUp=1;
Key_Down）keyDown=0;
elsekeyDown=1;
四、下载与调试
当程序在uVision环境下编写完成，并编译生成.hex文件后，就可以下载并进行调试了。
1、USB转串口驱动安装
打开USB驱动文件夹下的PL2303_Prolific_Driverlnstaller_v130.exe安装文件，按提示安装USB转串口驱动程序。
安装完成后，插入USB下载线后，在［开始卜［控制面板］-［打印机和其他硬件］-［设备管理器］，在“端口”分支下有（ProlificUSB-to-SerialCommPort（COMX）。
X表示串口号，如果没有说明USB转串口驱动没有安装，须重新安装。
记住括号里的COM口号。
图12成功安装USB转串口驱动示意图
2、下载程序
打开STC单片机下载软件文件夹，点击运行STC_ISP_V481.exe程序，出现如下界面。
COT：
[匸L帕.」
诰童诫14胡刨坷竺戒楚左昌谟林率
图13下载软件
正确选择MCU类型，COM口（与刚才安装的COM号一致），最高波特率和最低波特率都选2400bps或者1200bps（下载线内PL2303芯片所限，没办法！
），并打开正确的.hex数据文件。
点击“Download/下载”按纽，窗口出现提示：
Chinese:
正在尝试与MCU/单片机握手连接…
Connectionisfailure.Youcantry:
1.GiveyourMCUPowerOnReset.
2.Stopoperation,thenre-selectCOMPort.
3.BecausePLCC-DIP/PQFP-DIPSockettracetooIong.~|
4.UpdatetheSTCISP.exeversion.
5.Ifstillerror,yourMCUFirmwareiserror
ornull.
Chinese:
连接失败，请尝试以下操作：
1.在单片机停电状态下，点下载按钮，再给单片机上电
2.停止下载，重新选择RS-232串口，接好电缆
3.可能需要先将P1.0/P1.1短接到地
4.可能外部时钟未接
5.因PLCC、PQFP转换座引线过长而引起时钟不振荡，请
调整参数
6.可能要升级电脑端的STCISP.exe软件
7.若仍然不成功，可能MCU/单片机内无ISP系统引导码，或需退回升级，或MCU已损坏
8.若使用USB转RS-232串口线下载，可能会遇到不兼容
的问题，可以让我们帮助购买兼容的USB转RS-232
串口线
仍在连接中，请给MCU上电...
按下电路板上的电源按纽，保证其有个失电至上电的过程，则窗口显示开始烧录芯片。
芯片烧录成功后，程序开始运行，酒精浓度测试仪正常工作。
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