酒精浓度测试仪设计Word文件下载.docx

1、（当输出低电平时信号灯亮，可直接接单片机） 模拟量输出05V电压，浓度越高电压越高。3、单片机电路本设计选用宏晶公司高性能单片机STC12C5A16AD，其管脚如图6所示。图6 STC12C2052AD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STC12C5A16AD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，DOUT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。图7 单片机系统原理图 图7中，按键K2和K

2、3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SMC 1602液晶屏进行数据显示，其主要技术参数为：表1 液晶屏技术指标接口信号说明如表2所示。表2 液晶屏接口信号说明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RS、E/W和E控制引脚，J2的714引脚为数据引脚。图8 LCD与单片机接口电路5、阈值存储醉酒阈值存储在EEPROM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E

3、EPROM芯片，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9 EEPROM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。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。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.h16

4、02.h2402.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned int（2） 常量、变量定义和函数声明/声明常量#define ALCH 80 /醉驾标准80mg/L/K_MG_MV和K_ZERO为传感器校准系数，要根据每个MQ-3模块校准#define K_MG_MV 160/60 /传感器灵敏度系数，可以自行校准#define K_ZERO 0 /传感器零点漂移/定义按键sbit Key_Up = P36;sbit Key_Down = P37;/定义LED报警灯sbit Led_Warn1 = P34;sbit Led_Warn2 =

5、 P35;/定义乙醇传感器TTL电平输出引脚sbit DOUT = P14;/定义标识volatile bit FlagStartAL = 0; /开始转换标志volatile bit FlagKeyPress = 0; /有键弹起标志/全局变量定义uchar Threshold; /酒精浓度上限报警值uint ALCounter; /酒精转换计时器int ALValue; /酒精测量值float ALtemp; /计算临时变量uint keyvalue, keyUp, keyDown; /键值char * pSave; /EEPROM存盘用指针/函数声明void Data_Init（）;vo

6、id Timer0_Init（）;void Port_Init（）;void ADC_Init（）;uchar GetADVal（）;void KeyProcess（uint ）;（3） 各子程序/数据初始化void Data_Init（） ALCounter = 0; ALValue = 0; Led_Warn1 = 1; Led_Warn2 = 2; 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，每毫秒922个脉冲/ 16位定时器初值65536-1

7、844=63692=0xf8ccvoid Timer0_Init（） 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/定时器0中断void Timer0_ISR （void） interrupt 1 using 0 /定时器赋予初值 /每1秒钟启动一次AD转换 ALCounter +; if （ALCounter = 500） FlagStartAL = 1; /端口初始化void Port_Init（） P1M0 = 0x80; /100

8、00000，P1.7作为AD输入 P1M1 = 0x80;/ADC初始化void ADC_Init（） uint i; P1ASF = 0x80; /设P1.7为AD输入 ADC_RES = 0; /清先前的结果 ADC_CONTR|=0x80; /POWER=1,打开ADC电源 for（i=5000;i0;i-） ; /延时 ADC_CONTR = ADC_CONTR&0xE0; /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uchar GetADVal（） ADC_C

9、ONTR&=0xf7; for（i=250;i-）; /待输入电压稳定后开始转换 /ADC_RES = 0; ADC_CONTR |= 0x08; /ADC_Start=1, 启动转换 while（ADC_CONTR&0x10）=0）; /等待转换结束ADC_FLAG=1 =0xe7; /清ADC_FLAG和ADC_START位，停止转换 return ADC_RES;/存入设定值void Save_Setting（） pSave = （char *）&Threshold; /地址低位对应低8位，高位对应高8位 wrteeprom（0, *pSave）; /存醉酒阈值低8位 DELAY（300

10、）; pSave +; wrteeprom（1, *pSave）; /存醉酒阈值高8位/载入设定值void Load_Setting（） *pSave+ = rdeeprom（0）; *pSave = rdeeprom（1）; if （Threshold=255）|（Threshold0） Threshold = 80;/按键处理程序，参数为键值，1为Up键，2为Down键void KeyProcess（uint num） switch （num） case 1: if （Threshold1） Threshold-; default: L1602_int（2,9,Threshold）; Sa

11、ve_Setting（）;void main（） uint i,j; EA = 0; Data_Init（）; /数据初始化 Timer0_Init（）; /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,Welcome to ALCT! ）; L1602_string（2,1,Designed by AAA for （i=0;i1000;i+） for （j=0;jj+） ; /清屏Alcohol: mg/LThresho: /载入设定值 Load_Setting（）

12、; 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 Threshold） Led_Warn1 = 0; /超过阈值，则 Led_Warn1灯报警。 else Led_Warn1 = 1; FlagStartAL = 0; /查询乙醇传

13、感器TTL电平，该指示灯为传感器模块报警 if （DOUT = 0） Led_Warn2 = 0; else Led_Warn2 = 1; /键盘查询，在弹起时响应 if （Key_Up）&（keyUp=0） FlagKeyPress = 1; keyvalue = 1; else if （Key_Down）&（keyDown=0） FlagKeyPress = 1; keyvalue = 2; if （FlagKeyPress = 1） KeyProcess（keyvalue）; FlagKeyPress = 0; if （!Key_Up） keyUp = 0; else keyUp = 1

14、;Key_Down） keyDown = 0; else keyDown = 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_DriverInstaller_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-控制面板-打印机和其他硬件-设备管理器，在“端口”分支下有（Prolific USB-to-Serial Comm Port（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

15、。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。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 . Connection is failure. You can try: 1.Give your MCU Powe

16、r On Reset. 2.Stop operation, then re-select COM Port. 3.Because PLCC-DIP/PQFP-DIP Socket trace too long. 4.Update the STC ISP.exe version. 5.If still error, your MCU Firmware is error or null.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 STC ISP.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。