基于AT89C51单片机的酒精报警器的研究及PROTUES仿真
摘要：现在的人们生活越来越好，很多人都买得起车了，而喝了酒开车造成的车辆的碰撞也是很常见的。因此酒精报警器的地位显得尤为重要，在查酒驾方面使用的也日益广泛。本课题首先通过阐述基本需求与总体方案，对酒精报警器的结构进行了详细的设计分析；其次，确定了系统的总体设计；最后重点研究了单片机的软件算法的设计及程序编写。
关键词：酒精报警器；51单片机
Design of alcohol alarm based on
51 microcontroller
Abstract：Nowadays,people are getting better and better,many people can afford a car,and it is very common to drink the cars caused by alcohol. Therefore，the status of the alcohol alarm is particularly important，and the use of alcohol alarms is increasingly widespread.In this paper,the structure of the alcohol alarm is analyzed in detail by expounding the basic requirements and the overall scheme.Secondly,the overall design of the system is determined;In the end,the design and programming of software algorithm for single chip microcomputer are studied.
Keywords: alcohol alarm；51 microcontroller
一、引言
1.1课题背景及研究意义
酒精报警器主要是用于查处酒驾过程中的某一个环节，交通执法民警通过检测司机呼出的空气中所含酒精的浓度，来判断这个司机是否是喝了酒驾驶车辆的。酒精报警器的工作模式一般可分为排查模式和主动模式。但用排查模式测试酒驾司机无法显示确切的酒精数值，然而有一个优点就是检测速度快，排查每一位司机的时间也就只有几秒钟。当经过排查模式检测出司机有疑似酒驾的迹象，则进行主动模式的检测分析。
近年来，我国基本上家家户户都有一辆车，而醉酒驾车所引发的交通事故也经常发生。鉴于此类事件，我们要尽可能得杜绝此类现象的发生。由于需要对气体进行测试，所以最好使用气敏型报警器，并结合了A/D换电路，LCD数码管显示，还使用键盘按键来设置上限值，最后通过蜂鸣器报警提示。
本课题对酒精报警器控制系统进行后期设计和优化完善具有很好的参考价值，同时对酒精报警器的发展具有一定的正面意义的。
1.2本文的主要研究内容
主要研究内容是基于气敏传感器和A/D转换原理，如果司机喝酒了，传感器就会接受到气体的感应，然后报警，浓度数据就会提升，最后报警。该报警装置不仅可以对于喝酒的司机进行报警处理，同样，会对数据进行一定的处理，标出严重超标的司机。
课程设计大体分成两个部分：一个是硬件部分，一个是软件部分。硬件选用的是MQ3气敏型传感器，先通过模数转换器转换成数字信号，然后传到下一个传感器中，将检测到的数据转化成电信号输出，显示出酒精浓度含量的数据，然后进行数据的加工处理，生成一系列的图表，记录到数据库中。
二、基于51单片机的酒精报警器的总体方案设计
2.1 对于酒精报警器的设计要求
设计的酒精浓度测试仪应具有以下特点：
（1）以AT89C51单片机为主体，测量元件选择酒精传感器，连接单片机和传感器，采取智能传感器的数据进行测量。
（2）系统功率的损耗比较低，结构比较小巧，性能价格比高。
（3）软件设计简洁、通俗。
2.2 酒精报警器设计方案
通过传感器来识别酒精的浓度，将模拟信号转化成电信号，传感器输出的电压是0-5伏。这句话的意思就是经过数模转换的数据通过传感器来出传输电压值，单片机来完成。除此之外，还要加上数码管显示，对键盘进行设定，以及报警电路等等。
2.3 系统框图
根据设计需求制作出的酒精报警器，其组成如图2-1所示。酒精传感器检测出被测环境即驾驶员呼出来的空气中酒精中浓度发生了变化，随之而变的就是电阻值的大小，最后通过取样浓度的变化来进行数据统计；人体血液中的酒精的浓度不一样，其呼出来的气体中酒精的浓度也不一样。通过酒精传感器对呼出来的气体中的酒精的浓度的反应以取样电压的形式送进A/D转换电路，进行A/D转换之后并将转换的数据送进单片机系统进行分析处理，并判断是否醉酒驾车，再通过液晶显示板输出。
目 录
第一章 引言 ………………………………………………………………1
1.1 课题背景及研究意义………………………………………………… 1
1.2 本文的主要研究内容………………………………………………… 1
第二章 基于51单片机的酒精报警器的总体方案设计……………………… 2
2.1 酒精报警器设计要求…………………………………………………2
2.2 酒精报警器设计方案…………………………………………………2
2.3 系统框图…………………………………………………………… 2
第三章 基于51单片机的酒精报警器的硬件设计…………………………… 3
3.1 传感器的选择 ………………………………………………………3
3.2 A/D 转换电路 ……………………………………………………… 4
3.2.1 ADC0809的引脚及功能 …………………………………………5
3.2.2 ADC0809的结构及转换原理 …………………………………… 7
3.2.3 ADC0809连线图…………………………………………………8
3.3 AT89C51单片机系统…………………………………………………8
3.3.1 单片机片内结构 ……………………………………………… 9
3.3.2 89C51芯片介绍 ……………………………………………… 10
3.3.3 晶振电路和复位电路 ………………………………………… 12
3.4 LCD1602液晶显示电路………………………………………………13
3.5 键盘电路……………………………………………………………15
3.6 报警电路……………………………………………………………16
3.6.1 灯光提示电路………………………………………………… 16
3.6.2 声音报警电路………………………………………………… 17
第四章 基于51单片机的酒精报警器的软件设计…………………………… 18
4.1软件介绍 …………………………………………………………… 18
4.2主程序框图………………………………………………………… 18
4.3 数据采集子程序程序框图…………………………………………… 20
第五章 结论…………………………………………………………………26
第六章 致谢…………………………………………………………………27
参考文献……………………………………………………………28
参考文献
[1]陈权昌,李兴富.单片机原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社,2007.8
[2]李庆亮.C语言程序设计实用教程[M].北京:机械工业出版社,2010.3
[3]杨志忠.数字电子技术[M].北京:高等教育出版社,2008.12.
[4]及力.Protel 99 SE原理图与PCB设计教程[M].北京:电子工业出版社,2009.8.
[5]徐江海.单片机实用教程[M].北京:机械工业出版社,2012.12
[6]胡宴如.模拟电子技术[M].北京:高等教育出版社,2011.6
[7] 刘宁.单片机多功能时钟的设计[M].浙江:浙江海洋学院,2009.
[8] 汪文，陈林.单片机原理及应用[M].湖北:华中科技大学出版社,2013.
[9] 康华光.电子技术基础数字部分[M].北京:高等教育出版社,2011.
[10]张菁.单片机控制系统方案的研究[J].上海:上海交通大学学报,2007.
