基于单片机的酒精浓度测试仪设计报告Word文档下载推荐.docx

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●TTL输出有效信号为低电平。

（当输出低电平时信号灯亮，可直接接单片机）

●模拟量输出0~5V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

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EEPROM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。

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.h"

1602.h"

2402.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

//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

#defineK_MG_MV160/60//传感器灵敏度系数，可以自行校准

#defineK_ZERO0//传感器零点漂移

//定义按键

sbitKey_Up=P3^6;

sbitKey_Down=P3^7;

//定义LED报警灯

sbitLed_Warn1=P3^4;

sbitLed_Warn2=P3^5;

//定义乙醇传感器TTL电平输出引脚

sbitDOUT=P1^4;

//定义标识

volatilebitFlagStartAL=0;

//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;

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65536-1844=63692=0xf8cc

voidTimer0_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

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）

{

FlagStartAL=1;

}

//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;

//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;

i>

0;

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

ucharGetADVal（）

ADC_CONTR&

=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

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）;

//存醉酒阈值低8位

DELAY（300）;

pSave++;

wrteeprom（1,*pSave）;

//存醉酒阈值高8位

//载入设定值

voidLoad_Setting（）

*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:

L1602_int（2,9,Threshold）;

Save_Setting（）;

voidmain（）

uinti,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,"

WelcometoALCT!

"

）;

L1602_string（2,1,"

DesignedbyAAA"

for（i=0;

i<

1000;

i++）

for（j=0;

j<

j++）

{;

//清屏

Alcohol:

mg/L"

Thresho:

//载入设定值

Load_Setting（）;

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;

//键盘查询，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_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（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。

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-DIPSockettracetoolong.

4.UpdatetheSTCISP.exeversion.

5.Ifstillerror,yourMCUFirmwareiserror

ornull.

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。