| 摘要：本文设计了一种基于单片机 控制的车载酒精浓度检测仪, 该 检测仪以AT89S52 为核心, 利用 气敏传感器检测驾驶员呼出气体 的酒精浓度，当浓度超过阂值, 检测仪可自动切断点火电路, 并 实现声光报警功能，从而解决司 机酒后驾车的问题，具有现实意 义。 【关键词】酒精浓度检测仪 AT89S52 气敏传 感器 声光报警 在日常生活中，工厂酒精泄露相关的监 控以及酒后驾车的监测督查都时刻影响着居民 的人身和财产安全。本文设计的是基于单片机 控制的车载酒精浓度检测仪，当酒精浓度超过 阈值具有声光报警功能，同时显示酒精浓度。 1 系统工作原理 该系统一般安装在汽车仪表盘的位置， 酒精浓度超过阈值的酒驾司机开始发动汽车， 探测控制仪则立即启动，这时发动机的状态是 被锁状态，无法启动汽车。该系统的工作原理 是加热酒精传感器后，探测控制仪检测酒精传 感器探测的气体信号。根据酒精含量与酒精传 感器检测后产生的电压信号的比例关系，来判 断酒精含量。通过单片机内置的电位信号转换 为数字信号，对该信号进行处理判断，如果酒 精含量超标，警示指示灯亮起，LCD 显示屏 显示当前酒精浓度，并进行声光报警，控制继 电器切断点火装置电源，汽车不能启动；反之， 正常指示灯亮起，显示当前酒精浓度，控制继 电器不起作用，汽车能启动。汽车启动后，控 制仪进入低功耗状态，酒精浓度探测电路会一 直工作，如果驾驶人员驾驶过程中饮酒，控制 仪就会立即恢复到正常工作状态。系统总体设 计如图1 所示。 2 硬件设计 2.1 主要控制电路设计 控制器主要采用的是Atmel 公司制造的 一款高性能CMOS 8 位微控制器的AT89S52， 功耗比较低，通过高密度非易失性存储器技术 制造。控制系统中的单片机通过判断气体中酒 精的含量控制主控电路的工作。应用设计系统 包含JTAG 接口电路、晶振电路和复位电路等。 主控电路如图2 所示。 2.2 酒精检测电路 酒精检测电路由JTAG 接口、高精度酒精 传感器、信号调理放大电路和滤波电路等组成。 模块的主要用来检测酒精含量，判断是 否超标。酒精传感器采用旁热型半导体式酒精 气敏元件MQ3，对乙醇气体具有很高的灵敏 度和良好的选择性，而且响应恢复快速，稳定 性好等特点，试用范围为10 ～ 1000ppm，可 以用于酒后驾驶人员的检测。 2.3 指示灯和液晶显示电路 电路设置三种颜色的指示灯，分别是红 灯、绿灯、黄灯。工作时红灯亮；检测提示绿 灯亮，因为酒精探头需要一定时间加热，才 能达到理想的灵敏度，所以加热时间到，绿灯 亮，才可以进行浓度探测；报警指示黄灯亮, 表示酒精浓度超标，不能驾驶，当黄灯闪烁 的频率越高，酒精浓度越高。LED 显示电路 用来显示此时酒精的浓度。LED 显示电路采 LCM12864，与单片机的连接采用并行模式。 2.4 继电器控制电路 单片机P2.4 控制继电器控制电路，相当 于开关，影响控制点火装置的开与关、车灯的 亮与灭和喇叭的响与不响。是系统中非常重要 的执行单元。 2.5 报警电路 报警器为P1.7 驱动蜂鸣器，当酒精含量 不超过阀值时，不发出鸣叫声；超标时，则发 出鸣叫声。 3 软件设计 软件设计根据系统功能进行模块化编程。 控制仪主程序流程图如图2 所示。 系统软件设置需实现酒精含量检测、酒 精含量是否超标、酒精含量显示、声光报警等 功能。初始化系统后，立即加热酒精传感器， 随即进入测量状态，采集酒精含量的电压信号， 比较设定的酒精阀值，若高于阀值，显示浓度， 并进行声光报警，切断点火电路，驾驶员不能 启动发动机；如果低于阀值，显示浓度，可以 启动发动机。 4 结束语 车载酒精探测仪的推广可以减少酒后驾 车的交通事故。本文阐介绍探测仪的电路设计 和软件工作流程，对整个设计功能进行阐述。 车载酒精探测仪不仅携带方面，能直接安装在 汽车上，而且能自动测量，智能化程度高、功 耗低，符合绿色环保，具有很好的推广价值。 项目名称：基于STM32 酒精浓度探测仪 设计,2013 年绍兴市大学生科技创新项目。 参考文献 [1] 谭秋林， 许姣， 薛晨阳， 等. 基于 C8051F040 酒精浓度测试仪的研究[J]. 传感技术学报，2009，22（10）：1378- 1381. [2] 周鸿武. 基于单片机的酒精浓度检测仪 [J]. 制造业自动化，2012，34（2）： 148-149. [3] 郑义. 陈俊. 用AT89C52 和TLV1543 实现 数据采集系统[J]. 电子世界，2004，（12）： 24-25. [4] 朱志强. 基于STC 单片机的灵敏酒精检测 系统的设计[J]. 数字技术与应用，2011 （11）：61-62. [5] 何希才. 传感器技术与应用[M]. 北京： 北京航空航天大学出版社.2005. [6] 谭浩强.C 语言教程设计[M]（第三版）. 北 京：清华大学出版社，2005：12-130. （通讯作者：徐志望） 作者单位 绍兴文理学院元培学院 计算机科学与技术 图 2：控制仪主程序流程图 浙江省绍兴市 312000 |
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