酒精测试仪的性能指标

酒精测试仪的性能指标

关键字: 单片机 气体传感器 阀值储存 语音报数 A\\D转换

1.酒精浓度检测仪的硬件电路设计主要包括:传感器测量电路、STC12C5A16AD

单片机系统、A/D转换电路、LCD示电路 键盘扫描、数据采集、数据处理、显示、

光报警等子程序仪器开机后经初始化，调用LCD显示子程序显示提示界面、阈值设置界面、测量结果界面等。键盘扫描程序判断是否有键按下。测量时数据采集程序把数据送人到A／D转换器，进行A／I)转换。由数据处理程序完成数据间的转换和数制间转换。当测量数据超过阈值时，报警子程序启动

2.仪器开机后经初始化，调用LCD显示子程序显示提示界面、阈值设置

界面、测量结果界面等。键盘扫描程序判断是否有键按下。测量时数据采集程序把数据送人到A／D转换器，进行A／I)转换。由数据处理程序完成数据间的转换和数制间转换。当测量数据超过阈值时，报警子程序启动

3.传感器模块具有如下特点，方便与单片机系统接口组成检测仪器

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具有信号输出指示。

双路信号输出（模拟量输出及TTL电平输出） 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。

MQ-3乙醇气体传感器可以应用用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测，也用于其他场所乙醇蒸汽的检测。其技术特点为：

? 对乙醇蒸汽有很高的灵敏度和良好的选择性 ? 快速的响应恢复特性

? 长期的寿命和可靠的稳定性 ? 简单的驱动回路

4.A/D转换电路

模数转换电路的作用是将传感器电路输出的模拟量信号转换为适合单片机处理的数字信号，并输入给单片机。ADC0809主要特性（1）8路8位A／D转换器，即分辨率8位。（2）具有转换起停控制端。（3）转换时间为100μs（4）单个＋5V电源供电 （5）模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。 （6）工作温度范围为-40～＋85摄氏度 （7）低功耗，约15mW。2．内部结构 ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A／D转换器，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D／A转换器、逐次逼近 ADC0809内部结构框图 寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。输入输出与TTL兼容。外部特性（引脚功能）ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，下面说明各引脚功能。IN0～IN7：8路模拟量输入端。

2-1～2-8：8位数字量输出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。START： A／D转换启动信号，输入，高电平有效。EOC： A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平） OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）：基准电压。Vcc：电源，单一＋5V。GND：地。ADC0809工作过程；09,每采集一次需100μs。0809具有8路模拟信号输入端口,地址线(23-25脚)可决定那一路模拟信号进行A/D转换。22脚为地址锁存控制,当输入为高电平时,对地址信号进行锁存。6脚为测试控制,当输入一个2μs的高电平脉冲时,就开始A/D转换。7引脚为A/D转换结束标志,当A/D转换结束时,7脚输出高电平。9脚为A/D转换数据输出允许端,当OE脚为高电平时,A/D转换数据输出。10脚为0809的时钟输入端。

5 .醉酒阈值存储

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。

6.数据采集处理子程序

(1)数据采集子程序

数据采集子程序主要是采集检测传感器输出的模拟电压信号,并将其转换为单片机程序控制所需的数字量信号。首先对ADC0809进行初始化,然后将其0通道输入的0-5V的模拟信号转换为对应的数字量OOH-FFH,然后将对应数值存储到3FH内存单元。 (2)数据处理子程序

主要是系数调整和数制转换，将ADC0809采集的模拟电压值转换为8位二进制数。系数是酒精浓度的最大测量值1500／255=5．88确定。系数调整是为了使十六进制与十进制转换方便，将转换系数．5．88放大10倍取整后为59即3BH作为转换系数。

7. 语音模块

（1）语音模块主要特点

1.内置微控制器SPI 总线串行通信接口 (支持普通单片机5V 逻辑)。

2.单电源3V 工作(3V LDO(如HT7130)芯片稳压或用一个发光二极管将5V降到3V)。 3.多段信息处理，可录音120s,分600 段，即每段0.2s。 4.工作电流 25-30mA,维持电流 1μA,静态低功耗。

5.不耗电信息保存 100 年(典型值)，高质量、自然的语音还原技术。 10 万次录音周期(典型值)，片内免调整时钟,可选用外部时钟。

6.自动静噪功能。

7语音播报测试结果，并给出是否适合驾驶

（2）语音模块主要组成

1. 麦克风差分输入电路 2. 语音芯片

3. 后置音频放大电路 4. 扬声器

8.LCD1602液晶显示电路

（1）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

表2 液晶屏接口信号说明

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