0 导言
规划要求：1)可以检测酒精浓度;2)可以预先设定阀值;3)阀值可以再调整;4)超越阀值可以声光报警;5)显现酒精浓度值;6)可以判别是否吹气和吹气是否有用。
呼气酒精浓度测验常用的办法有燃料电池型(电化学型)和半导体型两种。燃料电池酒精传感器只要美国、英国、德国、我国等少量几个国家可以出产。半导体型酒精传感器选用具有气敏特性的氧化锡半导体作为传感器，当气体中酒精浓度添加时，传感器电阻值就下降，对酒精具有最高的敏感度。
根据STC12C5A16AD单片机规划的酒精气体浓度探测仪，可用来检测酒精气体浓度，当酒精气体浓度高于答应限定值时，宣布报警。
1 体系结构
体系由数据收集模块(包含吹气判别电路、MQ-3酒精气体浓度传感器电路、信号调整电路组成);单片机操控模块(包含STC12C5A32AD型单片机、模/数转化部分、阀值比较电路、液晶显现器电路、晶振电路、复位电路组成);阀值电路模块(包含阀值预设定电路、阀值调整电路、阀值存储电路、过阀声/光报警等分电路组成)。体系结构框图如图1所示。
STC12C5A32AD这款单片机本身带有8路ADCP1.0-P1.7口模数转化功用;可以很多简化硬件电路规划。
2 电路规划思路
2.1 酒精浓度检测仪电路
由酒精气体浓度传感器MQ-3担任检测空气中的酒精气体浓度;由单片机内部自带的模/数转化器把检测到的模拟量(表明酒精浓度)的电压信号转化成数字量;然后和预先设定的表明酒精浓度的阀值进行比较，假如比较成果超越阀值就由单片机P2.3口输出方波信号操控PNP型三极管VT4驱动蜂鸣器宣布报警声;一起由单片机P2.6口输出低电平操控发光二极管LED3宣布红光;表明被检测的人处于醉酒状况;假如黄灯LED2亮表明被检测的人处于喝酒状况;假如绿灯LED3亮表明被检测的人没有喝酒。
数据的收集模块：
2.2 吹气判别电路
当没声音信号时VT1饱满导通，其集电极为低电平，VT2因反偏截止，IC1 555“2”脚为高电平，IC1 555“3”脚输出低电平，VT3截止，信号输出端VOUT输出高电平。此刻绿色指示灯LED2不亮，表明没吹气或吹气无效，此刻，单片机P1.3口输入高电平;编程时P3.1口高电平判别为：吹气无效或没有吹气。
吹气时，麦克线圈把音频信号转化为低频脉冲信号，经%&&&&&%C1耦合、三极管VT1 9013/VT28050作业在扩大区，经2次扩大，IC555 2脚大于1/3VCC、小于2/3VCC时，接成单稳态的IC555电路翻转、3脚输出高电平、绿色LED21导通发光，表明吹气有用;此刻，单片机P1.3口输入低电平;编程时P1.3口低电平判别为：吹气有用。
酒精浓度信号收集电路及信号调整电路：MQ-3酒精气体浓度传感器检测到空气中的酒精浓度，而且把浓度转化成电压输出(模拟量AOUT送到单片机的P1.7口);传感器输出的信号输入运算扩大器LM393的2脚，与3脚RP2分压今后的电位比较，从1脚输出整形数字信号(数字量)。
模/数转化：因为STC12C5A32AD这个类型的单片机P3口带有ADC功用，根据酒精浓度和电压联系图表，可以把模拟量转化为数字量，供CPU处理。调理电位器Rp改动输出的灵敏度。
2.3 单片机模块
单片机和液晶显现器LCD1602接口、及晶振、复位电路如图3所示。液晶显现器选用LCD1602来显现酒精浓度值;LCD1602挂在单片机P0口上，液晶显现器的8位数据线P0.0～P0.7和单片机P0口的8位P0.0～P0.7一一对应衔接;LCD1602的3条操控线由单片机P2.0、P2.1、P2.2操控;衔接联系如下：E-P2.0;RW-P2.1;RS-P2.2;液晶显现器经过3脚上的10K电位器RP3调整;因为P0口结构联系需求外接上拉电阻;用1K的排阻一端接5V，另一端接P0.0～P0.7;单片机选用11.0592MHz晶振频率;复位电路选用按键式复位计划。
2.4 酒精浓度和输出电压联系的获得
由无水乙醇和水勾兑、稀释而成不同浓度的酒精;然后别离用不同浓度的酒精渐渐接近MQ-3酒精气体浓度传感器，从电压表读出电压值;树立模型(图表)，找出电压和浓度的联系(实验屡次，然后取平均值)。电压与浓度的对应联系如表1所示。
单片机还把浓度和阀值比较，假如超越阀值就经过P2.3口操控三极管VT4(9012)驱动蜂鸣器宣布报警声。经过P2.6/P2.5输出低电平驱动红灯LED3亮表明醉酒状况;LED2黄灯亮表明喝酒状况;一起单片机把转化后的酒精浓度数据送到液晶显现器上显现;单片机担任操控各个分电路。
2.5 阀值设定/调整电路
由单片机和四个按键组成。按键一端接地，另一端接单片机P3口;P3.5口操控SW4(CANCEL)键(当按下时表明处于阀值预设或阀值调整状况);P3.4口操控SW3(OK)键(当按下时表明阀值设定到位);P3.1口操控SW2(Down)键，每按一次，阀值减一;P3.0口操控SW1(UP)键，每按一次，阀值加一。如图4所示。
平常没有键按下，P3口处于高电平状况;当有按键按下时，P3口和地线接通被拉成低电平。选用查询扫描方法，循环检测。假如没有按键按下，检测成果都是高电平;假如检测到低电平常，表明有键按下。当检测到P3.5口是低电平常，表明SW4按下处于阀值预设定状况，此刻，每按一次SW1(UP)键，阀值加一。到达20mg(或80mg)时，请按下SW3(OK)键，表明固定阀值。假如按下SW2(Down)，阀值减一。
表明酒精浓度的阀值获得：选用道路交通安全法中的规则;即大于20mg小于80mg，判别为喝酒状况;大于80mg判别为醉酒状况。
2.6 阀值存储电路
选用电可擦写可编程只读存储器AT24C24来保存酒精浓度阀值数据。图中PRE、E1和E2为芯片的地址引脚，一般接地即可。SCL和SDA为AT24C04和单片机I%&&&&&%通讯的串行操控时钟线和数据线。SCL连P1.0，SDA连P1.1。阀值数据很重要，是处分的根据，有必要保存好以备检和处理争议;AT24C24内部有E2PROM可保存数据100年，掉电数据不丢掉，最适合。
阀值设定/调整：经过“添加”、“削减”按键调理。
2.7 声光报警电路
声光报警电路如图5所示。
单片机将酒精浓度的测量值与事前设定的阈值相比较，当测量值大于阈值时，蜂鸣器报警;当超越阀值(20mg、80mg)时，单片机从P2.3口输出方波信号，操控三极管VT1导通/截止替换改变，驱动蜂鸣器发声。
假如20mg/100ml酒精含量80mg/100ml，则单片机P2.5口输出低电平驱动发光二极管发光，黄灯闪耀，表明喝酒状况。
假如酒精含量>80mg/100ml，则红灯闪耀，单片机P2.6口输出方波信号驱动发光二极管闪耀，红灯表明醉酒状况。
3 规划制造印刷电路板
Protel Dxp 2004是现在网络上功用最强壮、最专业的PCB线路板规划软件，软件具有丰厚的规划功用，能进行原理图的规划、印制电路板的规划、新添加了主动布线功用、原理图仿真功用。把各个分电路集成果形成了酒精浓度检测仪完好电路原理图。如图6所示。
规划过程中规划了自己的元件库，克己了4个元件(LCD1602、MQ-3、STC12C5A32AD、LED);规划了自己的封装库(LCD1602、MQ-3、STC12 C5A32AD)。
为契合规划要求，规划了酒精浓度检测仪电路印刷电路板。选用双面板计划，电子元件选用非贴片，元件封装选用THT技能，电路布局按功用分区布设，双面覆铜;PCB板选用方型;%&&&&&%选用DIP技能;按要求规划的酒精浓度检测仪电路印刷电路板图如图7所示。
4 软件规划
主程序流程图如图8所示。
5 定论
本规划可以对人体呼出气体进行酒精气体浓度检测，超越规则阀值时可以声光报警，完成了预期规划要求。
