王洽鋒

（商丘工學院，河南 商丘 476000）

一種基于STC89C51的防酒駕控制系統(tǒng)

王洽鋒

（商丘工學院，河南 商丘 476000）

此設計基于STC89C51芯片設而計的防酒駕控制系統(tǒng)。當檢測的酒精濃度超標時，系統(tǒng)立即啟動，報警模塊發(fā)出相應的語音提醒，從而實現(xiàn)預防酒駕。

酒駕；STC89C51；報警模塊

1 系統(tǒng)框圖設計

首先，由傳感器電路檢測酒精濃度并轉(zhuǎn)化為電信號后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后將信號傳遞給STC89C51單片機，經(jīng)STC89C51單片機的處理、分析、運算后向顯示電路和報警電路發(fā)出控制指令。具體而言，當檢測的酒精濃度超標時，系統(tǒng)立即啟動，報警模塊發(fā)出相應的語音提醒，從而實現(xiàn)預防酒駕。由此，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)設計框圖

2 系統(tǒng)硬件器件的選擇

（1）酒精濃度傳感器的選擇。該系統(tǒng)在設計時選用的是長壽命、高穩(wěn)定性、高靈敏度的MQ-3酒精濃度傳感器，此傳感器可以對機車駕駛員或禁止酒后作業(yè)的相關人員進行測試，操作時方便快捷。

（2）單片機的選擇。近年來市場上最常出現(xiàn)的三個系列的單片機：AVR系列、PIC系列、MCS-51系列。在這其中51系列的單片機自身有一套統(tǒng)一的、完整的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，優(yōu)點是它具有完整的功能，從位傳送、置位、清零到測試、邏輯運算等，編程時非常方便。宏晶科技公司是增強型單片機的制造廠商，該公司致力于提供國內(nèi)市場需求的高性能MCU技術，推廣的STC增強型Flash單片機成本低、性能高，適合于各領域的學習與使用?；谠撓到y(tǒng)需要完成的功能及要求性價比高的要求，選用宏晶公司制造的STC89C51單片機更合適。

（3）A/D轉(zhuǎn)換芯片的選擇。A/D轉(zhuǎn)換即模擬信號與數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換過程。由于ADC0832芯片體積較小、兼容性強、普及率較高等特點，所以ADC0832芯片成為學習、使用時的首要之選，因此在A/D轉(zhuǎn)換芯片的使用時，選擇ADC0832芯片。

（4）語音提示芯片的選擇。本系統(tǒng)設計時選取的是一款可以多次重復擦除燒寫程序的提示芯片——WT588D芯片，該語音芯片應用的范圍很大，涉及的使用場所很多。

3 系統(tǒng)電路設計

（1）電路設計框圖。MQ-3乙醇氣體傳感器采集的數(shù)據(jù)信號經(jīng)過放大或比較等調(diào)理過程處理后輸出，輸出的電壓信號隨著乙醇氣體濃度值而變化，接著將輸出的信號送入STC89C51進行控制處理，然后經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，與提前設定好的酒精濃度標準值進行比較，并發(fā)出語音提示，同時在液晶顯示屏上實時顯示測得的酒精濃度值，若超出設定的閾值，則蜂鳴器報警。

（2）乙醇信號檢測及調(diào)理電路。MQ-3酒精濃度傳感器工作原理及其采集信號的放大。通過對所采集信號的放大、比較等調(diào)理過程，將信號的電阻值調(diào)理成電壓值，然后將其送入模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器進行后續(xù)的處理及轉(zhuǎn)換。

（3）單片機電路。本系統(tǒng)采用的是宏晶公司生產(chǎn)的51系列單片機中低成本高性能的STC89C51單片機芯片，該芯片為51內(nèi)核8位單片機，常用于檢測電路。MQ-3酒精傳感器將輸出的檢測電壓信號送入ADC0832轉(zhuǎn)換器進行模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，該信號能夠依據(jù)設定的乙醇氣體濃度標準值進行判斷，然后決定是否輸出報警信號，所需的標準值可以通過模塊上的電位器進行按鍵增加或按鍵減少來調(diào)節(jié)。

（4）顯示電路。顯示電路在進行數(shù)據(jù)顯示時選用的是LCD1602液晶顯示屏。液晶顯示屏中第三個引腳為背光引腳，電阻是用來調(diào)節(jié)背光亮度的；第四引腳、第五引腳和第六引腳分別連接的是RS控制引腳、E/W控制引腳和使能信號控制引腳，第七引腳～第十四引腳為DATA引腳。

（5）語音提示模塊設計電路。語音提示模塊選取的是WT588D語音芯片，WT588D是一款由粵臺合作開發(fā)的語音芯片。它不光能夠作為普通的語音提示芯片，還能自帶外置Flash存儲器及控制功能，尤為關鍵的是完全能夠依照樣品的樣式直接進行掩膜，不用改動管腳的位置，價格也相應減少了二分之一。WT588D性能優(yōu)良，使用方便，和51單片機有著很類似的性能特點。與WT588D相配套的上位機操作軟件VioceChip可任意替換WT588D的控制方式，然后把所需要的信息下載至SPI-Flash便可。該軟件的操作步驟簡便易懂，同時還結合了語音組合技術，節(jié)省了語音編輯時所需要的時間。

（6）供電及硬件電路調(diào)試。本系統(tǒng)選用的是USB接口供電，電源供電電壓為5V。整個硬件系統(tǒng)焊接完成后，先不要上電，用萬用表的電阻檔測量一下電路板的GND與5V供電電壓之間是否短路。若短路千萬不能上電，若不短路，再接上USB電源，用萬用表電壓檔量一下5V和 GND之間的電壓是否正常，如果不正常，立即斷電檢查。

4 結語

文章從主動安全的角度出發(fā)提出了設計防酒駕系統(tǒng)的方案，并對方案進行了優(yōu)化設計。按照該系統(tǒng)的設計方案，設計了基于STC89C51的硬件系統(tǒng)，實現(xiàn)了語音報警模塊和LCD液晶屏顯示模塊等功能。語音報警模塊的功能為當測得的酒精濃度值超過設置的標準濃度值時，能夠經(jīng)喇叭發(fā)出語音提示并報警；LCD顯示模塊能夠?qū)崟r顯示呼出氣體中的酒精含量值。

［1］張靜霞.單片機應用技術（C語言版）［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2014.

［2］趙全利，張之楓.單片機原理及應用（C51版）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2012.

王洽鋒（1981-），男，河南鹿邑人，主要從事汽車電子技術研究。