王洽锋

（商丘工学院，河南 商丘 476000）

一种基于STC89C51的防酒驾控制系统

王洽锋

（商丘工学院，河南 商丘 476000）

此设计基于STC89C51芯片设而计的防酒驾控制系统。当检测的酒精浓度超标时，系统立即启动，报警模块发出相应的语音提醒，从而实现预防酒驾。

酒驾；STC89C51；报警模块

1 系统框图设计

首先，由传感器电路检测酒精浓度并转化为电信号后，经A/D转换后将信号传递给STC89C51单片机，经STC89C51单片机的处理、分析、运算后向显示电路和报警电路发出控制指令。具体而言，当检测的酒精浓度超标时，系统立即启动，报警模块发出相应的语音提醒，从而实现预防酒驾。由此，系统框图如图1所示。

图1 系统设计框图

2 系统硬件器件的选择

（1）酒精浓度传感器的选择。该系统在设计时选用的是长寿命、高稳定性、高灵敏度的MQ-3酒精浓度传感器，此传感器可以对机车驾驶员或禁止酒后作业的相关人员进行测试，操作时方便快捷。

（2）单片机的选择。近年来市场上最常出现的三个系列的单片机：AVR系列、PIC系列、MCS-51系列。在这其中51系列的单片机自身有一套统一的、完整的硬件系统和软件系统，优点是它具有完整的功能，从位传送、置位、清零到测试、逻辑运算等，编程时非常方便。宏晶科技公司是增强型单片机的制造厂商，该公司致力于提供国内市场需求的高性能MCU技术，推广的STC增强型Flash单片机成本低、性能高，适合于各领域的学习与使用。基于该系统需要完成的功能及要求性价比高的要求，选用宏晶公司制造的STC89C51单片机更合适。

（3）A/D转换芯片的选择。A/D转换即模拟信号与数字信号之间的转换过程。由于ADC0832芯片体积较小、兼容性强、普及率较高等特点，所以ADC0832芯片成为学习、使用时的首要之选，因此在A/D转换芯片的使用时，选择ADC0832芯片。

（4）语音提示芯片的选择。本系统设计时选取的是一款可以多次重复擦除烧写程序的提示芯片——WT588D芯片，该语音芯片应用的范围很大，涉及的使用场所很多。

3 系统电路设计

（1）电路设计框图。MQ-3乙醇气体传感器采集的数据信号经过放大或比较等调理过程处理后输出，输出的电压信号随着乙醇气体浓度值而变化，接着将输出的信号送入STC89C51进行控制处理，然后经过模数转换器转换后，与提前设定好的酒精浓度标准值进行比较，并发出语音提示，同时在液晶显示屏上实时显示测得的酒精浓度值，若超出设定的阈值，则蜂鸣器报警。

（2）乙醇信号检测及调理电路。MQ-3酒精浓度传感器工作原理及其采集信号的放大。通过对所采集信号的放大、比较等调理过程，将信号的电阻值调理成电压值，然后将其送入模拟数字信号转换器进行后续的处理及转换。

（3）单片机电路。本系统采用的是宏晶公司生产的51系列单片机中低成本高性能的STC89C51单片机芯片，该芯片为51内核8位单片机，常用于检测电路。MQ-3酒精传感器将输出的检测电压信号送入ADC0832转换器进行模拟信号与数字信号的转换，该信号能够依据设定的乙醇气体浓度标准值进行判断，然后决定是否输出报警信号，所需的标准值可以通过模块上的电位器进行按键增加或按键减少来调节。

（4）显示电路。显示电路在进行数据显示时选用的是LCD1602液晶显示屏。液晶显示屏中第三个引脚为背光引脚，电阻是用来调节背光亮度的；第四引脚、第五引脚和第六引脚分别连接的是RS控制引脚、E/W控制引脚和使能信号控制引脚，第七引脚～第十四引脚为DATA引脚。

（5）语音提示模块设计电路。语音提示模块选取的是WT588D语音芯片，WT588D是一款由粤台合作开发的语音芯片。它不光能够作为普通的语音提示芯片，还能自带外置Flash存储器及控制功能，尤为关键的是完全能够依照样品的样式直接进行掩膜，不用改动管脚的位置，价格也相应减少了二分之一。WT588D性能优良，使用方便，和51单片机有着很类似的性能特点。与WT588D相配套的上位机操作软件VioceChip可任意替换WT588D的控制方式，然后把所需要的信息下载至SPI-Flash便可。该软件的操作步骤简便易懂，同时还结合了语音组合技术，节省了语音编辑时所需要的时间。

（6）供电及硬件电路调试。本系统选用的是USB接口供电，电源供电电压为5V。整个硬件系统焊接完成后，先不要上电，用万用表的电阻档测量一下电路板的GND与5V供电电压之间是否短路。若短路千万不能上电，若不短路，再接上USB电源，用万用表电压档量一下5V和 GND之间的电压是否正常，如果不正常，立即断电检查。

4 结语

文章从主动安全的角度出发提出了设计防酒驾系统的方案，并对方案进行了优化设计。按照该系统的设计方案，设计了基于STC89C51的硬件系统，实现了语音报警模块和LCD液晶屏显示模块等功能。语音报警模块的功能为当测得的酒精浓度值超过设置的标准浓度值时，能够经喇叭发出语音提示并报警；LCD显示模块能够实时显示呼出气体中的酒精含量值。

［1］张静霞.单片机应用技术（C语言版）［M］.北京：电子工业出版社，2014.

［2］赵全利，张之枫.单片机原理及应用（C51版）［M］.北京：机械工业出版社，2012.

王洽锋（1981-），男，河南鹿邑人，主要从事汽车电子技术研究。