一、緒論1.1研究背景醉酒駕駛、疲勞駕駛和高速駕駛已經(jīng)成為我國道路交通事故頻發(fā)的三大因素?，F(xiàn)如今各個家庭中的私家車越來越多，酒后駕車所導(dǎo)致的交通事故也越來越多，嚴重影響了社會的安穩(wěn)發(fā)展。同事酒駕時時刻刻都在危害著人們的日常生活，每年因為酒駕發(fā)生的慘劇比比皆是。近幾年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，汽車已經(jīng)走進了每個家庭，隨著汽車運行速度的提高，人們對生存環(huán)境的關(guān)注日益高漲，人們越來越重視汽車安全和道路安全的管理和改善。然而,全世界各國范圍內(nèi)經(jīng)常發(fā)生的各類交通事故都沒有完全得到有效控制,大多情況下都是由于駕駛員酒后駕車引起的。酒精會暫時影響視力，由于視力受損、視角不穩(wěn)定、顏色變差，酒后駕車的駕駛員對交通標志和指示燈無法正確識別和理解，飲酒對駕駛員的視力產(chǎn)生了極大的影響，眼睛只看向著前方，很難在視野中發(fā)現(xiàn)許多安全隱患，容易發(fā)生事故。并且,酒后駕車對于危險情況的應(yīng)急反應(yīng)也就變得遲鈍，例如眼、手、腳和協(xié)調(diào)機構(gòu)都會發(fā)生障礙，因此無法準確評估車輛之間的距離與車速的把控。因為酒精麻痹神經(jīng)的影響，導(dǎo)致駕駛員手腳的觸摸性比平時更低，從而導(dǎo)致無法正常駕駛汽車，因此，交通事故已逐漸成為最嚴重的社會問題，醉酒駕駛?cè)说男袨椴粌H對駕駛?cè)思捌浼覍俚娜松戆踩斐芍卮髶p害，但也給行人安全帶來了一些隱患，這時候就需要采取相應(yīng)的措施來限制酒后駕車行為的發(fā)生，為社會的安定添磚加瓦。1.2研究意義為了更好的防止酒后駕車所導(dǎo)致的交通事故，設(shè)計了一種新型的通過判斷檢測出駕駛員呼出氣體中酒精濃度的的大小后，及時發(fā)出警報來制止駕駛員酒后駕車。本次畢業(yè)設(shè)計的重點在于酒精濃度檢測儀的基礎(chǔ)上，增加語音報警電路和GSM模塊。單片機STC89C52作為數(shù)據(jù)儲存單元和微處理器，需要外接壓力檢測模塊、語音報警模塊、GSM模塊，然后再通過C語言編程和KeilC51的編譯環(huán)境，設(shè)計出一個智能化的防止酒后駕車系統(tǒng)，經(jīng)過系統(tǒng)仿真和測試后，能及時提醒駕駛員，避免產(chǎn)生酒駕行為而導(dǎo)致交通事故。二、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1系統(tǒng)方案設(shè)計2.1.1設(shè)計要求基于單片機的酒精濃度采集系統(tǒng)將該系統(tǒng)廣計為一個司機能夠在準備駕車時精準的檢測到駕駛員是否有酒后駕車行為，駕駛員在呼氣時直接利用酒精攝濃度檢測傳感器功能來準確地自動檢測到駕駛員的體內(nèi)酒精濃度攝入量,當(dāng)一個駕駛員在進入駕駛室內(nèi)檢查發(fā)現(xiàn)他的酒精攝入濃度已經(jīng)出現(xiàn)超標時,控制系統(tǒng)單片機就可以通過語音報警電路和GSM模塊發(fā)出報警以提醒駕駛員不要產(chǎn)生酒駕行為。該監(jiān)測系統(tǒng)不僅能夠?qū)崟r地自動顯示計算出車輛司機駕車的酒精濃度值，還能夠具有實時的語音、短信等多種報警信息功能。2.1.2系統(tǒng)總體方案通過在大學(xué)四年中所學(xué)的單片機原理及其應(yīng)用知識以及在校時間里學(xué)習(xí)到的一些傳感器和控制等技術(shù)去設(shè)計一個防酒駕系統(tǒng)。智能防酒駕設(shè)計的意義是防止酒后駕車造成的安全事故，保證交通的正常運行，旨在保護社會的安定發(fā)展。設(shè)計出一個基于單片機的智能防酒駕系統(tǒng)，通過MQ-3型酒精濃度傳感器來檢測駕駛員準備駕駛時的酒精濃度。從而確定如果駕駛室中的酒精濃度高于安全飲酒標準，則可以通過硬件和電路處理來實現(xiàn)酒精濃度的顯示?；谶@種情況,本次設(shè)計將采用LCD液晶顯示器，需要考慮設(shè)計一種報警控制系統(tǒng),能夠在汽車駕駛員準備酒后駕車時,發(fā)出語音報警和短信報警。當(dāng)酒精濃度高于標準值時，酒精濃度傳感器得到信號之后,能夠自動地顯示酒精濃度以及發(fā)送語音信號來實現(xiàn)提醒駕駛員已經(jīng)完全達到酒后駕駛的標準,并且還會通過GSM模塊發(fā)出短信提醒駕駛員,基于上述設(shè)計理念設(shè)計而成的智能防酒駕系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)如下圖2.1所示:GSM模塊C51單片機氣體檢測GSM模塊C51單片機氣體檢測LCD顯示模塊語音報警繼電器控制2.2系統(tǒng)元器件選型結(jié)構(gòu)2.2.1酒精傳感器酒精傳感器的工作原理:通過檢測被檢測者呼吸產(chǎn)生的氣體進行測量。如果駕駛員呼吸產(chǎn)生的氣體中的酒精濃度越大時,得到的信號也就會變大。目前，酒精傳感器已經(jīng)成熟。而其中比較成熟的幾個傳感器包括了電化學(xué)酒精傳感器和半導(dǎo)體酒精傳感器以及催化燃燒酒精傳感器等。因此如何正確的使用半導(dǎo)體酒精傳感器，用其制造出駕駛員和執(zhí)法機構(gòu)使用的酒精檢測儀已經(jīng)成為第一選擇,本次的設(shè)計所需器件將選用MQ-3酒精傳感器。MQ-3氣體傳感器對酒精有著很好的響應(yīng),并且擁有著耐汽油、煙、水蒸氣和其他物質(zhì)的性質(zhì)。這種傳感器能夠?qū)崟r地檢測出多種酒精濃度和不同品質(zhì)的氣體,這也是特別適用于本次設(shè)計的低費用傳感器。圖2.2MQ-3傳感器的外觀和結(jié)構(gòu)形式2.2.2單片機STC89C52具有8K每字節(jié)指示閃爍程序設(shè)計，是便攜、低電壓讀取專用數(shù)據(jù)存儲器，超微型處理器，能自動清除高性能SCOMOS8，被稱為“超級單片機”。該存儲設(shè)備采用tmel設(shè)計，生產(chǎn)出高密度、實用的存儲元件，符合生產(chǎn)廠家的工業(yè)技術(shù)標準，也可以使用tmcs-51指令集及其進口管理引腳，符合工業(yè)應(yīng)用標準。2.2.3模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片圖2.3ADC0832引腳圖在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，可以把溫度、壓力、流量以及速度等測量結(jié)果轉(zhuǎn)換成模擬信號。在系統(tǒng)中，需要先將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再用微計算機軟件處理這些模擬信號。這個裝置就稱為A/D轉(zhuǎn)換器（ADC）。選用了8位分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器0832、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片、工作頻率250KHZ，轉(zhuǎn)換時間32μS、輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容、5V電源供電時輸入電壓在0~5V之間；特點是兼容性好，性價比高，應(yīng)用廣泛2.2.4串口選用HSC009是一個獨立的能夠提供音頻串口解碼功能的音頻mp3芯片,完美地直接集成了針對mp3、wav的硬硬件編譯和數(shù)字解碼。同時使用該軟件還保證可以同時支持ssspis等驅(qū)動,支持XPWIN7WIN8WIN10/OS/IOS/Android文件系統(tǒng)下載(幾乎所有系統(tǒng))。通過一個簡單的命令，很容易播放自己喜歡的音樂,以及怎樣播放自己喜歡的音樂等多種功能,而且不必再進行繁瑣的基礎(chǔ)設(shè)備操作,此款芯片相較于其他同類型芯片更加穩(wěn)定可靠。另外這種芯片還是專門針對語音應(yīng)用領(lǐng)域研究和開發(fā)的低成本解決方案。2.2.5稱重傳感器HX711采用了美國海芯電子科技,是一種專為高標準精度商用電子秤而精心開發(fā)和設(shè)計制造的24位高頻A/D信號轉(zhuǎn)換器集成芯片。集成度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強等是它對比同類型芯片最大的優(yōu)點。降低了各種商用電子秤的整個總體系統(tǒng)運行管理成本,增加了整個系統(tǒng)的整體運行管理性能及可靠性的程度。引腳圖如圖2.5所示。圖2.5HX711引腳圖三、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計3.1單片機最小系統(tǒng)單片機正常運行的最底層硬件是單片機最小系統(tǒng)。單片機的最小控制系統(tǒng)通常由工作電源,震蕩時鐘電路以及復(fù)位電路組成。3.1.1復(fù)位電路復(fù)位電路如圖3.1所示：圖3.1復(fù)位電路MCU的初始化程序被稱為復(fù)位程序，主要功能之一是將PC機初始化為000h。使MCU的執(zhí)行者和控制單元可以執(zhí)行一個000h的程序，如果系統(tǒng)因為程序錯誤而進入死機狀態(tài)，則必須再次按復(fù)位鍵重新啟動。RST是脈沖復(fù)位振蕩信號的有效輸入脈沖端。復(fù)位振蕩信號的高電平,其有效振蕩時一般應(yīng)用于持續(xù)24個復(fù)位振動機器脈沖振蕩周期(兩個振動機器脈沖周期)以上。通常為了能夠確保這種應(yīng)用中的系統(tǒng)引腳能夠可靠的同時進行多路復(fù)位,在這種應(yīng)用情況下的多路復(fù)位控制電路中,若使單片機進行自動循環(huán)式復(fù)位，必須保持引腳上的RST保持一定的復(fù)位高電平。例如,當(dāng)引腳的RST由一個高電平穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換上升到低穩(wěn)壓電平時,單片硅引擎自行啟動一個新的重置用戶狀態(tài)，并從應(yīng)用程序中000h的存儲地址開始,然后再次啟動執(zhí)行一個復(fù)位用戶程序。3.1.2時鐘電路時鐘電路如圖3.2所示：圖3.2時鐘電路圖時鐘同步電路主要就是用于信號傳輸和控制產(chǎn)生，用于單片機的一個時鐘同步信號,為了能夠確保同步時鐘工作時序模式的工作可以實現(xiàn),單片機內(nèi)部系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)有一個同步時鐘信號控制電路。3.2酒精濃度采集電路下圖3.3是酒精采集電路：圖3.3酒精濃度的采集電路通過MQ-3酒精濃度傳感器,把被檢測目標的酒精含量濃度通過檢測計算出來，將模擬信號傳輸出到ADC0832的ADCH0引腳輸出端口,然后將得到的酒精含量濃度通過一個單片機內(nèi)部的模/數(shù)轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,再由該數(shù)字系統(tǒng)中對測得的酒精含量濃度進行數(shù)據(jù)分析和計算處理。3.3液晶顯示器下圖3.4是酒精濃度液晶顯示器：圖3.4液晶顯示器液晶顯示器的引腳RS、RW、EN分別連接到一臺大型單片機的引腳，例如P13、P14、P15/MOSI。顯示屏的引腳例如DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7分別是連接到MCU上，例如P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7,酒精藥物濃度顯示傳感器是將采集分析得到的各種類型酒精藥物濃度經(jīng)由一臺單片機的射頻信號優(yōu)化處理后在LCD顯示屏上自動呈現(xiàn)顯示出來。3.4語音報警電路下圖3.5是語音報警電路原理圖：圖3.5語音報警電路圖當(dāng)駕駛員開始準備駕車時,當(dāng)司機未飲酒時，系統(tǒng)未檢測出酒精濃度,單片機的引腳OUT-和OUT+為高電平,蜂鳴器也不會發(fā)出任何聲音,當(dāng)司機飲酒后,檢測到酒精濃度已經(jīng)超標,單片機的引腳OUT-和OUT+為低電平,語音報警電路中的蜂鳴器就會自動發(fā)出一個語音提示,以提醒駕駛員酒精濃度超標。3.5繼電器控制電路下圖3.6是繼電器的控制電路：圖3.6繼電器控制電路正常的駕駛情況時,司機進入駕駛室前未飲酒,未檢測到酒精濃度,單片機的P32/INT0輸出也是低電平控制，控制中的繼電器閉合,汽車也就這樣可以正常地進行,如果司機飲酒之后進入駕駛室，系統(tǒng)將根據(jù)測試結(jié)果，若檢測到酒精濃度超標時，單片機的引腳P32/INT0輸出將為高電平。控制中的繼電器打開,以對駕駛員進行報警。3.6壓力傳感器下圖是壓力傳感器圖3.7圖3.7壓力傳感器通過HX711來判斷駕駛員是否已經(jīng)已經(jīng)坐在駕駛座上并準備駕車。當(dāng)壓力傳感器收到信號傳入到單片機STC89C52的引腳P16/MISO和P17/SCK上，若壓力傳感器檢測到壓力認為有駕駛員駕車,系統(tǒng)則開始檢測酒精濃度，然后將檢測結(jié)果顯示在液晶屏上；若未檢測出壓力則液晶屏上不會顯示。3.7按鍵電路圖3.8按鍵電路圖按鍵電路是最常見的輸入方式。按鍵電路有最常見的兩個連接方法，分別為一對一直線連接與采用動態(tài)掃描的矩陣式連接方法。本次所應(yīng)用到的是一對一的直線連接。按鍵在按下和彈起時電平都會自動產(chǎn)生，按下時電平可以生成一個低電平,彈起時電平可以生成一個新的高電平,電平上的信號可以經(jīng)由與主控單片機的引腳進行連接后自動發(fā)出,當(dāng)單片機自動接收和控制后便可直接進行信號處理。如圖3.8所示，電路共采用了三個獨立按鍵，按其功能分別是:KEYl在按鍵電路中為減鍵，KEY2在按鍵電路中為加鍵，KEY3在按鍵電路中為設(shè)置鍵，其旨在調(diào)整報警上限的功能。3.8GSM模塊下圖是GSM模塊電路圖3.9圖3.9GSM模塊電路圖若系統(tǒng)檢測出駕駛員的酒精濃度已達到酒駕的標準，則GSM模塊對手機發(fā)出短信以提醒駕駛員達到了酒駕的標準，為了防止駕駛員酒后駕車造成嚴重的交通事故。3.9系統(tǒng)總電路下圖是系統(tǒng)總電路圖3.10圖3.10系統(tǒng)總電路圖工作原理：模擬在駕駛座上設(shè)置一個壓力傳感器,當(dāng)有駕駛員坐上后,壓力傳感器檢測到壓力認為有駕駛員駕車,模塊才開始檢測酒精濃度并在液晶屏上顯示出來（mg/100mL或者ppm顯示,不要百分比顯示)。駕駛員呼出氣體的酒精濃度超過了設(shè)定濃度閾值(酒精濃度閾值可以按鍵加減控制,報警濃度閾值也可以進行掉電儲存)后,蜂鳴器發(fā)出聲響,GSM模塊發(fā)出短信,并能對汽車進行一次語音提示(如果酒精濃度超標,請不要進行酒駕之類),繼電器停止動作,接著繼電器觸點上的設(shè)備鎖住了汽車的發(fā)動機,停止了汽車運行,并通過GSM模塊,發(fā)送了警告消息。("你好,車牌號為xx(例:贛a8408)的一輛車如果發(fā)生了酒駕行為,請及時予以勸阻,從而防止風(fēng)險事故的發(fā)生!")到設(shè)定手機號(可在萬用板上按鍵設(shè)置手機號)上。系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1編程語言的介紹C語言是一種十分方便簡單的軟件，在市場上得到了廣泛的支持和應(yīng)用,硬件的開發(fā)基本都需要C語言進行編程,例如各種類型的單片機、DSP、ARM等。將單片機的C語言編程和匯編ASM-51編程語言作對比,具有以下優(yōu)點:(1)如果我們直接可以不對一臺單片機的指令系統(tǒng)語言進行任何新的預(yù)習(xí)和深入了解,就直接可以使用諸如C-ROM等等語言軟件來自行編寫一個新的命令系統(tǒng)來執(zhí)行操作一臺新的單片機。(2)與匯編語言不同，寄存器的分配、不同存儲器的尋址和數(shù)據(jù)類型這些知識完全不需要涉及到，由編譯器自動管理。(3)一個程序具有規(guī)范的結(jié)構(gòu),分成了不同的函數(shù),函數(shù)之間相互之間進行調(diào)用,可使整個程序的結(jié)構(gòu)化。(4)該數(shù)據(jù)庫中所有軟件包含的各種標準化數(shù)據(jù)子程序,都主要是由于具有較強的數(shù)據(jù)處理分析功能,用時直接可以進行數(shù)據(jù)調(diào)用,使用方便。(5)它們具有方便的應(yīng)用和模塊化編程技術(shù),可以讓已經(jīng)被編好的程序轉(zhuǎn)換為數(shù)值進行使用。因為此次的設(shè)計關(guān)于全部工作時間的測量和計算全部由單片機內(nèi)部的定時器控制來完成,這樣就會使得測量的精度很高,雖然對于溫度的傳感器在數(shù)據(jù)的閱讀和輸入上要求時間精度也很高,但是已經(jīng)有很多測量精度高的C程序被普遍應(yīng)用,故我們即便可直接從單片機中借用,也希望能夠真正做到準確地對于溫度進行讀取,所以此次的設(shè)計采用了C語言進行編程,這樣既對于自己而言也大大地降低了困難,也讓我們將公式化的概念和方法在設(shè)計過程中所需要體現(xiàn)出來并通過淺顯易懂地實現(xiàn)。4.2程序設(shè)計思路這個軟件程序的設(shè)計涉及到多個軟件程序的數(shù)量。最終選擇了這種編程方式。模塊化的編程結(jié)構(gòu)使整個程序設(shè)計更清晰、更容易掌握，還使以后的程序維護和修改更加方便快捷，酒精傳感器采集是軟件的主要應(yīng)用程序，通過液晶顯示屏采集顯示程序，包括語音報警程序和繼電器控制驅(qū)動器。控制繼電器的動作為單片機的主要功能之一。酒精數(shù)據(jù)采集與處理程序是將繼電器接收到的模擬數(shù)據(jù)通過A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再將數(shù)字信號輸入單片機。其中一部分信號會被發(fā)送到液晶顯示器，根據(jù)顯示器所顯示的濃度大小判斷，如果酒精濃度超過標準值，蜂鳴器會發(fā)出報警，GSM模塊會向司機發(fā)送一條短消息，提醒司機不要再開車，并控制繼電器動作。4.3主程序設(shè)計根據(jù)上述的設(shè)計思路，主程序的流程圖如下圖4.1所示:圖4.1程序流程圖使用單片機內(nèi)部AD采集酒精濃度，單片機的模擬通道0用來檢測酒精濃度的模擬量，單片機首先啟動AD采集，等待轉(zhuǎn)換結(jié)束。當(dāng)查詢到標志位被設(shè)置為1時,轉(zhuǎn)換開始,可以直接讀取AD數(shù)據(jù)。比較酒精濃度的變換數(shù)字信號和過量酒精濃度的標準值,若超標，則酒精濃度的數(shù)字信號小于酒精濃度的標定值,繼電器開始動作,先驅(qū)動一個繼電器、起始發(fā)射機,接下來，繼續(xù)收集酒精濃度傳感器的數(shù)據(jù)。如果傳感器大于酒精濃度的標定值，則停止繼電器的工作并繼續(xù)收集傳感器的信號輸入。讀取數(shù)據(jù)后再將其送入數(shù)據(jù)存儲單元，經(jīng)單片機處理后，將單元電壓值轉(zhuǎn)換為酒精濃度值。用LCD數(shù)碼顯示管顯示。系統(tǒng)正常工作時,首行定時器初始化,AD初始化,即將上次采集中所存儲的酒精濃度數(shù)據(jù)全部清除,用來存放當(dāng)前需要處理和存儲的酒精濃度數(shù)據(jù),當(dāng)時間長度大于或者等于300ms,進行一次定時器AD采集,通過采集的酒精濃度值,顯示在LCD數(shù)碼的顯示管上,并將該樣本中酒精濃度的平均值與其他超標酒精濃度的平均值計算進行比較,如果濃度大于或等于所設(shè)定的酒精濃度超標值,單片機引腳P31/TXD控制的蜂語音電路則會發(fā)出語音報警，同時控制的GSM模塊也會同時對手機發(fā)出短信提醒，同時P32/INT0腳控制繼電器動作來達到強制控制汽車啟動防酒駕的目的。采集多次酒精數(shù)據(jù)，計算它們的平均值，作為其準確的濃度值，當(dāng)系統(tǒng)檢測到酒精濃度大于或者等于10mg/100ml超標時，蜂鳴器發(fā)出報警，同事GSM模塊發(fā)出短信報警。4.4A/D轉(zhuǎn)換模塊軟件流程ADC0832的頻率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換寬度一般大約為8位,數(shù)據(jù)最快的頻率轉(zhuǎn)換執(zhí)行時間大致為32μs,其他的頻率轉(zhuǎn)換范圍一般為250khz。ADC0832轉(zhuǎn)換器將從CHO端口信號輸出的數(shù)模信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的00H-FFH模擬量,然后將相應(yīng)量對應(yīng)的文字數(shù)值信號保存在一個內(nèi)部數(shù)據(jù)單元中。程序框圖如圖4-2所示圖4.2A/D模塊轉(zhuǎn)換流程圖4.5語音報警電路設(shè)計當(dāng)輸入端P31TXD變成一個低電平,有電流經(jīng)過HCS-009時,蜂鳴器就會發(fā)出語音報警。而當(dāng)輸入端變成高電平的情況下就不進行報警。其程序圖如圖4-3所示。圖4.3語音報警電路流程圖4.6按鍵電路流程設(shè)計按鍵電路流程設(shè)計圖如圖4.4所示，程序運行以后可以自行增加或減小酒精濃度最大值，也可直接設(shè)置標準酒精濃度最大值。圖4.4按鍵電路設(shè)計4.7液晶顯示流程設(shè)計本工藝設(shè)計主要選用1602LCD液晶顯示屏,液晶顯示的流程及設(shè)計框圖如圖4.5所示,1602液晶顯示器輸出數(shù)據(jù)的工作流程框圖如下:開始運行,1602液晶顯示器的初始化操作在初始化后開始編譯程序，等待信號采集，收斂到寄存器地址，其中在數(shù)據(jù)采集后寫入部分顯示指令和字符，然后經(jīng)由單片機進行操作。該系統(tǒng)把采集得到的數(shù)據(jù)進行傳輸給了液晶顯示儀。信息在傳輸工作完成后,液晶顯示器從電視機上讀取了地址并重新顯示了出來,最后進行了返回。圖4.5液晶顯示流程圖4.8驅(qū)動電路流程設(shè)計繼電器控制模塊流程如圖4.6所示，繼電器控制模塊通過程序I/O口輸出的高低平“1”或低電平“0”，來控制繼電器的開與關(guān)，同時實現(xiàn)對防酒駕系統(tǒng)工作狀態(tài)的控制。圖4.6驅(qū)動電路流程圖4.9GSM模塊流程設(shè)計當(dāng)輸入端P31/TXD為低電平時，GSM模塊和語音報警電路同時開始工作，GSM模塊流程設(shè)計如圖4.7所示。操作如下：GSM模塊開始初始化操作，初始化后由AT設(shè)置中文短信模式，之后AT設(shè)置使用GSM字符，然后再設(shè)置接收短信的手機號碼，設(shè)置完成后串口輸出配置，短信發(fā)送，判斷短信是否發(fā)送完畢，是則發(fā)送結(jié)束，否則返回初始化。圖4.7GSM模塊流程設(shè)計4.10程序編譯Keil是MCS-51系列宏處理器的研究、設(shè)計和生產(chǎn)中最流行的開發(fā)軟件，是MCS-51系列宏處理器開發(fā)中最流行的軟件。這一點我們認為可以由近年來各種專業(yè)仿真測試設(shè)備軟件制造廠商給予全力支持作為Keil的開發(fā)軟件。對于許多需要學(xué)習(xí)51系列單片機開發(fā)的人來說，掌握這個編程軟件的實際應(yīng)用無疑是非常重要的，如果想要直接使用這種C語言直接進行軟件編程,那么Keil軟件就是必須熟練使用的,即使不一定需要直接采用這種c語言也可進行軟件編程，而只不過需要換成一種匯編語言,其方便實用的編程軟件并行集成開發(fā)環(huán)境、功能強大的編程軟件并行仿真和程序調(diào)試處理工具也將會有助于我們不斷提高效率。五、系統(tǒng)功能調(diào)試5.1仿真軟件簡介仿真開發(fā)軟件介紹Proteus軟件是由一家英國labcenterelectronics公司進行自主開發(fā)研制設(shè)計開發(fā)的基于eda仿真工具箱的仿真開發(fā)軟件,可以輕松地幫您完成從通用單片機的基本原理設(shè)計示意圖再到布局軟件設(shè)計、pcb的軟件設(shè)計、再到編程代碼的設(shè)計調(diào)試再開發(fā)直至對通用單片機與外圍通用電路仿真進行系統(tǒng)設(shè)計仿真,真正地使您達到了從設(shè)計基本概念融入設(shè)計中再到實現(xiàn)最終產(chǎn)品的功能完整化系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)要求,其主要產(chǎn)品支持的通用處理器虛擬模型分別有8051、pic、hc11、avr、8086、arm、和cemsp430,在2010年又重新設(shè)計添加了具有cortex和cedsp兩個系列的通用計算機處理器虛擬模型,并一直在持續(xù)增加其他系列處理器。isise本軟件主要是利用proteus實時進行模擬電路仿真分析和對電路實物元件進行電路仿真的一個大型綜合性應(yīng)用軟件,操作于如owindows等各種應(yīng)用程序上,可以實時進行電路仿真、分析(spice)各類應(yīng)用模擬電路元器件和應(yīng)用集成電路,該軟件具有以下特點:①其中，單片機軟件仿真與Spice芯片設(shè)計硬件仿真相結(jié)合。單片機及其外圍電路自動仿真、RS232動態(tài)電路仿真、SPI自動調(diào)試、鍵盤自動掃描、LCDE系統(tǒng)自動仿真；各類信號虛擬儀器仿真儀器，如信號筒倉、信號濾波發(fā)生器、邏輯信號分析儀等。②系統(tǒng)仿真支持多種單片機，其包括：68000系列、8051系列、PIC12系列、AVR系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列及各種外圍芯片。③它們還分別具備了進行軟件編程調(diào)試的重要作用。在用戶進行各種調(diào)試應(yīng)用過程中它既不僅具有了支持全速、單級、斷點時間設(shè)置等調(diào)試功能，同時允許調(diào)試用戶隨時隨地觀察和查看調(diào)試變量、寄存器等調(diào)試狀態(tài)。允許調(diào)試用戶隨時支持第三方編譯的調(diào)試應(yīng)用程序。例如Keil、wave6000等。④具備強大的原理圖繪制平臺?？傊?，該軟件對單片機學(xué)習(xí)者和愛好者做系統(tǒng)仿真是一個很好的軟件，功能極其強大。在Protues當(dāng)中我們畫出了一個完整的電路原理框圖后,把所有已經(jīng)被編譯過的目標源代碼文件放到這里:*.hex加入到一個硬件電路中,就是我們可以從Protues的電路原理框圖中查找到這個模擬現(xiàn)象實物的正常運行和工作的全過程。Protues是從事單片機實際研究和開發(fā)的領(lǐng)域內(nèi)最早先進的助手，但與傳統(tǒng)單片機的實驗軟硬件有高度的對應(yīng)關(guān)系。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展"計算機仿真技術(shù)"己經(jīng)成為許多建筑設(shè)計單位重要的前期設(shè)計技術(shù)。它具備了設(shè)計的靈活,結(jié)果、流程的完整和統(tǒng)一等特點。Protues不僅可以縮短建筑設(shè)計時間，降低成本，還可以降低建設(shè)項目的成本風(fēng)險。我們相信Protues在單芯片微機的研發(fā)中應(yīng)用得越來越廣泛。實現(xiàn)Protues與KeilC的接口步驟如下:(1)在系統(tǒng)中安裝Protues與Keilc并同時下載vdmagdi.exe的應(yīng)用程序;(2)用戶點擊右鍵進入菜單ProtuesISIS,選擇“其他調(diào)試選項”；使用菜單“遠程調(diào)試監(jiān)視器”(3)集成步驟從KeilCμVision3集成軟件開發(fā)環(huán)境開始，創(chuàng)建新的集成項目，選擇適合集成項目用戶的單機集成產(chǎn)品類型和硬件模型，然后添加KeilC源程序。選擇目標的“項目選項”菜單項，或單擊工具欄上的“選項卡”菜單，然后選擇“目標選項”菜單按鈕。在下面的菜單中選擇“調(diào)試”選項。從使用菜單欄中選擇Protues-VSM-Simulator，然后選中其中一個使用復(fù)選框，即在使用前選擇一個黑色圓圈，顯示為空的小圓圈和黑色文本節(jié)點。點擊此處的設(shè)置按鈕，可以設(shè)置新的無線通信網(wǎng)絡(luò)接口和主機文本，您可以在窗口中直接輸入“127.0.1”。如果不是現(xiàn)有計算機，您可以在此處直接輸入現(xiàn)有計算機的另一個IP網(wǎng)站的地址，然后在輸入端口的文本框中再次輸入“8000”。設(shè)置生成完畢以后的您只需再次單擊一個ok按鈕。最后把整個系統(tǒng)工程方案進行了系統(tǒng)編譯,進入系統(tǒng)調(diào)試運行階段,并全部投入正常系統(tǒng)運行。此后，便可實現(xiàn)KeilC與Protues連接調(diào)試。5.2系統(tǒng)仿真本次的設(shè)計實驗中我們采用了能夠?qū)⒂布娐放c軟件編程相互組成的Protues軟件。把已經(jīng)編譯好的應(yīng)用程序文件直接寫入單片機中,進行綜合仿真。由于Protues的元器件庫中沒有MQ-3酒精傳感器這個元器件,所以在這次設(shè)計仿真中我們采用電位器來代替該傳感器。通過調(diào)節(jié)電位器來代替酒精濃度值的的變化。另外還有Protues沒有一臺電機,在仿真和設(shè)計中我們可以采用一個繼電器來代替一臺電機,通過對繼電器進行控制來表示所需要的電機,達到了強制酒后駕駛的作用。我們通過調(diào)節(jié)電位器來表示酒精濃度的變化。當(dāng)電位器的值較小時，表示酒精濃度沒有超標，當(dāng)電位器的值較大時，表示酒精濃度超標。當(dāng)酒精濃度沒有超標時，仿真結(jié)果如下圖所示：圖5.2酒精濃度未超標時仿真圖仿真結(jié)果表明當(dāng)一輛司機體內(nèi)的酒精濃度未能完全超標時,即酒精濃度<10mg/100ml時,LCD液晶顯示器將自動顯示該酒精濃度的平均值,報警電路中的蜂鳴器不會產(chǎn)生聲音,GSM模塊也不會發(fā)出,并且隨著控制繼電器的閉合,汽車仍然可以正常行駛,其仿真結(jié)果和設(shè)計相符合。（2）當(dāng)酒精濃度超標時，仿真結(jié)果如下圖5.3所示：圖5.3酒精濃度超標時仿真圖仿真結(jié)果顯示當(dāng)一個司機體內(nèi)的酒精濃度超標時,即酒精濃度>10mg/100ml時,顯示電路中的一個LCD液晶顯示器將自動顯示該酒精的濃度,報警電路中的一個蜂鳴器自動響應(yīng)報警,GSM模塊發(fā)出短信，以達到防止酒后駕車的行為，其仿真結(jié)果和設(shè)計相符合。結(jié)論本次設(shè)計主要以單片機為控制中心,來達到強制防止酒