一种防酒驾和防疲劳功能的汽车安全系统设计—朱正清 28
3.2.3 蜂鸣器报警电路
图3-37 蜂鸣器报警电路图
本设计除了利用继电器驱动电路来模拟汽车点火过程，还加设有蜂鸣器报警电路，该电路的实际效果是，当车内酒精浓度超出阈值或者驾驶员处于疲劳状态驾驶时，蜂鸣器都会予以报警提醒。
蜂鸣器报警电路包含的元器件有一个或门、一个有源蜂鸣器、一个PNP三极管以及一个1K的电阻。
其工作原理是：或门的一个输入端接防止疲劳驾驶部分的信号，另一个输入端接防止酒后驾驶的部分。当车内酒精浓度超出阈值或者驾驶员处于疲劳状态驾驶时，或门输出一个高电平，IN9013三极管导通，蜂鸣器开始报警。反之，当车内酒精浓度未超出阈值或者驾驶员未处于疲劳状态驾驶时，三极管不工作，蜂鸣器不报警。
3.2.3 控制启动系统处于工作状态部分
控制启动系统处于工作状态部分其现实意义在于，当车门关上，且检测到驾驶员已经在座位上时，汽车确定可以尝试去点火进行下一个步骤。
图3-38 控制启动系统处于工作状态部分电路图
3.2.3.1 霍尔传感器电路
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图3-39 霍尔传感器电路图
霍尔传感器电路包含的元器件有：两个OH137霍尔传感器、2个820Ω电阻、2个22pF电容、一个CD4001。
在实际应用中，两片霍尔传感器分别安装在汽车的两个前门门框上面，在车门的合适位置安装有磁性材料。当门打开时，磁性材料就会远离霍尔传感器，此时霍尔传感器3引脚输出一个高电平，反之，当门关上时，磁性材料就会靠近霍尔传感器，此时霍尔传感器3引脚输出一个低电平。因为这两个霍尔传感器的3引脚和CD4001（或非门）输入端相连，所以当两者输出为低电平时，CD4001接收到低电平输出高电平。
3.2.3.2 控制启动系统处于工作状态部分逻辑门电路
图3-40 控制启动系统处于工作状态部分逻辑门电路图
3.2.4 防止疲劳驾驶部分
图3-41 防止疲劳驾驶电路图
3.2.4.1 TTP23数字触摸传感器模块在方向盘上的布局
图3-42 布局图 3.2.5 防止酒后驾驶部分
图3-43 防止酒后驾驶部分电路图
3.2.6 电源开关电路设计
该电路主要用到了电源接线端子和SS12D07拨动开关，通过拨动开关控制电源。
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图3-44 电源开关设计电路图
3.3 系统的硬件电路设计
图3-45 硬件电路总图
图3-46 硬件实物总图
图3-47 面包板实物图
图3-48 第一块焊接板实物图
图3-49 第二块焊接板实物图
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4 系统软件设计
4.1 软件开发工具
本次设计采用了C语言编程，用到的软件开发工具是Keil C51 μVision2。其基本的操作步骤包括：创建项目，建立目标文件，进行编译等过程。
图4-1 keil界面图
4.2 程序流程
软件设计采用了C语言编程和keil软件开发工具，将整个系统各功能进行模块化处理，其中各模块具有分工明确等特点。主函数只需要调用相应的模块程序，此外，还可以进行独立的修改和编写。模块化以后，主程序思路清晰便于理解，也方便以后对模块的整合和对功能的扩展。考虑到在设计过程中将系统软件编程分为：防止疲劳驾驶部分和防止酒后驾驶部分，故在完成流程图时需从这两方面着手。
4.2.1 防止酒后驾驶程序流程设计
4.2.1.1 主程序流程图设计
该部分主要使用C语言的编写和运用了结构程序模块化设计方法利用，A/D转换、外部中断等子程序模块实现其功能。
图4-2 主程序流程图
4.2.1.2 A/D转换流程图设计
图4-3 A/D转换流程图
4.2.1.3 LCD显示流程图设计
图4-4 LCD显示流程图
4.2.1.4 酒精浓度阈值设定流程图设计
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图4-5 酒精浓度阈值设定流程图
4.2.1.5 蜂鸣器、继电器驱动电路流程图设计
图4-6 蜂鸣器、继电器驱动电路流程图
4.2.2 防止疲劳驾驶程序流程设计
该部分只需要检测触摸时间差值来判断是否超于阈值，同时用按键来设定时间阈值。
图4-7 防止疲劳驾驶部分主程序流程图
4.2.3 控制启动系统处于工作状态部分
图4-8 控制启动系统处于工作状态部分主程序流程图