基于单片机的酒精浓度测试仪
（11） ISP/IAP，在系统可编程/在在应用可编程，无需编程器/仿真器。 （12） 8通道，10位高速ADC,高速可达25万次/秒，2位PWM还可当2路D/A使用。
（13） 2通道捕获/比较单元（PWM/PCA/CCP）,也可用来再实现2个定时器或2个外部中断（支持上升沿/下降沿中断）。
（14） 4个16位定时器，兼容8051的定时器T1/T0，2路PCA实现2个定时器。 （15） 可编程时钟输出功能，T0在P3.4输出时钟，T1在P3.5输出时钟，BRT在P1.0输出时钟。
（16） 硬件看门口（WDT）。 （17） 高速SPI串行通信端口。
（18） 全双异步串行口（UART），兼容普通8051串口。
（19） 先进的指令集结构，兼容普通8051指令集，有硬件乘法/除法指令。 （20） 通用I/O口（37/40/44个），复位后为准双向口/弱上拉（普通8051 I/O口）可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不超过100mA。
3.3.2 STC12C5A16AD的引脚说明
单片机采用40引脚的双列直插封装方式。图3-7为引脚排列图，40条引脚说明如下：
1）主电源引脚Vss和Vcc
2）外接晶振引脚XTAL1和XTAL2
3）控制或与其它电源复用引脚RST，ALE和NA
4）输入/输出引脚P0.0～P0.7，P1.0～P1.7，P2.0～P2.7，P3.0～P3.7 （1）P0口（P0.0～P0.7）是一个漏极开路型准双向I/O口。在访问外部存储器时，它是分时多路转换的地址(低8位)和数据总线，在访问期间激活了内部的上拉电阻。
（2）P1口（P1.0～P1.7）是带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在EPROM编程和程序验证时，它接收低8位地址。
（3）P2口（P2.0～P2.7）是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在访问外部存储器时，它送出高8位地址。在对EFROM编程和程序验证期间，它接收高8位地址。
（4）P3口（P3.0～P3.7）是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在访问外
- 11 -
基于单片机的酒精浓度测试仪
部存储器时，它送出高8位地址。在对EFROM编程和程序验证期间，它接收高8位地址。
3.3.3 单片机系统原理图
该芯片为52内核8位单片机，内部集成了10位多路A/D转换模块，适用于常用检测电路。由STC12C5A16AD组成的单片机系统原理图如图3-8所示。图中AOUT为MQ-3传感器模块输出的检测电压信号，送入ADC7端口进行处理，DOUT为传感器模块输出的数字电平信号，该信号可以根据乙醇气体浓度直接输出报警信号，报警阈值通过模块上的电位器进行调节。
图3-8 单片机系统原理图
图3-8中，按键K2和K3为醉酒阈值调整键，其中K2为“增加”，K3为“减
- 12 -
基于单片机的酒精浓度测试仪
小”按键。L2和L3为报警指示灯，分别可以进行酒后和醉酒两级报警。
3.4、显示电路
1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线。主要功能有：40通道点阵LCD驱动；可选择当作行驱动或列驱动；输出能产生20×2个LCD驱动波形输入接受控制器送出的串行数据和控制信号，偏压；通过单片机控制将所测的频率信号读书显示出来。
3.4.1 LCD1602显示模块技术参数
(1) 显示容量：16×2个字符； (2) 芯片工作电压：4.5～5.5V； (3) 最佳工作电压：5.0V； (4) 最佳工作电流：2.0Mv； (5) 字符尺寸：2.95×4.35mm。
3.4.2 LCD1602显示模块功能
LCD1602显示模块具体功能可见表3-9。
表3-9 LCD1602引脚，符号功能说明
引脚 GND VDD VO 标号 1 2 3 状态 接地 电源（5V） 液晶显示偏压信号，液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度） RS 4 输入 寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。 R/W
说明 5 输入 读/写信号，高电平1时进行读操作，低电平0时进- 13 - 基于单片机的酒精浓度测试仪
行写操作 E 6 输入 三态 输入 输入 使能信号，下降沿使能，下降沿能触发锁存数据 数据总线，进行数据输出 背光电源（5V） 背光接地 DB0～DB7 7～14 BLA BLK
15 16 3.4.3 LCD1602显示器工作原理
LCD1602有11个控制指令，见表3-10。其中，DDRAM：显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码；CGROM：字符发生存储器；CGRAM：用户自定义的字符图形RAM。
表3-10 LCD1602控制指令表
指令 清屏 归位 输入方式设置 显示开关控制 光标、画面位移 功能设置 CGRAM地址设置 DDRAM地址设置 读BF和AC值 写数据 读数据 清DDRAM和AC值 AC=0，光标、画面回HOME位 设置光标、画面移动方式 设置显示、光标及闪烁开、关 光标、画面移动，不影响DDRAM 工作方式设置（初始化指令） 设置CGRAM地址。A5～A0=0～3FH DDRAM地址设置 读忙标志BF和和地址计数器AC值 数据写入DDRAM或CGRAM 从DDRAM或CGRAM数据读出 功能
1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”，具体寄存器的选择控制表3-11有操作说明。
因为LCD1602识别的是ASCII码，试验可以用ASCII码直接赋值，在单片
- 14 -
基于单片机的酒精浓度测试仪
机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如'A’。
表3-11 LCD1602寄存器选择控制表
RS 0 0 0 1 R/W 操作说明 写入指令寄存器（清除屏等） 忙标志以及读取位址计数（DB0～DB6）值 1 1 0 1 写入数据寄存器（显示各字型等） 从数据寄存器读取数据 与单片机接口电路如图3-12所示。其中J2的3脚为背光引脚，R9和R10电阻用于调节背光亮度。J2的4、5、6引脚分别接液晶的RS、E/W和E控制引脚，J2的7—14引脚为数据引脚。
图3-12 LCD与单片机接口电路
3.5 阈值存储
醉酒阈值存储在EEPROM芯片AT24C04中，并可以通过 “增加”、“减少”按键调节并保存。AT24C04是IIC接口的EEPROM芯片，可以用于掉电不易失数据的存储。其电路如图3-13所示。图中A0、A1和A2为芯片的地址引脚，一般接地即可。SCL和SDA为AT24C04和单片机IIC通信的时钟线和数据线。
- 15 -