MSP430的车载酒精探测控制仪设计方案

信号调理放大电路前级采用美信公司生产的高精密运放MAX4238来实现，它具有1pA的偏置电流，2μV的偏置电压，超低温漂，良好的性能。后级放大采用常用的OP07C运算放大来实现，滤波芯片采用美信公司生产的开关电容型引脚可编程集成滤波器MAX266来实现，具有比普通RC滤波电路更优异的性能。

A/D转换采用MSP430FG4619IPZ自带的12位、最大速率为200KSPS的ADC，它的电压基准可以选择为内部基准或者外部基准，节省了外部ADC芯片，大大简化了硬件的设计，同时可以满足精度的要求，因此非常适合于本系统的设计。

3 指示灯和液晶显示电路

指示灯电路有红绿黄三个指示灯，红灯是电源指示灯，工作时亮;绿灯是检测提示灯，因为酒精探头需要一定时间加热，才能达到理想的灵敏度，加热时间到，绿灯亮，表示可以进行浓度探测;黄灯为报警指示灯,黄灯不亮，表示可以行车;当黄灯亮时，表示酒精浓度超标，不可以驾驶，同时黄灯闪烁的频率越高，酒精浓度越高。

液晶显示电路用来显示测定得到的酒精的浓度。液晶显示电路采用LCM128645ZK，这是一款低功耗的点阵图形式LCD，可以工作在3.3V供电的情况下，显示格式为128(列)×64(行)，具有多功能指令，内部带有中文字库，既可以工作于串行方式又可以工作于并行方式，很容易与16位的单片机相连。本系统中与单片机的连接采用并行工作模式，如图4所示。

图4 键盘显示和指示灯电路图

4 继电器控制电路

本电路受单片机P2.4控制，相当于开关，控制点火装置的打开和关闭、车灯的亮灭和喇叭的响与不响。是系统中非常重要的执行单元。电路简单，由于篇幅原因，这里不给出。

5 报警和键盘电路

利用蜂鸣器作为报警器，当酒精含量超标时，发出禁止行车警告音;不超标时，发出允许行车提示音。由P1.7驱动蜂鸣器来实现。

因为单片机有足够多的I/O引脚，因此系统的键盘电路采用独立式键盘，如图4所示。采用中断的方式工作，可以设定酒精探测控制仪的系统参数，比如设定的报警的酒精浓度等。

6 其他电路

JTAG接口电路用于调试程序，以及系统软件的升级。电源转换电路用于将车上的供电系统转换为单片机以及系统所用的到的芯片所需的电压。监控复位电路用于保证单片机处于良好的运行状态，防止受到干扰导致程序跑飞，比内部看门狗电路更可靠。

通过以上设计，系统前端就可以把酒精传感器检测到的酒精含量信号经单片机判断后产生相应的控制信号以控制汽车点火电路，从而实现对酒后驾车的有效控制。

软件设计

软件部分根据系统功能进行模块化编程。控制仪主程序流程图如图5所示，

图5 控制仪主程序流程图

实现酒精含量检测、酒精含量是否超标判别、酒精含量显示、声光报警等功能。系统初始化后，对酒精传感器进行加热，自动进入测量状态，然后采集酒精含量电压信号，与设定的精度浓度进行比较，如果高于这个浓度，则显示该浓度，并进行声光报警，同时切断点火电路，驾驶人员不能发动汽车;如果低于这个浓度，则显示所测的浓度，同时启动发动机。

结语

车载酒精探测仪是为预防交通事故发生情况而设计的。本文通过对各个电路功能及软件工作流程的阐述，对整个设计进行了介绍。由于本系统安装在汽车上，自动测量、智能化程度高、功耗低，对预防酒后驾车具有很好的效果，在实际应用中具有很好的推广价值。