基于PIC16F877呼气式酒精测试仪的设计

　　近年来，酒后驾车的司机越来越多，造成不少意外伤亡。在公路交通例行检查或处理违章时，最简单可行的方法是检测驾驶人员呼气中的酒精浓度〕如果被测者深吸气后以中等力度呼出气体达3s以上，则他呼出的气体就是来自肺部深处的气体。呼气中的酒精含量与血液中的酒精含量有如下关系:BAC(mg/L)=BrAC(mg/L)X2200，BAC(blood alcoholcomentration)为血液酒精浓度，BrAC ( breath alcoholconcentration )为呼气酒精浓度，mg/L是毫克每升，为每升血液里酒精浓度值。血液里的酒精浓度值与呼出气体里的酒精浓度具有固定的比例关系，它为所有呼气酒精测试仪的设计提供了理论依据

　　1燃料电池酒精传感器的原理和特点

　　燃料电池利用化学反应，直接把进人其内部的可燃气体转变成电能输出，在其两个电极上产生电压输出〕燃料电池酒精传感器是燃料电池的一个分支，它采用贵金属白金作为电极。在燃料电池酒精传感器的燃烧室内充满着特种催化剂，这种催化剂仅能使进人燃烧室内的酒精气体充分燃烧转变为电能输出，对其它非酒精气体不产生任何反应，因而它们对输出没有任何影响:所以燃料电池酒精传感器输出电压的高低与吸人燃烧室内酒精气体的浓度成正比。

　　另外转换率受燃料电池的环境温度影响。我们可以通过检测燃料电池酒精传感器输出电压的高低来计算驾驶员呼出气体的酒精浓度值，从而得出驾驶员血液里的酒精浓度值。

　　燃料电池酒精传感器的特点:测量精度高，可测范围广。由于它只对酒精气体反应，任何其它非酒精气体测量时给结果带来的干扰都很少。另外，由于它对酒精气体及其敏感，只要把它的环境温度控制在规定的范围内(有利于能量转换)，即使是酒精浓度很低的气体也能在其两极产生微弱的电压输出。设计时，一定要考虑燃料电池酒精传感器的测温和加热电路。每次测量前，都要先把燃料电池的环境温度控制在理想条件下。而对于半导体酒精传感器，其阻值变化与温度以及非酒精气体的浓度都有关系，测量时只能限制而无法排除别的气体对测试结果的干扰:而且当酒精浓度过高或过低时，测试结果误差会更大。

　　2 PIC16F877微处理器简介

　　系统选用的是Microchip公司的PIC16F877微控制器，如图1所示。

　　主要考虑到它在以下方面的卓越性能。

　　(1)采用哈佛总线结构，两级流水线，数据总线和指令总线分离，且采用不同的字节宽度。

　　(2)RISC技术，PIC16F877指令集有35条指令，这不仅给指令的学习、记忆和理解带来很大好处，也给程序的设计、阅读、调试带来极大的方便，而且全部采用单字节指令，且有31条指令为单周期指令，执行速度快。