防止酒后驾车控制器的
设计报告
一、设计任务：
酒后驾车时照成交通事故的重要原因，给人们的生命和财产都造成了巨大的损失。为防止酒后驾车，试以气敏传感器为控制元件，设计一个汽车控制器，将检测元件与汽车发动机点火装置连接在一起，当驾驶员饮酒后，传感器检测到酒精信号后，控制发动机无法启动，并给予灯光报警提示。
二、设计框图及整机概述:
防止酒后驾车控制原理图
通过上述原理图，可实现以下功能：绿灯亮，能启动发动机；若司机酗酒，有红灯亮， 无法启动发动机；若去掉或损坏气敏传感器，也将无法启动发动机。
三、各单元电路的设计方案及原理说明：
1、设计方案及原理说明
①图中QM-3为酒敏元件。若司机没喝酒，在驾驶室内合上开关S，此时酒敏元件的阻值很高，Ua为高电平， U1为低电平，U3为高电平，继电器K2线圈失电，K2-2常闭触点闭合，发光二极管D1通，发绿光，常闭触点K2-1闭合，能点火启动发动机。
②若司机酗酒，酒敏元件的阻值急剧下降，使得Ua为低电平，U1为高电平，U3为低电平，继电器K2线圈通电，K2-2常开触点闭合，发光二极管D2通，发红光，以示警告，同时常闭触点K2-1断开，无法启动发动机。
③若司机拔出酒敏元件，继电器K1线圈失电，其常开触点K1-1断开，仍然无法启动发动机。长闭触点K1-2的作用是在闭合开关S之前加热酒敏元件，保证此控制器处于准备工作的状态，防止酒敏元件还没达到工作温度，司机已经启动发动机。其中LM339是比较器，NE555为集成定时器。
2、元件说明
①酒敏元件MQ-3
图2 酒敏元件MQ-3引脚
表 1 酒敏元件MQ-3标准工作条件
特点：对乙醇蒸汽有很高的灵敏度和良好的选择性；快速的响应恢复特性；长期的寿命和可靠的稳定性；简单的驱动回路。
应用：用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测；也用于其他场所乙醇蒸汽的检测。
封装：MQ-3酒敏元件有6个针状管脚，其中4个（两个A两个B）用于信号取出，2个H脚用于提供加热电流。 ②比较器LM339
图3 比较器LM339引脚
LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较器的特点是：1）失调电压小，典型值为2mV；2）电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；3）对比较信号源的内阻限制较宽；4）共模范围很大，为0~（Ucc-1.5V）Vo；5）差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；6）输出端电位可灵活方便地选用。
LM339类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选3-15K）。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。
③集成定时器NE555 ne555是一种应用特别广泛作用很大的的集成电路，属于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。ne555的作用是用内部的定时器来构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲。
图4 NE555引脚
NE555引脚图功能配置说明：
①Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。
②Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。
③Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。
④Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。
⑤Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。
⑥Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。
⑦Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。 ⑧Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。 ④三端稳压管7809
图5 三端稳压器引脚
三端稳压器7809为3端正稳压电路，提供9V输出电压，应用范围广。内含过流、过热和过载保护电路。带散热片时，输出电流可达1A。虽然是固定稳压电路，但使用外接元件，可获得不同的电压和电流。
四、心得体会：
通过本次课程设计，让我对电路以及仪表和元件等相关知识有了更加直观的理解和认识。特别使我对气敏传感器有了更加深入的了解，在课堂上只学了传感器的一些理论知识，而未曾运用于实际，这次能有机会将气敏传感器用在防酒后驾车控制电路中，真的让我收获了很多。
当然，在这次课题设计中也遇到了很多问题，在经过我们同组同学的讨论，以及在网上查阅资料，最终还是完成了此次课题。
