技術(shù)干貨 | 基于晶華微SD8114便攜式酒精測試儀方案

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01·概述

便攜式酒精含量測試儀是專用于測試人體呼出氣體中酒精含量的儀器，可進(jìn)行自身快速排查，幫助預(yù)判是否處于醉酒狀態(tài)，給以酒駕或是醉駕警示。

便攜式酒精測試儀的基本功能：按開機”Di”一聲顯示預(yù)熱界面進(jìn)入10秒倒數(shù)，“Di”一聲顯示吹氣界面進(jìn)入10秒倒數(shù)，顯示測試結(jié)果保持5秒，三色燈指示，蜂鳴器提醒，OFF閃爍3秒后關(guān)機。

測試結(jié)果僅供參考，不作為交警執(zhí)法憑據(jù)。

圖1 便攜式酒精測試儀

圖2 酒精濃度對照表

02·乙醇?xì)怏w測量原理

酒精測試儀采用半導(dǎo)體乙醇?xì)怏w傳感器，基于金屬氧化物的半導(dǎo)體特性，以在潔凈空氣中導(dǎo)電率較低的納米 SnO2 為氣敏材料，當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在目標(biāo)檢測氣體時，傳感器敏感材料的導(dǎo)電率會相應(yīng)變化，引起電信號變化從而實現(xiàn)。SD8114采集電信號，通過算法處理得出酒精濃度。

圖3 元件的電阻與氣體的濃度呈對數(shù)關(guān)系，隨氣體濃度的增加而減小。

03·一款基于SD8114便攜式酒精測試儀應(yīng)用方案

本文將重點介紹基于晶華微SD8114的便攜式酒精測試儀應(yīng)用。便攜式酒精測試儀方案框圖如圖4所示。SD8114芯片資源豐富，具有高精度ADC，能準(zhǔn)確測量出酒精數(shù)據(jù)；自帶LCD驅(qū)動，不需要專門的LCD驅(qū)動芯片便可實現(xiàn)LCD顯示；自帶的硬件資源也降低產(chǎn)品研發(fā)門檻，縮短項目開發(fā)周期。

圖4 便攜式酒精測試儀方案框圖

04·基于SD8114便攜式酒精測試儀原理圖

圖5 基于SD8114的便攜式酒精測試儀原理圖

05·程序流程圖

傳感器的預(yù)熱是為了是降低和穩(wěn)定傳感器的零點，這個過程必須存在，另外對于燈顯產(chǎn)品來說，預(yù)熱時間在4s～10秒就可以滿足下一步的測試要求；對于數(shù)顯產(chǎn)品來說，需要10s左右，這個零點檢測可以使用固定的倒計時，來規(guī)定時間，也可以采用單片機采樣，動態(tài)監(jiān)測零點的方法。待程序運行結(jié)束后，顯示數(shù)值停留5～10秒（顯示的過程應(yīng)關(guān)閉傳感器的供電，以節(jié)約電能），然后自動關(guān)機，以節(jié)省電源。

圖6?程序流程圖

06·SD8114芯片性能特點

·高精度 ADC，ENOB=17.6bits@8sps，單個差分通道或者 3 個單端通道

·低噪聲高輸入阻抗前置放大器，1、12.5、50、100、200 倍增益可選

·8 位 RISC 超低功耗 MCU，49 條指令，6 級堆棧，在 2MHz 工作時鐘，MCU 部在 3V 工作電壓下電流典型值為 800uA；32kHz 時鐘待機模式下工作電流 2uA，休眠模式電流典型值為 1uA

·8k Bytes OTP 程序存儲器，256 Bytes SRAM 數(shù)據(jù)存儲器

·具有 OTP 低壓燒錄功能。燒錄電壓范圍：2.4V~ 3.6V，可以用于替代外部 EEPROM

·內(nèi)置 RC 振蕩，無需外部時鐘

·8 位 TIMER，用于定時中斷

·內(nèi)置 1 路 UART 通信接口

·內(nèi)置硅溫度傳感器，可以單點校正

·17SEG×4COM 液晶驅(qū)動電路，超低功耗和大驅(qū)動能力設(shè)計；內(nèi)含程控升壓模塊，可以

在低壓條件下維持高亮顯示

·液晶支持 1/2BIAS 和 1/3BIAS 兩種模式

·輸出四種可選擇穩(wěn)壓源：2.4V/2.6V/2.9V/3.3V，提供外部傳感器激勵信號

·靈活的電池檢測功能，檢測范圍 2.0V~ 3.3V

·所有輸入口帶施密特觸發(fā)輸入，可以選擇是否使用上拉電阻

·?Watch Dog Timer

·?掉電檢測電路和上電復(fù)位電路

·?工作電壓范圍：2.4V ~ 3.6V

·工作溫度范圍：-40℃~ 85℃

07·總結(jié)

SD8114具有高精度ADC，測量精度高，具有豐富的片內(nèi)資源，極大降低外圍電路的復(fù)雜程度，縮減硬件成本。

審核編輯?黃昊宇

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