基于单片机技术的酒精浓度检测
守望先锋源氏-
论文题目：
学
院：
年
级：
专
业：
姓
名：
学
号：
指导教师：
基于单片机技术的酒精浓度检测
电子工程学院
（黑体三号字）
（黑体三号字）
（黑体三号字）
（黑体三号字）
（黑体三号字）
年
月
日
摘要
本文
以
AT89C51
单片机为控制核心，配合
ADC0832
转换芯片，
Arduino MQ-3
酒精
传感器，
LED
和蜂鸣器组成了酒精浓度传感系统。在硬件电路上完成了对
AT89C51
单片
机的最小系统的搭建，其中包括电路的连接以及各个部位器件的选择，
完成了对
ADC0832
的电路设计使其能够实现模拟数字的转
换。
实现了
LCD1602
液晶与单片
机的通
信电路，
使
LCD1602
液晶能够作为本套系统的实时显示模块顺利显示实时数据值。
在软<
/p>
件上使用了
Altium
designer
设计电路原理图，
Multisim 11<
/p>
实现模拟电路仿真，为电
路制作提供了坚实的理论基础。
在模拟放大部分使用了
S9013
三极管，
顺利完成了使用
数字信号控制模拟器件的功能。
关键词
A
T89C51
；
ADC0832
；
Arduino MQ-3
酒精传感器
Abstract
In
this passage
，
we use AT89C51
MCU as the system controller core,
combined with ADC0832 convert chip,
Arduino MQ-3 alcohol sensor and LED , set
up the platform to detect the dense of
the alchol in an the one hand,
we
accomplished
the
least
system
about
51
MCU
and
the
design
of
ADC0832
convert
circuit.. Through
the
hardware,
we can read
the value from ADC0832 and
display
the value on
LCD1602, which is the real-time display module to
the
the other hand, we use Altium
designer to draw up the picture about the whole
circuit, and use to finish the get the
value about the devices by reMultisim
on
the
theory,
wecan
use
S9013
transistor
to
amplify
the
current
to
drive
the LED and BUZZER, thus, we can use
the digital signal to control the analog
circuit
Key words
AT89C51
；
< br>ADC0832
；
Arduino MQ-3
alcohol sensor
目录
摘要
.........................
............................................
I
Abstract
........
..................................................
......
II
第一章
绪论
..................................................
............
3
1.1
传感器的发展
.......
...............................................
3
1.2
单片机及微处理器
........
..........................................
3
1.3
本论文研究的主要容及意义
..........................................
4
第二章
系统设计
.......................
...................................
6
2.1
系统功能
............
..............................................
6
2.2
器件选择
............
..............................................
7
2.2.1
传感器探头
..................................................
7
2.2.2
显示模块
.......................
............................
7
2.2.3
报警部分
.......................
............................
8
2.2.4
核心控制模块
................................................
9
第三章
硬件设计
.......................
..................................
13
3.1
51
单片机最小系统
...............................................
13
3.2
AD
转换电路
.....................
................................
14
3.2.1
AD
转换原理
..........
......................................
14
3.2.2
电路连接
..................................................
15
3.3
报警电路
............
.............................................
18
3.3.1
LD
驱动电路
..........
.......................................
18
3.3.2
蜂鸣器驱动电路
............................................
19
3.4
液晶显示电路
..........
..........................................
20
第四章
软件设计
.......................
..................................
23
4.1
< br>单片机
C
语言编程
............................................ ...
23
4.2
KEIL
开发环境
...................
................................
24
4.3
系统流程
............
...........................................
27
结
论
..........................
.........................................
30
参考文献
.......................
.........................................
32
附录一
..................................................
................
34
附录二
........................
..........................................
41
致
<
/p>
........................................
..............................
42
第一章
绪论
1.1
传感器的发展
随着电子技术的日益进步，
传感技术也在大跨步的前行。
基于各式各样的传感元器
件能够测定人们生活中几乎所有的物理量
[1]
。光纤传感器
[2]
，半导
体传感器
[3]
，化学物
质传感器等等
[4]
，已经成为人们感知世界
[5]
，感知自然，认识世界，认识自然所必须的
设备。从简单的物理
量来说
[6]
，光纤传感器所做的光极限测量能够检测到皮米甚
至飞米
数量级的微位移
[7]
，从较为
复杂的物理量来看，半导体传感器能够测定稳定以及变化的
磁场，这是人们能够进一步发
展的标志
[8]
。无论是各种各样的传感元件，还是形态各异<
/p>
的传感器模型，都在不断挑战，不断做更新，根据人们的需要，传感器的世界会更加丰
富多彩。
1.2
单片机及微处理器
随着电子技术的不
断发展，
人们生活中各式各样的自动化设备层出不穷，
无论是大
到太空飞船，载人航天，还是小到手机，
MP3
等等电子设备都在朝着自动化，方便化，
简洁化的方向发展
[9]
。这一功劳无疑是单片机革命性的出现，是电子世界日益壮大与完
善，从最早的
1
位布尔型单片机，到现在大型的
32
位
ARM
嵌入式系统，都是单片机在
历史上留下的痕迹
[10]
。
二十一世纪是数字化时代，
几乎人们感知的世
界都存在各种各样
的数值，
人们通过这些数值的大小来比较周围
环境
[11]
，
感知所要提取的信息<
/p>
[12]
。
数字信
息化也是单片机发展所造就的产物
[13]
。
现在的微处理器朝着小型化，
高速化，
多功能化
不断进步，
不断提高，
不断发展，
我们的生活也因为这些技术的进步而得到较大的改善
[14]
。
51
单片机作为一款经久不衰单片机核，因其过硬
的系统稳定性在航天，工业控制
等重要场合扮演者重要的角色，
又因其低廉的制作成本与简单的使用流程，
是他在简单
的仪器中
占有一席之地
[15]
。
所以未来无论
嵌入式系统亦或单片机的发展如何，
我们都要
重视
51
单片的性能，充分发挥传统单片机的优势。
1.3
本论文研究的主要容及意义
<
/p>
随着我国的改革开放政策实施，
信息化全球化的步伐加快，
我国的科技经济实力也
在日益壮大起来，
人民
的物质文化生活水平逐渐体高，
汽车几乎成为了与多人的通用出
勤工具
。
说到驾车我们就不得不谨慎小心，
因为这不单单关系到个人的安危，
也可能
会对周围的人造成
伤害
[17]
。
其中最严重的问题就是
酒后驾车，
如何杜绝酒后驾车是当今
社会面临的一个难题。
目前来说交警用的酒后驾车监测装置造价比较昂贵，
大多是数千元甚至上万元，
最
主要的是操作复杂，<
/p>
很多平民百姓很难正常使用。
这次我们开发一套操作简单，
便于大
多数人使用的酒精浓度报警系统，
能够
解决很多生活中的问题。
最主要的就拿酒后驾车
来说，这套系统
的设计具有体积小巧
[18]
，供电简单，操作方便，集成度高
等特点，也就
是说这个小系统只需要
3
节
5
号电池就能安装在任意场所，
比如
说出租车，
酒店门口旁
边，
当系统处于
待机监测时就能够检测到周围的酒精浓度值，
如果超过阈值便发出强烈
< br>的声光报警，
这样的话周围的人就能够知道那里酒精浓度比较高，
不回去座酒精浓度高
的司机开的车。
除了这点以外，
这个系统能够检测到大气中的酒精浓度，
在易燃易爆以及存放干燥
物品的仓库，
我们需要实时对酒精浓
度进行监控测量以保证周围的大气部不会因充满酒
精发生危险。
这套系统的另一大特色就是集成度高
[19]
，
如果但从传感探头的大小来说不
超过
5
厘米见方，
也就是说这个器件完全可以集成到其他传感报警门禁系统中，
另一方
面，
其他的报警系统也可以直接与这个
系统构成双保险开关甚至是带优先级智能保险开
关来检测控制我们需要知道的物理量
[20]
。
酒精浓度报警系统这么看来有着
广泛的市场空
[16]
间与发展前景。
全文共分为四章，主要容如下：
<
/p>
第一章：
介绍了传感器以及传感元器件的发展历史，
发展现状，
单片机嵌入式系统
的特点、优点以及未来
的发展趋势。
第二章：
重点介绍系统
的设计思想，
整体功能框图，
对实现各个功能模块的器件选
型进行了详细的说明，深入分析了各个模块的作用。
第三章：
主要介绍系统的硬件电路设
计，包括核心电路的连接，各个模块驱动电
路的设计原理。
第四章：
介绍了单片机编程平台的搭建，
如何进行单片机开发，
如何使用
C
语
言编
写系统程序以及整体系统的流程图，软件结构设计思想。
第二章
系统设计
2.1
系统功能
51
单片机酒精浓度报警系统如图
2-1
所示。本套系统的作用是
完成对酒精浓度的
检测并将模拟的酒精浓度值做量化处理，设定阈值并完成报警提示功能
。
电源系统
传感器探头
核心控制
CPU
显示模块
报
警系统
图
2-1
系统框图
首先，系统经电源模块供电
使各个模块工作如图
2-1
，进入初始化状态。系统初始
化之后，传感器探头开始以扫描方式检测周围酒精浓度并向核心控制
C
PU
发出数据信
号，
CPU
接到数据信号之后开始做算法处理，将此时的传感器数据量化，量化的数据需
要与标准进行比对，
换算成统一的酒精浓度标准。
此时的数据
经过逻辑判断，
与用户设
定的与之相比对，
如果大于设定阈值就会将信号传送给报警模块。
显示模块用于实时显
示
CPU
所接受的数据，方便工作人员实时监测。
2.2
器件选择
2.2.1
传感器探头
传感器探头我们选用
Arduino MQ-3
酒精传感器。这个传感器机械强度高，便于各
种地方安装，电气特性好，驱动起
来简单，通信协议符合
TTL
电平标准，适于和各种芯
片进行直接通信，探测特性好，测量数据精准。另外，该传感器具有信号输出指示灯指
示功能，
方面直接从探头上确认工作状态。
该传感
器支持双路信号输出，
模拟量与数字
量可切换，
对乙醇蒸汽具有很高的灵敏度和良好的选择性，
具有长期的使用寿命和可靠
的稳定性，快速的响应恢复特性；等特点
表
2-1
传感器参数特性
加热电压
工作电流
回路电压
负载电阻
检测浓度围
清洁空灵敏度
气中电压
响应时间
5±0.2V（AC·DC）
140mA
10V
（最大
DC
15V
）
5K
（可调）
10-1000ppm
≤
1.5V
≥
3%
≤
1
S
（预热
3-5
分钟）
2.2.2
显
示模块
显
示模块部分我们选用
LCD1602
液晶显示屏作为系统的显示
界面。
这款液晶是一款
通用型液晶显示器，能够显示两排各
16
个
ASIC
字
符。这个液晶模块主要由
HD4470
显
示控制芯片驱动，这个芯片部集成了
ASIC
码字符集与控制
指令集，便于
CPU
控制芯片
操作液晶
显示。
图
2-2
LCD1602
实物图
这款液晶具有
显示亮度高，背光可调，操作简单，操作时序速率要求低等优点，因
为驱动芯片
HD4470
为一款
8
位数据芯片，也就是说他能够很好地与
8
位单片机之间完
成数据通信，并且相互之间电平兼容。这款液晶留给我们的同样是
2.
54mm
的
DIP
封装
接口，我们同样使用万用板进行电路焊接并用杜邦线级联就能是使系统正常工作。
2.2.3
报
警部分
系
统的报警部分我们选用声光报警系统，
这种双保险能够保证如果有一路报警失灵
的话另一路正常维持系统运转。
另外声光报警能够相互弥补之间的不足，
无论是在各种
场合都能够保证系统正常工作。
< br>声光报警模块的元器件我们采用蜂鸣器加上
LED
共同作
用，
从驱动源上来看，
这两款器件都属
于电流驱动型，
电流驱动性器件相比于电压驱动
型器件有很多优
点，它能够不改变负载的阻抗，减小了电源端的带负载压力。
LED
的在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途。体
积小，基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻。
LED
耗电非常低，一般来说
LED
的工作电压是
2-3.6V
< br>。工作电流是
0.02-0.03A
。这就
是说：
它消耗的电不超过
0.1W
< br>。
在恰当的电流和电压下，
L
ED
的使用寿命可达
10
万小
时。
高亮度、
低热量、
< br>环保
LED
是由无毒的材料作成，
不像荧光灯含水银会造成污染，
同时
LED
< br>也可以回收再利用。红光
LED
含有大量的
As
（砷）
，剧毒。坚固耐用
LED
是被
完全的封装在环氧树脂里面，
它比灯泡和荧光灯管都坚固。
灯体也没有松动的部分，
这<
/p>
些特点使得
LED
可以说是不易损坏的。
可控性强，可以实现各种颜色的变化。
蜂鸣器结构简单，
驱动方便，
只要是通过蜂鸣器的电流达到额
定值蜂鸣器就能发出
声音，
蜂鸣器发出声音的特性与流过蜂鸣器
的电流特性相关，
换句话说如果我们想要改
变蜂鸣器的声音，<
/p>
使蜂鸣器有节奏性变化，
甚至使用蜂鸣器奏出一段美妙的音乐都只
需
要改变电流，操作
IO
口信号来完成
。
2.2.4
核心控制模块
AT89S51
是和
AT89C51
都是一款具有高性能低功
耗的
CMOS8
位
,
< br>其部由计数器
/
定时
器、串行口
、
I/O
、程序存储器、数据存储器、中央处理器等部分组成。
封装方式分为
三种，分别是
PDIP
、
TQFP
、
PLCC
< br>，基于这三种封装形式基本上可以覆盖大部分应用。
同时部还有
< br>2
个看门狗（
WDT
）电路，
部时钟振荡器。所谓振荡电路简单的说就是指一
个频率源，
一般
用在锁相环中。
具体地说就是在外部没有信号的情况下振荡电路本身就
< br>可以将直流电能转化为交流电能的装置。
通常有正反馈和负反馈两种型号，
作用就是在
电源稳定的情况下产生高频。
时钟
振荡电路和外部晶振电路配合使用就达到了为单片机
提供时钟的功能。单片机部组成如图
振荡器以及
定时电路
程序存储器
数据存储区
计数器
/
定时
器
8051CPU
64K
总线拓
展控制
可编程
IO
口
可编程串行
口
图
2-3
单片机部结构图
如图
2-3
所示为
51
单片机部基
本结构，
清晰地反映了
51
单片机部的
丰富资源。
我
们这次系统设计是要实现对酒精浓度信号的采集，
数字信号分析，以及控制
1602
液晶
显示，主要使用单片机的可编程
IO
口部件。本次设计选用的单
片机具有两个功能，分
别是控制功能和运算功能。
中央处理器部
有运算器和控制器两个部分。
运算器由算术逻
辑运算部件
ALU
、累加器、暂存器程序状态字寄存器
P
SW
、
BCD
码运算调整电路组成。<
/p>
控制器由程序计数器
PC
、指令寄存器、
指令译码器、定时控制与条件转移逻辑电路等
组成。
数据存储器：本次设计选择的单片机中的数据存储器拥有
128
bytes
的存储空间，
这样大小的存储空间基本上可以满足一
般的设计需求。
但是不能保证所有满足所有的应
用场所，所以数
据存储器还可以进行扩展，单片机的扩展能力为可寻址
64K
，
用户可以
根据自己的需求对空间进行的扩展。它的作用是可以作为处理问题的数据缓冲器
。
程序存储器：
程序的正常运行不仅
和时钟电路有关，
同时还需要将调试过的程序放
到单片机的存储
器中。
传送程序需要的是串行口与外部机器相连接进行传送，
而
存储这
些程序的就是单片机中的程序存储器。本次设计选用的单片机拥有
4K
的存储空间，如
果需要扩展的话，最大的扩展空间
为
64K
。从单片机的访问来说，程序存储器可以分为
部和外部。
单片机通过控制引脚的高低电平区分访问程序存储器的部和外
部。
在其中还
有
5
个部分具有特殊功能，因为当执行复位电路之后，单片机的程序执行必须从
0000
H
开始，这样就需要在
0000H
单元
存放一条用于跳转的指令。
串行口：
上文已经提到，
各种指令和程序要传送到单片机的个存储单元需要串行口
与电脑连接，
同时单片机部程序要传送到外部也是通过串行口于外部进行连接。
由于串
行口的数量有限，
51
系列单片机的串口还具备扩展功能。
本次设计选用的单片机拥有
2
个双全共串行口，
采用异步通信方式。
所谓的异步通信方式，
就是单片机可以实现输入
和输出同时进行，是一种比较先进的通信方式。其部结构如图
2-4
门
串
行
控
制
寄
存
器
发
送
SBUF
定
时
器
T
1
发送控制器
接
受
SBUF
接受控制器
输出移位寄存器
图
2-4
串行口部结构
I/O
口
:
本次设计选择的单片机提供
4
个并行
8
位
I/O
，分别上
P1
口、
P2
口、
P3
口、
P0
口。
部时钟电
路：
时钟电路可以分为部和外部两种。
构成部振荡器是一个高增
益反放大
器，用于和外部晶振电路连接过程时钟电路。
定时器
计时器：这个部分有两个工作模式，分
别是计数工作模式和定时工作模式。计
数工作模式的作用是针对外部的脉冲计数，在引脚
中有
T0
（
14
脚）和
T1
（
15
< br>脚）
，他
们是计数器的输入端，脉冲产生从正向负变化时
，计数器就开始工作，计数器记
1.
定
时器工作模式实在计数器工作模式的配合下使用，
这是的计数器模块应用的是单片机部<
/p>
脉冲，
脉冲的产生是由时钟电路产生的，
每经过一个时钟周期，
定时器模块就工作计数
1
。定时器
计时器部结构如图
2
-5
T1
CPU
微处理器
TH1
TL1
TH0
TL0
T0
TCON
TMOD
图
2-5
定
时器
计时器部结构
< br>上文提到单片机具有低功耗和高性能的特点，
之所以这么说是因为单片机在单机状
态下
CPU
可暂停工作，
同时计数器、
串行口等部系统课保持工作状态，
这样
就可以达到
低功耗和高性能的特点
第三章
硬件设计
3.1
51
单片机最小系统
核心控制系统主
要是使用
51
单片机控制
AD
芯片对传感器数据进行采样量化处理，
之后的数字信号用于控制液晶屏幕
显示以及报警系统是否起作用，
这里面的核心硬件部
分就是
51
单片机最小系统如图
3-1
。
图
3-1
单片机最小系统图
51
单片机最小系统的原理图，这里面除了
51
单片机以
外还包括几个重要的部件，
其中有晶振以及复位电路。
51
单片机因为其部有脉冲整形电路，所以只需要外接一个
1-24MH
z
的无源晶振就能够产生程序运行的数字时钟信号，
晶振两端需
要外接两个
22pF
或者
30pF
的对地电容，首先保证信号能够无衰减的进入单单片机部，其次也是与部的
< br>电路构成震荡环构成稳点的脉冲时钟回路。
51
单片机的
31
引脚决定了程序读取的位置，
当这
个引脚被拉高时表示是从部
ROM
区开始读取程序代码，
如果未被拉高则默认从外部
的
ROM
区读取程序，有的时候
51
单片机程序硬件电路
都没有问题，就是现象不对，可
能是这个引脚的电平值未被拉高导致系统从外部
ROM
读取数据，
而我们的系统没有外部
拓展
ROM
，
所以说
系统不能正常运行。
51
单片机需要
2
个完整周期的高电平输入到
RESET
引脚进行复位，这个引脚通常处于被拉低状态。
3.2 AD
转换电路
3.2.1 AD
转换原理
在电子电路里有模拟量以及数字量之分，
变化幅值随着时间化而连续变
化的量我们
称之为模拟量，
相反的只有高低电平表示的数量值表
示数值变化我们称之为数字量，
数
字量里面一般用
0,1
表示信号值。
图
3-2
AD
转换原理图
如图所示为
AD
采集数据的基本原理首先电压值经过
V
IN
输入到电压比较器当中，
电
压比较器记录此时的数据值为
0
或者
1
，代表此时的电压高或者低，不同的控制信号用
来
驱动后面的逻辑控制电路，逻辑控制电路在
CP
时钟的频率下开
始按照移位寄存的方
式存入数据，
也就是此时的模拟信号量化值
，
这个量化值分成两路，
一路作为外部信号
输出，传送给后端的数字电路，另一路送给
DA
转换器，<
/p>
DA
转换器将此时的数字量重新
转换为模
拟电平值与输入信号做比对，是真个
AD
转换系统的反馈量，如
果输入量大于
反馈量
AD
通道输出值为
1
，反之为逻辑
0
。
3.2.2
电路连接
市面上
AD
芯片比较多，我们出于对系统整体性能的考虑，选择
A
DC0832
这款通用
性
TTL
电平
AD
转换芯片。他是由美国
AD
公司生产的一种面向低端产品的
AD
芯片，这
款新片成本低，转换速率适中，能够适应于大部分的模拟
/
数字器件。它主要是
8
位分
辨率、双通道
A/D
转换，因其具有体积小，兼容性强的独特优点，所以倍受广大电子
工程师
认识的追捧，普及率很高，而且对于高校学生来说，理解认识
AD
转换的功能有
着重要的意义。
ADC0832
具有以下特点：
1.
分辨本领比较高支持
256
个数字等级；
2.
拥有两路
A/D
转换通道；
3.
输入输出电平与
TTL/CMOS
相兼容；
4.5V
电源供电时输入电压在
0~5V
之间；
5.
工作频率为
250KHZ
，转换时间为
32μS；
6.
一般功耗仅为
15mW
；
（双列直插）
、
PICC
多种封装；
8.
商用级芯片温宽为
0℃ to
+70℃，工业级芯片温宽为
−
40℃ to
+85℃；
ADC0832
有
DIP
和
SOIC
；两种封装，
DIP
封装的
ADC08
32
引脚排列如下图所示：
图
3-2
ADC0832
的引脚封装图
芯片接口说明：
_
片选使能，低电平芯片使能。
0
模拟输入通道
0
，或作为
IN+/-
使用。
1
模拟输入通道
1
，或作为
IN+/-
使用。
芯片参考
0
电位（地）
。
数据信号输入，选择通道控制。
数据信号输出，转换数据输出。
芯片时钟输入。
/REF
电源输入及参考电压输入（复用）
。
对于
51
单片机来说，
ADC0832
支持
TTL
电
平通信，所以我们需要做的就是了解
0832
的
操作时序，这里面用于通信的有四根数据线，分别是
CS
、
CLK
、
DO
< br>、
DI
，这里有一个
值得说的技
巧就是
ADC0832
的
5
、
6
引脚，也就是对应着通信过程中的
DO
、与
DI
端口
是一组双向的数据端口，
也就是说我们完全可以将这两根线变连到一起
，
然后接到单片
机的
IO
口引脚上去，这样在软件编程的过程中及减少了不必要的操作时序语句，同样
也能节省单片机的
IO
口资源，便于预留出来接口拓展其他的外
部设备。
CS
引脚一般为
芯片的片选或
者是数据所存引脚，
当数据总线上有数据传输时，
如果我们要再
次是读取
数据或者要在此时写入数据，就要把
CS
引脚拉低或者拉高，当下一个时钟沿过来时，
逻辑门电路就会检测
CS
引脚上的控制电平是写入还是读取，同时锁存住数据总线的逻
辑值，等待器件将数据值读走或者写入。
3.3
报警电路
3.3.1 LD
驱动电路
需要注意的是，
因为每一批激光器的出厂参数都稍有不同，
在使用前须经过实际测
试，
同时这对于激光器驱动电
路的设计也是至关重要的。
测试时需要用到光功率计与恒
流源，
注意测试的时候需要将电流缓慢增加以保证激光器的安全，
测试
结果为开启电流
10.5mA
，工作电流为
15.5mA
此时的光功率为
0.7mW
< br>。换言之，所需的驱动电路工作电
流值应为
15.5mA
。
图
3-3
Multisim
驱动激光器仿真结果
驱动电路如图
3-3
所示，
根据设计
要求，
要实现对激光器的载波调制，
要求电路能
产生峰峰值在
0-5V
左右的电压以及
10mA
左右的电流信号，
图中红线为驱动信号，
蓝线
为驱动装置输出信号，其开关速度超过
800MB/S
。所以电路开关元件选择
BFW16
射频三
极管。
这款三极管的开关速度很高能适应通
信系统的要求。
值得注意的是，
射频三极管
在使用的时候要在集电极与基极之间并联
LC
网络，实现快
速退饱和，才能进行高速信
号处理，否则射频三极管不能正常工作。
电路的设计三极管在驱动装置中启开关作用，输入信号由
51
单片机产生，当信号
幅值低于
0.
7V
时，三极管处于关断状态，激光器两端没有电压，不能形成电流。当三
极管输出大于
0.7V
的电压时，三极管开启，集电
极到发射极导通，而且电流信号经放
大输出，可以驱动激光器工作。这里，可以通过一个
简单的计算来说明。设三极管开启
电压为
0.7V
，
激光管的压降为
2V
，<
/p>
FPGA
引脚的输出电平是
5V
，
则流过电阻
R
的电流
大
小为
U
=
U
out
–
0.7
–
2
(3-1)
I
=
U/R
(3-2
)
取
R
=
200Ω，
则电流
I
=
0.6
mA
，
三极管放大系数
β
≈
25
，
则发射极电流为
1
5.5mA
，
这时激光管工作在线性区，
Multisim
仿真效果良好
(
见
图
3-3)
。
3.3.2
蜂鸣器驱动电路
图
3-4
蜂鸣器驱动电路
如图
3-4
所示，
为蜂鸣器的驱动电路，
< br>这里我们要种地那介绍一下蜂鸣器的驱动方