汽車機(jī)油壓力檢測系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　交通與汽車工程學(xué)院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　課 程 名 稱: 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) </p><p>　　課 程 代 碼: 8234570 </p><p>　　

2、題 目: 汽車機(jī)油壓力檢測系統(tǒng) </p><p>　　年級(jí)/專業(yè)/班: 09級(jí)車輛工程汽電(3)班 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名: 劉 超 </p><p>　　學(xué)　　 號(hào): 332009030606107 </p><p&g

3、t;　　開 始 時(shí) 間: 2012 年 07 月 02 日</p><p>　　完 成 時(shí) 間: 2012 年 07 月 06 日</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)成績：</b></p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日</p><p>

4、;<b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要 ……………………………………………………………………………………………3</p><p>　　1 引言 …………………………………………………………………………………………4</p><p>　　1.1 問題提出 …………………………………………………………………………………4 &l

5、t;/p><p>　　1.2 用戶需求 …………………………………………………………………………………4</p><p>　　1.2.1任務(wù)分析…………………………………………………………………………………4</p><p>　　1.2.2軟件需求…………………………………………………………………………………4</p><p>　　1.2.3硬件

6、需求…………………………………………………………………………………4</p><p>　　2 方案設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………………………5</p><p>　　2.1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)論證……………………………………………………………………5</p><p>　　2.1.1信號(hào)發(fā)生方案設(shè)計(jì)…………………………………………………………………

7、…5</p><p>　　2.1.2 系統(tǒng)顯示方案設(shè)計(jì)………………………………………………………………………5</p><p>　　2.1.3 最終方案設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………5</p><p>　　2.2 最終設(shè)計(jì)方案總體設(shè)計(jì)框圖 ……………………………………………………………6</p><p>　

8、　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………………7</p><p>　　3.1 AT89C52單片機(jī) …………………………………………………………………………7</p><p>　　3.1.1 AT89C52單片機(jī)介紹 …………………………………………………………………7</p><p>　　3.1.2 選用AT89C52單片機(jī)原因…

9、……………………………………………………………9</p><p>　　3.2 DS18B20傳感器 …………………………………………………………………………9</p><p>　　3.1.1 DS18B20傳感器介紹 …………………………………………………………………9</p><p>　　3.1.2 選用DS18B20傳感器原因………………………………………………

10、……………10</p><p>　　3.2 時(shí)鐘電路 …………………………………………………………………………………10</p><p>　　3.3復(fù)位電路 …………………………………………………………………………………10</p><p>　　4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………………11</p><p>

11、　　4.1端口地址及功能介紹……………………………………………………………………11</p><p>　　4.2程序流程圖………………………………………………………………………………11</p><p>　　4.2.1 主程序流程圖…………………………………………………………………………11</p><p>　　4.2.2 蜂鳴器子程序流程圖………………………………

12、…………………………………12</p><p>　　4.2.3顯示子程序流程圖 ……………………………………………………………………12</p><p>　　4.2.4傳感器信號(hào)輸出子程序流程圖………………………………………………………13</p><p>　　4.3程序?yàn)V波介紹……………………………………………………………………………14</p>&

13、lt;p>　　5 系統(tǒng)調(diào)試過程 ………………………………………………………………………………16</p><p>　　5.1原理圖和印制板圖繪制和檢查 …………………………………………………………16</p><p>　　5.1.1 在Protel99se繪制原理圖并進(jìn)行相應(yīng)的ERC檢查………………………………16</p><p>　　5.1.2 在Prote

14、l99se生成PCB圖………………………………………………………16</p><p>　　5.2 Keil程序調(diào)試 …………………………………………………………………………18</p><p>　　5.3 Proteus仿真調(diào)試 ………………………………………………………………………18</p><p>　　結(jié)論……………………………………………………………………

15、………………………21</p><p>　　致謝 ……………………………………………………………………………………………22</p><p>　　參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………………23</p><p>　　附錄一 程序源代碼 …………………………………………………………………………24</p><p&g

16、t;　　附錄二 電路原理圖和PCB圖…………………………………………………………………31</p><p>　　附錄三 Proteus仿真截圖……………………………………………………………………33</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)采用AT89C52單片機(jī)，選定DS18B20數(shù)字溫度傳感器直接產(chǎn)生

17、數(shù)字信號(hào)模擬機(jī)油壓力信號(hào)的輸入。當(dāng)時(shí)鐘電路中的晶振產(chǎn)生外部震蕩脈沖信號(hào)時(shí)，單片機(jī)開始以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊的一拍一拍的工作。再經(jīng)過中值濾波后送入單片機(jī)處理，然后送到單片機(jī)中的P0口輸入到LM016 LCD液晶顯示器進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，并通過單片機(jī)中的P2.4、P2.5和P2.6口實(shí)現(xiàn)對(duì)LCD顯示的控制。同時(shí)在超過安全閾值時(shí)由單片機(jī)P1.0口控制蜂鳴器報(bào)警。在Keil中用C語言進(jìn)行程序的編寫，在Protel中繪制原理圖和相應(yīng)的PCB印制電路

18、板圖，并在Proteus軟件中進(jìn)行仿真測試。</p><p>　　關(guān)鍵詞：機(jī)油壓力 AT89C52單片機(jī) LM016 LCD液晶</p><p><b>　　1 引 言</b></p><p><b>　　1.1 問題的提出</b></p><p>　　機(jī)油壓力是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的一個(gè)重要指

19、標(biāo)，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的性能起著重要的作用。通過傳感器能測機(jī)油壓力，但傳感器輸出的信號(hào)如何才能呈現(xiàn)出來，這時(shí)就需要一個(gè)機(jī)油壓力檢測報(bào)警電路系統(tǒng)。</p><p><b>　　1.2 用戶需求</b></p><p>　　機(jī)油壓力檢測系統(tǒng)是通過聲音和文字信息讓駕駛員了解潤滑系的工作狀態(tài)。該系統(tǒng)通過壓變式壓力傳感器進(jìn)行信號(hào)檢測，傳感器輸出信號(hào)經(jīng)過放大濾波及A／D轉(zhuǎn)換后輸入ECU

20、 ，經(jīng)計(jì)算后在屏幕上顯示機(jī)油壓力，同時(shí)將信號(hào)與設(shè)定的信號(hào)范圍進(jìn)行比較，當(dāng)不在正常區(qū)間內(nèi)時(shí)報(bào)警電路則輸出語音報(bào)警信號(hào)，并通過報(bào)警線點(diǎn)亮報(bào)警燈。</p><p><b>　　1.2.1任務(wù)分析</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)油壓力檢測報(bào)警系統(tǒng)，由于不需要將設(shè)計(jì)做成實(shí)物，而本著電路應(yīng)當(dāng)盡量簡單的情況實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，所以直接選用了一個(gè)DS18B

21、20數(shù)字溫度傳感器，通過其產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)代替壓力源模擬量的輸入，因此省去了A/D轉(zhuǎn)換，放大和濾波電路等，而在程序中加入中值濾波，將處理后的數(shù)據(jù)送給P0口將顯示碼輸出并顯示。并輸出到LM016L液晶顯示器，進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，當(dāng)壓力值超過安全范圍時(shí)用蜂鳴器報(bào)警。</p><p><b>　　1.2.2軟件需求</b></p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)任務(wù)，首先將用戶的需求細(xì)

22、化分解成各個(gè)環(huán)節(jié)，繪制實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的流程圖，采用Microsoft Visio 2003軟件進(jìn)行流程圖的繪制工作；接下來將所繪制的流程圖轉(zhuǎn)換成程序代碼，所以使用了KEIL軟件來編譯程序；然后繪制系統(tǒng)電路原理圖和PCB印制電路板圖，故采用了常用的PROTEL99進(jìn)行設(shè)計(jì)；最后要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能仿真，所以使用PROTUES軟件進(jìn)行系統(tǒng)的仿真。</p><p><b>　　1.2.3硬件需求</b>&

23、lt;/p><p>　　硬件方面主要由四個(gè)部分組成，單片機(jī)選用了AT89C52，顯示部分選用了LM016L LCD液晶顯示，傳感器部分選用DS18B20數(shù)字溫度傳感器產(chǎn)出數(shù)字信號(hào)代替壓力源模擬信號(hào).</p><p><b>　　2方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)論證</p><p>　　2.1.1信

24、號(hào)產(chǎn)生方案設(shè)計(jì)</p><p>　　方案1：采用單片機(jī)AT89C52，通過DS18B20產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，通過程序?yàn)V波后，送入單片機(jī)進(jìn)行處理，電路較為簡單。</p><p>　　方案2：采用單片機(jī)AT89C52，通過電源發(fā)生器產(chǎn)生模擬信號(hào)，經(jīng)過放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換電路，送入單片機(jī)處理，電路相對(duì)于方案1較為復(fù)雜，連線時(shí)容易出錯(cuò)。</p><p>　　2.1.2系統(tǒng)顯示方

25、案設(shè)計(jì)  </p><p>　　根據(jù)指導(dǎo)老師要求，顯示需要采用動(dòng)態(tài)顯示。</p><p>　　方案1：采用數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極

26、為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。用數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示時(shí)，顯示子程序的延時(shí)時(shí)間不能過長，否則會(huì)導(dǎo)致顯示不全等現(xiàn)象。</p><p>　　方案2：采用LCD液晶顯示，LCD 液晶顯示器是 Liquid Crystal Display 的簡稱

27、，LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。</p><p>　　2.1.3 最終設(shè)計(jì)方案</p><p>　　從給方面考慮后，確定方案：選用單片機(jī)AT89C52，通過DS18B20產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，經(jīng)中值濾波后，送入單片機(jī)進(jìn)行處理，再通過單片機(jī)P0口送入LM016L LCD液晶顯

28、示器顯示，。當(dāng)輸入壓力值超過安全范圍時(shí)由單片機(jī)P1.0口控制蜂鳴器報(bào)警。由于本次設(shè)計(jì)需要用到動(dòng)態(tài)顯示，同時(shí)也要控制蜂鳴器報(bào)警，采用LCD液晶管顯示時(shí)，二者的延時(shí)時(shí)間長短有沖突。故采用LM016L液晶管進(jìn)行顯示。</p><p>　　2.2最終設(shè)計(jì)方案總體設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　當(dāng)時(shí)鐘電路的晶振產(chǎn)生外部振蕩脈沖信號(hào)送

29、入AT89C52單片機(jī)的XTAL2口時(shí)，單片機(jī)開始以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地工作。單片機(jī)AT89C52執(zhí)行編寫在其內(nèi)部的程序，處理從DS18B20送來的信號(hào)，并送到P0口輸出到LCD液晶管顯示，并通過其P2.4，P2.5和P2.6控制對(duì)LCD顯示的控制。同時(shí)在超過安全閾值時(shí)通過單片機(jī)P1.0口控制蜂鳴器報(bào)警。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 AT89C52單片機(jī)</p>&l

30、t;p>　　3.1.1 AT89C52單片機(jī)介紹</p><p>　　AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可為您提供許

31、多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。</p><p>　　圖3.1 AT89C52單片機(jī)引腳</p><p>　　89C52系列單片機(jī)都是以8051為核心發(fā)展起來的，具有和51系列單片機(jī)及基本結(jié)構(gòu)和軟件特征，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.2所示：</p><p>　　圖3.2 AT89C52單片機(jī)內(nèi)部框圖</p><p>　　AT89C52單片機(jī)的引腳功能：&

32、lt;/p><p>　　VCC：供電電壓。 </p><p><b>　　GND：接地。 </b></p><p>　　P0口：方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0 寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash 編程時(shí)，P0 口接

33、收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。</p><p>　　P1口：P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL 邏輯 門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。與AT89C51 不同之處是，P1.0 和P1

34、.1 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），</p><p>　　P2口：P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口P2 寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。在訪問外部程

35、序存儲(chǔ)器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR 指令）時(shí)，P2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX @RI 指令）時(shí)，P2 口輸出P2 鎖存器的內(nèi)容。Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電

36、平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 </p><p>　　P3口也可作為AT89C52的一些特殊功能口，如下表所示： </p><p><b>　　口管腳 備選功能 </b></p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口） </p><p>　　P3.1 T

37、XD（串行輸出口） </p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0） </p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1） </p><p>　　P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入） </p><p>　　P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入） </p><p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） &l

38、t;/p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） </p><p>　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 </p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 </p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在F

39、LASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 </p>&l

40、t;p>　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 </p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FL

41、ASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 </p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 </p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 </p><p><b>　　振蕩器特性: </b></p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸

42、出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　　3.1.2 選用AT89C52單片機(jī)原因</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)里設(shè)計(jì)只要滿足開環(huán)設(shè)計(jì)就可以了，在設(shè)計(jì)里面使用的引腳較少，占用的資源也

43、比較少。而且該芯片是以8051為核心，性能價(jià)格比高，且對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為熟悉，芯片功能夠用而且適用，從而選用AT89C52單片機(jī)作為主控芯片。</p><p>　　3.2 DS18B20傳感器</p><p>　　3.2.1 DS18B20傳感器介紹</p><p>　　DS18B20數(shù)字溫度傳感器是采用美國DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片

44、封裝而成，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。其特點(diǎn)如下：</p><p>　　獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊，每個(gè)器件有唯一的 64 位的序列號(hào)存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中，簡單的多點(diǎn)分布式測溫應(yīng)用，無需外部器件，可通過數(shù)據(jù)線供電。供電范圍為3.0V到5.5V。測溫范圍為-55～＋125℃（－67～＋257℉），在－10～＋85℃范圍內(nèi)精確度為±5℃。

45、溫度計(jì)分辨率可以被使用者選擇為9～12位，最多在 750ms 內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)換為 12 位數(shù)字。用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置，報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件與DS1822兼容的軟件。應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)品、溫度計(jì)或任何熱感測系統(tǒng)。</p><p>　　圖3.3 DS18B20傳感器引腳</p><p>　　DS18B20的讀寫時(shí)序和測溫原理與DS

46、1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由2s 減為750ms。低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被

47、裝入，計(jì)數(shù)器1重 新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即 為所測溫度。斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。</p><p>　　3.2.2選用DS18B20傳感器原因</p><p>　　在本設(shè)計(jì)里面，由于只需要一個(gè)傳感器模擬出機(jī)油壓力信號(hào)就可滿足要求，而DS18

48、B20產(chǎn)生的是一個(gè)數(shù)字量信號(hào)不需要通過A/D轉(zhuǎn)換就可以直接送入單片機(jī)處理，DS18B20的使用范圍足夠包含通常壓力變化范圍，使用比較方便，電路簡單可靠。故選用DS18B20作為傳感器。</p><p><b>　　3.2 時(shí)鐘電路</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式的電路，其電路如圖3.3所示。AT89C52單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放

49、大器，該高增益反相放大器的輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。電路中的電容C1和C2典型值通常選擇為30pF左右。晶體的振蕩頻率為24MHz。晶體的頻率越高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也就越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。</p><p><b>　　3.3復(fù)位電路</b></p><p>　　

50、復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。本次設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位電路。按鍵復(fù)位電路是在按鍵瞬間接地來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖3.4所示。按下復(fù)位按鈕后，電源對(duì)按鍵RESET端維持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平實(shí)現(xiàn)復(fù)位的。</p><p><b>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1端口地址及功能介紹</p><p>　　P0口（P0.

51、0—P0.7）：位地址為80H—87H。本次課程設(shè)計(jì)中P0口用作輸出口，單片機(jī)通過其向LCD的8個(gè)口輸送需要顯示的數(shù)據(jù)。</p><p>　　P1口（P1.0和P1.3）：位地址分別為90H和93H。本系統(tǒng)中P1.0口用于控制蜂鳴器的開閉，P1.3口連接傳感器，接收從傳感器來的信號(hào)。</p><p>　　P2口（P2.4，P2.5和P2.6）：位地址分別為A4H，A5H和A6H。本系統(tǒng)中用

52、于控制LCD液晶顯示的點(diǎn)亮規(guī)則。</p><p><b>　　4.2程序流程圖</b></p><p>　　4.2.1主程序流程圖</p><p>　　程序框圖采用的是Microsoft Visio繪制：</p><p>　　圖4.1 主程序流程圖</p><p><b>　　說明：&

53、lt;/b></p><p>　　該流程圖中，首先對(duì)蜂鳴器初始化，關(guān)閉蜂鳴器。然后用一個(gè)循環(huán)while(1)不斷地調(diào)用采樣子程序讀入壓力值，調(diào)用中值濾波函數(shù)，取三次采樣值的中值，再調(diào)用顯示子程序進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。期間如果壓力超出安全壓力范圍，調(diào)用蜂鳴器子程序進(jìn)行報(bào)警。</p><p>　　4.2.2蜂鳴器子程序流程圖</p><p>　　圖4.2 蜂鳴器子程序流

54、程圖</p><p><b>　　說明：</b></p><p>　　該流程圖中通過一個(gè)for循環(huán)讓蜂鳴器工作。當(dāng)蜂鳴器工作后，通過延時(shí)，實(shí)現(xiàn)喇叭一段時(shí)間的響，同時(shí)取反電平，并延時(shí)，讓喇叭不響一段時(shí)間。這樣重復(fù)，可實(shí)現(xiàn)間隙的報(bào)警聲。</p><p>　　4.2.3顯示子程序流程圖</p><p>　　圖4.3 顯示子程

55、序流程圖</p><p><b>　　說明：</b></p><p>　　LCD經(jīng)過初始化后，開始做顯示工作，首先將單片機(jī)送來的值分別賦給“bai”“shi”“ge”三位進(jìn)行顯示。調(diào)用寫指令，通過for循環(huán)，在LCD管上顯示“ oil pressure ”。以上顯示完畢，才開始執(zhí)行對(duì)“bai”“shi”“ge”三位的顯示指令，在其上動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)。</p>

56、<p>　　4.2.4傳感器信號(hào)輸出子程序框圖</p><p>　　圖4.4 傳感器信號(hào)輸出子程序框圖</p><p><b>　　說明：</b></p><p>　　傳感器信號(hào)送到單片機(jī)P1.3口vout端，根據(jù)單片機(jī)“寫—修改—讀”指令的流程，從該端口輸入信號(hào)后，在單片機(jī)內(nèi)加以運(yùn)算，最后再輸出。其中寫字節(jié)程序和讀字節(jié)程序都是通

57、過一個(gè)for循環(huán)，循環(huán)8次來實(shí)現(xiàn)。最后通過一個(gè)讀取程序調(diào)用各子程序讀取出所需要的壓力信號(hào)值。</p><p><b>　　4.3程序?yàn)V波介紹</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用中值濾波程序，中值濾波是對(duì)某一參數(shù)連續(xù)輸入N次(一般N取奇數(shù)),從中選擇一個(gè)中間值作為本次采樣值,若變量變化比較緩慢,采用此方法效果比較好,但對(duì)快速變化過程的參數(shù),則不宜采用。</p

58、><p>　　中值濾波的C程序函數(shù)如下:float middle_filter(float middle_value [] , int count){float sample_value, data;int i, j;for(i=0; i<(count-1)/2; i++) </p><p>　　for(j=count-1; j>

59、=I; --j)</p><p>　　{if(middle_value[j-1]>middle_value[j]</p><p>　　{ data=middle_value[j-1]; middle_value[j-1]=middle_value[j] middle_value[j]=data;</p><p>　　}sample_value=

60、middle_value[(count-1)/2];return(sample_value);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)對(duì)參數(shù)連續(xù)采樣3次,3次采樣值存儲(chǔ)在數(shù)組middle_value[3],其中Sample-value表示有效采樣值,count表示連續(xù)采樣次數(shù)。通過連續(xù)3次采樣，將3次值進(jìn)行比較，取中間的值作為最終采樣值

61、。</p><p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試過程</b></p><p>　　通過上面的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成。下面主要實(shí)現(xiàn)Protell99se的原理圖、印制板圖的繪制和做相關(guān)檢測，對(duì)Keil進(jìn)行相應(yīng)的檢查和調(diào)試，并用Proteus對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。</p><p>　　5.1原理圖和印制板圖繪制和檢查</p><p&

62、gt;　　5.1.1 在Protel99se繪制原理圖并進(jìn)行相應(yīng)的ERC檢查</p><p>　　打開Protel99se，繪制系統(tǒng)的原理圖。原理圖包括能輸出時(shí)鐘電路，驅(qū)動(dòng)電路以及復(fù)位電路。繪制完成的原理圖如圖5.1:</p><p>　　圖5.1 原理圖的繪制</p><p>　　繪制完原理圖之后，對(duì)原理圖進(jìn)行同一網(wǎng)絡(luò)命名多個(gè)網(wǎng)絡(luò)名稱檢測、未連接的電路標(biāo)號(hào)檢測、

63、未連接的電源檢測、電路編號(hào)重號(hào)檢測、元件編號(hào)重復(fù)檢測等檢測。ERC檢測結(jié)果如圖5.2:</p><p>　　圖5.2 ERC電氣規(guī)則檢查</p><p>　　5.1.2 在Protell99se生成PCB圖</p><p>　　在創(chuàng)建完原理圖后，對(duì)各元器件的引腳進(jìn)行封裝，在原理圖中創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表(NET),然后再Protel中新建PCB圖并加載網(wǎng)絡(luò)表。加載網(wǎng)絡(luò)表截圖如

64、圖5.3所示：</p><p>　　圖5.3 加載網(wǎng)絡(luò)表</p><p>　　對(duì)于生成的PCB圖中各器件進(jìn)行調(diào)整，并布線，最終生成PCB圖。結(jié)果如圖5.4所示:</p><p>　　圖5.4 生成PCB圖</p><p>　　5.2 Keil程序調(diào)試</p><p>　　程序調(diào)試結(jié)果如圖5.6所示：</p&g

65、t;<p>　　Creating hex file from “機(jī)油壓力控制”表明 .hex文件創(chuàng)建成功。</p><p>　　“機(jī)油壓力控制”- 0 Error(s),2 Warning(s)表明文件編譯結(jié)果沒有錯(cuò)誤。</p><p>　　圖5.6 程序調(diào)試結(jié)果</p><p>　　5.3 Proteus仿真調(diào)試</p><p&

66、gt;　　在Proteus中建立仿真圖。界面結(jié)果如圖5.7：</p><p>　　圖5.7 Proteus仿真圖</p><p>　　按下開始仿真按鈕，開始進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖5.8,圖5.9,圖5.10：</p><p>　　圖5.8 Proteus仿真圖（正常運(yùn)行）</p><p>　　圖5.9 Proteus仿真圖（壓力過低報(bào)警

67、）</p><p>　　圖5.10 Proteus仿真圖（壓力過高報(bào)警）</p><p>　　仿真電路圖中實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力檢測的控制，輸出到LCD液晶管實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。初始設(shè)定的壓力值正常范圍是0.15—0.6MPa。壓力在這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)如0.25Mpa（圖5.8），程序正常運(yùn)行；當(dāng)壓力過低如0.12MPa（圖5.9）或者壓力過高如0.67MPa（圖5.10時(shí)），單片機(jī)控制蜂鳴器報(bào)警。仿真雖然能運(yùn)

68、行，但在實(shí)際電路中，還需要加入其它的一些電路才能保證單片機(jī)能正常工作，實(shí)現(xiàn)其功能。 </p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　通過DS18B20產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字信號(hào)輸入到AT89C52單片機(jī)中進(jìn)行處理，再通過單片機(jī)P0口送入LCD液晶管進(jìn)行顯示，當(dāng)壓力值在超過安全范圍時(shí)通過單片機(jī)P1.0口控制蜂鳴器報(bào)警。在本次實(shí)驗(yàn)里面，我把電路和單片機(jī)必備的一些

69、基本操作技能再次熟悉了一遍，占用了一些時(shí)間，但是我個(gè)人覺得這么做值得，對(duì)于本次課程設(shè)計(jì)也很有幫助，由于C語言編程的還不熟練，在程序調(diào)試環(huán)節(jié)遇到不少麻煩，日后還需要加強(qiáng)這方面的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。</p><p>　　對(duì)于機(jī)油壓力檢測，由于時(shí)間較為倉促和種種客觀的原因，我只是對(duì)機(jī)油壓力檢測系統(tǒng)作了一個(gè)最簡單的布置，而往往在實(shí)際的工程運(yùn)用中間還需要對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展和優(yōu)化設(shè)計(jì)，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真時(shí)，我只設(shè)定了2個(gè)大概的上限值，而往往

70、在實(shí)際的系統(tǒng)中這些參數(shù)是不斷變化的，就會(huì)牽涉到一個(gè)反饋調(diào)節(jié)控制的問題，在這個(gè)設(shè)計(jì)沒有體現(xiàn)出來。對(duì)于這些我還只是只了解其表面，需要在下面進(jìn)一步去學(xué)習(xí)和深入。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在課程設(shè)計(jì)過程和資料搜集期間，前人的資料對(duì)我提供了莫大的幫助，這里再次感謝。值此即將完成課程之際，我要衷心地感謝指導(dǎo)教師陳飛老師。在課程設(shè)計(jì)過程中，

71、得到了他的精心指導(dǎo)和熱情幫助，其中無不凝聚著老師的心血和汗水。我還要感謝在編寫程序以及應(yīng)用軟件仿真過程中給我提供幫助的同學(xué)。在他們的幫助下，我順利地完成了本次課程設(shè)計(jì)，感覺到了團(tuán)隊(duì)合作的存在，在此由衷感謝。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　［1］譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)（第三版）［M］.北京.清華大學(xué)出版社.2005（2007重?。?lt;

72、/p><p>　?。?］ 張毅剛，彭喜元等. MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)（第3版）［M］.哈爾濱.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2001.</p><p>　?。?］徐琤穎.Protel99SE EDA技術(shù)及應(yīng)用.［M］.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2009.1重印</p><p>　　［4］古輝，劉均等.微型計(jì)算機(jī)接口及控制技術(shù).［M］.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2009.1</

73、p><p><b>　　附錄一 程序源代碼</b></p><p>　　#include "ds18b20.h"</p><p>　　#include"beep.h"</p><p>　　#include"smg.h"</p><p>　　#

74、include"delay.h"</p><p>　　uint middle_value[3]={0,0,0};</p><p>　　uint temp;</p><p>　　uchar table[]=" oil pressure ";</p><p>　　//--------------------

75、--------------------</p><p><b>　　//名稱：顯示程序</b></p><p>　　//----------------------------------------</p><p>　　void Display(uint d)</p><p><b>　　{</b&g

76、t;</p><p>　　uchar bai,shi,ge;</p><p>　　uchar num;</p><p>　　static bit flag1=1;</p><p>　　bai=d/100;</p><p>　　shi=d%100/10;</p><p><b>　　ge

77、=d%10;</b></p><p><b>　　if(flag1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　Write_cmd(0x01); //清屏</p><p>　　for(num=0;num<14;num++)</p&

78、gt;<p><b>　　{</b></p><p>　　Write_data(table[num]);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　flag1=0;</b></p><p><b>　　}</b>&l

79、t;/p><p>　　Write_cmd(0x80+0x45);</p><p>　　Write_data(0x30+bai);</p><p>　　Write_data(0x30+0xfe);</p><p>　　Write_data(0x30+shi);</p><p>　　Write_data(0x30+ge);&l

80、t;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void getdata()//采樣子程序</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　for(i=0;i<3;i++)

81、</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　middle_value[i]=readyali();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　uchar middle_filt

82、er(uint middle_value[], uchar count)//中值濾波函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uint sample_value,date;</p><p>　　uchar i, j;</p><p>　　for(i=0; i<(count-1)/2; i++

83、) </p><p>　　for(j=count-1; j>=i; --j)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if(middle_value[j-1]>middle_value[j])//從小到大順序排列</p><p><b&g

84、t;　　{</b></p><p>　　date=middle_value[j-1]; //交換位置</p><p>　　middle_value[j-1]=middle_value[j];</p><p>　　middle_value[j]=date;</p><p><b>　　}</b><

85、;/p><p>　　sample_value=middle_value[(count-1)/2];</p><p>　　return(sample_value);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void bee

86、pon(void) //蜂鳴器報(bào)警子程序</p><p>　　{uchar i;</p><p>　　for(i=0;i<200;i++)//喇叭發(fā)聲的時(shí)間循環(huán)，改變大小可以改變發(fā)聲時(shí)間長短</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(80); //參數(shù)決定發(fā)聲的頻率，估算值

87、，可以自行更改參數(shù)并</p><p>　　beep=!beep;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()//主程序</p><p><b>　　{</b></p&

88、gt;<p>　　LCD_init();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　getdata();//采樣子程序</p><p>　　temp=middle_filter( middle_value,3

89、);//調(diào)用中值濾波函數(shù)</p><p>　　Display(temp);//調(diào)用顯示程序</p><p>　　if(temp>15&&temp<60)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　beep=1;</b></p>

90、<p><b>　　} </b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　beepon(); </p><p><b>　　}</b></p><p

91、><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　#include"smg.h"</p><p>　　#include"reg51.h"</p><p>　　#include"delay.h"<

92、;/p><p>　　//-----------------------------</p><p><b>　　//名稱：延時(shí)函數(shù)</b></p><p>　　//功能：約為（ms*1)ms時(shí)間</p><p>　　//-----------------------------</p><p>　　v

93、oid Delay_ms(uchar ms)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar a,b;</p><p>　　for(a=ms;a>0;a--)</p><p>　　for(b=120;b>0;b--);</p><p><b>　　}&

94、lt;/b></p><p>　　//----------------------------------------</p><p>　　//名稱：液晶寫指令子程序</p><p><b>　　//功能：</b></p><p>　　//--------------------------------------

95、--</p><p>　　void Write_cmd(uchar cmd)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　RS=0;</b></p><p><b>　　RW=0;</b></p><p><b>　　P

96、0=cmd;</b></p><p>　　Delay_ms(1);</p><p><b>　　E=1;</b></p><p>　　Delay_ms(1);</p><p><b>　　E=0;</b></p><p><b>　　}</b>

97、;</p><p>　　//----------------------------------------</p><p>　　//名稱：液晶寫數(shù)據(jù)子程序</p><p><b>　　//功能：</b></p><p>　　//----------------------------------------</p

98、><p>　　void Write_data(char date)//</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　RS=1;</b></p><p><b>　　RW=0;</b></p><p><b>　　P0=dat

99、e;</b></p><p>　　Delay_ms(1);</p><p><b>　　E=1;</b></p><p>　　Delay_ms(1);</p><p><b>　　E=0;</b></p><p><b>　　}</b><

100、;/p><p>　　//----------------------------------------</p><p>　　//名稱：液晶初始化程序</p><p><b>　　//功能：</b></p><p>　　//----------------------------------------</p>

101、<p>　　void LCD_init()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　E=0;</b></p><p>　　Write_cmd(0x38);//16*2,5*7,8位數(shù)據(jù)</p><p>　　Write_cmd(0x0c);//顯示開，光標(biāo)不

102、顯示，不閃爍</p><p>　　Write_cmd(0x06);//地址加1，光標(biāo)加1，整屏不移動(dòng)</p><p>　　Write_cmd(0x80);//地址初始</p><p><b>　　}</b></p><p>　　#include"ds18b20.h"</p><

103、p>　　void delay(uint t)//信號(hào)輸入程序</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(t--);//t--一次大約9us</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*-----------------------------

104、---ds18b20初始化---------------------------- */ </p><p>　　void init_ds18b20(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar n;</b></p><p>　　vout=1;

105、 //vout復(fù)位</p><p>　　delay(8); //稍作延時(shí)</p><p>　　vout=0; //單片機(jī)將總線拉低</p><p>　　delay(80);//延時(shí)要求大于480us小于960us ,發(fā)出一個(gè)復(fù)位脈沖</p><p>　　vout=1;//拉高，釋放總線，構(gòu)成上升沿，</p>

106、<p>　　delay(20);//等待15US后，ds18b20發(fā)出一個(gè)60—240us存在脈沖</p><p>　　n=vout;//檢測是否存在，若vout=1,存在</p><p>　　delay(30);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*------------

107、--------------------寫一個(gè)字節(jié)---------------------------- */</p><p>　　void write_byte(uchar dat)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　

108、　for(i=0; i<8;i++)//循環(huán)8次</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　vout=0;</b></p><p>　　vout=dat&0x01;//先寫最低位</p><p>　　delay(10);</p><p>

109、;<b>　　vout=1;</b></p><p>　　dat>>=1;//右移一位</p><p><b>　　}</b></p><p>　　delay(4); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*---

110、-----------------------------讀一個(gè)字節(jié)---------------------------- */ </p><p>　　uchar read_byte(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,value=0;</p><p>　　for(

111、i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　vout=0;</b></p><p>　　value>>=1;</p><p><b>　　vout=1;</b></p><p><

112、b>　　if(vout)</b></p><p>　　value|=0x80;</p><p>　　delay(8);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　return (value); </p><p><b>　　}</b>&l

113、t;/p><p>　　/*--------------------------------讀取信號(hào)值---------------------------- */ </p><p>　　uchar readyali(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar a=0,b=0;<

114、/p><p>　　init_ds18b20();</p><p>　　write_byte(0xcc);</p><p>　　write_byte(0x44);</p><p>　　delay(300);</p><p>　　init_ds18b20();</p><p>　　write_byte(

115、0xcc);</p><p>　　write_byte(0xbe);</p><p>　　a=read_byte();</p><p>　　b=read_byte();</p><p><b>　　b<<=4;</b></p><p>　　b+=(a&0xf0)>>

116、4;</p><p>　　return (b);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　附錄二 電路原理圖及PCB圖</p><p>　　圖附2.1 電路原理圖</p><p>　　圖附2.2 電路PCB圖</p><p>　　附錄三 Proteu