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文檔簡介
微機檢測系統(tǒng)課程設計說明書PAGE32- 交通與汽車工程學院課程設計說明書課程名稱:微機檢測系統(tǒng)課程設計 課程代碼:8416671 題目:冷卻水溫度檢測系統(tǒng) 年級/專業(yè)/班: 學生姓名: 學號: 開始時間:20年月日完成時間:20年月日課程設計成績:學習態(tài)度及平時成績(30)技術水平與實際能力(20)創(chuàng)新(5)說明書(計算書、圖紙、分析報告)撰寫質(zhì)量(45)總分(100)指導教師簽名:年月日目錄摘要…………………………21引言………………………31.1問題的提出……………31.2任務與分析……………32方案設計…………………42.1系統(tǒng)設計方案…………4 2.2系統(tǒng)總體框圖…………43系統(tǒng)硬件設計……………43.1AT89C52單片機……………………43.2ADC0808………………83.3時鐘電路………………83.4LED顯示器與顯示方式………………93.5信號采集電路…………10 4系統(tǒng)軟件設計……………114.1Proteus軟件環(huán)境介紹………………114.2KeiluVision3軟件環(huán)境介紹………11 4.3Protel軟件環(huán)境介紹………………12 4.4程序流程圖…………135系統(tǒng)調(diào)試過程…………15設計總結……………………20致謝…………………………21參考文獻……………………22附錄1………………………23附錄2………………………24附錄3………………………30摘要隨著計算機的普及科技的進步,單片機自20世紀70年代問世以來,對人類社會產(chǎn)生了巨大的影響。尤其是美國Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機,由于其具有集成度高、處理功能強、可靠性高、系統(tǒng)結構簡單、價格低廉易于使用等優(yōu)點,在工業(yè)控制,智能儀器儀表、辦公室自動化、家用電器等諸多領域上得到廣泛的應用。本設計介紹了單片機的工作原理和操作方法,以單片機AT89C52為設計核心,通過模擬溫度傳感器檢測冷卻水溫度,經(jīng)過放大器凡達信號后通過ADC0808,將采集的信號轉化為數(shù)字信號,在共陰極數(shù)碼管上顯示溫度,如溫度超過預設定值(95攝氏度),則通過LED顯示報警關鍵詞:冷卻水溫度檢測;單片機;A/D轉換;數(shù)碼管顯示
1引言本次課程設計的要求是在兩周時間里,基于單片機設計冷卻水溫度檢測系統(tǒng),使系統(tǒng)檢測冷卻水溫度,并且對溫度超過預定值則使用LED報警。我們從對知識的模糊不清到條理分明,掌握了不少單片機的專業(yè)知識。同時為了更完善快捷的完成本次課程設計,我們小組對其進行了細致分工:繪制PROTEUS電路圖、冷卻水溫度檢測系統(tǒng)程序的編寫、冷卻水溫度檢測系統(tǒng)的調(diào)試和仿真。1.1問題的提出汽車發(fā)動機控制參數(shù)中冷卻水溫度是一個非常重要的參數(shù),它不但與發(fā)動機的冷啟動和熱啟動息息相關,還與加速環(huán)節(jié)有著密切的聯(lián)系。而且汽車上很多其他控制系統(tǒng)工作時都需要用到冷卻水溫,因此發(fā)動機冷卻水溫度測量精度以及其工作可靠性、實時響應性直接影響電控發(fā)動機整機控制性能。由此看來冷卻水溫檢測系統(tǒng)是如此的重要,所以本次課程設計的任務就是設計一個性能可靠的冷卻水溫檢測系統(tǒng)。1.2任務與分析本次設計的任務是基于單片機冷卻水溫度檢測系統(tǒng)設計。通過使用PT100溫度傳感器采集冷卻水溫度信號,信號放大后經(jīng)過ADC0808信號轉換,將數(shù)字信號顯示在共陰極數(shù)碼管上,并判斷溫度是否超過上限值,若超過上限值則通過LED顯示報警。本設計的系統(tǒng)主要由:PT100溫度傳感器,ADC0808,AT89C52為中央處理芯片,用于數(shù)據(jù)處理,初值設定。用C語言進行編程。本系統(tǒng)可以分為以下5大主要模塊:(1)AT89C52模塊:用于數(shù)據(jù)處理,初值設定。(2)PT100:采集冷卻水溫度信號。(3)ADC0808:將采集到的模擬信號轉換為數(shù)字信號(4)4個共陰極數(shù)碼管:采用普通的共陰極LED數(shù)碼管,用于實時的顯示溫度信息。(5)LED二極管:超過溫度上限值,則LED亮燈報警。2系統(tǒng)方案設計2.1系統(tǒng)設計方案通過查閱相關資料,通過使用PT100熱電阻傳感器采集冷卻水溫度信號,信號放大后經(jīng)過ADC0808信號轉換,將數(shù)字信號顯示在共陰極數(shù)碼管上,并判斷溫度是否超過上限值,若超過上限值則通過LED顯示報警。2.2系統(tǒng)總體框圖 當程序啟動后,通過使用PT100熱電阻傳感器采集冷卻水溫度信號,信號放大后經(jīng)過ADC0808信號轉換,將數(shù)字信號顯示在共陰極數(shù)碼管上,并判斷溫度是否超過上限值,若超過上限值則通過LED顯示報警。3系統(tǒng)硬件電路設計3.1AT89C52單片機
通過對多種單片機性能的分析,最終采用89C52芯片。AT89C52是一個低電壓,高性能CMOS8位單片機,片內(nèi)含8kbytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn),兼容標準MCS-51指令系統(tǒng),片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元,AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應用MCS-51系列單片機是Intel公司1980年推出的高性能8位單片微型計算機主要有8031、8051、8751這三種機型,他們的指令系統(tǒng)與芯片引腳完全兼容,僅片內(nèi)ROM有所不同。主要功能為:·8位CPU;·兼容MCS51指令系統(tǒng);·8k可反復擦寫(大于1000次)FlashROM;·32個雙向I/O口;·256x8bit內(nèi)部RAM;·3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷;·時鐘頻率0-24MHz;·2個串行中斷,可編程UART串行通道;·2個外部中斷源,共8個中斷源;·2個讀寫中斷口線,3級加密位;·低功耗空閑和掉電模式,軟件設置睡眠和喚醒功能;·有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等封裝形式,以適應不同產(chǎn)品的需求;·有強的位尋址,位處理能力;·片內(nèi)采用單總線結構;圖3-289C52單片機引腳圖89C52單片機與早期Intel的8051/8751/8031芯片的外部引腳和指令系統(tǒng)完全兼容,只不過用FlashROM替代了ROM/EPROM而已。89C52單片機內(nèi)部結構如圖所示。圖3-389C52單片機內(nèi)部結構示意圖各引腳的功能如下:·VCC:供電電壓?!ND:接地。
·P0口:P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口,每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時,被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器,它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時,P0口作為原碼輸入口,當FIASH進行校驗時,P0輸出原碼,此時P0外部必須被拉高?!1口:P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后,被內(nèi)部上拉為高,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平時,將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時,P1口作為第八位地址接收?!2口:P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個TTL門電流,當P2口被寫“1”時,其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入。并因此作為輸入時,P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時,P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時,它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢,當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時,P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。
·P3口:P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口,可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,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?!ST:復位輸入。當振蕩器復位器件時,要保持RST腳兩個機器周期高電平時間?!LE/PROG:當訪問外部存儲器時,地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。在平時,ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號,此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是:每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時,將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時,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?!ぃ和獠砍绦虼鎯ζ鞯倪x通信號。在由外部程序存儲器取指期間,每個機器周期兩次有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,這兩次有效的信號將不出現(xiàn)?!ぃ寒敱3值碗娖綍r,則在此期間CPU只訪問外部程序存儲器(0000H-FFFFH),不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時,將內(nèi)部鎖定為RESET;當端保持高電平時,則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的程序。在FLASH編程期間,此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)?!TAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。
·XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。
3.2ADC0808ADC0808是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進行模/數(shù)轉換的器件。其內(nèi)部有一個8通道多路開關,它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號,只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉換。ADC0808是ADC0809的簡化版本,功能基本相同。一般在硬件仿真時采用ADC0808進行A/D轉換,實際使用時采用ADC0809進行A/D轉換。ADC0808是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉換器,它有8路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關樹型A/D轉換器。ADC0808芯片有28條引腳,采用雙列直插式封裝。各引腳功能如下:1~5和26~28(IN0~IN7):8路模擬量輸入端;8、14、15和17~21:8位數(shù)字量輸出端;22(ALE):地址鎖存允許信號,輸入,高電平有效;6(START):A/D轉換啟動脈沖輸入端,輸入一個正脈沖(至少100ns寬)使其啟動(脈沖上升沿使0809復位,下降沿啟動A/D轉換);7(EOC):A/D轉換結束信號,輸出,當A/D轉換結束時,此端輸出一個高電平(轉換期間一直為低電平);9(OE):數(shù)據(jù)輸出允許信號,輸入,高電平有效。當A/D轉換結束時,此端輸入一個高電平,才能打開輸出三態(tài)門,輸出數(shù)字量;10(CLK):時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ;12(VREF(+))和16(VREF(-)):參考電壓輸入端;11(Vcc):主電源輸入端;13(GND):接地。23~25(ADDA、ADDB、ADDC):3位地址輸入線,用于選通8路模擬輸入中的一路。圖3-4ADC08083.3時鐘系統(tǒng)電路利用芯片內(nèi)部振蕩電路,在XTAL1、XTAL2引腳上外接定時元件,內(nèi)部振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩,用示波器可以觀察到XTAL2輸出時鐘信號。最常用的內(nèi)部時鐘方式是采用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路,不論是HMOS還是CHMOS型單片機其并聯(lián)諧振回路及參數(shù)相同。振蕩晶體選擇12MHz。電容只無嚴格要求,但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響,C1和C2可在20-100pF取值,但在,60-70pF時振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。 圖3-5內(nèi)部時鐘電路3.4LED顯示器與顯示方式在單片機應用系統(tǒng)中使用LED顯示塊構成N位LED顯示器。N位LED顯示器有N根位選線和8*N根段選線。根據(jù)顯示方式的不同,位選線和段選線的連接方法不同。段選線控制字符選擇,位選線控制顯示位的暗、亮。LED顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方式。LED靜態(tài)顯示。LED顯示器工作在靜態(tài)顯示的方式下,共陰極或共陽極連接在一起接地或+5V;每位段選線(a-dp)與一個8位并行口相連。N為靜態(tài)顯示器要求有N*8根I/O接口線,占用I/O資源較多,所以在位選較多時往往采用動態(tài)顯示方式。LED動態(tài)顯示。在多位LED顯示時,為簡化電路,降級成本,將所有位的選線并聯(lián)在一起,由一個8位I/O口控制,而共陰極點或共陽極點分別有相應的I/O接口線控制。8位LED動態(tài)顯示電路只需要兩個8位I/O接口。其中一個控制段選碼,另一個控制位選。由于所有位的選碼皆有一個I/O控制。因此,在每個瞬間,8位LED只能顯示相同的字符,要想每位顯示不同的字符,必須采用掃描顯示方式。即在每一瞬間只使某一位顯示相應字符。在此瞬間,段選控制I/O在該顯示位送入選通電平,以保證該位顯示相應字符。如此輪流,使每位顯示該位相應字符,并保持延時一段時間,以造成視覺暫留效果。LED顯示器接口。從LED顯示器的顯示原理可知,為了顯示字母數(shù)字,必須轉換成相應的段選碼。這種轉換可以通過硬件譯碼器或軟件進行譯碼。硬件譯碼顯示器接口:BCD—7段十六進制譯碼驅動顯示接口。單片機應用系統(tǒng)中,通常要求LED顯示器能顯示十六進制及十進制帶小數(shù)點的數(shù)。因此在選擇譯碼器時,要能夠完成BCD碼至十六進制的鎖存、譯碼,并且具有驅動功能,否則就不采用軟件譯碼接口。軟件譯碼顯示接口。由于單片機本身有較強的邏輯控制能力,采用軟件譯碼并不復雜,而且軟件譯碼邏輯可隨意編程設定,不受硬件譯碼邏輯限制,采用軟件譯碼還能簡化硬件電路結構。因此,在單片機應用系統(tǒng)中,使用最廣的軟件譯碼的顯示接口。圖3-6共陰極數(shù)碼管3.5信號采集電路PT100是鉑熱電阻,它的阻值跟溫度的變化成正比。PT100的阻值與溫度變化關系為:當PT100溫度為0℃時它的阻值為100歐姆,在100℃時它的阻值約為138.5歐姆。它的工業(yè)原理:當PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆,它的阻值會隨著溫度上升而成勻速增長的。另外,PT100溫度傳感器還具有抗振動、穩(wěn)定性好、準確度高、耐高壓等優(yōu)點。鉑熱電阻的線性較好,在0~100攝氏度之間變化時,最大非線性偏差小于0.5攝氏度。鉑熱電阻阻值與溫度關系為:①-200℃<t<0℃時,②0℃≤t≤850℃時,;圖3-7溫度信號采集放大電路4系統(tǒng)軟件設計4.1Proteus軟件環(huán)境介紹本系統(tǒng)的硬件設計首先是在Proteus軟件環(huán)境中仿真實現(xiàn)的。Proteus軟件是來自英國Labcenterelectronics公司的EDA工具軟件,Proteus軟件有十多年的歷史,在全球廣泛使用,除了具有和其它EDA工具一樣的原理布圖、PCB自動或人工布線及電路仿真的功能外,其革命性的功能是,它的電路仿真是互動的。針對微處理器的應用,還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程,并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調(diào)試。如果有顯示及輸出,配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等,還能看到運行后輸入輸出的效果。Proteus建立了完備的電子設計開發(fā)環(huán)境,尤其重要的是ProteusLite可以完全免費,也可以花微不足道的費用注冊達到更好的效果。Proteus是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具??梢苑抡?1系列、AVR、PIC等常用的MCU及其外圍電路(如LCD,RAM,ROM,鍵盤,馬達,LED,AD/DA,部分SPI器件,部分IIC器件...)。其實Proteus與multisim比較類似,只不過它可以仿真MCU,當然,軟件仿真精度有限,而且不可能所有的器件都找得到相應的仿真模型,用開發(fā)板和仿真器當然是最好選擇,可是初學者擁有它們的可能性比較小。當然,硬件實踐還是必不可少的。在沒有硬件的情況下,Proteus能像pspice仿真模擬/數(shù)字電路那樣仿真MCU及外圍電路。另外,即使有硬件,在程序編寫早期用軟件仿真一下也是很有必要的。Proteus軟件主要具有以下幾個方面的特點:1)設計和仿真軟件Proteus是一個很有用的工具,它可以幫助學生和專業(yè)人士提高他們的模擬和數(shù)字電路的設計能力。2)它允許對電路設計采用圖形環(huán)境,在這種環(huán)境中,可以使用一個特定符號來代替元器件,并完成不會對真實電路造成任何損害的電路仿真操作。3)它可以仿真儀表以及可描述在仿真過程中所獲得的信號的圖表。4)它可以仿真目前流行的單片機,如PICS,ATMEL-AVR,MOTOROLA,8051等。5)在設計綜合性方案中,還可以利用ARES開發(fā)印制電路板。4.2KeilμVision軟件環(huán)境介紹KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng),與匯編相比,C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢,因而易學易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案,通過一個集成開發(fā)環(huán)境(uVision)將這些部分組合在一起。運行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。如果你使用C語言編程,那么Keil幾乎就是你的不二之選,即使不使用C語言而僅用匯編語言編程,其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。Keil公司是一家業(yè)界領先的微控制器(MCU)軟件開發(fā)工具的獨立供應商。Keil公司由兩家私人公司聯(lián)合運營,分別是德國慕尼黑的KeilElektronikGmbH和美國德克薩斯的KeilSoftwareInc。Keil公司制造和銷售種類廣泛的開發(fā)工具,包括ANSIC編譯器、宏匯編程序、調(diào)試器、連接器、庫管理器、固件和實時操作系統(tǒng)核心(real-timekernel)。有超過10萬名微控制器開發(fā)人員在使用這種得到業(yè)界認可的解決方案。其KeilC51編譯器自1988年引入市場以來成為事實上的行業(yè)標準,并支持超過500種8051變種。Keil公司在2007年被ARM公司收購。其兩家公司分別更名為ARMGermanyGmbH和ARMInc和。Keil公司首席執(zhí)行官ReinhardKeil表示:“作為ARMConnectedCommunity中的一員,Keil和ARM保持著長期的良好關系。通過這次收購,我們將能更好地向高速發(fā)展的32位微控制器市場提供完整的解決方案,同時繼續(xù)在uVision環(huán)境下支持我們的8051和C16x編譯器?!盋51工具包的整體結構,uVision與Ishell分別是C51forWindows和forDos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE),可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。目標文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件,也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉換成標準的Hex文件,以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調(diào)試,也可由仿真器使用直接對目標板進行調(diào)試,也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。4.3Protel軟件介紹Protel印制板設計軟件包是澳大利亞ProtelTechnology公司與1990年推出的電子CAD產(chǎn)品,具有方便、易學、實用、快速以及高速度、高步通率的特點。它采用了分層次下拉窗口菜單結構形式,用戶基本上不需要記背太多的鍵盤命令,用鼠標點擊菜單命令就能操作,Protel有著很高的自動布線布通率。布通率是電子產(chǎn)CAD產(chǎn)品的一項重要指標,它反映電子元件在電路圖中連接關系有多少能在印刷版圖中實現(xiàn)。在設計常用的單、雙面印制板時只要選擇適當?shù)脑季趾筒季€策略方法,Protel就可以輕易的達到98%-100%的布通率。對于極少數(shù)不能布通的定方,Protel可以用飛線指示出來,引導用戶用手工方法連通。另外,Protel有強大的宏命令設置功能,利用宏命令功能多定義的熱鍵可以大大提高操作速度。 Protel對微機的軟硬件配置要求很低:CPU在8088以上,DOS2.0以上版本,內(nèi)存640kb以上,雙軟件(或一個軟件一個硬盤),單色顯示器(多層板設計時最好用彩色),各種兼容打印機。也能在WindowsXP平臺的模擬DOS下運行。 Protel已成為印制板設計加工方面的工業(yè)標準。據(jù)初步統(tǒng)計Protel在CAD的市場占有率達95%,成為電子產(chǎn)品制造業(yè)界的首選CAD軟件。4.4程序流程圖(1)主程序流程圖主程序流程圖說明:程序初期,定時器、寄存器初始化,將傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)放大器傳給ADC0808,通過數(shù)據(jù)轉換子程序將數(shù)字信號通過顯示子程序,將數(shù)字顯示在LED上。并且判斷溫度是否超過設定的溫度值,超過則通過P2.0口LED報警;沒超過則返回程序,繼續(xù)測量溫度(2)A/D轉換子程序流程圖:A/D轉換子程序流程圖說明:在此流程圖中,主要說明的是本次設計的數(shù)據(jù)轉換過程。首先將ADC0808的START口置0。ADC0808的EOC口輸出的為高電平還是低電平是判斷A/D轉換是否完成的標準。A/D轉換完成后則進行濾波,最后返回。(3)顯示程序流程圖顯示子程序流程說明: 開始階段,將P1口置零,是八段數(shù)碼管全部熄滅,存入顯示碼緩存區(qū)和位掃描碼,數(shù)碼管顯示數(shù)字。P1.0-P1.7為片選口,P3.0-P3.3為位選口。5系統(tǒng)調(diào)試過程通過上面的硬件設計和軟件設計過程,設計的工作已經(jīng)基本完成,接下來的工作就是對所設計好的應用系統(tǒng)進行調(diào)試。通過調(diào)試可以檢查出系統(tǒng)出現(xiàn)的一些錯誤,從而進行下一步的修改。Protel電路調(diào)試 在Protel的元件庫里建立89C52,沒有4位共陰極數(shù)碼管,單擊【Edit】按鍵,對元件庫的DYP_7SEG_DP數(shù)碼管進行編輯,使其成為4位共陰極數(shù)碼管,再建立新的封裝庫編寫其封裝,連線。電路調(diào)試:單擊【ERC】按鍵,進行節(jié)氣點ERC檢查;單擊【BillofMaterial】生成元件列表,檢查元器件封裝;單擊【CreatNetlist】生成網(wǎng)絡列表。 圖5-1protel 原理圖、圖5-2節(jié)氣點檢查KeiluVision4中程序編寫與調(diào)試將已經(jīng)設計好的程序寫入KeiluVision3軟件中,用C語言進行程序編譯。將有錯誤提示的程序修改過來,顯示0error,0warning,最后hex文件的生成,為電路仿真做準備。部分匯編語言代碼:編譯結果顯示:圖5-3程序編譯結果(3)在Proteus中,對硬件電路圖進行設計和繪制、仿真。首先列出單片機芯片AT89C52,ADC0808,內(nèi)部時鐘電路,復位電路等,然后連線。將在Keil軟件里已經(jīng)編譯好的程序輸入單片機。雙擊單片機,加載編譯好的程序生成的.hex文件,按下仿真按鈕,觀察仿真是否正常進行。調(diào)試包括不加斷點執(zhí)行,執(zhí)行指定時間等,如圖5-3所示。圖5-4冷卻水溫度檢測系統(tǒng)正常溫度proteus電路仿真圖 本人設定冷卻水溫度的上限值為95攝氏度,但溫度低于95攝氏度時,LED未亮燈。且模擬輸出溫度為86.3攝氏度與顯示的溫度86.8攝氏度相差0.5攝氏度,誤差較大有待進一步完善。圖5-4冷卻水溫度檢測系統(tǒng)高溫溫度proteus電路仿真圖 當冷卻水溫度超過設定值95攝氏度時,LED等亮,顯示報警。模擬輸出溫度為95.3攝氏度與顯示的溫度96.0攝氏度相差0.7攝氏度,根據(jù)以上仿真,說明隨著溫度的增大,系統(tǒng)誤差也相應增加,系統(tǒng)有待進一步完善。設計總結本次設計我們的要求是基于單片機設計冷卻水溫度檢測系統(tǒng),其功能為通過水溫傳感器根據(jù)水溫的變化產(chǎn)生變化的電信號,輸送給ECU,通過系統(tǒng)處理、計算得到實際溫度值,當溫度過高時便通過LED顯示系統(tǒng)報警。該系統(tǒng)以51系列單片機系統(tǒng)為核心,運用模擬溫度傳感器PT100對冷卻水溫度進行檢測;采集到的模擬信號經(jīng)過放大后由模數(shù)轉換ADC0808進行A/D轉換把溫度信號調(diào)解轉換為數(shù)字信號。當溫度大于95攝氏度時,LED顯示報警。 計一個電路,首先要深刻理解其原理,并根據(jù)其原理進行電路的設計。用理論指導實踐可以達到事倍功半的效果,有堅實的理論做基礎將會使設計變得得心應手。在設計電路的過程中應注意充分利用并擴展所學過的基礎知識,設計的過程就是學習的過程,在設計過程中驗證理論的正確性,彌補知識的漏洞。正確對待設計過程中遇到的錯誤,遇到錯誤與問題要敢于面對并設法找到解決的辦法。通過對該電路的設計過程,而且我還查閱了不少相關資料,更深刻地認識和鞏固了平時所學的知識,使理論與實踐有機結合,提高了我對所學專業(yè)的興趣并積累了一些相關經(jīng)驗。我認為這就是一種很好的提高自身能力的方法。這個設計的大部分內(nèi)容都是在網(wǎng)上和書籍上找的內(nèi)容,自己做了一點點小小的改動,在上網(wǎng)找資料的同時也學到了許多東西,找到了很多學習單片機的網(wǎng)站,里面的內(nèi)容都比較適合我初學者去學,有些網(wǎng)站還專門介紹這種單片機的類型、用法、功能等等。其實我平時不懂就應該自己去學習去弄明白,只是平時我都太懶。通過這個課程設計,使我發(fā)現(xiàn),原來小小的一片單片機有這么強大的功能,能應用于各種領域。我應該在自己以后的學習中,不僅要有刻苦努力,要有鉆研精神,還要有創(chuàng)新,對自己感興趣的一定要用心去學。雖然自己盡了很大的努力,但是還有很多不盡人意的地方,我想大概是由于開展獨立開發(fā)經(jīng)驗不足的緣故吧,作為一個學汽車電子的學生,我想我有必要通過這次課更多的了解自己的不足,從而在以后的學習工作中不斷增強自己的動手能力,爭取在電路設計方面取進步。該電路還有很多缺陷。今后我要加強學習,去認識更深層的科學知識,使我設計出來的東西更加完美。要嚴格要求自己,就像嚴格要求設計的每一個細節(jié)一樣。致謝在彭憶強老師的指導下,并且在研究生助教的幫助下,我完成了本次設計。并且感謝我所借閱書籍的作者,給了我很大的幫助和指導。本設計從選題到完成,每一步都是在彭老師的指導下完成的,傾注了老師大量的心血。另外,本設計的完成也離不開其他老師和各位同學給我的建議和幫助,是他們讓我明白了團隊合作的精神,鍛煉了我們的團隊協(xié)作的能,為我們今后的發(fā)展起到很重要的作用。在此,我向彭
參考文獻[1]張毅剛,彭喜元.單片機原理與應用設計.電子工業(yè)出版社,2008.[2]先鋒工作室.單片機程序設計實例.清華大學出版社,2003.[3]周國雄,晏密英.單片機應用系統(tǒng)設計精講.中國鐵道部出版社,2011.[4]趙佩華.單片機接口技術及應用.機械工業(yè)出版社,2003.1.[5]唐嵐.汽車測試技術.機械工業(yè)出版社,2006.7.附錄1:冷卻水溫度檢測系統(tǒng)電路原理圖附錄2:源程序代碼:#include<AT89X52.H>unsignedcharcodedispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};unsignedchardispbuf[4]={0,0,0,0};inti;intC; /*定義C為輸入數(shù)據(jù)寄存變量*/sbitCK=P2^7; /*定義ADC0808時鐘位 */sbitST=P2^4;sbitEOC=P2^6;sbitOE=P2^5;sbitfd=P1^7;sbitled=P2^0; //報警指示位sbitf1=P3^0; //顯示控制位sbitf2=P3^1;sbitf3=P3^2;sbitf4=P3^3;unsignedints; /*定義s為輸入數(shù)據(jù)寄存變量,以方便進行判斷溫度是否超過指定溫度*/voidDELAY1(void); //延時子程序voidDELAY2(void);voidDELAY3(void);voidLBCX(void); //限幅濾波子程序voidSJZH(void); //數(shù)據(jù)轉換子程序voidLBCX(void)//限幅濾波子程序 { intC1; intC2; intCC; intC3; CC=5; OE=1; C1=P0; DELAY3(); C2=P0; if(C2-C1>=0); else{ C3=C2; C2=C1; C1=C3; } if(C2-C1>CC)C=C1; elseC=C2; //C=P0; OE=0;}voidDELAY3(void) //延時子程序3{intk; for(k=2;k>=0;k--);}voidDELAY2(void) //延時子程序2 { intk;for(k=3;k>=0;k--) { DELAY1(); }}voidDELAY1(void) //延時子程序1{ intk; for(k=3;k>=0;k--) {DELAY3(); }}voidSJZH(void) //限幅濾波子程序 { ST=0; ST=1; ST=0; while(EOC==0); LBCX(); C=C*20/5; s=C; dispbuf[3]=C/1000; C=C%1000;dispbuf[2]=C/100; C=C%100;dispbuf[1]=C/10; dispbuf[0]=C%10; }voidmain() { i=8; TMOD=0x02; //定時器的初始化TH0=0x20; TL0=0x00; TH1=0x3C; TL1=0xB0; IE=0x8A; TR0=1; TR1=1; while(1) { SJZH(); //數(shù)據(jù)轉換子程序 if(s>=950)led=0; //判斷是否報警 elseled=1; }}voidt0(void)interrupt1 { CK=~CK;}voidt1(void)interrupt3 {TH1=0x3C; TL1=0xB0; i--; if(i>0) return; P1=dispcode[dispbuf[3]]; /*顯示溫度*/ f1=0; DELAY2(); DELAY2(); f1=1; P1=dispcode[dispbuf[0]]; f4=0; DELAY2(); DELAY2(); f4=1; P1=dispcode[dispbuf[2]]; f2=0; DELAY2(); DELAY2(); f2=1; P1=dispcode[dispbuf[1]]; f3=0; fd=1; DELAY2(); DELAY2(); f3=1;i=8; return;}附錄3:冷卻水溫度檢測系統(tǒng)protues仿真圖基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC(8)05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正(STR)調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數(shù)字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)
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