汽車?yán)锍瘫碓O(shè)計主講教師：賈松《汽車單片機應(yīng)用技術(shù)》汽車智能技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫1、理解汽車?yán)锍瘫淼脑O(shè)計原理；2、理解光敏三極管的工作原理；3、回顧定時器/計數(shù)器的定時和計數(shù)使用方法；知識目標(biāo)1、能利用光敏三極管模擬檢測車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)；2、利用單片機定時器/計數(shù)器進(jìn)行定時和計數(shù)設(shè)計；3、能用單片機進(jìn)行汽車?yán)锍瘫硐到y(tǒng)的設(shè)計；4、能用單片機進(jìn)行顯示運行時間的汽車?yán)锍瘫硐到y(tǒng)的設(shè)計。能力目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)初步訓(xùn)練設(shè)計一款簡易的汽車?yán)锍瘫硐到y(tǒng)，任務(wù)要求：利用4位數(shù)碼管顯示汽車?yán)锍虜?shù)值，顯示格式為“XX.X”，單位為千米。假設(shè)車輪周長為2m。強化訓(xùn)練

設(shè)計一款顯示運行時間的汽車?yán)锍瘫硐到y(tǒng)，任務(wù)要求：在初步訓(xùn)練要求的基礎(chǔ)上，利用4位數(shù)碼管顯示汽車的運行時間。晶振頻率12MHz。學(xué)習(xí)任務(wù)任務(wù)相關(guān)知識1、里程表的結(jié)構(gòu)

2、里程表的工作原理任務(wù)相關(guān)知識1、

里程表的結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的車速表是機械式的，典型的機械式里程表連接一根軟軸，軟軸內(nèi)有一根鋼絲纜，軟軸另一端連接到變速器某一個齒輪上，齒輪旋轉(zhuǎn)帶動鋼絲纜旋轉(zhuǎn)，鋼絲纜帶動里程表罩圈內(nèi)一塊磁鐵旋轉(zhuǎn)，罩圈與指針聯(lián)接并通過游絲將指針置于零位，磁鐵旋轉(zhuǎn)速度的快慢引起磁力線大小的變化，平衡被打破指針因此被帶動。這種車速里程表簡單實用，被廣泛用于大小型汽車上.絕大數(shù)多轎車使用沒有軟軸的電子傳感器的車速表，常見的一種是從變速器上的速度傳感器獲取信號，通過脈沖頻率的變化使指針偏轉(zhuǎn)或者顯示數(shù)字表示汽車的時速。汽車?yán)锍瘫磉€包括由連接同一信號源的兩個液晶數(shù)字顯示窗，分別累計本次里程和總里程。本次里程通常有四位數(shù)，供短期計數(shù)，這是可以清零的；總里程則有六位數(shù)，不能清零。電子式里程表累積的里程數(shù)字存儲在非易失性存儲器內(nèi)，在無電狀態(tài)下數(shù)據(jù)也能保存。任務(wù)相關(guān)知識2、里程表的工作原理

里程表由蝸輪蝸桿機構(gòu)和數(shù)字輪組成。汽車行駛時，主動軸經(jīng)3對蝸輪蝸桿驅(qū)動里程表最右邊的第一數(shù)字輪，使第一數(shù)字輪上和數(shù)字顯示1/10Km。從第一數(shù)字輪向左，每兩個相鄰的數(shù)字輪之間,又通過本身的內(nèi)齒和進(jìn)位數(shù)字輪傳動齒輪，形成1：10的傳動比。當(dāng)?shù)谝粩?shù)字輪轉(zhuǎn)動一周，由9轉(zhuǎn)到0時，由內(nèi)傳動齒拔動左側(cè)第二個數(shù)字輪轉(zhuǎn)動1/10圈，形成1Km數(shù)遞增；當(dāng)?shù)诙?shù)字輪轉(zhuǎn)動一周，由9轉(zhuǎn)到0時，其左側(cè)第三個數(shù)字輪轉(zhuǎn)動1/10，以10Km數(shù)遞增。其余數(shù)字輪由低位到高位的顯示，計數(shù)方式均依次類推，即可顯示汽車行駛里程數(shù)。初步訓(xùn)練1、初步訓(xùn)練

設(shè)計一款簡易的汽車?yán)锍瘫硐到y(tǒng)，任務(wù)要求：利用4位數(shù)碼管顯示汽車?yán)锍虜?shù)值，顯示格式為“XX.X”，單位為千米。假設(shè)車輪周長為2m。初步訓(xùn)練任務(wù)分析：1、硬件電路設(shè)計

利用光敏三極管作為光電傳感器檢測車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)。當(dāng)光敏三極管未接收到光照而截至?xí)r，其集電極輸出高電平，受光照而導(dǎo)通時其集電極輸出低電平，產(chǎn)生一個負(fù)脈沖，模擬車輪轉(zhuǎn)動一圈時。利用單片機的定時器/計數(shù)器T0，對脈沖信號進(jìn)行采樣計數(shù)，得到車輪的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，已知車輪周長，通過計算得到汽車?yán)锍虜?shù)值。

為了防止計數(shù)過程中外界的干擾信號，該脈沖經(jīng)施密特觸發(fā)器整形后，接到單片機的定時器/計數(shù)器T0的輸入端，通過如圖4-1-2-4所示的4位數(shù)碼管DS7~DS4進(jìn)行顯示汽車的里程數(shù)，根據(jù)以上分析，電路設(shè)計如下圖所示。

檢測脈沖的計數(shù)輸入端接到單片機定時器/計數(shù)器T0引腳（P3.4），P0口接數(shù)碼管顯示模塊的數(shù)據(jù)端口D0~D7，P2.0~P2.2接控制端口CS1、CS2和WRR。。初步訓(xùn)練2、軟件設(shè)計

汽車?yán)锍虜?shù)值顯示格式為“XX.X”千米，則里程數(shù)值的最小單位100m，車輪周長為2m，車輪轉(zhuǎn)動50圈時，顯示數(shù)值加一。

利用T0作計數(shù)器，每計數(shù)50次計數(shù)器溢出，里程數(shù)值R0加1。采用定時方式2，則TMOD=06H，計數(shù)初值=28-50=CEH。程序流程圖如圖下圖所示。初步訓(xùn)練操作步驟1、將單片機VCC接+5V，GND接地，EA接+5V。2、將P3.4接光電檢測電路，P0口接數(shù)碼管顯示模塊的數(shù)據(jù)端口D0~D7，P2.0~P2.2接控制端口CS1、CS2和WRR，打開電源。3、打開KeiluVision4軟件，根據(jù)流程圖進(jìn)行編程，并調(diào)試通過，生成HEX文件。4、將生成的HEX文件下載到單片機中。5、觀察數(shù)碼管現(xiàn)象。并記錄在任務(wù)工單中。6、完成實訓(xùn)操作，關(guān)閉電源，拆除接線，整理歸位。7、完成任務(wù)工單中相關(guān)題目。初步訓(xùn)練參考程序CS1EQUP2.0;定義數(shù)碼管的控制端口CS2EQUP2.1WRREQUP2.2ORG0000HAJMPMAINORG000BHAJMPINT_T0;T0計數(shù)中斷服務(wù)程序ORG0030HMAIN:MOVSP,#60H;定義堆棧指針地址MOVR0,#00H;里程數(shù)初值為0MOVDPTR,#TAB;DPTR存入字形編碼表格首地址MOVTMOD,#06H;T0計數(shù)模式，工作方式2MOVTH0,#0CEH;設(shè)置T0初值MOVTL0,#0CEHMOVIE,#82H;T0允許中斷SETBTR0;啟動T0LOOP:ACALLDISP;調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序AJMPLOOPDISP:MOVA,R0;數(shù)碼管顯示子程序MOVB,#100;取里程數(shù)的最高位DIVABMOVCA,@A+DPTR;取字符字形編碼CLRCS1 SETBCS2MOVP0,ACLRWRRSETBWRRSETBCS1CLRCS2MOVP0,#07FH;設(shè)置顯示在第一位數(shù)碼管CLRWRRSETBWRRACALLDELAY初步訓(xùn)練MOVA,B;取里程數(shù)值的第二位并顯示MOVB,#10DIVABMOVCA,@A+DPTRCLRCS1SETBCS2MOVP0,ACLRWRRSETBWRRSETBCS1CLRCS2MOVP0,#0BFHCLRWRRSETBWRRACALLDELAYMOVA,#10;數(shù)碼管第三位顯示小數(shù)點MOVCA,@A+DPTRCLRCS1SETBCS2MOVP0,ACLRWRRSETBWRRSETBCS1CLRCS2MOVP0,#0DFHCLRWRRSETBWRRACALLDELAYMOVA,B;取里程數(shù)值的最末位顯示MOVCA,@A+DPTRCLRCS1SETBCS2MOVP0,ACLRWRRSETBWRRSETBCS1CLRCS2初步訓(xùn)練MOVP0,#0FEHCLRWRRSETBWRRACALLDELAYRETDELAY:MOVR6,#05FH;延時子程序D1:MOVR5,#0FFHDJNZR5,$DJNZR6,D1RETINT_T0:PUSHACC;T0中斷服務(wù)程序PUSHPSWPUSHDPHPUSHDPLINCR0;計數(shù)50，R0加1POPDPHPOPDPLPOPPSWPOPACCRETITAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,83H,0F8H,80H,90H,7FHENDCLRCS2強化訓(xùn)練強化訓(xùn)練

設(shè)計一款顯示運行時間的汽車?yán)锍瘫硐到y(tǒng)，任務(wù)要求：在初步訓(xùn)練要求的基礎(chǔ)上，利用4位數(shù)碼管顯示汽車的運行時間。晶振頻率12MHz。強化訓(xùn)練任務(wù)分析：

按照LED顯示硬件設(shè)計電路，數(shù)碼管顯示電路所示電路，其中DS7~DS4進(jìn)行顯示汽車的里程數(shù)，D3~D0顯示運行時間。D3、D2顯示分鐘數(shù)，D1、D0顯示秒數(shù)。

這里T0是用作計數(shù)器工作的，采用工作方式2，T0每計數(shù)50個，計滿溢出，申請中斷，里程數(shù)值R0加1。采用定時器T1方式1定時50ms，用R1做50ms計數(shù)單元，實現(xiàn)1s定時。R2存放分鐘數(shù)，R3存放秒數(shù)。工作方式控制器TMOD=16H，T1計數(shù)初值=65536-50000=15536=3CB0H。LED數(shù)碼管顯示八位字符存放在30H~37H單元，通過查表指令獲得字符段碼，顯示位碼通過移位指令實現(xiàn)。

根據(jù)以上分析，程序流程圖如下：參考程序CS1EQUP2.0;定義數(shù)碼管的控制端口CS2EQUP2.1WRREQUP2.2ORG0000HAJMPMAINORG000BHAJMPINT_T0;T0計數(shù)中斷服務(wù)程序ORG001BHAJMPINT_T1;T1定時中斷服務(wù)程序ORG0030HMAIN:MOVSP,#60H;定義堆棧指針地址MOV30H,#00H;存放分鐘十位數(shù)值MOV31H,#00H;存放分鐘個位數(shù)值MOV32H,#00H;存放秒十位數(shù)值MOV33H,#00H;存放秒個位數(shù)值MOV34H,#00H;存放里程值的百位數(shù)值MOV35H,#00H;存放里程值的十位數(shù)值MOV36H,#0AH;存放小數(shù)點MOV37H,#00H;存放里程值的個位數(shù)值MOVR0,#30H;顯示單元首地址送R0MOVR1,#7FH;顯示位碼初值MOV20H,#8;循環(huán)顯示8次MOVR2,#20;1s定時的計數(shù)值

MOVR3,#00H;存放秒值MOVR4,#00H;存放分鐘值MOVR5,#00H;里程數(shù)初值為0MOVDPTR,#TAB;DPTR存入字形編碼表格首地址MOVTMOD,#16H;T0計數(shù)模式工作方式2，T1定時模式工作方式1MOVTH0,#0CEH;設(shè)置T0初值MOVTL0,#0CEHMOVTH1,#3CH;設(shè)置T2初值MOVTL1,#0B0H強化訓(xùn)練MOVIE,#86H;T0和T1允許中斷SETBTR0;啟動T0SETBTR1;啟動T1LOOP:ACALLDISP;調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序AJMPLOOPDISP:MOVA,@R0;取顯示單元內(nèi)容MOVCA,@A+DPTR;查表，取顯示字符的段碼CLRCS1 SETBCS2MOVP0,A;顯示字符送P0CLRWRRSETBWRRSETBCS1CLRCS2MOVP0,R1;顯示位碼送給P0CLRWRRSETBWRRINCR0;顯示單元地址加1MOVA,R1RRA;顯示位右移MOVR1,ADJNZ20H,DISP;判斷是否循環(huán)顯示8次MOVR0,#30H;重設(shè)初值MOV20H,#8

RETDELAY:MOVR6,#05FH;延時子程序D1:MOVR5,#0FFHDJNZR5,$DJNZR6,D1RETINT_T0:PUSHACC;T0中斷服務(wù)程序PUSHPSWPUSHDPHPUSHDPLINCR5;