课程设计说明书_机油压力检测系统19137.docx
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1、 微机检测系统课程设计说明书课程设计说说明书课 程 名名 称:微微机检测系系统设计课 程 代代 码: 84166671题 目目:机油压压力检测系系统学院(直属属系) :交通与汽汽车工程学学院 年级/专业业/班:22008级车辆工工程汽电11班 学 生 姓姓 名:卢卢汉学 号号:332000803006060004指 导 教教 师:唐唐岚彭忆强强赵玲开 题 时时 间:22011年年11月1日完 成 时时 间:22011年年11月15日目 录录摘要 31 引言 41.1 问问题提出41.2 任任务与分析析 42 方案设设计552.1系统统方案设计计论证52.1.11系统的控控制方案设设计52.2最
2、终终设计方案案总体设计计框图53 系统硬硬件设计63.1ATT89C551单片机63.1.11AT89C551单片机介介绍663.1.22 选用ATT89C551单片机原原因73.2 时时钟电路73.3复位位电路73.4 PPG1600128AA显示电路路883.5 光光电报警电电路83.6 AA/D转换换电路994系统软件件设计 104.1主程程序框图104.2蜂鸣鸣器子程序序框图134.2显示示子程序框框图115 系统调调试过程125.1原理理图和印制制板图绘制制和检查 1125.1.11 在prootel999se绘绘制原理图图并进行相相应的ERRC检查1555.1.22 在proote
3、l999se生生成PCBB图165.2 KKeil程程序调试 175.3 PProteeus仿真真调试14结论18致谢19参考文献 20附录一 程程序源代码码 21附录二电路路原理图和和PCB图图38附录三 PProteeus仿真真截图39摘 要要本课程设计计是基于88051单单片机为控控制核心的的机油压力力检测系统统。在硬件电电路部分,此此设计的采采用80551单片机机,ADCC08322转换器,报报警电路。本本设计先测测量出机油油压力的电电信号,然然后通过单单片机对所所测出的油油压值是否否在规定范范围内进行行判断,进进而达到报报警的目的的,并通过过LCD显显示压力数数值。关键词:88051
4、单单片机、机机油压力检检测、LCCD显示、报报警1 引 言1.1 问问题的提出出随着汽车电电子化程度度越来越高高,通过增增加更多的的电子装置置,使汽车车工作在更更好的状态态,充分发发挥汽车的的性能,保保证汽车的的安全性,减减少汽车故故障率,增增加汽车寿寿命等。由由于发动机机机油压力力与发动机机工作状况况的好坏直直接相关,所所以如何监监测机油压压力对发动动机有很大大的意义。1.2任务务与分析本设计的主主要任务就就是利用单单片机实现现汽车机油油压力的检检测功能。检检测压力检检测系统所所具有的功功能如下:汽车机油压压力检测系系统是通过过声音和文文字信息让让驾驶员了了解机油压压力的状态态。该系统统利用
5、80051单片片机作为微微控制器,通通过压变式式压力传感感器对机油油压力进行行信号检测测,传感器器输出信号号经数字滤滤波及A/D转换后后输入ECCU,经计计算后在LLED屏幕幕上显示机机油压力,同同时将信号号与设定的的信号范围围进行比较较,当不正正常区间时时报警电路路则输出语语音报警信信号,并通通过报警线线点亮报警警指示灯。2方案设计计2.1系统统方案设计论证2.1.11系统的控制制方案设计计检测压力传传感器MPPX42550检测到到压力信号号后,通过过ADC00832转转换后送入入AT899C51单单片机,单单片机对数数据进行处处理,显示示等。2.2最终终设计方案案总体设计计框图机油压力传感
6、器A/D转换器8051单片机LCD显示机油压力值压力超过预定值,系统报警图2.1 系统总总体设计框图本方案是由由压力传感感器、A/D模数转转换器、AAT89CC51单片片机、LEED显示电电路以及相相应的报警警设备所组成成。机油压压力传感器器采集汽车车机油的压压力信号,将将其转换为为相对应的的电压信号号,将电压压信号输送送到A/DD模数转换换器转换为为数字信号号,并送入入到AT889C511单片机中中,经过单单片的数字字滤波处理理后,在通通过PG11601228的驱动动程序,将将其显示在在LED显显示器上。如如果机油压压力超过预预设范围时时,单片机机会输出控控制信号用用以驱动相相应的声光光报警
7、电路路,以提示示用户机油油压力不在在正常范围围之内。3 系统硬硬件设计3.1 AAT89CC51单片片机3.1.11 AT89C551单片机机介绍(1)80051单片片机在此单片机机上集成了了微处理器器(CPUU),内部部数据存储储器(RAAM),以以及输入输输出端口。8051单片机采用40只引脚的双列直插封装方式,各引脚的功能如下:时钟引脚脚X1及XX2:用于于接晶体振振荡器,此此次设计用用的晶振频频率为6MMHZ。RESEET脚:是是复位信号号输入端,高高电平有效效。ALE脚脚:地址锁锁存允许信信号,用于于锁存单片片机输出的的地址信号号,高电平平有效PSENN脚:程序序存储器输输出控制端端
8、,在单片片机访问外外部程序存存储器时,此此引脚输出出的负脉冲冲作为读外外部程序存存储器的选选通信号,接接至程序存存储器的OOE端。低低电平有效效。EA脚:其功能为为内外程序序存储器选选择控制端端。当EAA为高电平平时,单片片机访问内内部程序存存储器,当当EA为低低电平时,单单片机直接接访问片外外程序存储储器。本设设计用的是是80311,由于88031内内部无程序序存储器,所所以此引脚脚应接地。低低电平有效效。图3-1 8951单片机I/O口口引脚:共共4个,分分别是P00、P1、PP2、P33,均为8位口。这这4个I/O口可分分别作为基基本的Innput、OOutpuut端口。其其中P0口口可
9、作为数数据总线和和地址总线线(低8位位)分时复复用的端口口,P2口口可作为地地址总线的的高8位,即即P0口和和P2口地地起构成116位地址址总线,可可供寻址的的地址范围围是:644KB。PP3口具有有第二功能能,即可以以产生中断断,定时计计数等功能能。RD、WWR引脚:为读和写写选通信号号,RD用用于将单片片机的数据据写入外设设中,WRR用于从外外设中读取取数据。低低电平有效效AT89CC51系列列单片机都都是以80031为核核心发展起起来的,具具有和511系列单片片机及基本本结构和软软件特征,其其内部结构构如图3-2所示:振荡器及定时电路AT89C51CPU4K字节ROM128字节RAM2个
10、16位定时器/计数器64K总线扩展控制可编程I/O可编程串行口图3-2 AT889C51单单片机框图图3.1.22 选用AAT89CC51单片片机原因在课程设计计里所需外外围电路简简单,在设设计里面使使用的引脚脚较少,占占用的资源源也比较少少。而且该该芯片是以以AT899C51为为核心,性性能价格比比高,应用用成熟,且且对其内部部结构较为为熟悉,芯芯片功能够够用而且适适用,从而而选用ATT89C551单片机机作为主控控芯片。3.2 时时钟电路本设计采用用内部时钟钟方式的电电路。 AAT89C51单单片机内部部有一个用用于构成振振荡器的高高增益反相相放大器,该该高增益反反相放大器器的输入端端为芯
11、片引引脚XTAAL1,输输出端为引引脚XTAAL2。这这两个引脚脚跨接石英英晶体振荡荡器和微调调电容,就就构成了一一个稳定的的自激振荡荡器。电路路中的电容容C1和C2典型值值通常选择择为33pF左右。晶晶体的振荡荡频率的范范围通常是是在1.22MHZ12MHHZ之间。晶晶体的频率率越高,则则系统的时时钟频率也也就越高,单单片机的运运行速度也也就越快。.图3-3 时钟电电路3.3复位位电路复位电路通通常采用上上电自动复复位和按钮钮复位两种种方式。本本次设计采采用上电复复位电路。上上电复位电电路是在上上电瞬间来来实现的,其其电路如图图3-4所示。上上电时, RESEET端维持持两个机器器周期的高高
12、电平实现现复位。图3-4 复位电电路3.4 PPG1600128AA显示电路路PG1600128AA是一种图图形点阵液液晶显示器器,它主要要由行驱动动器/列驱驱动器及格格160128全全点阵液晶晶显示器组组成。可完完成图形显显示,也可可以显示1108个(16616点阵阵)汉字。主要技术参参数和性能能:模块内内自带-115负压,用用于LCDD的驱动电电压1. 电源VDDD:+5VV; 2.显显示内容:160(列列)128(行行)点 3.全全屏幕点阵阵 4.十十三种指令令 5.与与CPU接接口采用88位数据总总线并行输输入输出 6.占占空比1/1287.工作温温度:-110+55,存储温温度:-2
13、20+700这里通过PPG1600128AA来显示相相关信息。图3-5显显示电路3.5光电电报警电路路蜂鸣器是一一种一体化化结构的电电子讯响器器,采用直直流电压供供电,广泛泛用于计算算机、打印印机、复印印机、报警警器、电子子玩具、电电话机、定定时器等电电子产品中中作发声器器件。蜂鸣器主要要分为压电电式蜂鸣器器和电磁式式蜂鸣器两两种类型。蜂蜂鸣器也分分为有源蜂蜂鸣器和无无源蜂鸣器器。通过三极管管放大电流流驱动蜂鸣鸣器发出报报警声。通通过LEDD发光二极极管作为灯灯光报警。图3-6光光电报警电电路3.6A/D转换电电路ADC08832 是是美国国家家半导体公公司生产的的一种8 位分辨率率、双通道道
14、A/D转转换芯片。由由于它体积积小,兼容容性,性价价比高而深深受单片机机爱好者及及企业欢迎迎,其目前前已经有很很高的普及及率。学习习并使用AADC08832 可可是使我们们了解A/D转换器器的原理,有有助于我们们单片机技技术水平的的提高。这里通过过ADC00832将将压力传感感器输出的的电压信号号转换为数数字信号,并并送入到单单片机中进进行处理。图3-7AA/D转换换电路4 系统软软件设计4.1主程程序框图(1)主程程序流程框框图如下:(2)信号号采集子程程序框图如如下:开始置数据区首地址A/D转换开始等待转换储存,返回图4-2 信号采集程序设置采集个数否是开始信号采集数字滤波开始求出机油压力
15、值LCD显示数值图4-1主程序流程框图是否超出预设范围?报警提示结束(3)数字字滤波流程程框图如下下:(4) 报警、显显示流程框框图如下:中断开始设置数据存储区首址设置采集数据个数对数据进行处理恢复现场返回图4-3 数字滤波流程框图开始是否达到一次持续报警声的周期个数蜂鸣器连接的IO口电平取反返回重装定时器初值延时一次重装持续周期数NOYES图4-4报警流程框图说明:程序首先采采集输入信信号,然后后通过数字字滤波消除除干扰,经经过程序的的计算求出出压力的值值,并送入入显示设备备,驱动显显示设备显显示压力值值,并判断断压力值是是否为正常常范围内,如如果是则驱驱动光电报报警电路,否否则继续采采集信
16、号。通过定时器器中断,以以达到一定定的延时时时间,每次次对蜂鸣器器连接的IIO口取相相反电平,以以形成方波波电路,并并在达到一一定的次数数后延时一一次,以达达到嘀、嘀嘀的效果的的报警声。4.2显示示子程序框框图开始初始化调用显示函数返回图4-5显显示子程序序流程图5 系统调调试过程通过上面的的设计,设设计已经基基本完成。下下面主要实实现Alttium Desiignerr的原理图图、印制板板图的绘制制和做相关关检测,对对Keill进行相应应的检查和和调试,并并用Prooteuss对所设计计系统进行行仿真。5.1原理理图和印制制板图绘制制和检查5.1.11 在prootel999se绘绘制原理图
17、图并进行相相应的ERRC检查打开prootel999serr,绘制系系统的原理理图。原理理图包括能能输出时钟钟电路,驱驱动电路以以及复位电电路。绘制制完成的原原理图如图图5-1:图5-1原原理图的绘绘制绘制完原理理图之后,对对原理图进进行编译检检测。ERC检测测结果如图图5-2,无错误误:图5-2 编译检检查5.1.22 在PROOTEL999SE生生成PCBB图在创建完原原理图后,对对各元器件件的引脚进进行封装,在在原理图中中创建网络络表(NEET),然然后再PRROTELL99S中中新建PCCB ,对于生生成的PCCB图中各各器件进行行调整,并并布线,最最终生成PPCB图。结结果如图55-
18、3所示示:图5-3 生成PPCB图5.2 KKeil程程序调试程序调试结结果如图5-44所示:creatting hex filee froom 机机油压力检检测系统.机油压力力检测系统统 - 0 Errror(s), 0 Waarninng(s).图5-4 程序调调试结果5.3 PProteeus仿真真调试在Protteus中中建立仿真真图。按下开始始仿真按钮钮,开始进进行仿真实实验,结果果如图5-5,图5-6,图5-7所示:图5-5PProteeus仿真真图(正常运运行)图5-6PProteeus仿真真图(压力力过高)图5-7PProteeus仿真真图(压力力过低)仿真电路图图中实现对对压
19、力检测测的控制,输输出到PGG1601128A显显示。当输入信信号大于1130或者者输入信号号小于1000时,报警灯灯会被点亮亮,同时蜂蜂鸣器就会会报警。仿仿真虽然能能运行,但但在实际电电路中,还还需要加入入其它的一一些电路才才能保证单单片机能正正常工作,实实现其功能能。结 论通过MPXX42500检测到发发动机机油油压力信号号,转换为为电压值,然然后通过AADC08832转换换后产生一一个数字信信号输入到到AT899C51单片机中中进行处理理,再通过过单片机驱驱动PG11601228A显示示压力的相相关信息。并在超过过安全阈值值时通过通通过单片机机P1.00和P1.1实现声声光报警。由于显示
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