基于MC55的汽車燃油量監(jiān)控系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目 基于MC55的汽車燃油量監(jiān)控系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印

2、刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、

3、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評價：一、撰寫（設(shè)計）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)

4、線路的可行性；設(shè)計方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）指導(dǎo)教師： （簽名

5、） 單位： （蓋章）年 月 日評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見

6、教研室（或答辯小組）評價：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點和見解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平

7、 優(yōu) 良 中 及格 不及格評定成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見：系主任： （簽名）年 月 日基于MC55的汽車燃油量監(jiān)控系統(tǒng)【摘要】 本文設(shè)計了一個以單片機(jī)系統(tǒng)為硬件平臺，以單片機(jī)操作系統(tǒng)為軟件平臺，結(jié)合GPRS模塊MC55的燃油監(jiān)控系統(tǒng)，這里主要實現(xiàn)其通信功能。全文主要介紹了單片機(jī)操作系統(tǒng)的特性，詳細(xì)說明了GPRS模塊選型及MC55的接口設(shè)計，最后具體論述了單片機(jī)操作系統(tǒng)的內(nèi)核定制過程，并實現(xiàn)MC55短信收發(fā)的應(yīng)用界面設(shè)計。本系統(tǒng)界面美觀，操作簡單，性能穩(wěn)定，對汽車燃油的監(jiān)控提供有效的保障。 【關(guān)鍵詞】 單

8、片機(jī)，流量傳感器，MC55，GPRSThe Monitoring System of Automotive Oil Consuming Based on MC55【Abstract】 This article is designed for a single-chip microcomputer system hardware platform for single-chip operating system software platfor, combined with GPRS Module MC55 fuel monitoring system, where the main featu

9、re of its communications. The full text of the main operating system introduced a single-chip features, detailed description of the GPRS module MC55 Selection and interface design, and finally the specific operating system on a single-chip core customization process and the achievement of the applic

10、ation to send and receive SMS MC55 interface design. Appearance of the system interface, easy operation, stable performance, the monitoring of vehicle fuel to provide effective protection.【Key Words】 Single-chip, flow sensors, MC55, GPRS， 目錄第1章 緒論11.1 選題背景及意義11.1.1 選題背景11.1.2 選題的意義11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3本章

11、完成工作21.4 本章小結(jié)2第2章 硬件設(shè)計和實現(xiàn)32.1 功能需求與系統(tǒng)總體設(shè)計32.2 GPRS模塊42.2.1 GPRS模塊選型42.2.2 MC55性能參數(shù)52.3 MC55模塊接設(shè)計口72.4單片機(jī)部分102.5電源部分7805電壓塊112.6 傳感器122.7液晶顯示模塊電路122.8 本章小節(jié)14第3章軟件部分設(shè)計153.1軟件設(shè)計工具153.1.1 C語言簡介153.1.2 Keil uVision3簡介163.1.3 STC-ISP下載編程燒錄軟件簡介163.2應(yīng)用軟件的實現(xiàn)173.2.1 單片機(jī)程序流量數(shù)據(jù)173.2.2短信模塊的實現(xiàn)193.3 本章小結(jié)22第4章 汽車燃油

12、監(jiān)控的調(diào)試和檢測234.1硬件電路的焊接234.2硬件電路的靜態(tài)調(diào)試234.3波形調(diào)試234.4軟硬結(jié)合24結(jié)論25參考文獻(xiàn)27附錄29附錄A（MC55的接口電路）:29附錄B（部分源程序）:29附錄C（成品展示）:33致謝34圖目錄圖2.1 汽車燃油監(jiān)控系統(tǒng)圖3圖2.2 MC55功能框圖7圖2.3 MC55電源電路8圖2.4 MC55電平轉(zhuǎn)換電路9圖2.5單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖11圖2.6 7805電壓塊12圖2.7 128*64點陣圖形液晶電路圖13圖3.1 Keil uVision3界面16圖3.2 STC_ISP_V3.5界面17圖3.3 短信發(fā)送流程21圖3.4 短信接收流程22表目

13、錄表2.1 SIM引腳定義9表2.2 傳感器性能參數(shù)12表3.1 與短信相關(guān)的AT指令20第1章 緒論1.1 選題背景及意義1.1.1 選題背景汽車作為現(xiàn)代交通工具中最普遍的運輸工具之一，同時也成為世界各國交通運輸、發(fā)展貿(mào)易、互通有無、增強(qiáng)友誼的一條紐帶，而油耗問題一直困擾著人們。石油是汽車動力的主要來源，而石油又是不可再生的能源，成本將是總多大公司的一大困擾。我國是擁有陸地面積第三的大國，在國際上占有重要地位，汽車作為交通運輸?shù)闹匾M成部分在促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起了重大作用1。在信息化、網(wǎng)絡(luò)化日益加強(qiáng)的今天，如何更好地總結(jié)利用新技術(shù)、開拓新方祛來發(fā)展經(jīng)濟(jì)，參與到國際化競爭無疑是一個重要的課題。

14、1.1.2 選題的意義自從早期的人力車，到現(xiàn)在的以石油為動力的汽車，節(jié)能一直是人們在探索的主要問題。節(jié)能的同時對能源的監(jiān)控是及為重要的環(huán)節(jié)，針對大中型公司來說公司員工浪費，將會對公司造成很大的影響。本設(shè)計將對公司里的每輛車進(jìn)行監(jiān)測使之減少員工浪費。針對GSM網(wǎng)絡(luò)的普及廣，能更快的得到第一手?jǐn)?shù)據(jù)。利用單片機(jī)，GPRS無線通信技術(shù)等高新技術(shù)來監(jiān)控，將會降低成本。適用于大中小型公司，有很大的研究價值和應(yīng)用價值。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀當(dāng)前，汽車業(yè)發(fā)展迅速，使人類邁進(jìn)了嶄新的汽車時代。汽車的節(jié)能系統(tǒng)也越來越好，新能源的不斷出現(xiàn)。不過石油在短期內(nèi)不可能讓其他能源所取代的，對汽油柴油的監(jiān)控將成為，大中型公司

15、節(jié)省成本的主要措施。本設(shè)計將利用GSM網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控在中國境內(nèi)的汽車的實際耗油量，通過單片機(jī)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)，然后通過GPRS把數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶手中2。本設(shè)計應(yīng)用當(dāng)前先進(jìn)的GPRS通信技術(shù)、流量傳感器、單片機(jī)技術(shù)，成本低，應(yīng)用方便，有很高的應(yīng)用價值和市場價值。1.3本章完成工作本設(shè)計是以單片機(jī)操作系統(tǒng)為軟件平臺，對嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)研究和應(yīng)用研究。主要包括單片機(jī)系統(tǒng)的特點、硬件電路設(shè)計和實現(xiàn)、操作系統(tǒng)定制方法，設(shè)計開發(fā)出一套基于GPRS模塊的嵌入式通信監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)與手機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定的中英文短信通信4。本論文分為五部分，論文組織如下：第一章為緒論，介紹了課題研究的背景及意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及文章的組

16、織結(jié)構(gòu)。第二章介紹了單片機(jī)操作系統(tǒng)，探討了其核心特性、驅(qū)動程序架構(gòu)、中斷處理、實時特性、嵌入式系統(tǒng)支持等。第三章為系統(tǒng)的硬件設(shè)計和實現(xiàn)，主要介紹了處理器的特點、GPRS模塊的選型、MC55模塊的性能參數(shù)，同時詳細(xì)探討了MC55接口電路3。第四章為系統(tǒng)軟件設(shè)計，詳細(xì)介紹了操作系統(tǒng)定制過程和應(yīng)用程序的設(shè)計。第五部分為結(jié)論，對所做工作進(jìn)行了回顧，指出研究中還需深入的工作，明確了下一步要研究的方向和重點。1.4 本章小結(jié)本章介紹了汽車燃油監(jiān)控系統(tǒng)研究的背景和意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并結(jié)合實際項目闡述了項目的實際內(nèi)容和本論文的組織形式。第2章 硬件設(shè)計和實現(xiàn)2.1 功能需求與系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)總體設(shè)計需要根

17、據(jù)系統(tǒng)的功能而制定。經(jīng)過調(diào)研，汽車燃油監(jiān)控系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能有以下幾種：1、采集功能：通過流量傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，F(xiàn)-110 2、信息輸出：終端對定位信息采集、處理、打包，通過GPRS模塊發(fā)給監(jiān)控中心。3、接收定位信息指令：發(fā)送到手機(jī)，使之最快最準(zhǔn)確得到燃油消耗量6、數(shù)據(jù)庫管理功能：能夠?qū)崟r地存儲車輛的定位信息，并在必要的時候?qū)Υ靶畔凑杖掌谶M(jìn)行回收。根據(jù)以上功能需求，本課題所設(shè)計的船舶導(dǎo)航定位系統(tǒng)主要由Samsung S3C2410處理器、電源模塊、外部RAM、GPRS模塊、GPS模塊、LCD、觸摸屏、串口等組成。它應(yīng)用地理信息系統(tǒng)GIS、無線通信網(wǎng)絡(luò)GSM/GPRS以及計算機(jī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

18、相結(jié)合形成一個GPS/GIS/GPRS綜合服務(wù)網(wǎng)站6。船舶導(dǎo)航定位系統(tǒng)的總體構(gòu)成如圖3.1所示。單片機(jī)傳感器電源顯示無線GPRS圖2.1 汽車燃油監(jiān)控系統(tǒng)圖對于本次畢業(yè)設(shè)計來說，重點放在通信功能的設(shè)計和實現(xiàn)上，所以主要是對GPRS模塊的開發(fā)研究。本設(shè)計實現(xiàn)通信功能。2.2 GPRS模塊2.2.1 GPRS模塊選型GPRS技術(shù)把Internet的通訊方式引入到了無線通訊領(lǐng)域，實現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)的互連。無線用戶可以很方便地采用熟悉的標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP通訊模式與Internet直接交換數(shù)據(jù),也就應(yīng)運而生了GPRS終端產(chǎn)品。GPRS通信模塊就是為使用GPRS服務(wù)而開發(fā)的無線通信終端設(shè)備5。因此在

19、開發(fā)GPRS終端產(chǎn)品的時候，就面臨著如何選擇一個低成本、易開發(fā)的GPRS通信模塊的問題。目前市場上GPRS模塊有很多。從功能來分，GPRS 模塊可以分為兩類：通用的GPRS模塊和內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧的GPRS模塊。1.通用的GPRS模塊這一類模塊的特點是只支持GPRS和短消息收發(fā)模式，本身不具備TCP/IP協(xié)議處理功能。應(yīng)用此類模塊時，終端軟件基本要能處理PPP撥號和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。當(dāng)處理能力不強(qiáng)或沒有操作系統(tǒng)時，需要用戶自己開發(fā)或者移植一些協(xié)議，編程實現(xiàn)GPRS的撥號上網(wǎng)、PPP配置并最終建立TCP/IP網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，實現(xiàn)GPRS的附著和激活過程，此后才能與Internet通信。因此用戶的開發(fā)任務(wù)較

20、重，有時甚至超過了應(yīng)用本身的工作量。此類模塊的代表為Siemens公司的MC35，Sony Ericsson 公司的M47，Motorola公司的G18，Wavecom公司的Q2403系列等。2. 內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧的GPRS模塊這一類模塊是在通用GPRS模塊基礎(chǔ)上內(nèi)置TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)的，用戶一般只需調(diào)用相應(yīng)的AT命令對其進(jìn)行設(shè)置，模塊自身就會完成GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet 的互連，然后實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，開發(fā)過程比較簡單7。主要代表如Siemens公司的TC45、MC55/MC56，Sony Ericsson公司的CR47/48，Motorola G20，SIMCOM公司的SIM100

21、，BenQ公司的M22等。隨著GPRS 技術(shù)的不斷發(fā)展，GPRS模塊的功能越來越強(qiáng)大，成本卻越來越低，即使一個帶有TCP/IP協(xié)議處理功能的GPRS模塊的價格也只需約5百元人民幣甚至更低，價格漸與通用GPRS模塊趨同。故通用的GPRS模塊已變得無多少實用價值了。綜合考慮成本及開發(fā)難度，做無線數(shù)據(jù)傳輸開發(fā)時選用內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧的GPRS模塊才是明智之舉。經(jīng)過綜合考慮價格和性能，本設(shè)計采用Siemens公司開發(fā)的當(dāng)前市場上尺寸最小的三頻模塊MC55模塊9。2.2.2 MC55性能參數(shù)（1）頻帶： GSM/GPRS 900/1800/1900MHz（2）GPRS連接 支持GPRS class1

22、0/station class B 符合GSM phase 2/2+（3）標(biāo)準(zhǔn)AT指令控制（GSM07.07、07.05）（4）Internet： 通過AT指令控制的TCP/IP協(xié)議棧 服務(wù)：TCP，UDP，HTTP，F(xiàn)TP，SMTP，POP3（5）功耗： Class 4(GSM 850MHz和EGSM 900MHz時2W) Class l（GSM 1800MHz和GSM 1900MHz時1W）（6）輸入電源： 3.34.8V（7）功耗： 關(guān)機(jī)狀態(tài) 50uA 睡眠狀態(tài) 3.0mA 通話狀態(tài)(平均)260mA GPRS class 10(平均)450mA（8）溫度范圍： 正常操作： -20C+7

23、00C 操作限制溫度：-25C -20C和55C75C 關(guān)機(jī)： +800C 存儲溫度：-40C +85C（9）物理特性： 尺寸：35*325*2.95mm 重量：5.5g（10）GPRS數(shù)據(jù)傳輸： GPRS class 10：下載時最大85.6kbps，上傳時最大42.8kbps 移動臺 class B 支持PBCCH（Packet Switched Broadcast Control Channel) 編碼方式：CS1-CS4（11）CSD數(shù)據(jù)傳輸： 最大 14.4kbit/s V.110 非透明傳輸模式 支持USSD(Unstructured Supplementary Services

24、Data)（12）WAP： 支持WAP（13）SMS消息： 點到點發(fā)送(M0和MT) SMS小區(qū)廣播 Text 和 PDU模式 傳輸SMS通過CSD還是GPRS由用戶定義（14）傳真： Group 3，class 1，class 2（15）語音特性： 語音編碼模式：HR、FR、EFR、AMR 回聲消除 噪音消減（16）接口： 天線焊接盤 單個50管腳板對板連接器 電源連接 話音：2路模擬話音接口， 1路數(shù)據(jù)話音接口（DAI） 3.OV SIM卡接口 2個串口 (ITU-T V.24) 電池充電器2.3 MC55模塊接設(shè)計口MC55的功能構(gòu)成框圖如圖2.2所示，主要由四部分構(gòu)成：基帶控制器、GS

25、M射頻部分、電源部分和FLASH/SRAM存儲器11?；鶐Э刂破魇钦麄€模塊的核心，控制模塊內(nèi)各種信號的傳輸、轉(zhuǎn)換、放大等處理過程；射頻天線部分主要實現(xiàn)信號的調(diào)制與解調(diào)和外部射頻信號與內(nèi)部基帶處理器之間的信號轉(zhuǎn)換；匹配電源為處理器以及射頻部分提供所需的電源：50Pins的ZIF插座為用戶提供包括電源、數(shù)據(jù)輸入輸出、SIM卡音頻接口和控制等的接口。依據(jù)系統(tǒng)功能需要，為各功能單元設(shè)計了相應(yīng)的電路，以實現(xiàn)模塊開啟及關(guān)閉、工作模式選擇、狀態(tài)指示、語音通信和GPRS數(shù)據(jù)通信等功能。C圖2.2 MC55功能框圖下面就各個主要功能的電路進(jìn)行介紹：1、電源及啟動電路MC55要求15引腳BATT+所需的電壓為3.

26、3V4.8V，典型值為4.2V，瞬間電流能夠承受2A，這需要在設(shè)計主板的時候考慮：（1）MC55將是消耗主板電流的一個重要部分，系統(tǒng)設(shè)計時要選用可靠的電源芯片，本設(shè)計中用LM2576S芯片，電源電路如圖2.3所示。（2）PCB布線時適當(dāng)加粗GPRS布線，縮短供電信號線長度。（3）必要處加散熱過孔。圖2.3 MC55電源電路MC55啟動有3種方式：（1）將上電信號線/IGT設(shè)置為低電平（正常模式）；（2）使用POWER信號線觸發(fā)模塊上電（充電模式）；（3）設(shè)置RTC觸發(fā)模塊上電(報警模式)12。在本設(shè)計中采用第1種方式啟動。2、模塊關(guān)閉關(guān)掉MC55方法也有多種，最安全的方法是用軟件關(guān)機(jī)，即發(fā)送指

27、令A(yù)TSMSO關(guān)機(jī)。只有在出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤（軟件關(guān)機(jī)超過5秒沒有響應(yīng)）時，才建議使用/EMERGOFF信號硬件強(qiáng)制關(guān)機(jī)。另外，在出現(xiàn)低壓或者高溫等異常情況的時候，模塊也會自我保護(hù)，斷掉電源。3、數(shù)據(jù)通信電路 MC55具有兩個非均衡異步串口（ASC0、ASC1），是設(shè)計為DCE來用的，可以雙向傳輸AT 指令和數(shù)據(jù)。兩個串口符合ITU-T RS-232接口電路標(biāo)準(zhǔn)，工作在CMOS電平(2.65V)。所有的ZIF接口上的RS-232信號都是低電平有效。數(shù)據(jù)接口配置為8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無校驗位，可以以300bps230kbps的比特率運行。兩個串口都支持RTS0/CTS0硬件握手和軟件XON/XOF

28、F流控制。串口0（ASC0）可以實現(xiàn)語音呼叫、CSD、傳真、GPRS服務(wù)，也支持多路復(fù)用模式，滿足設(shè)計需要，由于電平和嵌入式板子不同，所以需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，本設(shè)計中用MAX3238S來轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換電路如圖2.4所示。圖2.4 MC55電平轉(zhuǎn)換電路4、SIM卡電路MC55基帶處理器中集成了一個與ISO 7816 IC Card標(biāo)準(zhǔn)兼容的SIM接口，SIM卡的引腳定義如表2.1所示。表2.1 SIM引腳定義信號I/0功能CCVCCISIM卡電源信號（模塊提供）CCRSTISIM卡復(fù)位信號（模塊提供）CCCLKISIM卡操作時鐘CCGND-電源地CCVPP-未連接CCIOI/O雙向串行數(shù)據(jù)線CCDE

29、T1-連CCVCCCCDET2ISIM卡狀態(tài)信號連CCIN設(shè)計中注意事項：為了符合EMC設(shè)計要求，SIM卡座和MC55的board-to-board連接器的管腳之間的線不能超過200ms長。為了防止CCCLK和CCIO之間的cross-talk，這兩條線不能布的太近，一個好的辦法就是在兩條線之間布CCGND線來達(dá)到屏蔽作用13。5、MC55的其它電路MC55的其它電路詳見附錄A。2.4單片機(jī)部分單片機(jī)是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機(jī)系統(tǒng)。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通

30、訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師單片機(jī)最小系統(tǒng)是指用最少的元件組

31、成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。對51系列單片機(jī)來說，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。如圖3.6復(fù)位電路：由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成“由圖并結(jié)合”電容電壓不能突變的性質(zhì)，可以知道，當(dāng)系統(tǒng)一上電，RST腳將會出現(xiàn)高電平，并且這個高電平持續(xù)的時間由電路的RC值來決定。典型的51單片機(jī)當(dāng)RST腳的高電平持續(xù)兩個機(jī)器周期以上就將復(fù)位，所以適當(dāng)組合RC的取值就可以保證可靠的復(fù)位。晶振電路：典型的晶振取121MHz(因為可以準(zhǔn)確地得到9600波特率和19200波特率，用于有串口通訊的場合)/12MHz(產(chǎn)生精確的uS級時歇，方便定時操作)。圖2.5單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖 2.5電源部分7805電壓塊因

32、為單片機(jī)的工作電壓為+5V，而在正常狀態(tài)下并沒有特殊提供的+5V電壓，所以要想辦法把平時輸入電壓轉(zhuǎn)換成+5V電壓。采用7805三端穩(wěn)壓器件可以解決這一問題。7805是常用的穩(wěn)壓芯片，使用方便，用很簡單的電路即可以輸入一個直流穩(wěn)壓電源，其輸出電壓恰好為5V，剛好是51系列芯片運行所需的電壓，他有很多系列如KA7805，ADS7805，CW7805等，性能有微小差別，本次實驗選擇器件為LM7805。由圖1.2可得到，從1管腳的input輸入電壓，經(jīng)過LM7805處理，在3管腳輸出電壓為+5V的直流電。2管腳接地，在1和2管腳間接一220uf的電解電容和一個0.1uf的電容，2和3管腳接一個220u

33、f電容，一個0.1uf電容，2管腳接地。如圖3.7所示圖2.6 7805電壓塊2.6 傳感器采用的傳感器是FT-110系列-TurboFlow經(jīng)濟(jì)型流量傳感器。Gems 的霍爾效應(yīng)透平流量傳感器對于低流量液體監(jiān)測的OEM 應(yīng)用十分理想. 低廉的價格，加上0.5% 的重復(fù)性，使之成為分配計時器系統(tǒng)的理想替代品. 與現(xiàn)有的計時系統(tǒng)不同的是，透平技術(shù)不受系統(tǒng)壓力變化的影響. 傳感器的標(biāo)準(zhǔn)電源和輸出規(guī)格使之易于改進(jìn)，以適應(yīng)當(dāng)前的控制器.傳感器輸出的是方波脈沖，所以與單片機(jī)可直接連接8。表2.2 傳感器性能參數(shù)工作壓力200 PSIG破裂壓力2500 PSIG工作溫度-4F 212F(-20 100 )

34、供電電壓5 24VDC8mA精度3 x 讀數(shù)_接口3/8”NPT 陽螺紋（可選G3/8”陽螺紋）脈沖每升69002.7液晶顯示模塊電路液晶顯示模塊電路如2.7所示：圖2.7 128*64點陣圖形液晶電路圖液晶顯示現(xiàn)今非常流行。128X64點陣圖形液晶顯示模塊具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，帶內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫，包括8192個16*16點漢字和128個16*8點ASCII字符集。128X64點陣圖形液晶外形尺寸小，需要的外圍元器件也少，使用方便，顯示清晰，且可以顯示圖形。本系統(tǒng)使用的是3線串行的接口方式9。1腳VSS為電源地。2腳VDD為模塊電源正端。3腳V0為L

35、CD驅(qū)動電壓輸入端，其實就是調(diào)LCD的對比度的。4腳RS(CS)為并行的指令/數(shù)據(jù)選擇信號；串行的片選信號。5腳R/W(SID)為并行的讀寫選擇信號；串行的數(shù)據(jù)口。6腳E(CLK)為并行的使能信號；串行的同步時鐘。7腳至14腳為數(shù)據(jù)口。15腳PSB為并/串行接口選擇：其中高電平為并行；低電平為串行，系統(tǒng)采用串行通信。16腳和18腳為空腳。17腳/RET為復(fù)位，其中低電平有效。19腳為背光源正極，20腳為背光源負(fù)極。2.8 本章小節(jié)本章主要講硬件設(shè)計和實現(xiàn)，首先簡單分析了系統(tǒng)功能需求，并在此基礎(chǔ)上提出系統(tǒng)總體設(shè)計，然后簡單介紹了嵌入式開發(fā)板的特點，重點介紹處理器的功能。再對GPRS模塊的選型進(jìn)行

36、細(xì)致地描述，并仔細(xì)列舉了MC55的性能參數(shù)，最后對MC55模塊的電路實現(xiàn)進(jìn)行具體地描述。第3章軟件部分設(shè)計3.1軟件設(shè)計工具本次設(shè)計主要用到的軟件工具為：C語言，用于程序的編寫;Keil uVision3,用于程序的編譯與調(diào)試；STC-ISP下載編程燒錄軟件，用于程序的燒寫。3.1.1 C語言簡介C，是一種通用的程序設(shè)計語言，它主要用來進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計。具有高效、靈活、功能豐富、表達(dá)力強(qiáng)和移植性好等的特點，在程序員中備受青睞。 C語言是由UNIX的研制者丹尼斯里奇（Dennis Ritchie）和肯湯普遜（Ken Thompson）于1970年研制出的B語言的基礎(chǔ)上發(fā)展和完善起來的。C語言可以

37、廣泛應(yīng)用于不同的操作系統(tǒng)，例如UNIX、MS-DOS、Microsoft Windows及Linux等。C語言是一種面向過程的語言，同時具有高級語言和匯編語言的優(yōu)點。在C語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的有支持多種程序設(shè)計風(fēng)格的C+語言，網(wǎng)絡(luò)上廣泛使用的Java、JavaScript，微軟的C#等。1983年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會（ANSI）對C語言進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，于1983年頒布了第一個C語言標(biāo)準(zhǔn)草案（83 ANSI C)，后來于1987年又頒布了另一個C語言標(biāo)準(zhǔn)草案（87 ANSI C）。最新的C語言標(biāo)準(zhǔn)是在1999年頒布并在2000年3月被ANSI采用的 C99 ，但由于未得到主流編譯器廠家的支持，直到

38、2004年C99 并未被廣泛使用，增加了若干新特性后 C99 已經(jīng)逐漸讓C語言和C+分道揚(yáng)鑣。C語言是一種結(jié)構(gòu)化語言。它層次清晰，便于按模塊化方式組織程序，易于調(diào)試和維護(hù)。C語言的表現(xiàn)能力和處理能力極強(qiáng)。它不僅具有豐富的運算符和數(shù)據(jù)類型，便于實現(xiàn)各類復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它還可以直接訪問內(nèi)存的物理地址，進(jìn)行位(bit)一級的操作。由于C語言實現(xiàn)了對硬件的編程操作，因此C語言集高級語言和低級語言的功能于一體。既可用于系統(tǒng)軟件的開發(fā)，也適合于應(yīng)用軟件的開發(fā)。此外，C語言還具有效率高，可移植性強(qiáng)等特點。因此廣泛地移植到了各類各型計算機(jī)上，從而形成了多種版本的C語言。3.1.2 Keil uVision3簡

39、介Keil uVision3是一款可用于多種8051MCU的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，該IDE同時也是PK51及其它開發(fā)套件的一個重要組件。除增加了源代碼、功能導(dǎo)航器、模板編輯以及改進(jìn)的搜索功能外，uVision3還提供了一個配置向?qū)Чδ?，加速了啟動代碼和配置文件的生成。此外其內(nèi)置的仿真器可模擬目標(biāo)MCU，包括指令集、片上外圍設(shè)備及外部信號等。uVision3提供邏輯分析器，可監(jiān)控基于MCUI/O引腳和外設(shè)狀態(tài)變化下的程序變量7。Keil uVision3提供對多種最新的8051類微處理器的支持，包括AnalogDevices的ADuC83x和ADuC84x，以及Infineon的XC866等。

40、軟件界面如圖3.1所示圖3.1 Keil uVision3界面3.1.3 STC-ISP下載編程燒錄軟件簡介STC_ISP_V3.5是宏晶科技公司提供的能直接在編程者電腦上使用的ISP在線下載方式，將用戶程序下載進(jìn)STC單片機(jī)的軟件，軟件界面如圖3.2所示圖3.2 STC_ISP_V3.5界面3.2應(yīng)用軟件的實現(xiàn)3.2.1 單片機(jī)程序流量數(shù)據(jù)#include #include flux.h/*/ 流量數(shù)據(jù)/*static FLUX FluxData;static void Flux_Counter2Init (void) T2CON = 0x02; RCAP2H = 0xF7; RCAP2L

41、= 0xF7; TH2 = RCAP2H; TL2 = RCAP2L; ET2 = 1; TR2 = 1;static void Flux_Counter2ISR (void) interrupt 5 EA = 0; if (TF2 != 0) TF2 = 0; if(+FluxData.Flux100ML) = 10) FluxData.Flux100ML = 0; FluxData.FluxL+; if (EXF2 != 0) EXF2 = 0; EA = 1;void FluxInit (void) FluxData.FluxL = 0; FluxData.Flux100ML = 0;

42、Flux_Counter2Init();FLUX FluxRead (void) FLUX Temp; EA = 0; Temp = FluxData; EA = 1; return (Temp);3.2.2短信模塊的實現(xiàn)1、AT指令MC55的短信發(fā)送的實現(xiàn)方式有三種：最初的Block Mode、基于AT命令的Text Mode和PDU Mode。其中只有PDU格式支持中文短信。為了交流的方便，本設(shè)計采用PDU格式。處理器通過AT指令控制MC55模塊，AT命令以AT開頭，回車結(jié)尾，另外在發(fā)送短消息的時候還有一個發(fā)送符。與短信相關(guān)的AT指令如表3.1所示。表3.1 與短信相關(guān)的AT指令A(yù)T命令功

43、能AT與模塊連接AT+CSCA=xxxx設(shè)置短信中心號碼AT+CMGF=n設(shè)置短消息發(fā)送格式：n=0為PDU模式；n=1為Text模式AT+CMGL列出當(dāng)前存儲器（ME/SM）的所指定的短消息AT+CMGR=讀短消息,其中index是消息在當(dāng)前存儲區(qū)中的序列號AT+CMGD=刪除一條短消息,其中index是消息在當(dāng)前存儲區(qū)中的序列號AT+CMGS發(fā)送短消息 2、字符集的轉(zhuǎn)換不同于其它操作系統(tǒng)，Windows CE只支持UNICODE字符集。UNICODE擴(kuò)展自ASCII字符集。在ASCII中，每個字符用7位表示；而UNICODE使用全16位字符集。這使得UNICODE能夠表示世界上所有的書寫語

44、言中可能用于計算機(jī)通訊的字符、象形文字和其它符號。使用UNICODE的好處是顯而易見的，但在一些情況下只能使用ANSI字符串。如無線通訊中控制Modem需要發(fā)送的AT 指令，必須是ANSI格式。所以此設(shè)計中涉及到一個字符集轉(zhuǎn)換的問題。本設(shè)計中用到的兩個字符集轉(zhuǎn)換函數(shù)是：MultiByteToWideChar函數(shù)，從字符串轉(zhuǎn)換到UNICODE串；WideCharToMultiByte函數(shù)，從UNICODE串轉(zhuǎn)換到字符串。3、短信功能的實現(xiàn)此設(shè)計是在EVC環(huán)境下建立基于單文檔（SDI）視圖的MFC程序框架，然后建立3個對話框，在對話框中添加各種控件，并對各控件的事件進(jìn)行編程。由于GPRS模塊和嵌入

45、式模塊是通過串口通信的，所以工程里需要添加串口類Comm，又由于需要對短消息進(jìn)行收發(fā)，所以要添加短消息收發(fā)類CSmsTraffic。（1）短信的發(fā)送程序首先進(jìn)行初始化操作，包括打開串口和硬件檢測等。當(dāng)需要發(fā)送短消息時，首先讀取短信內(nèi)容和目標(biāo)號碼，然后將短信內(nèi)容進(jìn)行ANSI字符集的轉(zhuǎn)換，目標(biāo)號碼兩兩顛倒，最后將轉(zhuǎn)換過的短信數(shù)據(jù)和目標(biāo)號碼組成AT數(shù)據(jù)包即可向串口發(fā)送，其流程如圖3.3所示。打開串口出錯處理讀取短信內(nèi)容和目標(biāo)號碼開始硬件初始化成功？N關(guān)閉串口信息處理數(shù)據(jù)打包Y操作完成？開始NY圖3.3 短信發(fā)送流程（2）短信的接收接收過程相對簡單，當(dāng)收到短信時，只要從短信列表中讀取相應(yīng)內(nèi)容顯示給用戶

46、即可。其流程圖如圖3.4所示。打開串口出錯處理開始硬件初始化成功？N收到新消息？Y讀取信息內(nèi)容并顯示關(guān)閉串口接收完成？Y等待NNY結(jié)束圖3.4 短信接收流程3.3 本章小結(jié)本章一方面講操作系統(tǒng)定制過程，簡單介紹了Platform Builder軟件的功能、Windows CE平臺定制的流程圖，詳細(xì)介紹了SDK導(dǎo)出的步驟；另一方面解說應(yīng)用程序的實現(xiàn)，其中簡單介紹了開發(fā)環(huán)境EVC軟件，重點介紹短信模塊如何實現(xiàn)收發(fā)功能。第4章 汽車燃油監(jiān)控的調(diào)試和檢測4.1硬件電路的焊接電路板的制作以及硬件電路的焊接好壞直接關(guān)系到系統(tǒng)功能的實現(xiàn)以及調(diào)試的順利與否。一、電路板測試： 電路板制作好以后，測試各個通路是否

47、正確，是否存在短路和斷路等問題，特別是對電源和地線的測試，防止通電后燒壞原器件。二、電路焊接： 焊接時焊點不要太大，同時不能有虛焊。可以先調(diào)試集成塊等重要的器件，將集成塊的底座先焊接，隨著調(diào)試的進(jìn)行逐步將器件焊接到板子上，同時根據(jù)任務(wù)指標(biāo)優(yōu)化各個器件的參數(shù)（本次實驗主要是電阻、電容的數(shù)值對高低頻下指標(biāo)的影響）。4.2硬件電路的靜態(tài)調(diào)試一、上電前的電路測試：測試排除各個節(jié)點間存在短路和斷路情況。尤其注意電源電壓、單片機(jī)、LM324間不要短接；電解電容的正負(fù)極性不要接錯；三端穩(wěn)壓7805與7808的3管腳不要接錯。二、上電后電路的靜態(tài)測試：測試各個點的直流電壓是否正常，電流是否也正常，如不正常及時

48、關(guān)閉電源，查出原因。電源電壓：DC12 V；穩(wěn)壓7808輸出后 電壓為+8V；再經(jīng)由7805后輸出為+VCC：+5V ；給單片機(jī)的供電為5V，雷達(dá)傳感器和LM324用于放大部分的電壓為8V，LM324用于比較的電壓為5V。4.3波形調(diào)試使用信號發(fā)生器輸出一個頻率為1K的正弦波，顯示在示波器上，通過調(diào)節(jié)放大電路中的滑動變阻器，將信號發(fā)生器多產(chǎn)生的正弦波信號放大150倍左右，將放大后的正弦波顯示在示波器上。后調(diào)節(jié)比較電路中的滑動變阻器，從而調(diào)節(jié)比較電壓（比較電壓約在4V5V之間），使得最后產(chǎn)生的方波信號的占空比在1：1，且方波信號出來的較為清楚。4.4軟硬結(jié)合軟硬件各部分功能綜合：傳感器產(chǎn)生一個幅

49、值較小的正弦波，然后經(jīng)過放大電路，將該波的幅值進(jìn)行一定值的放大，然后經(jīng)由比較器，若該點的電壓值大于固定電壓的值，就顯示為1，否則顯示為0，從而產(chǎn)生一個可供單片機(jī)識別的方波，該方波進(jìn)入單片機(jī)中，通過單片機(jī)程序，計算1秒鐘內(nèi)經(jīng)過的高電頻的各數(shù)，可得到多普勒頻率，然后經(jīng)過單片機(jī)程序同過公式換算出物體的運動速度，最后將得到的速度顯示在顯示屏上具體工作過程為：1電源開啟，檢查各部分的電路是否正常；2流量傳感器工作，準(zhǔn)備進(jìn)行流量的采集；3通過傳感器獲得頻率，運行程序；4經(jīng)過程序運行，將最后的速度。結(jié)論通過近半年的畢業(yè)設(shè)計實踐，使我在其間學(xué)會了如何理論聯(lián)系實踐。從獲得的知識層面上講，我了解了數(shù)據(jù)采集的一個系

50、統(tǒng)的流程,其間使用了本專業(yè)的相關(guān)集成電路設(shè)計的相關(guān)軟硬件知識,從中獲益良多,同時系統(tǒng)把單片機(jī)與可編程邏輯器件相結(jié)合,更體現(xiàn)人性化設(shè)計,使用變的簡單,功能變的強(qiáng)大,在畢業(yè)設(shè)計器件還接觸了猶如51單片機(jī)、三端穩(wěn)壓器7805及7808、LM324、LCD1602液晶顯示模塊等等。發(fā)現(xiàn)在51單片機(jī)方面也有了進(jìn)一步的認(rèn)識,在數(shù)據(jù)的采樣技術(shù)上有了一個更深入的了解。通過對外圍電路的大量手工焊接，使我也更進(jìn)一步鍛煉了自己。由于課題是一個系統(tǒng),工程,包括從硬件到軟件的各方面的設(shè)計,雖然比較龐大,但是從中收獲的是一個人的毅力和一個整體設(shè)計的認(rèn)識，通過對程序的設(shè)計、仿真調(diào)試，讓我的編程能里得到了進(jìn)一步的提高，學(xué)會了使用Keil uVision3、STC-ISP下載編程燒錄等設(shè)計軟件，,在實際應(yīng)用技能上有了加強(qiáng)，使我受益菲淺，在一個信號調(diào)理的過程中,真正體會到要在實踐中找尋問題、分析問題以及理論不能完全復(fù)出實踐的真理。在完成實物設(shè)計后的時間里，我完成了基于多普勒效應(yīng)的汽車測速儀的研制的論文。從開始接到論文題目到系統(tǒng)的實現(xiàn)，再到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨立完成的最大的項目。在這