汽車電子課程設(shè)計(jì)說明書發(fā)動(dòng)機(jī)定轉(zhuǎn)速換擋系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)

1、淮 陰 工 學(xué) 院汽車電子課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目： 發(fā)動(dòng)機(jī)定轉(zhuǎn)速換擋系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱： 交通工程學(xué)院 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 2013年12月目錄第1章 課題分析與方案論證11.1課題任務(wù)分析11.2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)11.3設(shè)計(jì)方案選擇11.4方案比較2第2章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)32.1 系統(tǒng)總體電路圖32.2主要元器件簡介3第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)73.1 主程序流程圖73.2系統(tǒng)源程序7第4章 模擬系統(tǒng)仿真結(jié)果104.1 一檔仿真圖104.2 二檔仿真圖104.3 三檔仿真圖114.4 四檔仿真圖11參考文獻(xiàn)12課程設(shè)計(jì)小結(jié)12第1章 課題分析與方案論證1.1課題任務(wù)分析本

2、次設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)定轉(zhuǎn)速換擋系統(tǒng)的模擬設(shè)計(jì)，首先要做好設(shè)計(jì)前對學(xué)過單片機(jī)一些基本知識的復(fù)習(xí)工作，并且熟悉此次課程設(shè)計(jì)課題的具體任務(wù)，做好充足的準(zhǔn)備工作。清楚本次設(shè)計(jì)的基本流程，掌握AT89C51和ADC0808工作原理，根據(jù)所要做的課題設(shè)計(jì)出一套現(xiàn)實(shí)可行的方案。通過隊(duì)里確定的設(shè)計(jì)方案，按照自己的設(shè)計(jì)任務(wù)，在偉福6000中驗(yàn)證代碼可行性！反復(fù)修改程序代碼直至沒有錯(cuò)誤，最后進(jìn)行單片機(jī)的仿真，根據(jù)仿真的結(jié)果得出本次設(shè)計(jì)的正確性，寫出相對應(yīng)的流程圖。最后與其他同學(xué)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比分析，找出自己方案中的優(yōu)缺點(diǎn)。1.2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)一個(gè)能控制發(fā)動(dòng)機(jī)定轉(zhuǎn)速換擋的模擬系統(tǒng)，通過單片機(jī)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，

3、確定發(fā)動(dòng)機(jī)所處的檔位。本組成員分工任務(wù)為：趙楊（提出方案），高大鵬（繪制仿真圖），朱海波（查閱仿真軟件各元件名稱），丁杰（編寫代碼），趙萬雷（在偉福6000中驗(yàn)證代碼可行性），汪震（后期代碼與仿真軟件調(diào)試），徐慧華（整合文檔）。本文設(shè)計(jì)的方案以一個(gè)電位器表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，電位器接+5V電壓，則通過改變電位器電壓大小可以表征發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號，以電位器05V的電壓對應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)04000的轉(zhuǎn)速，通過ADC0808將電壓信號轉(zhuǎn)換成一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)，以00HFFH對應(yīng)05V，并輸入AT89C51。01000轉(zhuǎn)為一檔，對應(yīng)電位器01.25V(00H41H)10002000轉(zhuǎn)為二檔，對應(yīng)電位器1.252.5V(4

4、1H80H)20003000轉(zhuǎn)為三檔，對應(yīng)電位器2.53.75V(80H0C0H)30004000轉(zhuǎn)為四檔，對應(yīng)電位器3.754V(0C0HFFH)AT89C51將輸入的8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行判斷，得出應(yīng)該在哪一個(gè)檔位，并點(diǎn)亮相應(yīng)的LED燈。發(fā)動(dòng)機(jī)的4個(gè)檔位分別由4個(gè)LED燈表示，1號LED燈亮則為1檔，其它燈也一樣。注：ADC0809的時(shí)鐘信號由單片機(jī)通過定時(shí)中斷程序?qū)崿F(xiàn)，由P3.3口輸出。1.3設(shè)計(jì)方案選擇關(guān)于ADC0808的時(shí)鐘信號如何加？方案一：從AT89C51的ALE接口引一根線串聯(lián)兩個(gè)D觸發(fā)器，D觸發(fā)器再接到ADC0808的CLOCK接口。D觸發(fā)器將其D端和Q端連接，R端和S端接地，CL

5、K端輸入，Q端輸出，此種接法使D觸發(fā)器有二分頻功能，AT89C51的ALE端口的頻率為晶振頻率的1/6，經(jīng)過兩個(gè)D觸發(fā)器的二分頻得到500MHZ的頻率，這個(gè)頻率加在ADC0808的CLOCK端口正好。方案二：ADC0808的時(shí)鐘頻率由AT89C51單片機(jī)通過定時(shí)中斷來實(shí)現(xiàn)。每隔10個(gè)機(jī)器周期，P3.3端口取反一次，形成穩(wěn)定的時(shí)鐘信號。1.4方案比較方案一的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)500MHZ的時(shí)鐘頻率，這個(gè)頻率是ADC0808的典型頻率，非常適合ADC0808，缺點(diǎn)在于觸發(fā)器在市場上較難買到且造成不必要的浪費(fèi)，產(chǎn)生的時(shí)鐘信號也不夠穩(wěn)定，甚至無法調(diào)試出來；方案二的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)起來比較簡單，無須額外添加設(shè)

6、備，直接把AT89C51的P3.3端口與ADC0808的CLOCK端口相連即可，缺點(diǎn)在于這種方案產(chǎn)生的時(shí)鐘信號頻率比較小，拖慢了ADC0808的工作速度，從而拖慢了整個(gè)系統(tǒng)的工作速度。最終，我們選擇了方案二。因?yàn)榉桨付脑闯绦虼a較為簡單且慢是毫秒級，甚至微秒級的，相對人的反應(yīng)速度來說是可以忽略的，可以滿足要求。第2章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)總體電路圖2.2主要元器件簡介發(fā)動(dòng)機(jī)的換擋控制程序通過單片機(jī)的實(shí)現(xiàn)，ADC0809則將電位器的輸入IN3端口的電壓信號模數(shù)轉(zhuǎn)化，經(jīng)P1口輸出到單片機(jī)，單片機(jī)的P2.7P2.4接LED燈及保護(hù)電阻，LED燈表示檔位。主要用到的硬件：AT89C51 AD

7、C0808 4個(gè)LED燈 電位器硬件數(shù)量AT89C51單片機(jī)1個(gè)通用板1個(gè)發(fā)光二極管4個(gè)30P電容2只10U25V電容1只10K的電阻 1個(gè)270R的電阻 4個(gè)導(dǎo)線若干ADC0808 1個(gè)12MHZ晶振1個(gè)電位器1個(gè)AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的A

8、T89S51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。ADC0808是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，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(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。ADC0808是ADC0809的簡化版本，功能基本相同。一般在硬件仿真時(shí)采用ADC0808進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，實(shí)際使用時(shí)采用ADC0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。2.3芯片管腳說明 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，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)

9、據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個(gè)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(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)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(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，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(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由

10、于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)，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(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。 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。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）

11、 P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入） P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。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。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(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FLASH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，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對

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

13、T；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 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。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 主程序流程圖3.2系統(tǒng)源程序ADCEQU35H;存放轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)ST BIT P3.2OE BIT P3.0EOC BIT P3.1CLK BIT P3.3ORG 00HSJMP STARTORG 0BHLJMP INT_T0ORG 0030HSTART:MOV TMOD,#02H MOV TH0,#245 MOV TL0,#00H MOV IE,#82H SE

14、TB TR0 SETB P2.4 SETB P2.5 SETB P2.6 SETB P2.7 WAIT: CLR STSETB STCLR ST ;啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 JNB EOC,$ ;等待轉(zhuǎn)換結(jié)束SETB OE ;允許輸出 MOV ADC,P1 ;暫存轉(zhuǎn)換結(jié)果 CLR OE ;關(guān)閉輸出MOV A,ADC ;將AD轉(zhuǎn)換結(jié)果 CLR C SUBB A,#41H JC L1 MOV A,ADC CLR C SUBB A,#80H JC L2 MOV A,ADC CLR C SUBB A,#0C0H JC L3 CLR P2.4 SETB P2.5 SETB P2.6 SETB P2.7 SJMP WAI

15、T L1: CLR P2.7 SETB P2.4 SETB P2.5 SETB P2.6 SJMP WAIT L2: CLR P2.6 SETB P2.4 SETB P2.5 SETB P2.7 SJMP WAIT L3: CLR P2.5 SETB P2.4 SETB P2.6 SETB P2.7 SJMP WAIT INT_T0: CPL CLK RETI END第4章 模擬系統(tǒng)仿真結(jié)果4.1 一檔仿真圖4.2 二檔仿真圖4.3 三檔仿真圖4.4 四檔仿真圖參考文獻(xiàn)1單片機(jī)原理與接口技術(shù)編著：崔光照等 北京郵電大學(xué)出版社，2007.2單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實(shí)例編著：劉文濤 清華大學(xué)出版社，2005.3PROTEUS在MCS-51系統(tǒng)中的應(yīng)用百例編著：周潤景 北京：電子工業(yè)出版社，2006.451系列單片機(jī)開發(fā)寶典編著：趙建領(lǐng) 北京：電子工業(yè)出版社，2007.58051系列單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)完全手冊編著：求是科技 北京：人民郵電出版社，2006.課程設(shè)