基于89C51的輪胎自動(dòng)充氣壓力控制器設(shè)計(jì)

1、.：.；單片機(jī)系統(tǒng)課 程 設(shè) 計(jì)成果評(píng)定表設(shè)計(jì)課題 ： 基于C的輪胎自動(dòng)充氣壓力控制器設(shè)計(jì) 學(xué)院稱號(hào) ：專業(yè)班級(jí) ：學(xué)生姓名 ：學(xué) 號(hào) ：指點(diǎn)教師 ：設(shè)計(jì)地點(diǎn) ：設(shè)計(jì)時(shí)間 ：指點(diǎn)教師意見(jiàn)：成果: 簽名： 年 月 日單片機(jī)系統(tǒng)課 程 設(shè) 計(jì)課程設(shè)計(jì)稱號(hào)： 基于C的輪胎自動(dòng)充氣壓力控制器設(shè)計(jì) 專 業(yè) 班 級(jí) ：學(xué) 生 姓 名 ：學(xué) 號(hào) ：指 導(dǎo) 教 師 ：課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：課程設(shè)計(jì)時(shí)間： 單片機(jī)系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)義務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)題 目基于C的輪胎自動(dòng)充氣壓力控制器設(shè)計(jì)課題性質(zhì)工程設(shè)計(jì)課題來(lái)源自擬指點(diǎn)教師臧海河主要內(nèi)容參數(shù)利用C設(shè)計(jì)一種輪胎自動(dòng)充氣壓力控制器，實(shí)現(xiàn)以下功能：利用位LED顯示輪胎壓力

2、；按下充氣開(kāi)關(guān)翻開(kāi)電磁閥開(kāi)場(chǎng)充氣；當(dāng)輪胎壓力到達(dá)設(shè)定值時(shí)控制電磁閥封鎖氣源。義務(wù)要求進(jìn)度第-天：熟習(xí)課程設(shè)計(jì)義務(wù)及要求，查閱技術(shù)資料，確定設(shè)計(jì)方案。第-天：按照確定的方案設(shè)計(jì)單元電路。要求畫出單元電路圖，元件及元件參數(shù)選擇要有根據(jù)，各單元電路的設(shè)計(jì)要有詳細(xì)論述。第-天：軟件設(shè)計(jì)，編寫程序。第-天：實(shí)驗(yàn)室調(diào)試。第-天：撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。要求內(nèi)容完好、圖表明晰、文理流暢、格式規(guī)范、方案合理、設(shè)計(jì)正確，篇幅合理。主要參考資料 張迎新單片微型計(jì)算機(jī)原理、運(yùn)用及接口技術(shù)第版M北京：國(guó)防工業(yè)， 偉福LAB系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)用闡明書 閻石數(shù)字電路技術(shù)根底第五版北京：高等教育， 夏路易 石宗義Prote

3、l se電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程北京： 北京希望電子，審查意見(jiàn)系教研室主任簽字： 年 月 日 目 錄 TOC o - h z u HYPERLINK l _Toc 概述 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 研討背景 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 設(shè)計(jì)思想及根本功能 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .系統(tǒng)框圖 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 方案選取 PAGEREF _Toc h HY

4、PERLINK l _Toc . 總體方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 硬件電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 壓力檢測(cè)電路 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . A/D轉(zhuǎn)換電路 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .顯示電路 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 鍵盤電路 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .氣泵控制電路 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .電源電路

5、 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .復(fù)位電路 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 時(shí)鐘電路 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 壓力檢測(cè)及A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .數(shù)碼管顯示程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .外部中斷效力程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .系統(tǒng)總體程序設(shè)計(jì) PAGEREF

6、 _Toc h HYPERLINK l _Toc 系統(tǒng)調(diào)試 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 總結(jié) HYPERLINK l _Toc 附錄A 系統(tǒng)原理圖 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 附錄B 源程序清單 PAGEREF _Toc h 概述. 研討背景信息化時(shí)代的到來(lái)，使得人們的生活速度和生活質(zhì)量有了大幅度提高。智能化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)也讓人們生活更加溫馨。方便、智能的產(chǎn)品的也得到了人們的歡迎。如今，隨著人們生活程度的提高，小汽車將成為家家戶戶必備的交通工具。再加上生活節(jié)拍的加快，時(shí)間已是最珍貴的東西。市面的充氣機(jī)不但不是自動(dòng)的，而且氣壓也

7、是不可調(diào)的。在人們追求方便、智能的生活體驗(yàn)中，市面上普通手動(dòng)控制的充氣機(jī)，顯然已滿足不了人們的需求，因此，他們就想到了設(shè)計(jì)一個(gè)智能化的充氣機(jī)。在智能化產(chǎn)品中，單片機(jī)的運(yùn)用曾經(jīng)越來(lái)越廣泛，單片機(jī)以它體積小、質(zhì)量輕、耗電省、可靠性高、價(jià)錢低等優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)場(chǎng)不斷開(kāi)展，并廣泛運(yùn)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)療設(shè)備、航天航空領(lǐng)域、工業(yè)公用設(shè)備的管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，在很多的大中型的電氣設(shè)備以及小型的電子產(chǎn)品中也用到了單片機(jī)進(jìn)展控制。. 設(shè)計(jì)思想及根本功能本設(shè)計(jì)就是根據(jù)人們對(duì)智能化，方便化的需求，而設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)控制的智能化產(chǎn)品。同時(shí)在選取設(shè)計(jì)方案和采用元器件方面，該系統(tǒng)本著簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、適用的思想，盡量簡(jiǎn)化電路

8、設(shè)計(jì)，用最簡(jiǎn)單的電路布線和選用最經(jīng)濟(jì)適用的器件來(lái)到達(dá)設(shè)計(jì)要求。輪胎自動(dòng)充氣壓力控制系統(tǒng)具有以下幾個(gè)根本功能：可以利用按鍵設(shè)定充氣值；可以顯示設(shè)定充氣壓力和充氣過(guò)程中輪胎動(dòng)態(tài)壓力；當(dāng)輪胎壓力到達(dá)設(shè)定值時(shí)，能自動(dòng)封鎖氣泵停頓充氣。 方案設(shè)計(jì).系統(tǒng)框圖根據(jù)設(shè)計(jì)方案要實(shí)現(xiàn):充氣前，經(jīng)過(guò)鍵盤上設(shè)定所要充氣的氣壓，并可以顯示設(shè)定值;數(shù)值輸入終了后,按下啟動(dòng)鍵啟動(dòng)充氣安裝開(kāi)場(chǎng)充氣，顯示電路要可以顯示當(dāng)前輪胎內(nèi)的動(dòng)態(tài)氣壓；充氣到達(dá)設(shè)定的值后，系統(tǒng)要可以自動(dòng)切斷氣泵的電源，停頓充氣的功能。 他們把本設(shè)計(jì)初步分為以下幾個(gè)模塊,系統(tǒng)框圖如圖-所示。圖 -系統(tǒng)框圖. 方案選取有上述系統(tǒng)框圖可知，自動(dòng)充氣安裝由：壓力檢

9、測(cè)模塊、中心控制模塊、鍵盤模塊、顯示模塊、充氣模塊等幾部分構(gòu)成。以下，他們將對(duì)各模塊做詳細(xì)分析、設(shè)計(jì)。. 壓力檢測(cè)模塊方案一：采用英飛凌的SPl壓力傳感器。Infineon(英飛凌)推出的胎壓傳感器 SPl整合了壓力，溫度，慣性傳感器，以及一個(gè)電源控制監(jiān)測(cè)器。SPl的壓力范圍從到kpa，經(jīng)過(guò)MEMS技術(shù)集成了壓力和溫度、加速度、電壓的檢測(cè)電路，直接以數(shù)字方式輸出各物理量的示值，但是價(jià)錢昂貴，運(yùn)用也不是非常普遍。方案二：采用常見(jiàn)的電阻應(yīng)變片式的壓力傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。壓力傳感器其本質(zhì)是利用惠斯通電橋，它具有溫度特性好，溫度變化帶來(lái)的誤差小。利用膜片上的壓力使得電橋不平衡，產(chǎn)生一個(gè)差動(dòng)的輸出信號(hào)

10、。這種構(gòu)造的根本特性之一是它的差動(dòng)輸出電壓U與偏置電壓U成正比關(guān)系，這種關(guān)系隱含壓力丈量精度直接決議偏置電源的容限值，當(dāng)四個(gè)橋臂電阻到達(dá)相應(yīng)的關(guān)系時(shí)，電橋輸出為零。利用壓力電橋獲得的壓力量模擬值經(jīng)過(guò)ADC轉(zhuǎn)換后即可供單片機(jī)分析運(yùn)用。這二個(gè)方案都是基于單片機(jī)控制的，都能準(zhǔn)確的采集獲得輪胎內(nèi)當(dāng)前壓力值。但是，前一種方案SPl壓力傳感器價(jià)錢昂貴，運(yùn)用也不是很廣；第二種方案采用壓力電橋價(jià)錢低、運(yùn)用范圍廣、技術(shù)成熟，而且實(shí)驗(yàn)室有現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)器材。經(jīng)過(guò)以上比較，綜合個(gè)方案利弊，他們最終選用了第二種方案。. 鍵盤模塊方案一：利用獨(dú)立按鍵控制，設(shè)定充氣預(yù)定值和氣泵的啟停。方案二：利用矩陣鍵盤控制，設(shè)定充氣預(yù)定值

11、和氣泵的啟停。由于本設(shè)計(jì)需求設(shè)定充氣預(yù)定值和氣泵啟停，所需求的按鍵較多，假設(shè)采用方案一所占單片機(jī)I/O資源較多，而矩陣鍵盤按鍵多，占用I/O口少很好的滿足了設(shè)計(jì)與需求。思索到鍵盤需求設(shè)置-十個(gè)數(shù)字和設(shè)置啟、停按鈕，所以他們最終選定運(yùn)用 x 的矩陣鍵盤。. 顯示模塊方案一：利用LCD顯示屏顯示設(shè)定值和輪胎內(nèi)的當(dāng)前壓力值。方案二：利用七段數(shù)碼管顯示設(shè)定值和輪胎內(nèi)的當(dāng)前壓力值。思索到設(shè)計(jì)需求顯示的信息量小，亮度要求高，而LCD雖然可顯示內(nèi)容信息量大，但是可視偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小、亮度和對(duì)比度低、而且容易“壞點(diǎn)壽命有限等；數(shù)碼管顯示無(wú)閃爍，亮度高，軟件控制比較容易，功耗小耐沖擊，長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)。最終他們選用數(shù)碼

12、管作為顯示工具。. 其它模塊此外，在思索到價(jià)錢低廉、運(yùn)用方便、電路簡(jiǎn)單等要求，充氣模塊他們選用繼電器驅(qū)動(dòng)氣泵任務(wù)；控制模塊選用ATC作為輪胎自動(dòng)充氣壓力控制系統(tǒng)的控制中心。. 總體方案設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)上述討論他們可以看出，本設(shè)計(jì)輪胎自動(dòng)充氣壓力控制系統(tǒng)是基于滿足設(shè)計(jì)要求的前提并且根據(jù)實(shí)際上的可實(shí)現(xiàn)性和硬件上的經(jīng)濟(jì)適用性，綜合思索各種要素的情況下，而得來(lái)的系統(tǒng)方案。方案總體構(gòu)架如圖-所示：圖 -輪胎自動(dòng)充氣壓力控制系統(tǒng)構(gòu)造框圖 硬件電路設(shè)計(jì). 壓力檢測(cè)電路輪胎自動(dòng)充氣壓力控制系統(tǒng)要根據(jù)輪胎內(nèi)壓力當(dāng)前值的大小來(lái)確定充氣能否完成，需不需求封鎖氣泵。因此需求運(yùn)用到壓力應(yīng)變傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器按其用途不同，

13、可分為應(yīng)變測(cè)力傳感器、應(yīng)變壓力傳感器、應(yīng)變式加速度傳感器等。本設(shè)計(jì)中他們運(yùn)用的是壓力傳感器， 這種傳感器主要用于對(duì)氣體、液體的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的壓力的丈量。如對(duì)內(nèi)燃機(jī)管道和動(dòng)力設(shè)備管道進(jìn)出、出氣孔流液的壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)噴口的壓力等的丈量。這種傳感器主要采用膜片、薄板、筒式等組成的彈性元件。傳感器所用的應(yīng)變片電阻值國(guó)內(nèi)規(guī)范有：、和等各種阻值，其中以為最常用。利用電橋丈量原理，經(jīng)過(guò)對(duì)電路輸出電壓和規(guī)范壓強(qiáng)的線性關(guān)系，建立詳細(xì)的數(shù)學(xué)模型，將電壓量的變化改為壓力的變化，即可以測(cè)出一定范圍內(nèi)的壓力值。其中丈量電路中最主要的元器件就是電阻應(yīng)變式傳感器。設(shè)計(jì)還利用了運(yùn)算放大電路的作用就是把傳感器輸出的微弱的模擬信號(hào)進(jìn)

14、展一定倍數(shù)的放大，以滿足A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)電平的進(jìn)展各種轉(zhuǎn)換處置的要求。壓力檢測(cè)部分銜接如圖-所示。圖-壓力檢測(cè)電路原理圖此部分壓力傳感器參照了LAB運(yùn)用闡明書電路原理圖，傳感器的任務(wù)原理，本質(zhì)上是惠斯通電橋，該電橋溫度特性好。當(dāng)膜片上遭到壓力使得電橋不平衡，從而產(chǎn)生一個(gè)差動(dòng)的輸出信號(hào)，這種構(gòu)造的根本特性之一是它的差動(dòng)輸出電壓U與偏置電壓U成正比關(guān)系，當(dāng)四個(gè)橋臂電阻到達(dá)相應(yīng)的關(guān)系時(shí)，電橋輸出為零，當(dāng)然它也能提供一種溫度補(bǔ)償最通用的方法。該電路三部分組成電源電路部分；電橋電路部分；放大電路部分。如下圖，傳感器采用V恒壓源Vcc供電，經(jīng)過(guò)與分壓(電容C起濾波作用)，UA起到電壓跟隨器的作用，所

15、以點(diǎn)、三點(diǎn)處有一樣電壓: (. ) 根據(jù)上式，帶入數(shù)據(jù)， ，求得經(jīng)過(guò)電路分析電橋部分可等效為如圖-所示 圖-壓力傳感器電橋電路設(shè)橋臂電阻分別為， ，那么當(dāng)壓力傳感器受力時(shí),電阻變化對(duì)應(yīng)的輸出電壓值為，由于，那么上式可化簡(jiǎn)為 (.)帶入電阻、電壓值得Uo=.R/R最后經(jīng)過(guò)放大部分，壓力傳感器的微弱采樣電壓，經(jīng)過(guò)放大電路輸出的放大。. A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換的作用是進(jìn)展模數(shù)轉(zhuǎn)換，把接納到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。在選擇A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，先要確定A/D轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換速度以及轉(zhuǎn)換位數(shù)等，A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)確定與整個(gè)丈量控制系統(tǒng)所需丈量控制范圍和精度有關(guān)，在 輪胎自動(dòng)充氣壓力控制系統(tǒng)中采用了位A/D轉(zhuǎn)換

16、器ADC引腳如圖- 所示圖- ADC引腳圖ADC是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司消費(fèi)的CMOS工藝通道，位逐次逼近式HYPERLINK baike.baidu/view/.htmA/D轉(zhuǎn)換器。路模擬信號(hào)的分時(shí)采集，片內(nèi)有路模擬選通開(kāi)關(guān)，以及相應(yīng)的通道抵抗鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為s左右。ADC的主要特性有：路輸入通道，位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為位。 具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。 轉(zhuǎn)換時(shí)間為s(時(shí)鐘為kHz時(shí))，s時(shí)鐘為kHz時(shí) 模擬輸入電壓范圍V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 ADC主要引腳功能如下：ININ：八路模擬量的輸入端。DD：A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，可直接與總線相連。A、B、C：模擬通道地

17、址選擇斷，A為低位，C為高位。ALE：地址鎖存允許信號(hào)，當(dāng)此信號(hào)有效時(shí)，A、B、C三位地址信號(hào)被鎖存 電路選通對(duì)應(yīng)的模擬輸入通道。SC：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)。通常與單片機(jī)的寫信號(hào)線銜接，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。EOC：轉(zhuǎn)換終了信號(hào)，表示一次轉(zhuǎn)換終了。常作為中斷觸發(fā)信號(hào)。OE：輸出允許控制信號(hào)，通常與系統(tǒng)的讀信號(hào)線銜接，翻開(kāi) 三態(tài)門，此時(shí)可經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)線讀到轉(zhuǎn)換結(jié)果。 本系統(tǒng)ADC與單片機(jī)和壓力傳感器銜接如圖-所示。圖-單片機(jī)和壓力傳感器銜接如原理圖所示，ADC的A、B、C共同接地選中第通道，即模擬信號(hào)從IN-輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過(guò)單片機(jī)P.引腳start送出一個(gè)正脈沖，從而啟動(dòng)轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換完成后，EOC輸出一個(gè)由

18、低到高的跳變沿，經(jīng)過(guò)一個(gè)非門取反變?yōu)橄陆笛兀霭l(fā)曾經(jīng)設(shè)置為邊沿觸發(fā)的I外部中斷；在中段程序中經(jīng)過(guò)P.引腳enable送出高電平，控制ADc數(shù)字量允許輸出，信號(hào)經(jīng)過(guò)HC鎖存器流入P口；經(jīng)過(guò)單片機(jī)讀程序，把轉(zhuǎn)換后的數(shù)字讀入片內(nèi)，進(jìn)展相應(yīng)操作后顯示在數(shù)碼管上。.顯示電路本設(shè)計(jì)采用LED數(shù)碼管進(jìn)展顯示是由于LED數(shù)碼管具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：()能在低電壓、小電流條件下驅(qū)動(dòng)發(fā)光，能與CMOS、ITL電路兼容。()發(fā)光呼應(yīng)時(shí)間極短(.s)，高頻特性好，單色性好，亮度高。()體積小，分量輕，抗沖擊性能好。 數(shù)碼管有共陰極和共陽(yáng)極兩種類型，為位選端主要進(jìn)展位控制，斷選端那么是進(jìn)展字符控制，數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯

19、示兩種方法，闡明如下。靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O進(jìn)展驅(qū)動(dòng)，或者運(yùn)用如BCD碼二十進(jìn)位器進(jìn)展驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺陷是占用I/O多，如驅(qū)動(dòng)個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示那么需求根I/O來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè)C單片機(jī)可用的I/O才個(gè)。故實(shí)踐運(yùn)用時(shí)必需添加驅(qū)動(dòng)器進(jìn)展驅(qū)動(dòng)，添加了硬體電路的復(fù)雜性。動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示是單片機(jī)中運(yùn)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將一切數(shù)碼管的個(gè)顯示筆劃a、b、c、d、e、f、g、dp 的同名端連在一同，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM添加位元選通控制電路，位元選通由各自獨(dú)立的I/O線

20、控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，一切數(shù)碼管都接納到一樣的字形碼，但終究是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位元選通COM端電路的控制，所以他們只需將需求顯示的數(shù)碼管的選通控制翻開(kāi)，該位元就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。透過(guò)分時(shí)輪番控制各個(gè)LED數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪番受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪番顯示過(guò)程中，每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為ms，由于人的視覺(jué)暫留景象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，雖然實(shí)踐上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只需掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，可以節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。在本設(shè)計(jì)中過(guò)程中

21、，他們查詢了大量與車胎壓強(qiáng)相關(guān)的資料得知汽車輪胎壓強(qiáng)普通在.-.bar 即-kpa比較適宜，詳細(xì)冬夏也有少許差別。所以他們采用位共陰極數(shù)碼管作為顯示部件。數(shù)碼管顯示部分電路圖-所示：圖-數(shù)碼管顯示電路如上述電路圖所示，數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示，系統(tǒng)段選碼和位選碼均是經(jīng)過(guò)HC分時(shí)送出。HC是八個(gè)透明的D 型鎖存器，當(dāng)使能C為高電平常，Q 輸出將隨數(shù)據(jù) D的輸入而變。當(dāng)使能C為低電平常，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。當(dāng)系統(tǒng)需求顯示數(shù)碼時(shí)，先經(jīng)過(guò)單片機(jī)引腳P口送出相應(yīng)位選碼，再控制P.引腳輸出高電平，HCU被翻開(kāi)，位選碼送到數(shù)碼管陰極。P.再輸出低電平把位選信號(hào)所存到Q端；以后，單片機(jī)P口輸出相應(yīng)段

22、選碼，P.引腳輸出高電平，翻開(kāi)HCU被翻開(kāi)，段選碼送到數(shù)碼管段選端，點(diǎn)亮選中的數(shù)碼管，并延時(shí)ms；以此為原理第二個(gè)、第三個(gè)數(shù)碼管一次被點(diǎn)亮；最后反復(fù)上述過(guò)程。. 鍵盤電路由于本設(shè)計(jì)需求設(shè)定充氣預(yù)定值和氣泵啟停，所需求的按鍵較多，假設(shè)采用方案一所占單片機(jī)I/O資源較多，而矩陣鍵盤按鍵多，占用I/O口少很好的滿足了設(shè)計(jì)與需求。思索到鍵盤需求設(shè)置-十個(gè)數(shù)字和設(shè)置啟、停按鈕，所以他們最終選定運(yùn)用 x 的矩陣鍵盤功能如圖-所示。圖-矩陣鍵盤功能圖如圖按照鍵盤掃描至獲得鍵號(hào)編寫程序?qū)?yīng)如上圖所示。矩陣鍵盤在系統(tǒng)中原理圖如圖-所示。圖-陣鍵盤原理圖矩陣鍵盤任務(wù)是利用P口分別對(duì)某一行賦低電平，其他行賦值高電平

23、，然后分別掃描各列能否出現(xiàn)低電平，假設(shè)無(wú)退出掃描，然后檢測(cè)列線的形狀。只需有一列的電平為低，那么表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與行線相交叉的個(gè)按鍵之中。假設(shè)一切列線均為高電平，那么鍵盤中無(wú)鍵按下。斷閉合鍵所在的位置是經(jīng)過(guò)讀取P口的值，與預(yù)設(shè)值比對(duì)，確定是哪個(gè)鍵按下，在確認(rèn)有鍵按下后，就可以進(jìn)入相應(yīng)操作程序。.氣泵控制電路如圖-所示為電磁繼電器控制電路氣泵的任務(wù)電路。圖-電磁繼電器控制電路要控制氣泵任務(wù)，只需控制電磁閥的閉合與斷開(kāi)。單片機(jī)的pumpP.引腳控制三極管的任務(wù)在放大區(qū)和截止區(qū)。當(dāng)該引腳輸出高電平常，使三極管導(dǎo)通，繼電器的內(nèi)部線圈有電流經(jīng)過(guò)，產(chǎn)生吸合力，將公共端吸合到常

24、開(kāi)端，那么氣泵開(kāi)場(chǎng)充氣；當(dāng)輪胎的氣充足后，pump引腳輸出低電平，使三極管截止，那么繼電器不會(huì)產(chǎn)生吸合力，從而斷開(kāi)了氣泵的任務(wù)。.電源電路單片機(jī)正常任務(wù)電壓為V，因此他們?cè)O(shè)計(jì)了電源電路為單片機(jī)任務(wù)供電。如以下圖-是為單片機(jī)提供電源的電路。在這個(gè)電路中采用了三端集成穩(wěn)壓芯片， 來(lái)為單片機(jī)提供穩(wěn)定的V的直流電壓。圖-電源電路圖.復(fù)位電路復(fù)位電路的主要功能是使單片機(jī)進(jìn)展初始化，在初始化的過(guò)程中需求在復(fù)位引腳上加大于個(gè)時(shí)鐘周期的高點(diǎn)平。本設(shè)計(jì)復(fù)位電路如圖-所示：圖-復(fù)位電路. 時(shí)鐘電路電路利用晶振產(chǎn)生固定周期的震蕩脈沖。由于石英晶體震蕩器具有非常好的頻率穩(wěn)定性和抗外界干擾的才干，所以，石英晶體震蕩器是

25、用來(lái)產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率的。經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)頻率來(lái)控制電路中的頻率的準(zhǔn)確性。同時(shí)，它還可以產(chǎn)生振蕩電流，向單片機(jī)發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)。如圖-為單片機(jī)時(shí)鐘電路圖-單片機(jī)時(shí)鐘電路 軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括壓力檢測(cè)及數(shù)模轉(zhuǎn)換程序、數(shù)碼管顯示程序，鍵盤掃描程序，外部中斷效力程序構(gòu)成。. 壓力檢測(cè)及A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)壓力電橋和發(fā)明和放大電路由硬件控制一直處于任務(wù)形狀。AD轉(zhuǎn)換終了方式是選擇運(yùn)用終了限號(hào)，觸發(fā)外部中斷的方式。詳細(xì)任務(wù)是：由于ADC的A、B、C共同接地，選中第通道，模擬信號(hào)從IN-輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過(guò)單片機(jī)P.引腳start送出一個(gè)正脈沖，從而啟動(dòng)轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換完成后，EOC輸出一個(gè)由低到高的跳變沿，經(jīng)過(guò)一個(gè)非

26、門取反變?yōu)橄陆笛?，出發(fā)曾經(jīng)設(shè)置為邊沿觸發(fā)的I外部中斷；在中段程序中經(jīng)過(guò)P.引腳enable送出高電平，控制ADC數(shù)字量允許輸出，。AD轉(zhuǎn)換流程如圖-所示。 圖- A/D轉(zhuǎn)換流程.數(shù)碼管顯示程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描方式，經(jīng)過(guò)單片機(jī)引腳分別送出相應(yīng)位選碼，選通相應(yīng)數(shù)碼管，再用單片機(jī)輸出相應(yīng)段選碼，點(diǎn)亮選中的數(shù)碼管，并延時(shí)ms；以此為原理第二個(gè)、第三個(gè)數(shù)碼管依次被點(diǎn)亮，再循環(huán)此過(guò)程。數(shù)碼管顯示流程如圖-所示： 圖- 數(shù)碼管顯示流程圖.鍵盤掃描程序設(shè)計(jì)矩陣鍵盤任務(wù)是利用鍵盤掃描，依次檢測(cè)按鍵能否按下。首先對(duì)某一行賦低電平，其他行賦值高電平，然后分別掃描各列能否出現(xiàn)低電平，假設(shè)無(wú)退出掃描，然后檢

27、測(cè)列線的形狀。只需有一列的電平為低，那么表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與行線相交叉的個(gè)按鍵之中。假設(shè)一切列線均為高電平，那么鍵盤中無(wú)鍵按下。斷閉合鍵所在的位置是經(jīng)過(guò)讀鍵盤行取列值，與預(yù)設(shè)值比對(duì)確定的。鍵盤掃描流程如圖-所示。 圖-鍵盤掃描流程圖.外部中斷效力程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用外部中斷監(jiān)測(cè)A/D能否完成，當(dāng)完成后觸發(fā)中斷，在中斷處置中獲得此時(shí)輪胎氣壓值，比較能否到達(dá)設(shè)定值，假設(shè)是氣泵停頓任務(wù)，假設(shè)否等待下一次中斷。中斷處置流程如圖-所示：圖-中斷處置流程圖.系統(tǒng)總體程序設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)任務(wù)開(kāi)場(chǎng)首先調(diào)用鍵盤子程序等待用戶輸入需求沖氣的多少，并把所設(shè)定的氣壓值再數(shù)碼管上顯示一段

28、時(shí)間，協(xié)助 運(yùn)用者確定能否有誤操作，假設(shè)有重新輸入，假設(shè)無(wú)那么按下start鍵，啟動(dòng)氣泵開(kāi)場(chǎng)任務(wù)，啟泵啟動(dòng)后應(yīng)該立刻調(diào)用AD轉(zhuǎn)換子程序及顯示子程序，動(dòng)態(tài)的顯示輪胎內(nèi)的氣壓，以及比較如今的氣壓能否到達(dá)用戶的要求。由于LED顯示是動(dòng)態(tài)的。所以必需循環(huán)的調(diào)用AD轉(zhuǎn)換子程序和顯示子程序，這樣做不僅實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可以讓用戶了解輪胎內(nèi)氣壓的變換，而且可以加強(qiáng)LED顯示亮度。此外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，他們查閱了大量與輪胎胎壓相關(guān)的資料，他們查詢了大量與車胎壓強(qiáng)相關(guān)的資料得知汽車輪胎壓強(qiáng)普通在.-.bar 即-kpa比較適宜，詳細(xì)冬夏也有少許差別。故在思索到實(shí)踐情況和軟件編制的簡(jiǎn)易性的情況下，他們規(guī)定用戶輸入的充氣氣壓

29、只能位于kpa的范圍內(nèi)。這樣一來(lái)，由于ADC的精度為八位，其輸出的數(shù)字量的范圍也是。量化后正好是一對(duì)一的關(guān)系，就大大的減輕了軟件編制的困難。如以下圖-所示為軟件設(shè)計(jì)總流程圖。圖- 軟件設(shè)計(jì)總流程圖 系統(tǒng)調(diào)試在對(duì)系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，由于實(shí)驗(yàn)室的偉福LAB實(shí)驗(yàn)箱，包括壓敏電阻在內(nèi)的很多部件都有不同程度的損壞，無(wú)法完成調(diào)試。所以，他們?cè)诓挥绊憣?shí)驗(yàn)效果的前提下，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)展了略微調(diào)整，并在本人購(gòu)買的開(kāi)發(fā)板上順利完成了系統(tǒng)調(diào)試。他們用一個(gè)可調(diào)電阻替代壓力傳感器，用一個(gè)發(fā)光二極管代表氣泵。可調(diào)電阻阻值轉(zhuǎn)換后視為輪胎內(nèi)的氣壓，二極管兩代表氣泵任務(wù)，二極管滅代表氣泵停頓任務(wù)，詳細(xì)調(diào)試過(guò)程圖片如下。設(shè)計(jì)接線圖如圖-所

30、示。圖-系統(tǒng)接線圖設(shè)定充氣值結(jié)果如圖-所示。有圖可以看出設(shè)定充氣值為，設(shè)定完成數(shù)碼管顯示設(shè)定值一段時(shí)間。圖-設(shè)定充氣值輪胎內(nèi)初始?xì)鈮簷z測(cè)結(jié)果如圖-所示。由圖可以知道，輪胎內(nèi)壓力初值為，由于氣壓小于設(shè)定值，數(shù)碼管左側(cè)的發(fā)光二極管代表氣泵，數(shù)碼管亮代表氣泵任務(wù)，對(duì)輪胎進(jìn)展充氣。圖-輪胎內(nèi)初始?xì)鈮狠喬コ錃膺^(guò)程如圖-所示。在圖中他們可以看到，隨著發(fā)光二極管亮即氣泵任務(wù)，輪胎內(nèi)壓力值在逐漸增大。圖-輪胎充氣過(guò)程輪胎充氣終了如圖-所示。根據(jù)數(shù)碼管顯示，他們可以知道，隨著氣泵任務(wù)，車胎內(nèi)壓力增大，當(dāng)壓力到達(dá)設(shè)定值以后，單片機(jī)控制的發(fā)光二極管自動(dòng)熄滅，即氣泵自動(dòng)停頓任務(wù)，充氣完成。圖-輪胎充氣終了經(jīng)過(guò)數(shù)次反復(fù)

31、調(diào)試實(shí)驗(yàn)他們得出結(jié)論，此次設(shè)計(jì)基于C的輪胎自動(dòng)充氣壓力控制器，穩(wěn)定性很好，可反復(fù)性號(hào)，可以很好的完成輪胎自動(dòng)充氣的義務(wù)。總結(jié)本次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)歷時(shí)兩周，從剛開(kāi)場(chǎng)剛拿到標(biāo)題的懵懵懂懂，不知如何下手，到后來(lái)的經(jīng)過(guò)查閱大量相關(guān)資料，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有了一定的認(rèn)識(shí)，經(jīng)過(guò)討論，爭(zhēng)辯，有了明晰的思緒，又經(jīng)過(guò)畫圖，修正，到最終確定整個(gè)設(shè)計(jì)方案，做出完好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在這個(gè)過(guò)程中他們收獲很多。從方案選擇的猛烈討論，到查找每個(gè)芯片引腳功能和用法，從對(duì)芯片任務(wù)原理的熟習(xí)，到實(shí)踐運(yùn)用編程的斟酌，這個(gè)過(guò)程中的每一個(gè)小的步驟都有他們犯下的錯(cuò)誤，也有他們矯正錯(cuò)誤后學(xué)到知識(shí)的喜悅。當(dāng)然這個(gè)設(shè)計(jì)的勝利完成，是我和我的小同伴們共同努力

32、的結(jié)果。此外，在以前學(xué)習(xí)時(shí)我學(xué)習(xí)軟件破費(fèi)的精神遠(yuǎn)比硬件多的多，在對(duì)單片機(jī)的實(shí)際學(xué)習(xí)，也是基于在本人買來(lái)的開(kāi)發(fā)板上，根據(jù)他人設(shè)計(jì)好的原理圖根據(jù)其任務(wù)原理，在例程根底上改來(lái)改去、模擬設(shè)計(jì)，所以在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到了很多困難。也正是遇到的這些問(wèn)題提示了我，在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中，要注重對(duì)硬件的學(xué)習(xí)。參考文獻(xiàn) 張迎新單片微型計(jì)算機(jī)原理、運(yùn)用及接口技術(shù)第版M北京：國(guó)防工業(yè)， 偉福LAB系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)用闡明書 閻石數(shù)字電路技術(shù)根底第五版北京：高等教育， 夏路易 石宗義Protel se電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程北京： 北京希望電子，何立民編著.單片機(jī)運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京M：北京航天航空大學(xué)， 楊家成

33、單片機(jī)原理與運(yùn)用及C程序設(shè)計(jì)北京：清華大學(xué)， 鄧興成單片機(jī)原理與實(shí)際指點(diǎn)北京：機(jī)械工業(yè)， 李朝青編著.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京M：北京航天航空大學(xué)， 潘新民，王燕芳編著.微型計(jì)算機(jī)與傳感器.北京M：人民郵電， 何立民. 單片機(jī)運(yùn)用技術(shù)選編M. 北京航空航天大學(xué), 王化祥，張淑英,傳感器運(yùn)用及原理.天津M：天津大學(xué)，賴麒文. 單片機(jī) C言語(yǔ)徹底運(yùn)用. 北京M:科學(xué)技術(shù)，童長(zhǎng)飛. CF系列單片機(jī)開(kāi)發(fā)與 C言語(yǔ)編程 M .北京:北京航空航天大學(xué),.附錄A 系統(tǒng)原理圖 附錄B 源程序清單#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned

34、intsbit dula=P;sbit wela=P;sbit adc_out=P;sbit enable=P;sbit start=P;sbit pump=P;uint num=,temp=,t=,k ;uint high,mid,low;/共陰極數(shù)碼管編碼uchar code table= xf,x,xb,xf,x,xd,xd,x,xf,xf,x,xc,x,xe,x,x,;/子程序聲明void delay(uint z);/延時(shí)函數(shù)uchar keyscan(); /鍵盤掃描程序display(uchar bai,uchar shi,uchar ge);/數(shù)碼管顯示程序/主程序void main()uchar a,b,c,d,e;/開(kāi)場(chǎng)e=keyscan();while(e!=)e=keyscan();/獲取設(shè)定值t=keyscan();while(t=)t=keyscan();if(t!=)a=t;t=;t=keyscan();while(t=) t=keyscan();b=t;t=;t=keyscan();while(t=) t=keyscan();c=t;t=;t=a*+b*+c;/設(shè)定值/顯示設(shè)定值d=;while