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1、 发动机转速电控系统设计及仿真目 录摘要 31 引言 41.1 问题提出 4 1.2 任务与分析 42 方案设计 42.1系统方案设计论证42.1.1系统的控制方案设计42.1.2 最终方案设计 52.2 最终设计方案总体设计框图 53 系统硬件设计 63.1 AT89C51单片机 63.1.1 AT89C51单片机介绍 63.1.2 选用AT89C51单片机原因83.2 时钟电路 83.3 复位电路 94系统软件设计 104.1主程序框图105 系统调试过程 115.1原理图和印制板图绘制和检查 115.1.1 在Protel99se绘制原理图并进行相应的ERC检查125.1.2 在Prot
2、el99se生成PCB图125.2 Keil程序调试 135.3 Proteus仿真调试 14结论15致谢 16参考文献 17附录一 程序源代码 18附录二 电路原理图和PCB图22附录三 Proteus仿真截图23摘 要汽车发动机转速与发动机工作好坏密切相关。如何利用已学知识发动机转速检测是开始本设计的初衷。本文通过以AT89C52单片机为中心，通过信号发生器模拟产生一个信号，送入单片机进行处理，再从单片机P0口将电平信号送入LED显示器实现动态显示。并在超过安全阈值时由单片机控制LED灯报警，发动机停止运转。此次设计给出了系统的设计原理图，并在Proteus软件中进行仿真实现设计功能。关键
3、词：AT89C52单片机 LED 信号发生器 仿真1 引 言1.1 问题的提出随着汽车工业与电子工业的发展，越来越多的电子技术被应用在现代汽车上。汽车也将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展。由于实时驾驶信息系统及多媒体设备在汽车上普及，汽车更具个性化、通用性、安全性和舒适性。无线及移动电脑技术迅速发展，即使独自驾驶在陌生的土地上，也不会觉得孤独或迷失方向。汽车在人们的生活中不仅仅是代步工具，而逐步成为一种享受生活的方式。在汽车电子领域的研究成为汽车研发中最活跃的一部分。随着进入电气时代，电子测控装置被广泛应用于各种电器机械产品上，本次的任务就是设计一个发动机转速检测系统来检测发动机
4、转速。1.2任务与分析汽车转速检测系统是通过LED闪烁和文字信息让驾驶员了解转速的状态。该系统利用8051单片机作为微控制器，通过先好发生器对发动机转速进行信号检测，信号发生器输出信号输入ECU，经计算后在LED屏幕上显示发动机转速，同时将信号与设定的信号范围进行比较，当不正常区间时报警电路则输出报警信号，并通过报警线点亮报警指示灯。设计的核心是以AT89C51单片机作为硬件电路的核心。先应在protell99se中绘制出原理图并作相应的ERC检查，检查无错误后，在相应地方用文本标出注释；其次根据设计思路确定出相应的程序设计方案，并选择最佳的方案，并在Keil软件里面进行程序的编写和调试；最后
5、在程序调试无误后在Proteus中搭建虚拟的单片机仿真平台，并和Keil实现联调，并在Proteus中实现仿真结果。 2方案设计2.1 系统方案设计论证2.1.1系统的控制方案设计方案1：以单片机AT89C52为核心，通过信号发生器产生模拟信号，送入单片机进行处理，电路较为简单。方案2：以单片机AT89C51为核心，通过电源发生器产生模拟信号，经过放大、滤波、A/D转换电路，送入单片机处理，电路相对于方案1较为复杂，连线时容易出错。2.1.2 最终设计方案从各方面考虑后，确定方案：以单片机AT89C52为核心，信号发生器产生模拟信号，送入单片机进行处理，再通过单片机P0口送入数码管显示。并在超
6、过安全阈值时通过单片机P2.4口控制LED灯报警。此方案电路简单易实现，而且功耗更低，故选此方案。2.2最终设计方案总体设计框图时钟电路P2.02.3XTAL2 P0AT89C52单片机 P2.4P3.2数码管片选数码管段选LED灯信号发生器图2.1 系统总体设计框图当时钟电路的晶振产生外部振荡脉冲信号送入AT89C51单片机的XTAL2口时，单片机开始以时钟频率为基准，有条不紊地一拍一拍地工作。单片机AT89C52执行编写在其内部的程序，处理从信号发生器送来的信号，并送到P0口输出到数码管显示。并在超过安全阈值时通过单片机P2.4口控制LED灯报警。3 系统硬件设计3.1 AT89C51单片
7、机3.1.1 AT89C51单片机介绍AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。图3.1 AT89C51单片机引脚振荡器及定时电路89C52CPU4K字节可编程闪烁ROM256字节*8RAM2个16位定时器/计数器64K总线扩展控制32可编程I/O可编程串行口89C51系列单
8、片机都是以8051为核心发展起来的，具有和51系列单片机及基本结构和软件特征，其内部结构如图3.2所示：图3.2 AT89C52单片机内部框图AT89C52单片机的引脚功能：VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0 写“1”时，可作为高阻抗输入端用。 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash 编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口：P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出
9、电流）4个TTL 逻辑 门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。与AT89C51 不同之处是，P1.0 和P1.1 还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX），P2口：P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P2 写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个
10、电流(IIL)。在访问外部程序存储器或16 位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR 指令）时，P2 口送出高8 位地址数据。在访问8 位地址的外部数据存储器（如执行MOVX RI 指令）时，P2 口输出P2 锁存器的内容。Flash 编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C52的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能 P3.0
11、 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为
12、振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 振荡器特性: XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号
