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1、交通与汽车工程学院课程设计说明书课 程 名 称: 汽车电控系统实习及课程设计 课 程 代 码: 8234590 题 目: 冷却水温度电控系统设计及仿真 年级/专业/班: 学 生 姓 名: 学 生 学 号: 开 始 时 间: 年 月 日完 成 时 间: 年 月 日课程设计成绩： 学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际能力（20）创新（5）说明书（计算书、图纸、分析报告）撰写质量（45）总 分（100）指导教师签名： 年 月 日 汽车电控系统课程设计说明书- 1 -目 录1 引 言 .- 4 -1.1 设计背景 .- 4 -1.2 任务与分析 .- 4 -2 方案设计 .- 5 -21 系统方案
2、设计论证 .- 5 -2.1.1 系统的控制方案设计 .- 5 -2.1.2 最终设计方案 .- 5 -2.2 最终设计方案总体设计框图 .- 5 -3 系统硬件设计 .- 6 -31 硬件设计方案论证 .- 6 -311 单片机选型 .- 6 -312 模数转换器选型 .- 6 -313 显示方案确定 .- 6 -314 温度控制方案确定 .- 7 -3.2 硬件设计 .- 7 -3.2.1 单片机接口电路 .- 7 -3.2.2 温度信号的获取与放大 .- 8 -3.2.3 模数转换单元 .- 9 -3.2.4 显示电路的设计 .- 11 -3.2.5 报警电路的设计 .- 11 -3.2
3、.6 温控电路的设计 .- 12 -4 软件程序的设计 .- 13 -41 程序流程 .- 13 -4.1.1 主程序流程图： .- 13 -4.1.2 显示子程序的流程图： .- 13 -4.1.3 温控子程序的流程图： .- 14 -5 系统调试过程 .- 16 -51keil 调试 .- 16 -5.2 原理图和印制板图绘制和检查 .- 16 - 汽车电控系统课程设计说明书- 2 -5.2.1 在 Protel99se 绘制原理图并进行相应的 ERC 检查 .- 16 -5.3 Proteus 仿真调试 .- 18 -结 论 .- 21 -致 谢 .- 22 -参考文献 .- 23 -附
4、录一 程序源代码 .- 24 -附录二 电路原理图及 PCB 图 .- 30 -附录三 Proteus 仿真截图 .- 31 - 汽车电控系统课程设计说明书- 3 -摘 要本课题以 AT89C51 单片机系统为核心，对发动机冷却液的温度进行实时检测，并控制其温度在工作范围内。本设计包括温度采集与信号调理模块，单片机核心控制模块，显示模块，降温控制模块四大部分。其中，温度采集用电阻式温度传感器PT100 对温度进行检测；采用串型模数转换器 ADC0808 进行对模拟的温度信号进行 A/D 转换，把温度信号调解转换为电压信号；采用单片机作为核心对温度值进行处理并在数码管上显示； 根据 PID 控制
5、原理对电机转速和时间进行设定来控制降温设备降温，系统采用模块化的设计方法，使设计简单，协调得当。关键词： AT89C51 PT100 温度检测 ADC0808 模数转换 PID 电机控制 汽车电控系统课程设计说明书- 4 -1 引 言1.1 设计背景 在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自 18 世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业，可以说几乎%80的工业部门都不得不考虑着温度的因素。温度对于工业如此重要，本次的任务就是设计一个冷却水温电控系统。1.2 任务与分
6、析冷却水温度电控系统，主要是水温传感器根据水温的变化产生变化的电信号，输送给 ECU，通过系统处理、计算得到实际温度值，当温度过高时便通过 LED 显示系统报警并进行温度控制。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。 汽车电控系统课程
7、设计说明书- 5 -2 方案设计 21 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 AT89C51 为核心，通过热电阻传感器产生模拟信号，放大，送入ADC0808 进行模数转换，在送入单片机进行处理。传感器的测量精度高，测量范围大。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 最终设计方案本方案以 AT89C51 单片机系统为核心，对单点的温度进行实时测量检测。并采用热电阻 PT100 作为温度传感器、OP07E 作为信号放大器 ADC08
8、08 作为 A/D 转换部件，对于温度信号的采集具有大范围、高精度的特点。在功能、性能、可操作性等方面都有较大的提升，具有更高的性价比。所以，选择方案 1，以 PT100 热电阻为温度检测元件，设计了单片机温度检测系统。2.2 最终设计方案总体设计框图复位电路AT89C52单片机ADC0808时钟电路图 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单片机时，单片机开始有条不紊地工作。AT89C51 执行内部的程序，处理从 ADC0808 送来的信号，并输出到 LED 显示，并在温度传感器LED 显示LED 灯报警控制冷却系统的电机 汽车电控系统课程设计说明书- 6 -超过安
9、全阈值时通过单片机 P3.7 口控制 LED 灯报警和控制电机转动以降低冷却液温度。3 系统硬件设计31 硬件设计方案论证本方案以 AT89C51 单片机系统为核心，对发动机冷却液的温度进行实时检测和控制。并采用热电阻 PT100 作为温度传感器、OP07E 作为信号放大器 ADC0808 作为 A/D 转换部件，对于温度信号的采集具有大范围、高精度的特点。在功能、性能、可操作性等方面都有较大的提升，具有更高的性价比。311 单片机选型8031：此单片机为 MCS-51 系列的基本典型产品，其内部包括一个 8 位 CPU、128 个字节 RAM，21 个 SFR，4 个 8 位 I/O 口，2 个 16 位定时/计数器。AT89C51：此单片机为 ATMEL 公司的 51 系列单片机，除具有 MCS-51 系列的基本功能外，增加了 4K 的 flash 闪存，并且具有 6 个中断
