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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: 燃油量电控系统程序设计及仿真 年级/专业/班: 07 级/ 车辆工程/汽电 1 班 学 生 姓 名: X M 开 始 时 间: 2010 年 12 月 20 日完 成 时 间: 2010 年 12 月 31 日课程设计成绩： 燃油量电控系统程序设计及仿真课程设计说明书 - 1 -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 日目 录 摘要 21 引言 32 方案设计 32
2、.1 燃油量检测系统设计方案论证 32.1.1 方案一 32.1.2 方案二32.2 方案一的总体设计框图33 系统硬件设计 43.1 时钟和复位电路 43.2 数模转换芯片 53.3 LED 显 示 器 63.4 声光和电机控制电路 84 系统软件设计 94.1 主程序流程图 94.2 声光和电机控制流程图 104.3 程序初始化流程图 114.4 显示程序流程图 115 系统仿真 125.1 Protel 电路调试 125.2 程序调试 125.3 系统仿真电路图 13 燃油量电控系统程序设计及仿真课程设计说明书 - 2 -5.4 proteus 仿真 13结论 16致谢 17参考文献 1
3、8附录 19摘 要本设计是基于 AT89C51 单片机为核心的汽车瞬时燃油测量检测系统，该系统通过数模转换芯片 ADC0808 对以电位器为模拟输入的信号进行模数转换，再将模数转换所得的数字量送入单片机，经单片机 对该数字量进行处理后，输入控制信号， 进行显示和声光报警，提示驾驶员采取相应的措施，并在油量剩余很少的情况下，直流电动机转动，使节气门开度减少，以达到降低燃油消耗量的目的。用电位器 输出的电压值（0-5V ）表示燃油量（空- 满 ）。系 统设计完成后进行仿真调试， 实现设计 功能。关键词：AT89C51 单片机 ADC08090 燃油剩余量 声光报警 直流电机 仿真 燃油量电控系统程
4、序设计及仿真课程设计说明书 - 3 -1 引 言 1.1 问题的提出汽车主要是以燃烧燃油来获取动力的，燃油量的多少决定了汽车能行驶多远。在汽车行驶过程中要如何得知该汽车还有多少燃油，该何时加油以及加多少油，这都需要一套燃油检测系统，实时监测燃油量的多少，并在达到设定范围内进行声光控制和直流电机的控制，以提醒驾驶员采取相应措施，维持汽车的正常行驶。1.2 问题的分析本设计的目的是为了监测汽车燃油量，显示并作出声光提示以及在必要条件下使发动机强行熄火。本系统假设油箱容量 50L，显示精度 0.01L 当燃油量达到 40L 以上。绿灯亮并发出低频率的提示声音，以提醒驾驶员燃油快加满了；当燃油量只有
5、5-10L 时，黄灯亮并发出中频率的声音，以提醒驾驶员燃油不多了，应该注意加油了；当燃油量还剩不到 5L 时，直流电动机转动，带动节气门转动，使其开度减小，以减小燃油的消耗速率，同时蜂鸣器发出高频声音报警。因此，本次燃油量电控系统的设计包含了 AT89C51 芯片和 A/D 转换芯片 ADC0808 以及必要的外围电路，A/D 转换芯片 ADC0808 将电位器产生的模拟信号转换成数字信号，并将电压的数字信号输送给单片机处理，再利用 AT89C51 的 PO 口驱动 LED 显示油箱当前油量，并在燃油量高于 40L 时控制指示灯绿灯亮和扬声器低频鸣响；油量低于 5L 时控制电机转动，以减小节气
6、门开度降低油耗；而处在 5L-10L 之间时，控制黄灯亮，以提示驾驶员燃油剩余不多，可以加油。最终实现燃油量电控系统的功能。2 方案设计2.1 燃油量检测系统设计方案论证2.1.1 方案一采用单片机 AT89C51 为核心控制元件，压电传感器收集信号,ADC0808 将模拟信号转换为数字信号，7SEG-MPX4-CC-BLUE 元件作为显示元件,实行声光控制和电机控制，仿真时用电位器模拟传感器收集的信号。2.1.2 方案二采用 8031 为核心控制元件，利用 ADC0809 进行数模转换，采用 4 位共阴极 LED，模拟电机。 燃油量电控系统程序设计及仿真课程设计说明书 - 4 -2.2 方案
7、一的总体设计 电位器ADC0809复位电路时钟电路AT89C51单片机LED 显示器发光二级管蜂鸣器直流电机图 2-2 系统设计流程图3 系统硬件设计3.1 时钟及复位电路复位电路本次设计采用“RC+按键”复位形式，复位电路的示意图如图3-1-1所示。按 键 复 位 原 理 ： 按 键 后 ： 电 容 器 被 短 路 放 电 、 RST直 接 和 VCC相 连 ， 就 是 高 电 平 ，此 时 进 入 “复 位 状 态 ”。 松 手 后 ： 电 源 开 始 对 电 容 器 充 电 ， 此 时 ， 充 电 电 流 在 电 阻 上 ，形 成 高 电 平 送 到 RST， 仍 然 是 “复 位 状
8、态 ”； 稍 后 ， 充 电 结 束 ， 电 流 降 为 0， 电 阻 上的 电 压 也 将 为 0， RST降 为 低 电 平 ， 开 始 正 常 工 作 。 图3-1-1 复位电路时钟电路时钟电路示意图如图3-1-2所示。 燃油量电控系统程序设计及仿真课程设计说明书 - 5 -图3-1-2 时钟电路3.2 数模转换芯片(ADC0808)ADC0808 是 采 样 分 辨 率 为 8 位 的 、 以 逐 次 逼 近 原 理 进 行 模 /数 转 换 的 器 件 。 其 内部 有 一 个 8 通 道 多 路 开 关 ， 它 可 以 根 据 地 址 码 锁 存 译 码 后 的 信 号 ， 只 选
9、 通 8 路 模 拟输 入 信 号 中 的 一 个 进 行 A/D 转 换 。 ADC0808 是 ADC0809 的 简 化 版 本 ， 功 能 基 本 相 同 。一 般 在 硬 件 仿 真 时 采 用 ADC0808 进 行 A/D 转 换 ， 实 际 使 用 时 采 用 ADC0809 进 行 A/D转 换 。图 3-2-1 ADC0808 引脚图引 脚 功 能 （ 外 部 特 性 ）ADC0808 芯 片 有 28 条 引 脚 ， 采 用 双 列 直 插 式 封 装 。 各 引 脚 功 能 如 下 ： 1 5 和 26 28（ IN0 IN7） ： 8 路 模 拟 量 输 入 端 。
10、8、 14、 15 和 17 21： 8 位 数 字 量 输 出 端 。 燃油量电控系统程序设计及仿真课程设计说明书 - 6 -22（ ALE） ： 地 址 锁 存 允 许 信 号 ， 输 入 ， 高 电 平 有 效 。 6（ START） ： A D 转 换 启 动 脉 冲 输 入 端 ， 输 入 一 个 正 脉 冲 （ 至 少 100ns宽 ） 使 其 启 动 （ 脉 冲 上 升 沿 使 0809 复 位 ， 下 降 沿 启 动 A/D转 换 ） 。 7（ EOC） ： A D 转 换 结 束 信 号 ， 输 出 ， 当 A D 转 换 结 束 时 ， 此 端 输 出一 个 高 电 平 （
11、 转 换 期 间 一 直 为 低 电 平 ） 。 9（ OE） ： 数 据 输 出 允 许 信 号 ， 输 入 ， 高 电 平 有 效 。 当 A D 转 换 结 束 时 ，此 端 输 入 一 个 高 电 平 ， 才 能 打 开 输 出 三 态 门 ， 输 出 数 字 量 。 10（ CLK） ： 时 钟 脉 冲 输 入 端 。 要 求 时 钟 频 率 不 高 于 640KHZ。 12（ VREF（ +） ） 和 16（ VREF（ -） ） ： 参 考 电 压 输 入 端 11（ Vcc） ： 主 电 源 输 入 端 。 13（ GND） ： 地 。 2325（ADDA、ADDB、ADDC）
12、：3 位地址输入线，用于选通 8 路模拟输入中的一路 极 限 参 数电 源 电 压 （ Vcc） ： 6.5V 控 制 端 输 入 电 压 ： -0.3V 15V 其 它 输 入 和 输 出 端 电 压 ： -0.3V Vcc+0.3V 贮 存 温 度 ： -65 +150 功 耗 （ T=+25 ） ： 875mW 引 线 焊 接 温 度 ： 气 相 焊 接 （ 60s） ： 215 ； 红 外 焊 接 (15s)： 220 抗静电强度：400V 输 出 端 注 意out8 为最低位-out1 为最高位，out8-out1 分别接单片机的 P0.0 到 P0.7 端。 3.3 LED 显示器LED 显示器件是通过发光二极管显示字段的器件。在单片机控制系统中常用的是由8 段 LED 数码管，它的显示块中有 8 个发光二极管，7 个发
