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基于51单片机的车辆自动换挡控制系统

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基于 51 单片机的车辆自动换挡控制系统车辆自动换挡控制系统仿真前面的 4 个传感器输入全部用 0-5v 电压实现其中油门传感器将 0-5v 电压转换为 0-0.99离合传感器将 0-5v 转换为 0-2.5v 为 0 可以换挡,2.5-5 为 1 不能换挡档位传感器将 0-5v 转换为 0-0.5v 为 1 档、0.5-1v 为 2 档、1-1.5v 为 3 档、1.5-2v 为 4 档、2.5-3v为 5 档、3-3.5v 为 6 档,其他为 0 档发动机传感器将 0-5v 转换为 0-24换挡规则为:发动机传感器如下且离合为 0挡位4.626.781-26.789.672-39.6714.733-414.7321.074-521.0723.115-610.6221.076-510.0210.625-45.8210.024-34.155.823-204.152-1液晶显示部分第一行中“YM”“LH”“DW”“ZS”“SDW”分别表示油门、离合、档位、发动机转速和当前真实档位的提示符号,对应的下面为其状态,其中 LH 下面的两个数字中, 第一个代表原始状态,第二个代表换挡后状态,DW 下面的两个数字,第一个为原始档位, 第二个为转换后档位,SDW 先忙对应的数字为换挡时的转换过程。

上图中 dac0832 为模数转换芯片DAC0832 芯片:DAC0832 是 8 分辨率的 D/A 转换集成芯片与微处理器完全兼容这个 DA 芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点,在单片机应用系统中得到广泛的应用D/A 转换器由 8 位输入锁存器、8 位 DAC 寄存器、8 位 D/A 转换电路及转换控制电路构成DAC0832 的主要特性参数如下:* 分辨率为 8 位;* 电流稳定时间 1us;* 可单缓冲、双缓冲或直接数字输入;* 只需在满量程下调整其线性度;* 单一电源供电(+5V~+15V);* 低功耗,20mWDAC0832 结构:* D0 ~D7:8 位数据输入线,TTL 电平,有效时间应大于 90ns(否则锁存器的数据会出错);* ILE:数据锁存允许控制信号输入线,高电平有效;* CS:片选信号输入线(选通数据锁存器),低电平有效;* WR1:数据锁存器写选通输入线,负脉冲(脉宽应大于 500ns)有效由 ILE、CS、WR1 的逻辑组合产生 LE1,当 LE1 为高电平时,数据锁存器状态随输入数据线变换,LE1的负跳变时将输入数据锁存;* XFER:数据传输控制信号输入线,低电平有效,负脉冲(脉宽应大于 500ns)有效;* WR2:DAC 寄存器选通输入线,负脉冲(脉宽应大于 500ns)有效。

由WR2、XFER 的逻辑组合产生 LE2,当 LE2 为高电平时,DAC 寄存器的输出随寄存器的输入而变化,LE2 的负跳变时将数据锁存器的内容打入 DAC 寄存器并开始 D/A 转换 IOUT1:电流输出端 1,其值随 DAC 寄存器的内容线性变化;* IOUT2:电流输出端 2,其值与 IOUT1 值之和为一常数;* Rfb:反馈信号输入线,改变 Rfb 端外接电阻值可调整转换满量程精度;* Vcc:电源输入端,Vcc 的范围为+5V~+15V;* VREF:基准电压输入线,VREF 的范围为-10V~+10V;* AGND:模拟信号地 * DGND:数字信号地DAC0832 的工作方式:根据对 DAC0832 的数据锁存器和 DAC 寄存器的不同的控制方式,DAC0832 有三种工作方式:直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式DAC0832 引脚功能电路应用原理图 DAC0832 是采样频率为八位的 D/A 转换芯片,集 成电路内有两级输入寄存器,使 DAC0832 芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式, 以便适于各种电路的需要(如要求多路 D/A 异步输入、同步转换等)所以这个芯片的应用很广泛,关于 DAC0832 应用的一些重要资料,D/A 转换结果采用电流形式输出。

若需要相应的模拟电压信号,可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现运放的反馈电阻可通过 RFB 端引用片内固有电阻,也可外接DAC0832 逻辑输入满足 TTL 电平,可直接与 TTL 电路或微机电路连接 dac0832 应用电路图 dac0832 应用电路图: DAC0832 引脚功能说明: DI0~DI7:数据输入线,TLL 电平 ILE:数据锁存允许控制信号输入线,高电平有效 CS:片选信号输入线,低电平有效 WR1:为输入寄存器的 写选通信号 XFER:数据传送控制信号输入线,低电平有效 WR2:为 DAC 寄存器写选通输入线 Iout1:电流输出线当输入全为 1 时 Iout1 最大 Iout2: 电流输出线其值与 Iout1 之和为一常数 Rfb:反馈信号输入线,芯片内部有反馈电阻. Vcc:电源输入线 (+5v~+15v) Vref:基准电压输入线 (-10v~+10v) AGND:模拟地,摸拟信号和基 准电源的 参考地. DGND:数字地, 两种地 线在基准 电源处共 地比较 好. 采用 ADC0809 实现 A/D 转换 (一) D/A 转换器 DAC0832DAC0832 是采用 CMOS 工艺制成的单片直流输出型 8 位数/模转换器。

如图 4-82 所示,它由倒 T 型 R-2R 电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压 VREF 四大部分组成运算放大器输出的模拟量 V0 为: 由上式可见,输出的模拟量 与输入的数字量( ) 成正比,这就实现了从数字量到模拟量的转换 一个 8 位D/A 转换器有 8 个输入端(其中每个输入端是 8 位二进制数的一位),有一个模拟输出端输入可有 28=256 个不同的二进制组态,输出为 256 个电压之一,即输出电压不是整个电压范围内任意值,而只能是 256 个可能值图 4-83 是 DAC0832 的逻辑框图和引脚排列 D0~D7:数字信号输入端 ILE:输入寄存器允许,高电平有效CS:片选信号,低电平有效 WR1:写信号 1,低电平有效 XFER:传送控制信号,低电平有效 WR2:写信号 2,低电平有效 IOUT1、IOUT2:DAC 电流输出端 Rfb:是集成在片内的外接运放的反馈电阻 Vref:基准电压(-10~10V) Vcc:是源电压(+5~+15V) AGND:模拟地 NGND:数字地,可与 AGND 接在一起使用 DAC0832 输出的是电流,一般要求输出是电压,所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压。

实验线路如图 4-84 所示 IN0~IN7:8 路模拟信号输入端A1、A2、A0 :地址输入端ALE 地址锁存允许输入信号,在此脚施加正脉冲,上升沿有效,此时锁存地址码,从而选通相应的模拟信号通道,以便进行 A/D 转换 START:启动信号输入端,应在此脚施加正脉冲,当上升沿到达时,内部逐次逼近寄存器复位,在下降沿到达后,开始 A/D 转换过程 EOC:转换结束输出信号(转换接受标志),高电平有效 OE:输入允许信号,高电平有效 CLOCK(CP):时钟信号输入端,外接时钟频率一般为 640kHz Vcc:+5V 单电源供电 、 Vref(+),Vref(-):基准电压的正极、负极一般 Vref(+) 接+5V 电源,Vref(-) 接地 D7~D0:数字信号输出端 由 A2、A1、A0 三地址输入端选通 8 路模拟信号中的任何一路进行 A/D 转换用 dac0832 用于控制发动机油缸,将控制量通过 p2 传出用于控制发动机油缸AD 转换器运用 TLC1543,其工作过程分为两个周期:访问周期和采样周期工作状态由 CS 使能或禁止,工作时 CS 必须置低电平CS 为高电平时,I/O CLOCK、ADDRESS 被禁止,同时 DATA OUT为高阻状态。

当 CPU 使 CS 变低时,TLC1543开始数据转换,I/O CLOCK、ADDRESS 使能,DATA OUT脱离高阻状态随后, CPU 向 ADDRESS 提供 4 位通道地址,控制 14 个模拟通道选择器从 11 个外部模拟输入和 3 个内部自测电压中选通 1 路送到采样保持电路同时,I/O CLOCK 输入时钟时序,CPU 从 DATA OUT 端接收前一次 A/D 转换结果I/O CLOCK从 CPU 接收 10 时钟长度的时钟序列前 4 个时钟用 4 位地址从 ADDRESS 端装载地址寄存器,选择所需的模拟通道,后 6 个时钟对模拟输入的采样提供控制时序模拟输入的采样起始于第 4 个 I/O CLOCK 下降沿,而采样一直持续 6 个I/O CLOCK 周期,并一直保持到第 10 个 I/O CLOCK 下降沿转换过程中,CS 的下降沿使 DATA OUT引脚脱离高阻状态并起动一次 I/O CLOCK 工作过程CS 上升沿终止这个过程并在规定的延迟时间内使DATA OUT引脚返回到高阻状态, 经过两个系统时钟周期后禁止 I/O CLOCK 和 ADDRESS 端TLC1543 三个控制输入端 CS、I/O CLOCK、ADDRESS 和一个数据输出端DATA OUT遵循串行外设接口 SPI 协议,要求微处理器具有 SPI 口。

但大多数单片机均未内置 SPI 口(如目前国内广泛采用的 MCS52 和 PIC 列单片机),需通过软件模拟 SPI 协议以便和 TLC1543 接口TLC 1543 芯片的三个输入端和一个输出端与 52 系列单片机的 I/O 口可直接连接.用 tlc1543 主要用于接受 4 个传感器的信号,用于后面的控制液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点,在各类仪表和低功耗系统中得到广泛的应用TC1602 液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了 160 个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号等,每一个字符都有一个固定的代码本设计仿真时使用了 Proteus 仿真 1602,即 LM016L,依照 1602 数据手册说明可能遇到困难,可以尝试采用以下方案解决:数据手册中可能介绍 1602 内部D0~D7 已有上拉,可以使用 P0 口直接驱动在 Proteus 里 LM016L 内部可能没有,应该人为加上拉电阻建议不要使用排阻,使用普通电阻一个一个拉应该可以解决问题,本设计在数据线上加了 10K 上拉电阻,效果良好其它参数 LM016L 和 1602 完全相同。

1602 字符型 LCD 通常有 14 条引脚线或 16 条引脚线的 LCD,多出来的 2 条线是背光电源线 VCC(15 脚)和地线 GND(16 脚),其控制原理与 14 脚的 LCD 完全一样,其中各管脚如表三所示:4RSRS 为寄存器选择,高电平 1 时选择数据寄存器、低电平 0 时选择指令寄存器表三:1602 各管脚图引脚符号功能说明1VSS一般接地2VDD接电源(+5V)3V0液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高(对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度)5R/WR/W 为读写信号线,高电平(。

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