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1、 汽车电控实习及课程设计说明书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: 6010319 题 目: 机油压力控制系统 年级/专业/班: 2010级汽车电子一班 学 生 姓 名: 学 号: 开 始 时 间: 2014 年 1 月 6 日完 成 时 间: 2014 年 1 月 10 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 日目 录 摘要21 引言31.1 问题的提出31.2 任务与分析32 方案设计42.1 系统设计方案4
2、2.2 系统总体框图43 系统硬件设计53.1 AT89C51单片机 53.2 ADC0808 83.3 时钟电路113.4复位电路113.5 MPX4115压力传感器123.6 LM061L液晶显示器123.7 直流电机控制电路133.8黄灯预警电路14 4系统软件设计15 4.1 Proteus软件环境介绍154.2 Kile uVision4软件环境介绍15 4.3 Protel软件环境介绍 16 4.4 程序流程图 17 4.5 位置式PID控制原理 195 系统调试过程 20设计总结26致谢27参考文献28附录1 29摘 要机油压力是汽车发动机的重要参数之一。如何利用已学知识模拟机油
3、压力检测，并且对机油压力进行电控是开始本设计的初衷。本此设计通过以AT89C51单片机为中心，通过MPX4115模拟产生一个信号，通过ADC0808数据转换送入单片机进行处理，再从单片机P0口将电平信号送入液晶显示器C实现动态显示。并在超过机油压力安全值时由单片机控制LED进行光报警，同时当机油压力过高或者过低时通过电机控制活塞阀进行放油处理。此说明书给出了系统的设计原理图，以及PCD印制板图，并在Proteus软件中进行仿真实现设计功能。关键词：AT89C51单片机 机油压力 电机控制1 引 言1.1 问题的提出随着进入电气时代，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
4、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。汽车在人们的生活中不仅仅是代步工具，而逐步成为一种生活的方式。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，本次课程设计的任务就是基于单片机设计机油压力电控系统，检测机油压力，对油压超过预定值则使用LED报警，并且能够进行控制。1.2任务与分析 本次设计的任务是基于单片机机油压力电控系统设计。要求是本此设计通过以AT89C51单片机为中心，通过MPX4115模拟产生一个信号，通过ADC0808数据转换送入单片机进
5、行处理，再从单片机P0口将电平信号送入液晶显示器LM061L实现动态显示。并在超过机油压力安全值时由单片机控制LED进行光报警，同时当机油压力过时通过电机控制活塞阀进行控制。此说明书给出了系统的设计原理图,以并在Proteus软件中进行仿真实现设计功能。本系统可以分为以下6大主要模块：（1）AT89C51模块：用于数据处理，初值设定。（2）ADC0808：进行数据转换，将压力传感器采集的模拟信号转换为数字信号。（3）MPX4115：采集模拟压力信号。（4）液晶显示器LM061L：用于实时的显示机油压力信息。（5）LED二极管：超过机油压力下限值，则LED亮灯报警。（6）直流电机：当机油压力过高
6、时，通过电机控制活塞阀，从而控制机油压力。2 系统方案设计2.1 系统设计方案本此设计通过以AT89C51单片机为中心，通过MPX4115模拟产生一个信号，通过ADC0808数据转换送入单片机进行处理。指定机油压力正常的范围是2080（MPa），当机油压力在正常范围内时，仅仅从单片机P0口将电平信号送入液晶显示器LM061L实现动态显示。当检测到低于机油压力安全值（即=80Mpa）时，由单片机通过电机控制活塞阀进行放油等紧急措施。2.2 系统总体框图 当程序启动后，程序进入初始化阶段。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。单片机AT89C51执行编写在其内部
7、的程序，处理从ADC0808送来的信号，并送到P0口输出到液晶显示器LM061L显示。当检测到低于机油压力安全值（即=80Mpa）时，由单片机通过电机控制活塞阀进行放油等紧急措施。3 系统硬件电路设计3.1 AT89C51单片机通过对多种单片机性能的分析，最终认为89C51是最理想的电子时钟开发芯片。89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，而且它与MCS-
8、51兼容，且具有4K字节可编程闪烁存储器和1000写/擦循环，数据保留时间为10年等特点，是最好的选择。MCS-51系列单片机是Intel公司1980年推出的高性能8位单片微型计算机主要有8031、8051、8751这三种机型，他们的指令系统与芯片引脚完全兼容，仅片内ROM有所不同。主要功能为：8位CPU；片内带振荡器，振荡频率f的范围为1.2-12MHZ,可有时钟输出；128B片内数据存储器；4KB片内程序存储器；程序存储器的寻址范围为64KB；片外数据存储器的寻址范围为64KB；21B专用寄存器；4个8位并行I/O口：P0，P1,P2,P3；1个全双工串行I/O口，可多机通信；2个16位定
9、时/计数器；中断系统有5个中断源，可编程为两个优先级；111条指令，含乘法指令和除法指令；有强的位寻址，位处理能力；片内采用单总线结构；图3-1 89C51单片机引脚图89C51单片机与早期Intel的8051/8751/8031芯片的外部引脚和指令系统完全兼容，只不过用Flash ROM 替代了ROM/EPROM而已。89C51单片机内部结构如图所示。图3-2 89C51单片机内部结构示意图各引脚的功能如下： VCC：供电电压。 GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，
10、它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输
11、出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。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。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期高电平时间。ALE/PRO
12、G：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SFR 8EH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。：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，每个机器周期两次有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的信号将不出现。：当保持低电平时，则在此期间CPU只访问外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，将内部锁定为RESET；当端保持高电平时，则执行内
