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1、 微机测控系统课程设计说明书课程设计说明书课 程 名 称: 微机测控系统课程设计 课 程 代 码: 题 目: 燃油量检测系统 学院(直属系) : 交通与汽车工程学院 年级/专业/班: 学 生 姓 名: 学 号: 指 导 教 师: 开 题 时 间: 2013 年 12 月 16 日完 成 时 间: 2013 年 1 月 7 日 目录摘 要- 3 -1 引 言- 4 -1.1 问题的提出- 4 -1.2任务与分析- 4 -2方案设计- 6 -2.1 系统方案设计论证- 6 -2.2最终设计方案总体设计框图- 6 -3 系统硬件设计- 7 -3.1 AT89C52单片机- 7 -3.1.1 选用AT
2、89C52单片机原因- 8 -3.2 时钟电路- 8 -3.3 复位电路- 8 -3.4 数码管显示电路- 9 -3.5 光电报警电路- 10 -3.6 A/D转换电路- 11 -4 系统软件设计- 13 -4.1主程序框图- 13 -4.2 ADC0832子程序框图- 14 -4.3声光报警模块子程序流程图- 15 -5 系统调试过程- 16 -5.1 PROTUES软件- 16 -5.2 KEIL C51软件- 16 -5.3 KEIL软件开发流程- 17 -5.4原理图和检查- 20 -5.5 Proteus仿真调试- 20 -结 论- 23 -致 谢- 24 -参考文献- 25 -附录
3、一：相关程序代码- 26 -附录2：电路原理图- 30 -附录3：相关仿真图- 30 -摘 要本设计汽车油量检测系统以AT89C52为核心芯片。以protel和proteus为开发工具，并且采用C语言编程设计，辅以压力传感器、AD转换器、LED显示电路、报警电路等组成。传感器的输出信号经过ADC0832处理，将其送入单片机进行处理与计算，然后根据传感器压力变化与电位差变化的对应关系，将油量的剩余量转换成电信号，再经LED数码管显示出来，同时，如果剩余油量太低或者太高的话通过报警电路报警。关键词:单片机、剩余检测、LED数码管显示、报警1 引 言1.1 问题的提出随着经济的飞速发展和汽车的快速更
4、新换代，家家户户已经离汽车越来越近，同时随着人们生活水平的逐渐提高，人们需要的不再仅仅是拥有一辆普通的车，而是对汽车的质量和性能有了更好的要求。人们对汽车的需求日益增大，汽车产业的迅速发展同时也带动了汽车各项技术的发展，汽车传感器是汽车电子技术领域研究的核心内容，传统的传感器逐渐被微型化、多功能化、集成化和智能化得传感器取代。1.2任务与分析汽车在行驶过程中离不开燃油，因为汽车油箱剩余油量过多或过少都会影响车辆的性能和汽车的正常使用，所以驾驶员时刻掌握油箱剩余的油量是必须的。目前在大多数轿车上使用的汽车仪表内的燃油表仍为三刻度式仪表，这种燃油表由于受油量传感器的限制，驾驶人员只能定性地了解油箱
5、内剩余的燃油量，测量精度无法达到。汽车的油箱油量检测通常是由水平检测器 (一个与仪表板油量计串接的由浮标控制的浮筒式电位器系统)来完成的。当油箱储满燃油时，浮标动臂升起，将电位器的阻值调至最小(也有部分车型是将电位器的阻值调至最大)，使油量计 (实际上是一只毫安表)的指针作满标度的偏转;当油箱中的油量水平下降时，可变电阻器的阻值被调高 (或调低)，流过系统回路的电流将随之变化，油量计的指针读数也变小。这种传统检测油量的方式电路简单易行，但是耗电量大，元件老化快，最主要的问题是测量和显示精度不够，只能对油料的液位进行检测。随着电子技术的飞速发展，电子控制电路在日常生活中有着大量的应用，各种报警专
6、用集成电路、LED油量数字显示电路、传感器的不断推出，我们完全可以克服传统检测手段中不能直接读出实时油量的弊端，我们的研究方向是开发出一种新型的方便人们使用的汽车油量检测器，驾驶员通过这个检测器可以实时的、形象直接的读出油箱剩余的油量，并且当油量过多或者过少时检测器都可以发生实时报警，提醒驾驶员做出相应正确的处理方法。本设计以At89C52为核心，辅以压力传感器、A/D转换器、LED显示模块、电源模块、报警模块等组成。本测量系统由电源模块向单片机供电，通过传感器压力变化与电位差变化的对应关系，将油位高度转换成电信号，经过A/D转换器后，由单片机处理，经过CPU的计算，得到各项参数的实际值，并定
7、时地存入E2PROM中,且通过LED模块显示出实时油箱里的油量。当油量过多或过少时，信号通过A/D转换器接入单片机，经单片机处理后，控制报警模块发出灯光闪烁和报警声。2方案设计2.1 系统方案设计论证检测压力传感器MPX4115检测到压力信号后，通过ADC0832转换后送入AT89C52单片机，单片机对数据进行处理，显示等。2.2最终设计方案总体设计框图本设计以单片机AT89C52为核心器件，系统检测电路主要包括电源模块、数据采集模块、单片机及最小系统、LED显示模块、报警模块等，主要器件包括压力传感器、ADC0832、AT89C52、LED数码管、蜂鸣器、LED灯等。本设计设计框图如图2-1
8、所示：单片机AT89C52LED显示模块声光报警模块ADC0832模数转换电源模块压力传感器输入燃油压力图2-1 系统设计总框图3 系统硬件设计3.1 AT89C52单片机（1）8052单片机在此单片机上集成了微处理器（CPU），内部数据存储器（RAM），以及输入输出端口。8051单片机采用40只引脚的双列直插封装方式，各引脚的功能如下：时钟引脚X1及 X2：用于接晶体振荡器，此次设计用的晶振频率为6MHZ。RESET脚：是复位信号输入端，高电平有效。ALE脚：地址锁存允许信号，用于锁存单片机输出的地址信号，高电平有效PSEN脚：程序存储器输出控制端，在单片机访问外部程序存储器时，此引脚输出的
9、负脉冲作为读外部程序存储器的选通信号，接至程序存储器的OE端。低电平有效。EA脚：其功能为内外程序存储器选择控制端。当EA为高电平时，单片机访问内部程序存储器，当EA为低电平时，单片机直接访问片外程序存储器。本设计用的是8031，由于8031内部无程序存储器，所以此引脚应接地。低电平有效。I/O口引脚：共4个，分别是P0、P1、P2、P3，均为8位口。这4个I/O口可分别作为基本的Input、Output端口。其中P0口可作为数据总线和地址总线（低8位）分时复用的端口，P2口可作为地址总线的高8位，即P0口和P2口地起构成16位地址总线，可供寻址的地址范围是：64KB。P3口具有第二功能，即可
10、以产生中断，定时计数等功能。RD、WR引脚：为读和写选通信号，RD用于将单片机的数据写入外设中，WR用于从外设中读取数据。低电平有效AT89C51系列单片机都是以8031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：振荡器及定时电路AT89C51CPU4K字节ROM128字节RAM2个16位定时器/计数器64K总线扩展控制可编程I/O可编程串行口 图3-1 AT89C52单片机框图3.1.1 选用AT89C52单片机原因在课程设计里所需外围电路简单，在设计里面使用的引脚较少，占用的资源也比较少。而且该芯片是以AT89C52为核心，性能价格比高，应用成熟，
11、且对其内部结构较为熟悉，芯片功能够用而且适用，从而选用AT89C52单片机作为主控芯片。3.2 时钟电路本设计采用内部时钟方式的电路。 AT89C51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成了一个稳定的自激振荡器。电路中的电容C1和C2典型值通常选择为33pF左右。晶体的振荡频率的范围通常是在1.2MHZ12MHZ之间。晶体的频率越高，则系统的时钟频率也就越高，单片机的运行速度也就越快。. 图3-2 晶振电路3.3 复位电路 复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种
12、方式。本次设计采用上电复位电路。上电复位电路是在上电瞬间来实现的，其电路如图3-4所示。上电时， RESET端维持两个机器周期的高电平实现复位。图3-3 复位电路3.4 数码管显示电路 选用4位数码管作为显示，因为89C52单片机的I/O引脚有限，为了节省资源，设计了下图所示的数码管电路，改电路选用2片74HC573作为锁存器，通过程序指令使段选信号和位选信号有序输出，达到驱动目的。 图3-4 显示电路3.5 光电报警电路蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁
13、式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器也分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。通过三极管放大电流驱动蜂鸣器发出报警声。通过LED发光二极管作为灯光报警 图3-5报警电路 3.6 A/D转换电路ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种 8 位分辨率、双通道 A/D 转换 芯片。由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎， 其目前已经有很高的普及率。学习并使用 ADC0832 可是使我们了解 A/D 转换器 的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。ADC0832具有以下特点：8 位分辨率；双通道 A/D 转换；输入输出电平与 TTL/CMOS 相兼容；5V 电源供电时输入电压在 05V 之间；工作频率为 250KHZ，转换时间为 32S；一般功耗仅为 15mW；8P、14PDIP（双列直插）、PICC 多种封装；商用级芯片温宽为0C to +70C，工业级芯片温宽为40C to +85C； 芯片引脚分配图如图3-6所示：VCC(Vref) CSCH0CH1GNDCLKD0D1ADC0832
