《汽車電子》課程設(shè)計--發(fā)動機定轉(zhuǎn)速換擋系統(tǒng)模擬設(shè)計

1、<p>　　《汽車電子》課程設(shè)計說明書</p><p>　　設(shè)計題目： 發(fā)動機定轉(zhuǎn)速換擋系統(tǒng)模擬設(shè)計 </p><p>　　學(xué)院名稱： 交通工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p><b>　　2013年12月</b></p><p><b>　　目錄</b><

3、/p><p>　　第1章 課題分析與方案論證1</p><p>　　1.1課題任務(wù)分析1</p><p>　　1.2系統(tǒng)方案設(shè)計1</p><p>　　1.3設(shè)計方案選擇1</p><p><b>　　1.4方案比較2</b></p><p>　　第2章 系統(tǒng)硬件電

4、路設(shè)計3</p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體電路圖3</p><p>　　2.2主要元器件簡介3</p><p>　　第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計7</p><p>　　3.1 主程序流程圖7</p><p>　　3.2系統(tǒng)源程序7</p><p>　　第4章 模擬系統(tǒng)仿真結(jié)果10<

5、;/p><p>　　4.1 一檔仿真圖10</p><p>　　4.2 二檔仿真圖10</p><p>　　4.3 三檔仿真圖11</p><p>　　4.4 四檔仿真圖11</p><p><b>　　參考文獻12</b></p><p><b>　　課程

6、設(shè)計小結(jié)12</b></p><p>　　第1章 課題分析與方案論證</p><p><b>　　1.1課題任務(wù)分析</b></p><p>　　本次設(shè)計為了實現(xiàn)發(fā)動機定轉(zhuǎn)速換擋系統(tǒng)的模擬設(shè)計，首先要做好設(shè)計前對學(xué)過單片機一些基本知識的復(fù)習(xí)工作，并且熟悉此次課程設(shè)計課題的具體任務(wù)，做好充足的準(zhǔn)備工作。清楚本次設(shè)計的基本流程，掌握

7、AT89C51和ADC0808工作原理，根據(jù)所要做的課題設(shè)計出一套現(xiàn)實可行的方案。</p><p>　　通過隊里確定的設(shè)計方案，按照自己的設(shè)計任務(wù)，在偉福6000中驗證代碼可行性！反復(fù)修改程序代碼直至沒有錯誤，最后進行單片機的仿真，根據(jù)仿真的結(jié)果得出本次設(shè)計的正確性，寫出相對應(yīng)的流程圖。最后與其他同學(xué)的設(shè)計方案進行對比分析，找出自己方案中的優(yōu)缺點。</p><p><b>　　1

8、.2系統(tǒng)方案設(shè)計</b></p><p>　　本文設(shè)計一個能控制發(fā)動機定轉(zhuǎn)速換擋的模擬系統(tǒng)，通過單片機判斷發(fā)動機轉(zhuǎn)速，確定發(fā)動機所處的檔位。</p><p>　　本組成員分工任務(wù)為：趙楊（提出方案），高大鵬（繪制仿真圖），朱海波（查閱仿真軟件各元件名稱），丁杰（編寫代碼），趙萬雷（在偉福6000中驗證代碼可行性），汪震（后期代碼與仿真軟件調(diào)試），徐慧華（整合文檔）。</p

9、><p>　　本文設(shè)計的方案以一個電位器表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速，電位器接+5V電壓，則通過改變電位器電壓大小可以表征發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，以電位器0～5V的電壓對應(yīng)發(fā)動機0～4000的轉(zhuǎn)速，通過ADC0808將電壓信號轉(zhuǎn)換成一個8位二進制數(shù)，以00H～FFH對應(yīng)0～5V，并輸入AT89C51。</p><p>　　0～1000轉(zhuǎn)為一檔，對應(yīng)電位器0～1.25V(00H～41H)</p><

10、;p>　　1000～2000轉(zhuǎn)為二檔，對應(yīng)電位器1.25～2.5V(41H～80H)</p><p>　　2000～3000轉(zhuǎn)為三檔，對應(yīng)電位器2.5～3.75V(80H～0C0H)</p><p>　　3000～4000轉(zhuǎn)為四檔，對應(yīng)電位器3.75～4V(0C0H～FFH)</p><p>　　AT89C51將輸入的8位二進制數(shù)進行判斷，得出應(yīng)該在哪一個檔位

11、，并點亮相應(yīng)的LED燈。發(fā)動機的4個檔位分別由4個LED燈表示，1號LED燈亮則為1檔，其它燈也一樣。</p><p>　　注：ADC0809的時鐘信號由單片機通過定時中斷程序?qū)崿F(xiàn)，由P3.3口輸出。</p><p><b>　　1.3設(shè)計方案選擇</b></p><p>　　關(guān)于ADC0808的時鐘信號如何加？</p><

12、p>　　方案一：從AT89C51的ALE接口引一根線串聯(lián)兩個D觸發(fā)器，D觸發(fā)器再接到ADC0808的CLOCK接口。D觸發(fā)器將其D端和－Q端連接，R端和S端接地，CLK端輸入，Q端輸出，此種接法使D觸發(fā)器有二分頻功能，AT89C51的ALE端口的頻率為晶振頻率的1/6，經(jīng)過兩個D觸發(fā)器的二分頻得到500MHZ的頻率，這個頻率加在ADC0808的CLOCK端口正好。</p><p>　　方案二：ADC0808

13、的時鐘頻率由AT89C51單片機通過定時中斷來實現(xiàn)。每隔10個機器周期，P3.3端口取反一次，形成穩(wěn)定的時鐘信號。</p><p><b>　　1.4方案比較</b></p><p>　　方案一的優(yōu)點在于能夠?qū)崿F(xiàn)500MHZ的時鐘頻率，這個頻率是ADC0808的典型頻率，非常適合ADC0808，缺點在于Ｄ觸發(fā)器在市場上較難買到且造成不必要的浪費，產(chǎn)生的時鐘信號也不夠穩(wěn)

14、定，甚至無法調(diào)試出來；</p><p>　　方案二的優(yōu)點在于實現(xiàn)起來比較簡單，無須額外添加設(shè)備，直接把AT89C51的P3.3端口與ADC0808的CLOCK端口相連即可，缺點在于這種方案產(chǎn)生的時鐘信號頻率比較小，，拖慢了ADC0808的工作速度，從而拖慢了整個系統(tǒng)的工作速度。</p><p>　　最終，我們選擇了方案二。因為方案二的源程序代碼較為簡單且慢是毫秒級，甚至微秒級的，相對人的反

15、應(yīng)速度來說是可以忽略的，可以滿足要求。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計</p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體電路圖</p><p>　　2.2主要元器件簡介</p><p>　　發(fā)動機的換擋控制程序通過單片機的實現(xiàn)，ADC0809則將電位器的輸入IN3端口的電壓信號模數(shù)轉(zhuǎn)化，經(jīng)P1口輸出到單片機，單片機的P2.7~P2.4接LE

16、D燈及保護電阻，LED燈表示檔位。</p><p>　　主要用到的硬件：AT89C51 ADC0808 4個LED燈 電位器</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL

17、高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89S51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p>　　ADC0808是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個

18、進行A/D轉(zhuǎn)換。ADC0808是ADC0809的簡化版本，功能基本相同。一般在硬件仿真時采用ADC0808進行A/D轉(zhuǎn)換，實際使用時采用ADC0809進行A/D轉(zhuǎn)換。</p><p>　　2.3芯片管腳說明 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程

19、時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收

20、，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2</p><p>　　第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計</p><p>

21、　　3.1 主程序流程圖</p><p><b>　　3.2系統(tǒng)源程序</b></p><p>　　ADCEQU35H;存放轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)</p><p>　　ST BIT P3.2</p><p>　　OE BIT P3.0</p><p>　　EOC BIT

22、P3.1</p><p>　　CLK BIT P3.3</p><p><b>　　ORG 00H</b></p><p>　　SJMP START</p><p><b>　　ORG 0BH</b></p><p>　　LJMP INT_T0</p&

23、gt;<p>　　ORG 0030H</p><p>　　START:MOV TMOD,#02H</p><p>　　MOV TH0,#245</p><p>　　MOV TL0,#00H</p><p>　　MOV IE,#82H</p><p><b>　　SETB TR0</b

24、></p><p>　　SETB P2.4</p><p>　　SETB P2.5</p><p>　　SETB P2.6</p><p>　　SETB P2.7</p><p>　　WAIT: CLR ST</p><p><b>　　

25、SETB ST</b></p><p>　　CLR ST ;啟動轉(zhuǎn)換</p><p>　　JNB EOC,$ ;等待轉(zhuǎn)換結(jié)束</p><p>　　SETB OE ;允許輸出</p><p>　　MOV ADC

26、,P1 ;暫存轉(zhuǎn)換結(jié)果</p><p>　　CLR OE ;關(guān)閉輸出</p><p>　　MOV A,ADC ;將AD轉(zhuǎn)換結(jié)果</p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　SUBB

27、A,#41H</p><p>　　JC L1</p><p>　　MOV A,ADC</p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　SUBB A,#80H</p><p>　　JC L2</p><p>　　M

28、OV A,ADC</p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　SUBB A,#0C0H</p><p>　　JC L3</p><p>　　CLR P2.4</p><p>　　SETB P2.5</p><

29、p>　　SETB P2.6</p><p>　　SETB P2.7</p><p>　　SJMP WAIT</p><p><b>　　L1:</b></p><p>　　CLR P2.7</p><p>　　SETB P2.4</p><p>

30、;　　SETB P2.5</p><p>　　SETB P2.6</p><p>　　SJMP WAIT</p><p><b>　　L2:</b></p><p>　　CLR P2.6</p><p>　　SETB P2.4</p><p>　　SETB

31、P2.5</p><p>　　SETB P2.7</p><p>　　SJMP WAIT</p><p><b>　　L3:</b></p><p>　　CLR P2.5</p><p>　　SETB P2.4</p><p>　　SETB P2.6</

32、p><p>　　SETB P2.7</p><p>　　SJMP WAIT</p><p>　　INT_T0: CPL CLK</p><p><b>　　RETI</b></p><p><b>　　END</b></p><p>　　第4章 模擬

33、系統(tǒng)仿真結(jié)果</p><p><b>　　4.1 一檔仿真圖</b></p><p><b>　　4.2 二檔仿真圖</b></p><p><b>　　4.3 三檔仿真圖</b></p><p><b>　　4.4 四檔仿真圖</b></p>

34、<p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1《單片機原理與接口技術(shù)》編著：崔光照等 北京郵電大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　2《單片機應(yīng)用開發(fā)實例》編著：劉文濤 清華大學(xué)出版社，2005.</p><p>　　3《PROTEUS在MCS-51系統(tǒng)中的應(yīng)用百例》編著：周潤景 北京：電子工業(yè)出版社，200

35、6.</p><p>　　4《51系列單片機開發(fā)寶典》編著：趙建領(lǐng) 北京：電子工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　5《8051系列單片機C程序設(shè)計完全手冊》編著：求是科技 北京：人民郵電出版社，2006.</p><p><b>　　課程設(shè)計心得</b></p><p>　　通過本次課程設(shè)計，實現(xiàn)了定轉(zhuǎn)速換擋控制

36、系統(tǒng)的模擬。了解了AT89C51單片機的工作原理，能夠掌握一些簡單的源程序代碼的應(yīng)用，對偉福6000和Proteus7.4SP3 isis應(yīng)用程序有了一個大概的了解。通過自己和隊友的合作與探討完成了本次的實驗操作，雖然過程中有挫折與困難，剛開始也不能夠準(zhǔn)確的實現(xiàn)燈泡的開與滅！不過沒有隊友放棄，都在不斷地找尋原因，分析錯誤！從中學(xué)到了很多平時理論課程里學(xué)不到的知識，充分體現(xiàn)了理論和實際操作相結(jié)合的道理。所以正驗證了時間是檢驗真知的唯一標(biāo)準(zhǔn)