單片機(jī)課程設(shè)計(jì)_基于89C51的輪胎自動(dòng)充氣壓力控制器設(shè)計(jì)(共33頁(yè))

1、 課程設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)(xtng)課 程 設(shè) 計(jì)成績(jī)(chngj)評(píng)定表設(shè)計(jì)(shj)課題 基于89C51的輪胎自動(dòng)充氣控制器設(shè)計(jì)學(xué)院名稱 ： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) ： 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號(hào) ： 指導(dǎo)教師 ： 設(shè)計(jì)地點(diǎn) ： 設(shè)計(jì)時(shí)間 ： 指導(dǎo)教師意見(jiàn)：成績(jī): 簽名： 年 月 日單片機(jī)系統(tǒng)(xtng)課 程 設(shè) 計(jì) 課程設(shè)計(jì)名稱(mngchng)：基于89C51的輪胎(lnti)自動(dòng)充氣控制器設(shè)計(jì)專 業(yè) 班 級(jí) ： 學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué) 號(hào) ： 指 導(dǎo) 教 師 ： 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 課程設(shè)計(jì)時(shí)間(shjin)： 單片機(jī)系統(tǒng)(xtng) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)題 目課題性質(zhì)工程設(shè)計(jì)課題

2、來(lái)源自擬指導(dǎo)教師主要內(nèi)容（參數(shù)）利用89C51設(shè)計(jì)一種輪胎自動(dòng)充氣壓力控制器，實(shí)現(xiàn)以下功能：1利用3位LED顯示輪胎壓力；2按下充氣開(kāi)關(guān)打開(kāi)電磁閥開(kāi)始充氣；3當(dāng)輪胎壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)控制電磁閥關(guān)閉氣源。任務(wù)要求（進(jìn)度）第1-2天：熟悉課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，查閱技術(shù)資料，確定設(shè)計(jì)方案。第3-4天：按照確定的方案設(shè)計(jì)單元電路。要求畫出單元電路圖，元件及元件參數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電路的設(shè)計(jì)要有詳細(xì)論述。第5-6天：軟件設(shè)計(jì)，編寫程序。第7-8天：實(shí)驗(yàn)室調(diào)試。第9-10天：撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。要求內(nèi)容完整、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)范、方案合理、設(shè)計(jì)正確，篇幅合理。主要參考資料1 張迎新單片微型計(jì)算機(jī)原理

3、、應(yīng)用及接口技術(shù)（第2版）M北京：國(guó)防工業(yè)出版社，20042 偉福LAB6000系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用說(shuō)明書3 閻石數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）北京：高等教育出版社，2006 4 夏路易 石宗義Protel 99se電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程北京： 北京希望電子出版社，2006審查意見(jiàn)系（教研室）主任簽字： 年 月 日 目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc376012862 1 概述(i sh) PAGEREF _Toc376012862 h 4 HYPERLINK l _Toc376012865 2 方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc376012865

4、h 5 HYPERLINK l _Toc376012866 2.1系統(tǒng)(xtng)框圖 PAGEREF _Toc376012866 h 5 HYPERLINK l _Toc376012867 2.2 方案(fng n)選取 PAGEREF _Toc376012867 h 5 HYPERLINK l _Toc376012868 2.3 總體方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc376012868 h 7 HYPERLINK l _Toc376012869 3 硬件電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc376012869 h 7 HYPERLINK l _Toc376012870 3.1 電源電路 PAG

5、EREF _Toc376012870 h 7 HYPERLINK l _Toc376012871 3.2 鍵盤電路 PAGEREF _Toc376012871 h 9 HYPERLINK l _Toc376012872 3.3壓力檢測(cè)電路 PAGEREF _Toc376012872 h 11 HYPERLINK l _Toc376012873 3.4 AD轉(zhuǎn)換電路 PAGEREF _Toc376012873 h 13 HYPERLINK l _Toc376012874 3.5顯示電路 PAGEREF _Toc376012874 h 14 HYPERLINK l _Toc376012875 3.

6、6氣泵控制電路 PAGEREF _Toc376012875 h 15 HYPERLINK l _Toc376012876 3.7復(fù)位電路 PAGEREF _Toc376012876 h 15 HYPERLINK l _Toc376012877 3.8 時(shí)鐘電路 PAGEREF _Toc376012877 h 16 HYPERLINK l _Toc376012878 4 軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc376012878 h 17 HYPERLINK l _Toc376012879 4.1 壓力檢測(cè)及A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc376012879 h 17 HYPERLINK

7、l _Toc376012880 4.2數(shù)碼管顯示程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc376012880 h 17 HYPERLINK l _Toc376012881 4.4外部中斷0服務(wù)程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc376012881 h 19 HYPERLINK l _Toc376012882 4.5系統(tǒng)總體程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc376012882 h 20 HYPERLINK l _Toc376012883 6 總結(jié)25 HYPERLINK l _Toc376012884 附錄A 系統(tǒng)原理圖 PAGEREF _Toc376012884 h 23 HYPERLINK l _To

8、c376012885 附錄(fl)B 源程序清單 PAGEREF _Toc376012885 h 241 概述(i sh) 隨著人們生活水平(shupng)的不斷提高,單片機(jī)控制在各領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用無(wú)疑成為人們追求的目標(biāo)之一。目前，汽車工業(yè)的發(fā)展速度很快,傳統(tǒng)的輪胎充氣設(shè)備不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的要求。研制與輪胎流水作業(yè)生產(chǎn)線配套的,機(jī)械化、自動(dòng)化、節(jié)能高效的充氣設(shè)備是現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)企業(yè)亟待解決的實(shí)際問(wèn)題?；谏鲜鰞蓚€(gè)原因，我們有了研究基于單片機(jī)便攜式自動(dòng)控制充氣機(jī)這一課題的想法，便攜式自動(dòng)控制充氣機(jī)具有自動(dòng)充氣和放氣功能，氣壓檢測(cè)和氣壓預(yù)設(shè)功能，夜間照明、警示功能，體積非常小巧,性能高、無(wú)污

9、染氣體排放，適合您的車輛出差、遠(yuǎn)行，是各車主攜帶的應(yīng)急必備工具。 本設(shè)計(jì)就是根據(jù)人們對(duì)智能化，方便化的需求，而設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)控制的智能化產(chǎn)品。同時(shí)在選取設(shè)計(jì)方案和采用元器件方面，該系統(tǒng)本著簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的思想，盡量簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，用最簡(jiǎn)單的電路布線和選用最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的器件來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。輪胎自動(dòng)充氣壓力控制系統(tǒng)具有以下幾個(gè)基本功能：（1）能夠利用按鍵設(shè)定充氣值；（2）能夠顯示設(shè)定充氣壓力和充氣過(guò)程中輪胎動(dòng)態(tài)壓力；（3）當(dāng)輪胎壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，能自動(dòng)關(guān)閉氣泵停止充氣。2 方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)(xtng)框圖根據(jù)(gnj)設(shè)計(jì)方案我們知道我們需要對(duì)輪胎內(nèi)壓力的檢測(cè)也就是壓力檢測(cè)模塊，然后是檢測(cè)后壓力

10、的顯示，知道壓力數(shù)值后決定需不需要充氣我們需要充氣模塊，我們需要有給充氣泵提供電力的電源模塊，然后還要有手動(dòng)的輸入(shr)方式也就是鍵盤模塊。我們把本設(shè)計(jì)初步分為以下幾個(gè)模塊,系統(tǒng)框圖如圖2-1所示。圖 2-1系統(tǒng)框圖2.2 方案選取有上述系統(tǒng)框圖可知，自動(dòng)充氣裝置由：壓力檢測(cè)模塊、核心控制模塊、鍵盤模塊、顯示模塊、充氣模塊等幾部分構(gòu)成。2.2.1 壓力檢測(cè)模塊采用常見(jiàn)的電阻應(yīng)變片式的壓力傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。壓力傳感器其本質(zhì)是利用惠斯通電橋，它具有溫度特性好，溫度變化帶來(lái)的誤差小。這種結(jié)構(gòu)的基本特性之一是它的差動(dòng)輸出電壓U與偏置電壓U成正比關(guān)系，這種關(guān)系隱含壓力測(cè)量精度直接決定偏置電源的容

11、限值，當(dāng)四個(gè)橋臂電阻達(dá)到相應(yīng)的關(guān)系時(shí)，電橋輸出為零。利用壓力電橋獲得的壓力量模擬值通過(guò)ADC0809轉(zhuǎn)換后即可供單片機(jī)分析使用。2.2.2 鍵盤(jinpn)模塊利用矩陣鍵盤控制，設(shè)定充氣預(yù)定(ydng)值和氣泵的啟停。由于本設(shè)計(jì)需要設(shè)定(sh dn)充氣預(yù)定值和氣泵啟停，所需要的按鍵較多，若采用方案一所占單片機(jī)I/O資源較多，而矩陣鍵盤按鍵多，占用I/O口少很好的滿足了設(shè)計(jì)與需求?？紤]到鍵盤需要設(shè)置0-9十個(gè)數(shù)字和設(shè)置啟、停按鈕，所以我們最終選定使用3 x 4的矩陣鍵盤。2.2.3 顯示模塊 利用七段數(shù)碼管顯示設(shè)定值和輪胎內(nèi)的當(dāng)前壓力值。考慮到設(shè)計(jì)需要顯示的信息量小，亮度要求高，而數(shù)碼管顯示

12、無(wú)閃爍，亮度高，軟件控制比較容易，功耗小耐沖擊，長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)。我選用數(shù)碼管作為顯示工具。2.2.3 其它模塊因?yàn)檫@學(xué)期剛剛學(xué)習(xí)了AT89C51所以我們選用比較熟悉的AT89C51作為輪胎自動(dòng)充氣壓力控制系統(tǒng)的控制核心。2.3 總體方案設(shè)計(jì)根據(jù)需要做的系統(tǒng)要求和我自己的設(shè)想，得到了如下的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，方案總體構(gòu)架如圖2-2所示：圖 2-2輪胎自動(dòng)充氣壓力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3 硬件(yn jin)電路設(shè)計(jì)3.1電源(dinyun)電路51單片機(jī)正常(zhngchng)工作電壓為5V，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了電源電路為單片機(jī)工作供電。如下圖3-1是為單片機(jī)提供電源的電路。在這個(gè)電路中采用了三端集成穩(wěn)壓芯片7805

13、， 來(lái)為單片機(jī)提供穩(wěn)定的5V的直流電壓。圖3-1電源電路圖3.2 鍵盤電路由于本設(shè)計(jì)需要設(shè)定充氣預(yù)定值和氣泵啟停，所需要的按鍵較多，若采用方案一所占單片機(jī)I/O資源較多，而矩陣鍵盤按鍵多，占用I/O口少很好的滿足了設(shè)計(jì)與需求?？紤]到鍵盤需要設(shè)置0-9十個(gè)數(shù)字和設(shè)置啟、停按鈕，所以我們最終使用3 x 4的矩陣鍵盤。 如圖按照鍵盤掃描至獲得鍵號(hào)編寫程序?qū)?yīng)如上圖所示。矩陣鍵盤在系統(tǒng)中原理圖如圖3-2所示。圖3-2陣鍵盤(jinpn)原理圖矩陣鍵盤工作是利用P1口分別對(duì)某一行賦低電平，其余行賦值高電平，然后(rnhu)分別掃描各列是否出現(xiàn)低電平，若無(wú)退出掃描，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。只要(zhyo)有一

14、列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與行線相交叉的4個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無(wú)鍵按下。斷閉合鍵所在的位置是通過(guò)讀取P1口的值，與預(yù)設(shè)值比對(duì)，確定是哪個(gè)鍵按下，在確認(rèn)有鍵按下后，就可以進(jìn)入相應(yīng)操作程序。3.3 壓力檢測(cè)電路 輪胎自動(dòng)充氣壓力控制系統(tǒng)要根據(jù)輪胎內(nèi)壓力當(dāng)前值的大小來(lái)確定充氣是否完成，需不需要關(guān)閉氣泵。因而需要使用到壓力應(yīng)變傳感器。這種傳感器主要用于對(duì)氣體、液體的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的壓力的測(cè)量。如對(duì)內(nèi)燃機(jī)管道和動(dòng)力設(shè)備管道進(jìn)出、出氣孔流液的壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)噴口的壓力等的測(cè)量。這種傳感器主要采用膜片、薄板、筒式等組成的彈性元件。傳感器所用的應(yīng)變片電阻值國(guó)內(nèi)

15、標(biāo)準(zhǔn)有：60、120、350、和600等各種阻值，其中以120為最常用。利用電橋測(cè)量原理，通過(guò)對(duì)電路輸出電壓和標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)的線性關(guān)系，建立具體的數(shù)學(xué)模型，將電壓量的變化改為壓力的變化，即可以測(cè)出一定范圍內(nèi)的壓力值。其中測(cè)量電路中最主要的元器件就是電阻應(yīng)變式傳感器。設(shè)計(jì)還利用了運(yùn)算放大電路的作用就是把傳感器輸出的微弱的模擬信號(hào)進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，以滿足A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)電平的進(jìn)行各種轉(zhuǎn)換處理的要求。壓力檢測(cè)部分連接如圖3-3所示。圖3-3壓力(yl)檢測(cè)電路原理圖此部分壓力傳感器參照了LAB6000使用說(shuō)明書電路原理圖，傳感器的工作原理，本質(zhì)上是惠斯通電橋，該電橋溫度特性好。當(dāng)膜片上受到壓力使得

16、電橋不平衡，從而(cng r)產(chǎn)生一個(gè)差動(dòng)的輸出信號(hào)，這種結(jié)構(gòu)的基本特性之一是它的差動(dòng)輸出電壓U與偏置電壓U成正比關(guān)系，當(dāng)四個(gè)橋臂電阻達(dá)到(d do)相應(yīng)的關(guān)系時(shí)，電橋輸出為零，當(dāng)然它也能提供一種溫度補(bǔ)償最通用的方法。該電路三部分組成（1）電源電路部分；（2）電橋電路部分；（3）放大電路部分。如圖所示，傳感器采用15V恒壓源Vcc供電，經(jīng)過(guò)與分壓(電容C1起濾波作用)，U2A起到電壓跟隨器的作用，所以點(diǎn)1、2、3三點(diǎn)處有相同電壓: (3.1 ) 根據(jù)上式，帶入數(shù)據(jù)， ，求得經(jīng)過(guò)電路分析電橋部分可等效為如圖3-4所示 圖3-4壓力(yl)傳感器電橋電路設(shè)橋臂電阻(dinz)分別為， ，則當(dāng)壓力傳

17、感器受力時(shí),電阻變化對(duì)應(yīng)的輸出(shch)電壓值為，由于1，則上式可化簡(jiǎn)為 (3.2)帶入電阻、電壓值得Uo=0.25R/R最后經(jīng)過(guò)放大部分，壓力傳感器的微弱采樣電壓，經(jīng)過(guò)放大電路輸出的放大。3.4 A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換的作用是進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，把接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。在選擇A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，先要確定A/D轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換速度以及轉(zhuǎn)換位數(shù)等，A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)確定與整個(gè)測(cè)量控制系統(tǒng)所需測(cè)量控制范圍和精度有關(guān)，在 輪胎自動(dòng)充氣壓力控制系統(tǒng)中采用了8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809引腳如圖3-5所示圖3-5 ADC0809引腳圖ADC0809是美國(guó)國(guó)家(guji)半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通

18、道，8位逐次逼近式 HYPERLINK /view/990260.htm A/D轉(zhuǎn)換器。8路模擬信號(hào)的分時(shí)采集，片內(nèi)有8路模擬選通開(kāi)關(guān)(kigun)，以及相應(yīng)的通道抵制鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為100s左右(zuyu)。ADC0809的主要特性有：（1）8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。 （2）具有轉(zhuǎn)換起停控制端。 （3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100s(時(shí)鐘為640kHz時(shí))，130s（時(shí)鐘為500kHz時(shí)） （4）模擬輸入電壓范圍05V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 ADC0809主要引腳功能如下：IN0IN7：八路模擬量的輸入端。D0D7：A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，可直接與總

19、線相連。A、B、C：模擬通道地址選擇斷，A為低位，C為高位。ALE：地址鎖存允許信號(hào)，當(dāng)此信號(hào)有效時(shí)，A、B、C三位地址信號(hào)被鎖存 電路選通對(duì)應(yīng)的模擬輸入通道。SC：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)。通常與單片機(jī)的寫信號(hào)線連接，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，表示一次轉(zhuǎn)換結(jié)束。常作為中斷觸發(fā)信號(hào)。OE：輸出允許控制信號(hào)，通常與系統(tǒng)的讀信號(hào)線連接，打開(kāi) 三態(tài)門，此時(shí)可通過(guò)數(shù)據(jù)線讀到轉(zhuǎn)換結(jié)果。 本系統(tǒng)ADC0809與單片機(jī)和壓力傳感器連接如圖3-6所示。圖3-6單片機(jī)和壓力(yl)傳感器連接如原理圖所示，ADC0809的A、B、C共同接地選中第0通道，即模擬信號(hào)從IN-0輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，通過(guò)單片機(jī)P2.4引

20、腳start送出一個(gè)正脈沖，從而啟動(dòng)(qdng)轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換完成后，EOC輸出一個(gè)由低到高的跳變沿，經(jīng)過(guò)一個(gè)非門取反變?yōu)橄陆笛?，出發(fā)已經(jīng)設(shè)置為邊沿觸發(fā)的I外部中斷0；在中段程序中通過(guò)P.3引腳enable送出高電平，控制ADc0809數(shù)字量允許輸出，信號(hào)經(jīng)過(guò)74HC573鎖存器流入P0口；通過(guò)單片機(jī)讀程序，把轉(zhuǎn)換后的數(shù)字讀入片內(nèi)，進(jìn)行相應(yīng)操作后顯示在數(shù)碼管上。3.5顯示(xinsh)電路本設(shè)計(jì)(shj)采用LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示是因?yàn)長(zhǎng)ED數(shù)碼管具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)能在低電壓、小電流條件下驅(qū)動(dòng)發(fā)光，能與CMOS、ITL電路兼容。(2)發(fā)光響應(yīng)(xingyng)時(shí)間極短(0.1s)，高頻特性好，

21、單色性好，亮度高。(3)體積小，重量輕，抗沖擊性能好。 數(shù)碼管有共陰極和共陽(yáng)極兩種類型，為位選端主要進(jìn)行位控制，斷選端則是進(jìn)行字符控制，數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方法，說(shuō)明如下。（1）靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二十進(jìn)位器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5840根I/O來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè)89C51單片機(jī)可用的I/O才32個(gè)。故實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬體電路的復(fù)雜性。（2）動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示是單片機(jī)中應(yīng)用最

22、為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃a、b、c、d、e、f、g、dp 的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位元就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。透過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)LED數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效

23、應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。在本設(shè)計(jì)中過(guò)程中，我們查詢(chxn)了大量與車胎壓強(qiáng)相關(guān)的資料得知汽車輪胎壓強(qiáng)一般(ybn)在1.5-2.2bar （即150-220kpa）比較適宜(shy)，具體冬夏也有少許差別。所以我們采用3位共陰極數(shù)碼管作為顯示部件。數(shù)碼管顯示部分電路圖3-7所示：圖3-7數(shù)碼管顯示電路如上述電路圖所示，數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示，系統(tǒng)段選碼和位選碼均是通過(guò)74HC573分時(shí)送出。74HC573是八個(gè)透明的D 型鎖存器，當(dāng)使

24、能C為高電平時(shí)，Q 輸出將隨數(shù)據(jù) D的輸入而變。當(dāng)使能C為低電平時(shí)，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。當(dāng)系統(tǒng)需要顯示數(shù)碼時(shí)，先通過(guò)單片機(jī)引腳P0口送出相應(yīng)位選碼，再控制P2.0引腳輸出高電平，74HC573（U6）被打開(kāi)，位選碼送到數(shù)碼管陰極。P2.0再輸出低電平把位選信號(hào)所存到Q端；此后，單片機(jī)P0口輸出相應(yīng)段選碼，P2.1引腳輸出高電平，打開(kāi)74HC573（U5）被打開(kāi)，段選碼送到數(shù)碼管段選端，點(diǎn)亮選中的數(shù)碼管，并延時(shí)1ms；以此為原理第二個(gè)、第三個(gè)數(shù)碼管一次被點(diǎn)亮；最后重復(fù)上述過(guò)程。3.6氣泵控制電路如圖3-8所示為電磁繼電器控制電路氣泵的工作電路。圖3-8電磁(dinc)繼電器控制電路要

25、控制氣泵工作，只需控制電磁閥的閉合與斷開(kāi)。單片機(jī)的pump（P2.7）引腳控制三極管的工作在放大區(qū)和截止區(qū)。當(dāng)該引腳輸出高電平時(shí)，使三極管導(dǎo)通，繼電器的內(nèi)部線圈有電流通過(guò)，產(chǎn)生吸合力，將公共端吸合到常開(kāi)端，則氣泵開(kāi)始充氣(chn q)；當(dāng)輪胎的氣充足后，pump引腳輸出低電平，使三極管截止，則繼電器不會(huì)產(chǎn)生吸合力，從而斷開(kāi)了氣泵的工作。3.7復(fù)位(f wi)電路復(fù)位電路的主要功能是使單片機(jī)進(jìn)行初始化，在初始化的過(guò)程中需要在復(fù)位引腳上加大于24個(gè)時(shí)鐘周期的高點(diǎn)平。本設(shè)計(jì)復(fù)位電路如圖3-9所示：圖3-9復(fù)位電路3.8 時(shí)鐘電路電路利用晶振產(chǎn)生固定周期的震蕩脈沖。由于石英晶體震蕩器具有非常好的頻率穩(wěn)

26、定性和抗外界干擾的能力，所以，石英晶體震蕩器是用來(lái)產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率的。通過(guò)基準(zhǔn)頻率來(lái)控制電路中的頻率的準(zhǔn)確性。同時(shí)，它還可以產(chǎn)生振蕩電流，向單片機(jī)發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)。如圖3-10為單片機(jī)時(shí)鐘電路圖3-10單片機(jī)時(shí)鐘(shzhng)電路4 軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括壓力檢測(cè)及數(shù)模轉(zhuǎn)換程序、數(shù)碼管顯示程序，鍵盤掃描(somio)程序，外部中斷0服務(wù)程序構(gòu)成。4.1 壓力(yl)檢測(cè)及A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)壓力電橋和發(fā)明和放大電路由硬件控制始終處于工作狀態(tài)。AD轉(zhuǎn)換結(jié)束方式是選擇使用結(jié)束限號(hào)，觸發(fā)外部中斷0的方式。具體工作是：由于ADC0809的A、B、C共同接地，選中第0通道，模擬信號(hào)從IN-0輸入到A/D轉(zhuǎn)

27、換器，通過(guò)單片機(jī)P2.4引腳start送出一個(gè)正脈沖，從而啟動(dòng)轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換完成后，EOC輸出一個(gè)由低到高的跳變沿，經(jīng)過(guò)一個(gè)非門取反變?yōu)橄陆笛?，出發(fā)已經(jīng)設(shè)置為邊沿觸發(fā)的I外部中斷0；在中段程序中通過(guò)P.3引腳enable送出高電平，控制ADC0809數(shù)字量允許輸出，。AD轉(zhuǎn)換流程如圖4-1所示。 圖4-1 A/D轉(zhuǎn)換(zhunhun)流程4.2數(shù)碼管顯示(xinsh)程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描方式，通過(guò)(tnggu)單片機(jī)引腳分別送出相應(yīng)位選碼，選通相應(yīng)數(shù)碼管，再用單片機(jī)輸出相應(yīng)段選碼，點(diǎn)亮選中的數(shù)碼管，并延時(shí)1ms；以此為原理第二個(gè)、第三個(gè)數(shù)碼管依次被點(diǎn)亮，再循環(huán)此過(guò)程。數(shù)碼管顯示流程如圖

28、4-2所示： 圖4-2 數(shù)碼管顯示(xinsh)流程圖4.3鍵盤掃描(somio)程序設(shè)計(jì)矩陣(j zhn)鍵盤工作是利用鍵盤掃描，依次檢測(cè)按鍵是否按下。首先對(duì)某一行賦低電平，其余行賦值高電平，然后分別掃描各列是否出現(xiàn)低電平，若無(wú)退出掃描，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與行線相交叉的4個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無(wú)鍵按下。斷閉合鍵所在的位置是通過(guò)讀鍵盤行取列值，與預(yù)設(shè)值比對(duì)確定的。鍵盤掃描流程如圖4-3所示。 圖4-3鍵盤(jinpn)掃描流程圖4.4外部中斷(zhngdun)0服務(wù)程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用外部中斷0監(jiān)測(cè)A/D

29、是否完成，當(dāng)完成后觸發(fā)中斷，在中斷處理中獲得此時(shí)輪胎氣壓值，比較是否達(dá)到(d do)設(shè)定值，若是氣泵停止工作，若否等待下一次中斷。中斷處理流程如圖4-4所示：圖4-4中斷處理流程圖4.5系統(tǒng)(xtng)總體程序設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)工作開(kāi)始首先調(diào)用鍵盤子程序等待用戶輸入需要沖氣的多少，并把所設(shè)定的氣壓值再數(shù)碼管上顯示一段時(shí)間，幫助使用者確定是否有誤操作，若有重新輸入，若無(wú)則按下start鍵，啟動(dòng)氣泵開(kāi)始工作，啟泵啟動(dòng)后應(yīng)該立即調(diào)用AD轉(zhuǎn)換子程序及顯示子程序，動(dòng)態(tài)(dngti)的顯示輪胎內(nèi)的氣壓，以及比較現(xiàn)在的氣壓是否達(dá)到用戶的要求。由于LED顯示是動(dòng)態(tài)的。所以必須循環(huán)的調(diào)用AD轉(zhuǎn)換子程序和顯示

30、子程序，這樣做不僅實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可以讓用戶了解輪胎內(nèi)氣壓的變換，而且可以增強(qiáng)LED顯示亮度。此外，在設(shè)計(jì)(shj)過(guò)程中，我們查閱了大量與輪胎胎壓相關(guān)的資料，我們查詢了大量與車胎壓強(qiáng)相關(guān)的資料得知汽車輪胎壓強(qiáng)一般在1.5-2.2bar （即150-220kpa）比較適宜，具體冬夏也有少許差別。故在考慮到實(shí)際情況和軟件編制的簡(jiǎn)易性的情況下，我們規(guī)定用戶輸入的充氣氣壓只能位于0255kpa的范圍內(nèi)。這樣一來(lái)，由于ADC0809的精度為八位，其輸出的數(shù)字量的范圍也是0255。量化后正好是一對(duì)一的關(guān)系，就大大的減輕了軟件編制的困難。如下圖4-5所示為軟件設(shè)計(jì)總流程圖。圖4-5 軟件設(shè)計(jì)總流程圖6總結(jié)(zn

31、gji)兩周(lin zhu)的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我從一開(kāi)始的不知如何下手(xi shu)，到后來(lái)的通過(guò)去圖書館查閱大量相關(guān)資料，還有到網(wǎng)上查閱別人的設(shè)計(jì)方案，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有了一定的認(rèn)識(shí)。然后自己動(dòng)手修修改改到最終確定整個(gè)設(shè)計(jì)方案，做出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在這個(gè)過(guò)程中我收獲很多。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)對(duì)芯片工作原理更加的的熟悉。整個(gè)過(guò)程我犯了很多錯(cuò)誤但是通過(guò)改正錯(cuò)誤也收獲了很多。 在這次課程設(shè)計(jì)我不止實(shí)踐了課本上的知識(shí)也學(xué)會(huì)了很多單片機(jī)實(shí)際操作的很多知識(shí)和技巧。學(xué)會(huì)了怎樣使用單片機(jī)板子，收獲良多。參考文獻(xiàn)1 張迎新單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)（第2版）M北京：國(guó)防工業(yè)出版社，20042 偉福LAB60

32、00系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用說(shuō)明書3 閻石數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）北京：高等教育出版社，2006 4 夏路易 石宗義Protel 99se電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程北京： 北京希望電子出版社，20065何立民編著.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京M：北京航天航空大學(xué)出版社，19946 楊家成單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)北京：清華大學(xué)出版社，20077 鄧興成單片機(jī)原理與實(shí)踐指導(dǎo)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20108 李朝青編著.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京M：北京航天航空大學(xué)出版社，19949 潘新民，王燕芳編著.微型計(jì)算機(jī)與傳感器.北京M：人民郵電出版社，199810 何立民. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編M

33、. 北京航空航天大學(xué)出版社,2003附錄(fl)A 系統(tǒng)原理圖 附錄(fl)B 源程序清單#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit dula=P20;sbit wela=P21;sbit adc_out=P22;sbit enable=P23;sbit start=P24;sbit pump=P27;uint num=0,temp=0,t=0,k ;uint high,mid,low;/共陰極(ynj)數(shù)碼管編碼uchar code table= 0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,

34、0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71,0;/子程序聲明(shngmng)void delay(uint z);/延時(shí)函數(shù)uchar keyscan(); /鍵盤掃描程序display(uchar bai,uchar shi,uchar ge);/數(shù)碼管顯示程序/主程序void main()uchar a,b,c,d,e;/開(kāi)始(kish)e=keyscan();while(e!=11)e=keyscan();/獲取(huq)設(shè)定值t=keyscan();while(t=0)t=keyscan();if

35、(t!=0)a=t;t=0;t=keyscan();while(t=0) t=keyscan();b=t;t=0;t=keyscan();while(t=0) t=keyscan();c=t;t=0;t=a*100+b*10+c;/設(shè)定值/顯示(xinsh)設(shè)定值d=50;while(d-) display(a,b,c);/等待啟動(dòng)氣泵(qbng)開(kāi)始工作pump=1;/啟動(dòng)(qdng)AD轉(zhuǎn)換EA=1;IT0=1;EX0=1;start=0;start=1; start=0;delay(10);while(1) display(high,mid,low);delay(10); /中斷(zhngdun)服務(wù)程序void INT_0 () interrupt 0 using 1EA=0;enable=1;adc_out=1;adc_out=0;k=P0;if(k0;x-)for(