摩托车转速及档位指示仪设计报告.doc

重 庆 通 信 学 院课 题 设 计 报 告 题 目：摩托车转速及档位指示仪 专 业：电气工程及其自动化队 别：二十队四连姓 名：吴野学 号：07190259指导教员：何俊强 2010年4月 目录 第一部分摘要.3 第二部分1. 设计任务.3 1.1 基本要求.3 1.2 人员分工.32. 总体方案 2.1工作原理.4 2.2系统功能.4 2.3器件选择.43系统硬件设计.5 3.1设计过程.5 3.2部分硬件设计.5 3.3系统总体电路图.114. 系统软件设计.12 4.1主程序流程图.12 4.2源程序.12 5. 设计心得总结.17 摘要 基于单片机的控制技术是现代汽车,摩托车的发展趋势和发展主流,而对发动机的转速及档位的处理时它的重点内容,除了良好的精度及控制灵活性外,更重要的是具有人机交互的能力,可让设计者及时用者通过一系列数据对车辆有直观的了解,更快的制定解决方案,对发动机的转速处理在车辆实动机转速处理系统,不仅能有效防止发动机运转时产生的电磁干扰信号破坏单片机正常运行,还能提高对发动机的信号的处理能力,系统的电路结构简单. 本设计利用AT89C51单片机构成系统,实现对摩托车转速及其档位高精度的测量,并对系统硬件电路及其软件编程进行分析,是一种性价比较高的测量转速及档位的系统 . 关键字 单片机 转速 档位 系统 1. 任务设计 1.1 基本要求: 1)用单片机测量显示发动机转速和档位，并能进行档位指示和 超速告警提示; 2)搭试单片机测量显示电路； 3)软件联机调试并制作样机； 4)撰写课题设计报告. 2.2 人员分工 编程:刘颖 恭维 原理图制作: 彭雨舟 谈判 焊接:杨渝峰 郑一峰 实验过程记录与写报告:吴野 赵放2.总体方案 2.1 工作原理: 用5V电压模拟档位信号,用ADC0809把信号转换成数字信号传给AT89C51,再由AT89C51把档位和相应的摩托车速度信号传给LED显示,如果速度和档位不相匹配则发出一个报警信号给蜂鸣器和发光2极管. 2.2 系统功能: 速度及档位指使仪它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（本课题利用电压的变化来模拟速度和档位）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、灵敏度高和分辨率高、测量速度快等特点而倍受青睐。本设计从各个角度分析了由单片机组成的速度和档位显示仪的设计过程及各部分电路的组成及其原理，并且分析了程序如何驱动单片机进而使系统运行起来的原理及方法。 2.3 器件选择: 本系统由AT89C51单片机,ADC0809，电阻若干,晶振,电容,滑动变阻器,LED显示器,蜂鸣器,三极管若干等元器件构成.硬件电路又大体可分为A/D转换电路、LED显示电路，复位电路.报警电路.各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍；程序的设计使用汇编语言编程，利用KEIL和PROTEUS 软件对其编译和仿真.3.系统硬件设计 3.1 设计过程:输入模拟信号A/DC0809转换AT89C51单片机LED显示和.报警 3.2 部分硬件设计 3.2.1 单片机芯片选择AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。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AT89C51是一种高效微控制器，AT89C51是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如右图所示。 单片机管脚说明主要特性：与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定1288位内部RAM 32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 管脚接法说明： VCC：供电电压我们接+5V。 GND：接地。 P0口：在这个设计中我们将AT89C51做为BCD码的输出口与LED显示器相连。由于P0口输出驱动电路中没有上拉电阻，所以我们在外接电路上接上拉电阻。 P1口：把AT89C51中的P1口与ADC0808的输出端相连，做为数字信号的接收端。 P2口：我们把P2口做为位码输出口，以P2.02.3输出位控线与LED显示器相连.P3口：利用P3.0，P3.1，P3.2，P3.4，P3.5，P3.6分别与ADC0808的OE，EOC，START/ALE，A，B，C端相连。XTAL1 ，XTAL2：外接一振荡电路。RST：在此端接一复位电路 3.2.2 AD转换电路: ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。 ADC0809的内部逻辑结构 由上图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。引脚结构 : IN0IN7：8条模拟量输入通道 ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是05V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 地址输入和控制线：4条 ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。数字量输出及控制线：11条 ST为转换启动信号。当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平。EOC为转换结束信号。当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE1，输出转换得到的数据；OE0，输出数据线呈高阻状态。D7D0为数字量输出线。 CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ， VREF（），VREF（）为参考电压输入。 3.2.3 LED显示电路 设计中采用的是4段LED数码管来显示电压值。LED具有耗电低、亮度高、视角大、线路简单、耐震及寿命长等优点，它由4个发光二极管组成，其中3个按8字型排列，另一个发光二极管为圆点形状，位于右下角，常用于显示小数点。把4个发光二极管连在一起，公共端接高电平，叫共阳极接法，相反，公共端接低电平的叫共阴极接法，我们采用共阴极接法。当发光二极管导通时，相应的一段笔画或点就发亮，从而形成不同的发光字符。其8段分别命名为dp g f e d c b a。例如，要显示“0”，则dp g f e d c b a分别为：00111111B；若要显示多个数字，只要让若干个数码管的位码循环为高电平就可以了。 3.2.4 报警电路: 3.2.5 复位电路: 3.2.6 总体电路图: 4.系统软件设计 4.1 主程序流程图: 4.2 源程序: LED_0 EQU 30H;LED_1 EQU 31H;LED_2 EQU 32H;LED_3 EQU 33H;ORG 0000HMOV LED_0,#00H;让LED_0显示0MOV LED_1,#00H; 让LED_1显示0MOV LED_2,#00H; 让LED_2显示0MOV LED_3,#00H; 让LED_3显示0ST bit P3.0EOC BIT P3.1OE BIT P3.6UT:CLR ST SETB ST CLR STADSC: JNB EOC , ADSC SETB OE MOV R4, P1 CLR OEMOV R4,P1MOV A,R4MOV B,100DIV ABMOV LED_3, AMOV A,BMOV B, 10DIV ABMOV LED_2,AMOV LED_1,BLCALL DISPSJMP UTDISP :MOV DPTR,TABLE MOV A,LED_1;LED_1赋给A MOVC A,A+DPTR;A和DPTR的地址赋给A CLR P2.1;清零P2.2 MOV P0,A;A移动到P0口 LCALL DELAY;延时 SETB P2.1;置1 P2.2 MOV A,LED_2; LED_2赋给A MOVC A,A+DPTR; A和DPTR的地址赋给A CLR P2.2; 清零P2.1 MOV P0,A; A移动到P0口 LCALL DELAY; 延时 SETB P2.2; 置1 P2.1 MOV A,LED_3; LED_3赋给A MOVC A,A+DPTR; A和DPTR的地址赋给A CLR P2.3;清零P2.0 MOV P0,A;A的值赋给P0 LCALL DELAY;延时 SETB P2.3;P2.0置1 CJNE A, 32H, LOOPMOV LED_0,#01H MOV A,LED_0AJMP LOOP9LOOP :JZ LOOP1MOV LED_0, #01HMOV A,LED_0AJMP LOOP9LOOP1:CJNE A,64H ,LOOP2MOV LED_0, 02HMOV A,LED_0AJMP LOOP9LOOP2: JZ LOOP3MOV LED_0, #02HMOV A,LED_0AJMP LOOP9LOOP3: CJNE A,96H , LOOP4MOV LED_0 ,03HMOV A,LED_0AJMP LOOP9LOOP4: JZ LOOP5MOV 73H,03H MOV A,LED_0AJMP LOOP9LOOP5 :CJNE A,#200,LOOP6MOV LED_0,04H MOV A,LED_0AJMP LOOP9LOOP6 :JZ LOOP7MOV LED_0, 04H MOV A,LED_0AJMP LOOP9LOOP7 :CJNE A,#255 ,LOOP8 MOV LED_0,#05HMOV A,LED_0AJMP LOOP9LOOP8: JZ LOOP9MOV LED_0,#05H MOV A,LED_0LOOP9 :MOV A,LED_0;将3EH赋给AMOV A,#3EH;将3EH赋给AMOVC A,A+DPTRCLR P2.3;清零P2.3 MOV P0,A;A赋给P0口LCALL DELAY;延时SETB P2.3; P2.3置1RET;返回到LACLLDELAY: MOV R6,#10;D1: MOV R7,#250; DJNZ R7,$; DJNZ R6,D1; RETTABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH; END5. 设计心得总结 单片机的控制技术是现代汽车,摩托车的发展趋势和发展主流,而对发动机的转速及档位的处理时它的重点内容.当我拿到这个设计题目的时候,觉得这个题目很有研究的价值,在现实生活中是一个非常有用的技术. 首先我们拿到题目,大家就对此题目进行了透彻的讨论,本课题的实质就是对发动机转速和档位的探讨.然后组长就进行了分组.虽然在这次试验中我担任的是实验过程记录与写报告,但是运用的什么原理,每一步怎么做的.为什么要这么做.都需要了解的非常清楚.抱着一种学习与实践的态度开始了这次课题设计. 对于程序的编写,我认为这次课题需要把我们平常学到的知识融汇贯通,而且感觉比我们平时做的程序更难.对于原理图的制作.我们参照老师给的原图,然后根据自己的讨论和老师的指导加以更改.然后就是焊接的问题了,首次尝试焊接,结果惹了一大堆的麻烦,还好及时得到了改正,不然后果不堪设想.到了最后就是程序的仿真和软件联机调试并制作样机,这一步我们花费的大量时间,因为出了很多的错误,需要我们不断的查资料，不断的开动脑筋. 经过这次课题设计,我对我们的课题设计有了比较全面的了解.这次课题的确很好的锻炼了自己，增强了理论运用，思维能力，实际动手能力，也丰富了知识，拓展了视野，也让我知道了团结就是力量的