喷油泵提前角测量系统及PC通信毕业论文.doc

河南科技大学本科毕业设计 论文 I 喷油泵提前角测量系统及喷油泵提前角测量系统及 PC 通信毕业论文通信毕业论文 目 录 前 言 1 第 1 章 绪论 2 1 1 喷油泵简介 2 1 2 喷油泵实验台特性分析 2 1 3 设计方案的提出 3 第 2 章 设计方案与分析 4 2 1 整体测量系统的方案与分析 4 2 2 提前角测量的方案与分析 5 2 2 1 提前角自动测量方案相关说明 5 2 2 2 喷油泵提前角测量原理 5 2 3 油位测量的方案与分析 6 2 3 1 硬件电路的组成 6 2 4 串口通信的方案与分析 6 2 5 设计元件清单 7 第 3 章 硬件原理图的设计 8 3 1 主控制模块原理图 8 3 2 串口通信模块原理图 9 3 3 A D 转换模块原理图 9 3 4 按键控制 LED 显示模块原理图 10 第 4 章 软件流程图 12 4 1 总体测量流程 12 4 2 提前角测量流程 13 4 2 1 提前角测量中断流程 13 4 2 2 提前脚送显示区寄存器子程序流程 15 4 3 油位测量流程 17 4 4 键盘按键控制 LED 显示子程序流程 19 河南科技大学本科毕业设计 论文 II 4 5 串行中断服务子程序流程 23 第 5 章 各模块功能简介 29 5 1 AT89C52 的功能简介 29 5 1 1 主要性能参数 29 5 1 2 功能特性概述 29 5 1 3 引脚说明 30 5 1 4 波特率发生器 32 5 2 串行通信芯片 MAX232 电平转换简介 33 5 3 A D 转换模块芯片 TLC1549CP 简介 35 5 3 1 TLC1549 概述 35 5 3 2 模拟输入采样 35 5 3 3 工作原理 35 结 论 39 参考文献 41 致 谢 42 附 录 43 河南科技大学本科毕业设计 论文 1 前 言 喷油提前角是指发动机在运转中 喷油嘴向气缸开始喷油的瞬时 以喷油嘴 针阀升起为标志 到活塞行至上止点时的曲轴转角 提前角过大 混合气在活塞运行到上止点前燃烧的数量增加 使气缸压力在 活塞运行到上止点前过快增长 影响发动机功率 并使油耗增多 排气中的 NO2 增加 提前角过小 混合气在活塞运行到上止点后的燃烧数量增加 由于上止点 后气缸容积增大 使燃烧速度减慢 最大压力降低 因此也使功率下降油耗增加 排放的烃显著增多 因此 发动机在使用中 喷油提前角需要经常检查或调整 本文介绍提前角测量系统 利用外部中断 INT0 和 INT1 对提前角中断信号给 予检测 然后再送 AT89C52 进行相关数据处理 送相关寄存器 最后送数码管 显示 具有测量精度高 范围宽 简单的特点 完全以数字化方式实现自动测量 以适应喷油泵产品技术及质量不断提高的需要 测提前角的同时 油位的实时测量是机器正常运转的保证 我们只有时刻了 解我们机动车中的油量 才能知道它所具有的动力 所以油位也是我们电脑测控 的重要数值 测量时利用高精度十位 TLC1549 A D 转换芯片 对油位模拟信号加 以采样处理 经过转换后的二进制信息再送相关程序处理得到精确的数值 最后 送相关寄存器 送数码管显示 在与 PC 机通讯这一模块 通过与单片机 TXD RXD 相连的 USB Power 利 用 MAX232 电平转换 通过指令码的输入 对存储区的数据信息进行传送 进而 实现了实时通信的要求 综上所述 本设计是有必要的 也是具有一定的现实意义 河南科技大学本科毕业设计 论文 2 第 1 章 绪论 1 1 喷油泵简介 喷油泵是柴油供给系中最重要的零件 其工作状况的好坏 直接影响柴油机 的动力性 经济性和可靠性 功用 提高柴油压力 按照发动机的工作顺序 负荷大小 定时定量地向喷 油器输送高压柴油 要求 1 泵油压力要保证喷射压力和雾化质量的要求 2 供油量应符合柴油机工作所需的精确数量 3 保证按柴油机的工作顺序 在规定的时间内准确供油 4 供油量和供油时间可调正 并保证各缸供油均匀 5 供油规律应保证柴油燃烧完全 6 供油开始和结束 动作敏捷 断油干脆 避免滴油 类型 车用柴油机的喷油泵按其工作原理不同可分为柱塞式喷油泵 喷油泵 喷油器和转子分配式喷油泵三类 1 1 2 喷油泵实验台特性分析 喷油泵试验台作为测试 调整喷油泵喷油参数的专用设备要求其精度较高 在喷油泵的制造与维修中发挥着重要的作用 随着发动机节能和环保要求的不断 提高 对喷油泵试验台的测量精度提出了更高的要求 所以对喷油泵的工作质量 提出了较高的要求 随着柴油机应用的日益广泛 油泵油嘴技术的不断改进 喷 油泵制造厂家和维修行业对喷油泵试验台的技术要求也越来越高 致使喷油泵试 验台技术不断的在智能化测控技术和自动量油方面进行更新 但目前国内喷油泵 试验台的量油系统仍采用传统的量筒式计量法 该测量系统存在量筒的制造误差 刻度误差和测量人员的视觉误差等 使测量系统的系统误差较大 自动化程度低 测量过程缓慢 已不能满足现代喷油泵对其测量精度的要求 随着电子技术和计 算机技术的发展和普遍应用 用现代电测技术对喷油泵试验台的量油系统进行智 能化自动测量己成为可能 随着汽车数量的增加 对汽车尾气的排放和节能提出 河南科技大学本科毕业设计 论文 3 了更为严格的要求 所以对喷油泵试验台量油系统自动测量的研制显得十分必要 2 1 3 设计方案的提出 综上所述 利用喷油泵实验台 针对发动机节能和环保要求的不断提高 实 现喷油泵试验台的测量精度具有重大意义 前文提到提前角过大或过小均会影响发动机性能 增加不必要的损失 由此 带来的最佳喷油提前角也就很有必要了 最佳喷油提前角是在转速和供油量一定 的条件下 能获得最大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角 应当指出 对任何一台柴油机 最佳喷油提前角都不是常数 而是随供油量 和曲轴转速变化的 供油量愈大 转速愈高 则最佳喷油提前角也愈大 因此 发动机在使用中 喷油提前角需要经常检查或调整 高精度提前角测量系统是准 确调整的关键 测提前角的同时 实时了解油量 才能知道机器所具有的动力 所以油位也 是我们测控的重要数值 河南科技大学本科毕业设计 论文 4 第 2 章 设计方案与分析 2 1 整体测量系统的方案与分析 本设计有以下特点 1 模块化 整个测量系统结构图如下 图 2 1 基于喷油泵的提前角测量系统及与 PC 机通信方案框图 2 优点突出 提前角传感器中断系统 引入高精度磁平衡霍尔电传感器 8 安装在喷油泵 主轴上 通过主轴的转动 产生外部中断 AT89C52 通过外部中断精确计算提前 角 液位 A D 采样精度高 测量时通过传感器将模拟信号输送给十位数据采集 单片机 TLC1549CP TLC1549CP 对模拟信号进行采样将其转化为数字信号 数据 信息送给 AT89C52 进行相应处理 与 PC 机通信方便快捷 PC 机通过指令代码 结合 MAX232 转换器 对单 片机情况进行实时监控 从而向被控单元发出指令 采取相应的动作 LED 显示 LED 精确显示提前角和动态显示液位数据 实时性强 其中 LED 显示受按键控制 上电显示提前角 按键 2 按下显示液位 按键 1 按下显示 提前角 按键 2 按键 1 信号预 处 理 电 路 传感器 串行 A D 转换 TLC1549 AT89C52 RS232C 通讯电路 MAX232 提前角传感器 中断系统 LED 显示 PC 机 河南科技大学本科毕业设计 论文 5 2 2 提前角测量的方案与分析 2 2 1 提前角自动测量方案相关说明 喷油提前角是指发动机在运转中 喷油嘴向气缸开始喷油的瞬时 以喷油嘴 针阀升起为标志 到活塞行至上止点时的曲轴转角 在使用中用供油提前角来保 证喷油提前角 通过测量夹持式传感器测量高压油管的脉动 高压线的电流脉动 测量喷油或点火始点 通过霍尔传感器测量发动机上始点的位置 通过智能软件 计算得到发动机的动态提前角 另外最佳供油提前角参数 不同转速及工况下的 在喷油泵 提前器匹配中也具有一定的重要性 喷油泵匹配时 需根据特性曲线 上的各工况点 正确找出最佳供油提前角 以确立油量并最终得出喷油泵最佳供 油速率 提前器 最佳提前角度的参数 如何更好的检验在这些开发试验中的成 果 供油提前角的准确测量是非常重要的 它为确定柴油机最佳喷油时刻提供了 重要数据 喷油泵提前器提前角自动测量电路主要有位置传感器 单片机 MAX232 接 口电路 液晶显示电路以及键盘电路组成 位置传感器一个安装在喷油泵动力轴 上 另一个安装在喷油泵凸轮轴上 3 位置传感器感知的信号经过滤波 整形进入单片机的Error 和Error 引脚 采 用先进的滤波整形电路 获得理想的供油和点火始点信号 由单片机完成信号 的处理 测量和计算 然后由单片机的串行口经 MAX232 接口电路将测量数据送 往上位微型计算机 其总体结构图如下 图 2 2 喷油泵提前角自动测量模块结构图 2 2 2 喷油泵提前角测量原理 喷油泵的提前角是本系统测量的一个主要参量 精度要求高 信号提取困难 位置传感器信号经滤波 整形 Int0 Int1 AT89C52 PC 上位机MAX232 河南科技大学本科毕业设计 论文 6 系统采用高精度传感器产生两个外中断 结合定时器 记数器获取提前角的数据信 息 油泵运行于某一速度 传感器的脉冲信号转换为外中断 N0 N1 信号 来自 传感器的脉冲转换信号外中断 N0 到达 AT89C52 的Error 脚 Error 使定时器 T1 开始工作 T1 工作在记数状态 同时开Error 中断 外中断 N1 信号到达Error 执行Error 中断子程序 存储 T1 记数 R1 下一个外中断 N0 信号到达 存储 T1 记数 R0 R0 即主轴转动一圈的记数 然后用公式 提前角 R1 RO 3600 计算出提前角 其中 3600 为一圈 360 的 10 倍 借以方便显示 2 3 油位测量的方案与分析 2 3 1 硬件电路的组成 油位的时时测量是机器正常运转的保证 我们只有时刻了解我们机动车中的 油量 才能知道他所具有的动力 所以油位也是我们电脑测控的重要数值 测量 时通过传感器将模拟信号输送给十位数据采集单片机 TLC1549CP 1549 对模拟信 号进行采样将其转化为数字信号 信息送于 89C52 进行处理再经过 MAX232 高 低电平的转化输送给上位机 也就是呈现于我们面前的数据 传感器使用的是电 位器 也就是浮标将油位的信息体现在电压上 然后起用 A D 转换实时了解油量 图 2 3 检测系统的结构原理图 2 4 串口通信的方案与分析 串行通信是通过主机向从机发送控制信号 由从机对主机发出的信号进行识 别 根据软件的设定 响应相应的功能 当主机向从机发送 74H 时 从机 CPU 传感器TLC1549CP 89c52 单片机 上位机MAX232 河南科技大学本科毕业设计 论文 7 产生串行中断 进入中断服务子程序进行识别比较 若证实的确实为 74H 则向 主机发送 74H 进行核对 并准备向主机发送数据 发送的数据是采集数据的 ASCII 码值 在发送完数据以后 向主机发送 2FH 表示数据 就不再接受数据 而是接着执行由程序设定的其它的程序 当主机向从机发送数据 79H 时从机 CPU 发生串行中断 并自动显示中断子程序 将接授的数据与软件设定的数据 79H 比较相等后 就准备接受下一个数据 然后将所接受的数据与设定值一一 比较 当与其中某一设定值相一致时 将该值送到缓冲区指定的单元 在赋值后 仍以 2FH 作为结束的发送向主机 通过这个协议实现了单片机和上位机的通信 4 2 5 设计元件清单 芯片 AT89C52 TLC1549CP MAX232 IC 插槽 40PIN 1 个 8PIN 1 个 16PIN 1 个 电阻 8 个 470 电阻 4 个 4 7K 电阻 2 个 1K 电阻 电解电容 1 f 50V 6 个 22 f 50V 1 个 无极性电容 2 个 30P 电容 PNP 三极管 C9015 4 个 晶振 11 0592MHZ 1 个 四位共阳 LED 数码管 SM41056 1 个 电位器 1 个 USB POWER 转接口一个 实验板一片 导线若干 四脚按键四个 按键开关 1 个 河南科技大学本科毕业设计 论文 8 第 3 章 硬件原理图的设计 3 1 主控制模块原理图 图 3 1 所示原理图分为 AT89C52 及与晶振的连接 自动复位电路 提前角传 感器中断输入端 J3 CON2 AT89C52 的 P1 0 P1 0 P1 2 与油位测量模块相连 P0 口 P2 0 P2 5 和 LED 显示模块相连 P3 0 P3 1 和串行通信模块相连 P3 2 P3 3 通过 J3 CON2 和提前角传感器中断系统相连 VCC Error VPP 连接 5V 电源 EA VP 31 XTAL 1 19 XTAL 2 18 RST 9 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 2 IN T0 12 P3 3 IN T1 13 P3 4 T0 14 P3 5 T1 15 P1 0 T2 1 P1 1 T2 EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P0 0 39 P0 1 38 P0 2 37 P0 3 36 P0 4 35 P0 5 34 P0 6 33 P0 7 32 P2 0 21 P2 1 22 P2 2 23 P2 3 24 P2 4 25 P2 5 26 P2 6 27 P2 7 28 PSEN 29 ALE PROG 30 TXD P3 1 11 RXD P3 0 10 VCC 40 GND 20 U1 AT89C52 P3 1 P3 0 P0 0 P0 1 P0 2 P0 3 P0 4 P0 5 P0 6 P0 7 P2 5 P2 4 RST P2 3 P2 2 P2 1 P2 0 C2 30P C1 30P XTAL 11 0592M E6 22uF 50V R0 1K VCC P1 0 P1 1 P1 2 1 2 J3 CON2 VCC 图 3 1 主控制模块原理图 河南科技大学本科毕业设计 论文 9 3 2 串口通信模块原理图 图 3 2 中 TXD 和 RXD 分别与单片机对应的管脚相连 J1 USB Power 定义为 供电和串行通信接口 接 PC 机 USB 口 MCU 的晶振频率为 11 0592MHZ 与 PC 机通信的波特率为 19200b s 每次传送 8 位数据 还有三个起始位和一个停止位 E1 1U VCC E3 1U E2 1U E4 1U E5 1U C 1 VS 2 C 3 C2 4 C2 5 VS 6 T2OUT 7 R2IN 8 R2OU T 9 T2IN 10 T1IN 11 R1OU T 12 R1IN 13 T1OUT 14 GND 15 VCC 16 U3 MAX232 P3 1 P3 0 Dout Din Vcc 1 DIn 2 Dout 3 Gnd 4 J1 USB Power GND Dout VCC Din 图 3 2 串口通信模块原理图 3 3 A D 转换模块原理图 Ref 1 In 2 Ref 3 Gnd 4 I o clk 7 Cs 5 Dout 6 Vcc 8 U2 TL C1549CP 1 2 3 J2 CON3 VCC P1 0 P1 1 P1 2 图 3 3 A D 转换模块原理图 图中所示为带串行控制的 10 位摸数转换器 2 管脚是油位模拟信号的输入 河南科技大学本科毕业设计 论文 10 I o clk Dout Error 与 AT89C52 的 P1 0 P1 1 P1 2 相连 J2 CON3 为模拟油位传感器的 5V 电位器插座 连接如图 3 3 在实际运用中 2 管脚接油位传感器 单片机通过 P1 0 和 P1 2 控制 TLC1549 工作 通过 P1 1 接收采样转换过来的 二进制数据信息 再送相关程序处理得到精确的数值 最后送相关寄存器 送数 码管显示 3 4 按键控制 LED 显示模块原理图 Q3 C9015 Q4 C9015 Q1 C9015 Q2 C9015 S2 SW PB S1 SW PB VCC P2 0 Vcc4 P2 1 Vcc3 P2 2 Vcc2 P2 3 Vcc1 R12 4 7K R11 4 7K R10 4 7K R9 4 7K P2 4 P2 5 R4 470 R8 470 R6 470 R5 470 R7 470 R3 470 R2 470 R1 470 Vcc1 Vcc2 Vcc3 Vcc4 P0 0 P0 1 P0 2 P0 3 P0 4 P0 5 P0 6 P0 7 e 1 b 7 f 10 c 4 g 5 d 2 vcc4 6 vcc3 8 vcc2 9 vcc1 12 a 11 dp 3 U5 SM41056 图 3 4 按键控制 LED 显示模块原理图 SM41056 为四位共阳 LED 数码管 共有 12 个管脚 11 7 4 2 1 10 5 3 分别为段选 a b c d e f g dp 12 9 8 6 分别为片选 VCC1 VCC2 VCC3 VCC4 段选连 8 个 470 电阻接 AT89C52 的 P0 口 4 个片选接 4 个 C9015 PNP 型硅管 的集电极 4 个 9015 的基极连 4 个 4 7K 电阻接 AT89C52 的 P2 0 P2 3 4 个 C9015 的发射极共接 VCC 5V 电源 按键控制 LED 显示 S1 左端接 AT89C52 的 P2 5 S2 左端接 AT89C52 的 P2 4 S1 S2 右端共地 S1 按下给 AT89C52 的 P2 5 一低电平 程序执行显示提 河南科技大学本科毕业设计 论文 11 前角子程序 S2 按下给 AT89C52 的 P2 4 一低电平 程序执行显示液位子程序 河南科技大学本科毕业设计 论文 12 第 4 章 软件流程图 4 1 总体测量流程 以下为整体流程 图 4 1 总体测量系统的流程图 程序段如下 主程序 MAIN SETB EA LCALL DATT 数据处理子程序 LCALL SENDTQJ 提前角送显示区寄存器子程序 LCALL ADYW 油位测量子程序 开中断执行中断服务子程序 数据处理子程序 油位 A D 转换子程序 提前脚送显示区寄存器子程序 油位送显示区寄存器子程序 按键控制 LED 显示子程序 初始化和开中断 河南科技大学本科毕业设计 论文 13 LCALL SENDYW 油位送显示区寄存器子程序 LCALL KEYCONDIS 按键控制 LED 显示子程序 LJMP MAIN 4 2 提前角测量流程 4 2 1 提前角测量中断流程 是是 开始 第一个 N0 到第一个 N1 到 开始记数 同时开Error 中断相响应 执行Error 中断 下一个 N0 到 记录主轴 转动一圈时 T1 的记数 R0 中断服务子程序 记录从 N0 到N1 的记 数 中断服务子程序 中断返回 图 4 2 提前角测量中断流程图 河南科技大学本科毕业设计 论文 14 油泵运行于某一速度 传感器的脉冲信号转换为外中断 N0 N1 信号 来自 传感器的脉冲转换信号外中断 N0 到达 AT89C52 的Error 脚 Error 使定时器 T1 开始工作 T1 工作在记数状态 同时开Error 中断 外中断 N1 信号到达Error 执行Error 中断子程序 存储 T1 记数 R1 下一个外中断 N0 信号到达 存储 T1 记数 R0 R0 即主轴转动一圈的记数 然后用公式 提前角 R1 RO 3600 计算出提前角 其中 3600 为一圈 360 的 10 倍 借以方便显示 主要程序介绍 中断服务子程序 定时中断 1 进行数据的记数自动装入 提前角外部中断输入 INT0 INT1 执行 MINT0 MINT1 分别记录 N0 信号一周期所记数 R0 N1 信号到记数器所记数 R1 MINT0 NOP CLR EX0 JNB WEI0 0 MIN1RET JB WEI0 1 DT MOV TL1 01H MOV TH1 00H SETB TR1 SETB WEI0 1 LJMP MIN1RET DT CLR TR1 MOV TQ31 TL1 MOV TQ41 TH1 MOV TQ11 TQ1L MOV TQ21 TQ1H SETB TR1 LCALL DELAY CLR WEI0 1 MIN1RET CLR IE1 河南科技大学本科毕业设计 论文 15 SETB EX1 CLR EX0 RETI MINT1 NOP MOV TQ1L TL1 MOV TQ1H TH1 CLR EX1 SETB EX0 CLR IE0 RETI TIME0 CPL P3 4 TIMERET RETI TIME1 NOP MOV TL1 01H MOV TH1 00H MOV TQ11 00H MOV TQ21 00H TRET RETI 4 2 2 提前脚送显示区寄存器子程序流程 数据处理子程序完成提前角的计算 即 提前角 R1 R0 3600 计算出提 前角 显示寄存区可定为 LED 显示寄存区和串口通信寄存器的存储区 图 4 3 提前脚送显示区寄存器子程序流程图 主要程序介绍 BIN 转 BCD 码转换子程序 提前角送显示区寄存器子程序 返回主程序 数据处理子程序 河南科技大学本科毕业设计 论文 16 提前角送显示区寄存器子程序 调用 BIN 转 BCD 码转换子程序 生成 LED 段码 提前角数据信息送显示区寄存器 DISBUF3 DISBUF2 DISBUF1 DISBUF0 SENDTQJ NOP MOV R2 TQJL MOV R3 TQJH LCALL B16BCD MOV A R4 ANL A 0FH MOV DISF3 A ORL A 30H MOV DISBUF3 A MOV A R4 ANL A 0F0H SWAP A MOV DISF2 A ORL A 30H MOV DISBUF2 A MOV A R5 ANL A 0FH MOV DISF1 A ORL A 30H MOV DISBUF1 A MOV A R5 ANL A 0F0H SWAP A MOV DISF0 A ORL A 30H 河南科技大学本科毕业设计 论文 17 MOV DISBUF0 A RET 4 3 油位测量流程 程序框图如图 4 4 所示 该主程序是油位测量的各处理子程序所组成的主程 序 程序中各子程序依次执行 当调用油位测量数据采集处理子程序时 将依次 调用 A D 转换子程序 液位数据信息发送程序 A D 转换数据 BCD 码和 ASCII 码转换的子程序 程序框图如图所示 当有中断时 即响应中断 转入中断服务 子程序 执行串行通信程序设定的功能 将数据在界面上显示出来 这样实现了 由模拟到数字的转化 使的测试更直观 更简便 图 4 4 油位测量流程图 主要程序介绍 油位测量子程序 调用调 A D 转换子程序 ADYW NOP CLR C 油位测量子程序 返回主程序 A D 转换子程序 BCD 码转换程序 ASCII 码转换程序 液位数据送显示区寄存器子程序 河南科技大学本科毕业设计 论文 18 MOV YWH 00H MOV YWL 00H CLR A SETB P1 4 NOP NOP CLR P1 4 LCALL WADD SETB P1 4 LCALL DELAY3 MOV YWH ZJH MOV YWL ZJL RET 油位送显示区寄存器子程序 调用 BIN 转 BCD 码转换子程序 油位信息 处理后为 ASCII 码 送显示区寄存器 DISBUF7 DISBUF6 DISBUF5 DISBUF4 SENDYW NOP MOV R2 YWL MOV R3 YWH LCALL B16BCD MOV A R4 ANL A 0FH MOV DISF7 A ORL A 30H MOV DISBUF7 A MOV A R4 ANL A 0F0H SWAP A 河南科技大学本科毕业设计 论文 19 MOV DISF6 A ORL A 30H MOV DISBUF6 A MOV A R5 ANL A 0FH MOV DISF5 A ORL A 30H MOV DISBUF5 A MOV A R5 ANL A 0F0H SWAP A MOV DISF4 A ORL A 30H MOV DISBUF4 A RET 4 4 键盘按键控制 LED 显示子程序流程 如图 4 5 按键控制 LED 显示 S1 左端接 AT89C52 的 P2 5 S2 左端接 AT89C52 的 P2 4 S1 S2 右端共地 S1 按下给 AT89C52 的 P2 5 一低电平 程 序执行显示提前角子程序 S2 按下给 AT89C52 的 P2 4 一低电平 程序执行显示 液位子程序 主要程序介绍 按键控制 LED 显示子程序 KEYCONDIS JB P2 4 A1 LCALL AD3 防按键抖动 A3 JNB P2 5 A2 LCALL ADYW LCALL SENDYW LCALL DISPLAY 河南科技大学本科毕业设计 论文 20 LJMP A3 A1 LCALL DISPLAY2 A2 NOP KEYRET RET DISPLAY MOV R0 35 DIS NOP NOP MOV A DISF4 MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR MOV P0 A CLR P2 3 LCALL YANS3 SETB P2 3 NOP NOP NOP MOV A DISF5 MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR MOV P0 A CLR P2 2 LCALL YANS3 SETB P2 2 NOP NOP 河南科技大学本科毕业设计 论文 21 MOV P2 0FFH MOV P0 A NOP MOV A DISF6 MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR MOV P0 A CLR P2 1 LCALL YANS3 SETB P2 1 NOP MOV A DISF7 MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR MOV P0 A NOP NOP CLR P2 0 LCALL YANS3 SETB P2 0 NOP DJNZ R0 DIS0 LJMP DIS1 DIS0 LCALL DIS DIS1 NOP RET DISPLAY2 NOP NOP 河南科技大学本科毕业设计 论文 22 MOV A DISF3 MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR MOV P0 A CLR P2 0 LCALL DELAY SETB P2 0 NOP NOP MOV A DISF2 MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR MOV P0 A CLR P2 1 LCALL DELAY SETB P2 1 NOP NOP MOV A DISF1 MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR MOV P0 A CLR P2 2 LCALL DELAY SETB P2 2 NOP NOP MOV A DISF0 MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR 河南科技大学本科毕业设计 论文 23 MOV P0 A CLR P2 3 LCALL DELAY SETB P2 3 NOP RET TAB DB 0C0H 0F9H 0A4H 0B0H 99H 92H 82H 0F8H 80H 90H 图 4 5 键盘扫描子程序 4 5 串行中断服务子程序流程 当单片机检测到 SUBF 的内容为 t 74H 时 便向微机发送八位数据 这 八位数据包括三个开始位 t q j 四位提前脚数据一个停止位 当单片机检测到 SUBF 的内容为 y 79H 时 便向微机发送八位数据 这 八位数据包括两个开始位 y e w 四位液位数据 一个停止位 键 1 按下按下 显示液位显示提前角 初始化显示提前角 键 2 按下按下 返回主程序 是是 河南科技大学本科毕业设计 论文 24 图 4 6 串行口中断服务子程序流程图 主要程序介绍 串行中断服务子程序 SSINT NOP CLR ES PUSH ACC PUSH PSW JNB RI SIN SJMP SIN1 SIN LJMP SINT SIN1 MOV A SBUF CLR RI CJNE A 74H SIN2 SJMP SIN3 串行中断 入栈保护现场 判断接受信息 R 接受 1 位代码T 发送 8 位数据 恢复现场 中断返回 河南科技大学本科毕业设计 论文 25 SIN2 LJMP SINT1 SIN3 NOP NOP SETB P3 6 MOV SBUF 74H JNB TI CLR TI NOP MOV SBUF 71H JNB TI CLR TI NOP MOV SBUF 6AH JNB TI CLR TI NOP MOV SBUF DISBUF0 JNB TI CLR TI NOP NOP MOV SBUF DISBUF1 JNB TI CLR TI NOP MOV SBUF DISBUF2 JNB TI CLR TI NOP MOV SBUF DISBUF3 河南科技大学本科毕业设计 论文 26 JNB TI CLR TI NOP NOP MOV SBUF 2FH JNB TI CLR TI NOP CLR P3 6 LJMP SINT SINT1 NOP CJNE A 79H SINT MOV SBUF 79H JNB TI CLR TI NOP MOV SBUF 77H JNB TI CLR TI NOP MOV SBUF DISBUF4 JNB TI CLR TI NOP NOP MOV SBUF DISBUF5 JNB TI CLR TI NOP NOP 河南科技大学本科毕业设计 论文 27 MOV SBUF DISBUF6 JNB TI CLR TI NOP NOP MOV SBUF DISBUF7 JNB TI CLR TI NOP MOV SBUF 2FH JNB TI CLR TI NOP CLR P3 6 LJMP SINT SINT POP PSW POP ACC CLR P3 6 CLR TI CLR RI SETB ES RETI 注 串行中断初始程序段 MOV IE 00H MOV IP 0FH MOV TMOD 52H MOV TL0 0F0H MOV TH0 0F0H MOV TL1 01H MOV TH1 00H 河南科技大学本科毕业设计 论文 28 MOV 0CDH 0FFH 255 MOV 0CCH 0EEH 238 MOV 0CBH 0FFH 255 MOV 0CAH 0EEH 238 MOV SCON 50H 01010000 串行控制寄存器 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 T1 R1 REN 1 接收 REN 0 发送 SM0 SM1 串行模式 MOV 0C8H 34H 52 MOV WW1 10H MOV WW2 0EH 河南科技大学本科毕业设计 论文 29 第 5 章 各模块功能简介 5 1 AT89C52 的功能简介 5 1 1 主要性能参数 1 与 MCS 51 产品指令和引脚完全兼容 2 字节可擦写 flash 闪速存储器 3 1000 次擦写周期 4 全静态操作 OHz 24MHz 5 三级加密程序存储器 6 256 8 字节内部 RAM 7 32 个可编程 I 0 口线 8 3 个 16 位定时 计数器 9 8 个中断源 10 可编程串行 UART 通道 11 低功耗空闲和掉电模式 图 5 1 AT89C52 芯片图 5 1 2 功能特性概述 AT89C52 提供以下标准功能 8k 字节 Flash 闪速存储器 256 字节内部 RAM 32 个 I O 口线 3 个 16 位定时 计数器 一个 6 向量两级中断结构 一个全 河南科技大学本科毕业设计 论文 30 双工串行通信口 片内振荡器及时钟电路 同时 AT89C52 可降至 OHz 的静态 逻辑操作 并支持两种软件可选的节电工作模式 空闲方式停止 CPU 的工作 但允许 RAM 定时 计数器 串行通信口及中断系统继续工作 掉电方式保存 RAM 的内容 但振荡器停止 工作并禁止 其它所有部件工作直到下一个硬件复位 5 如图 5 2 P PO OR RT T 0 0 D DR RI IV VE ER RS SP PO OR RT T 2 2 D DR RI IV VE ER RS S RAM ADDR REGISTER RAM PORT 0 LATCH PORT 2 LATCH FLASH ACC STACK POINTER TMP1 B REGISTER TMP2 PROGRAM ADDRESS REGISTER BUFFER PC INCREMENTER DPTR PROGRAM COUNTER PSW INTERRUPT SERIAL PORT AND TIMER BLOCKS PORT 1 LATCH PORT 3 LATCH OSC PORT 1 DRIVERSPORT 3 DRIVERS ALU TIMING AND CONTROL INSTUCTION REGISTER PSEN ALE EA RST P0 0 P0 7P2 0 P2 7 P1 0 P1 7 P3 0 P3 7 VCC GND 图 5 2 AT89C52 方框图 5 1 3 引脚说明 Vcc 电源电压 GND 地 P0 口 P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I 0 口 也即地址 数据总线复用口 河南科技大学本科毕业设计 论文 31 作为输出口用时 每位能吸收电流的力式驱动 8 个 TTE 逻辑门电路 对端口 P0 写 1 时 可作为高阻抗输入端用 在访问外部数据存储器或程序存储器时 这组口线分时转换地址 低 8 位 和 数据总线复用 在访问期间激活内部上拉电阻 在 Flash 编程时 P0 口接收指令字节 而在程序校验时 输出指令字节 校 验时 要求外接上拉电阻 Pl 口 P1 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 1 O 口 P1 的输出缓冲级可驱 动 吸收或输出电流 4 个 TTE 逻辑门电路 对端口写 1 通过内部的上拉电阻把 端口拉到高电平 此时可作输入口 作输入口使用时 因为内部存在上拉电阻 某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流 IIL 与 AT89C51 不同之处是 P1 0 和 P1 1 还可分别作为定时 计数器 2 的外部计 数输入 P1 0 T2 和输入 P1 1 T2EX 参见表 5 1 表 5 1 P1 0 和 P1 1 的第二功能 引脚号功能特性 P1 0T2 定时 计数器 2 外部数脉冲输入 时钟输出 P1 1T2EX 定时 记数 2 捕获 重装载触发和方向控制 Flash 编程和程序校验期间 P1 接收低 8 位地址 P2 口 P2 是一个带有内部上拉电阳的 8 位双向 I O 接口 P2 的输出缓冲级 可驱动 吸收或输出电流 4 个 TTL 逻辑门电路 对端口 P2 写 1 通过内部的上 拉电时把端口拉到高电平 此时可作输入口 作输入口使用时 因为内部存在上 拉电阻 某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流 IIL 在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器 例如执行 MOVX DPTR 指令 时 P2 口送出高 8 位地址数据 在访问 8 位地址的外部数据存储器 如执行 MOVX RI 指令 时 P2 口输出 P2 锁存器的内容 Flash 编程或校验时 P2 亦接收高位地址和一些控制信号 P3 口 P3 口是一组带有内部上拉电阳的 8 位双向 I O 口 P3 口输出缓冲级 可驱动 吸收或输出电流 4 个 TTL 逻辑门电路 对 P3 口写 1 时 它们被内部 上拉电阻拉高并可作为输入端口 此时 被外部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出 电流 IIL P3 口除了作为一般的 I O 口线外 更重要的用途是它的第二功能 如下表 河南科技大学本科毕业设计 论文 32 表 5 2 P3 口第二功能 端口引脚第二功能 P3 0RXD 串行输入口 P3 1TXD 串行输出口 P3 2INTO 外中断 0 P3 3INT1 外中断 1 P3 4T0 定时 计数器 0 P3 5T1 定时 计数器 1 P3 6WR 外部数据存储器写选通 P3 7RD 外部数据存储器写选通 此外 P3 口还接收一些用于 Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号 5 1 4 波特率发生器 当下 T2CON 表 5 3 中的 TCIK 和 RCLK 置位时 定时 计数器 2 作为波特率 发生器使用 如果定时 计数器 2 作为发送器或接收器 其发送和接收的波特率可 以是不同的 定时器 1 用于其它功能 若 RCIK 和下 TCLK 置位 则定时器 2 工作 于波特率发生器方式 表 5 3 定时器 T2MOD 控制器 T2MOD 地址 0C9H 复位值 XXXX XX00B 不可寻址位 T2OEDCEN BIT76543210 符 号功 能 未定义保留将来使用 T2OE定时器 2 输出允许控制位 DCEN置位该位 允许定时器 2 向上和向下记数 波特率发生器的方式与自动重装载方式相仿 在此方式下 TH2 翻转使定时 器 2 的寄存器用 RCAP2 日和 RCAP2L 中的 16 位数值重新装载 该数值山软件设 置 在方式 1 和方式 3 波特率由定时器 2 的溢出速率根据下式确定 方式 1 和 3 的波特率 定时器的溢出率 16 河南科技大学本科毕业设计 论文 33 定时器既能工作于定时方式也能工作于计数方式 在大多数的应用中 是工 作在定时方式 C Error 0 定时器 2 作为波特率发生器时 作为定时器的操作是 不同的 通常作为定时器时 在每个机器周期 1 12 振荡频率 奇存器的值加 1 而 作为波特率发生器使用时 在每个状态时间 1 2 振荡频率 奇存器的值加 1 波特 率的计算公式如下 方式 1 和 3 的波特率 振荡频率 32 65536 RCAP2H RCAP2L 式中 RCAP2H RCAP2L 是 RCAP2H 和 RCAP2L 中的 16 位无符号数 定时器 2 作为波特率发生器使用的电路如图 7 所示 T2CON 中的 RCLK 或 TCLK 1 时 波特率工作方式才有效 在波特率发生器工作方式中 TH2 翻转不能 使 TF2 置位 故而不产生中断 但若 EXEN2 置位 且 T2EX 端产生门 1 至 0 的 负跳变 则会使 EXEN2 置位 此时并不能将 RCAP2H RCAP2L 的内容重新装入 TH2 和 TL2 中 所以 当定时器 2 作为波特率发生器使用时 T2EX 可作为附加 的外部中断源来使用 需要注意的是 当定时器 2 工作于波特率器时 作为定时 器运行 TR2 1 时 并不能访问 TH2 和 TL2 因为此时每个状态时间定时器都会 加 1 对其读写将得到一个不确定的数值 然而 对 RCAP2 则可读而不可写 因为写入操作将是重新装载 写入操作 可能令写和 或重装载出错 在访问定时器 2 或 RCAP2 寄存器之前 应将定时器 关闭 清除 TR2 5 2 串行通信芯片 MAX232 电平转换简介 Max232 产品是由德州仪器公司 TI 推出的一款兼容 RS232 标准的芯片 该器件包含 2 驱动器 2 接收器和一个电压发生器电路提供 TIA EIA 232 F 电平 该器件符合 TIA EIA 232 F 标准 每一个接收器将 TIA EIA 232 F 电平转换 成 5 V TTL CMOS 电平 每一个发送器将 TTL CMOS 电平转换成 TIA EIA 232 F 电平 6 Max232 芯片内部有一个电源电压变换器 可以把输入的 5V 电源变换成 RS 232C 输出电平所需的 10 V 电压 所以采用此芯片接口的串行通信系统只要单一 的 5 V 电源就可以 7 河南科技大学本科毕业设计 论文 34 特点总结 7 1 单一 5V 电源工作 2 LinBiCMOSTM 工艺技术 3 内置自升压电平转换电路 4 同时完成发送转换和接收转换的双重功能引脚 如图 5 3 引脚连接如图 3 3 说明如下 1 C1 C1 C2 C C 外接电容端 2 R1IN R2IN 两路 RS 232C 电平信号输入端 可接传输线 3 R1OUT R2OUT 两路转换后的 TTL 电平输出端 可送单片机的 RXD 端 4 T1IN T2IN 两路 TTL 电平输入端 可接单片机的 TXD 端 5 T1OUT T2OUT 两路转换后的 RS 232C 电平信号输出端 可接传输 线 6 V V 分别经电容接电源和地 图 5 3 DW 或 N 封装 应用范围 1 EIA TIA 232 E 2 电池供电系统 3 移动终端 4 调制解调器 5 计算机 河南科技大学本科毕业设计 论文 35 5 3 A D 转换模块芯片 TLC1549CP 简介 5 3 1 TLC1549 概述 TLC1549CP 是 10 位 开关电容 逐次逼近模数转换器 此器件具有一个数 字输入端和一个 3 态输出端 芯片片选择 Error 输入 输出时钟 I O CLOCK 以 及数据输出 DATAOUT 它们提供了与主处理器串行端口的 3 线接口 采样保持功能是自动的 组合在此器件中的转换器具有以下特点 易于比率转 换的差分高阻抗基准输入 定标 scaling 以及模拟电路与逻辑和电源噪声相隔离 开关电容设计可在整个工作温度范围内 自然通风 实现低误差的转换 TLC1549C 的工作温度范围为 0 至 70 特点 1 10 位分辨率 A D 转换器 2 内在自动采样和保持 3 总不可调整误差达到 1LSB Max 4 片内系统时钟 5 引脚与 TLC1549 和 TLV 1549 兼容 CMOS 工艺 6 在工作温度范围内 21 s 转换时间 7 1 个模拟输入通道 8 具有转换结果的三态串行输出 9 体积小巧 只有 8 个引脚 5 3 2 模拟输入采样 模拟输入的采样开始第 3 个 I O CLOCK 的下降沿 连续 7 个 I O CLOCK 周 期 在第 10 个 I O CLOCK 的下降沿采样被保持 5 3 3 工作原理 在芯片选择 Error 无效情况下 I O CLOCK 最初被禁止且 DATA OUT 处于高阻状态 当串行接口把Error 拉至有效时 转换时序开始允许 I O CLOCK 工作并使 DATA OUT 脱离高阻状态 串行接口然后把 I O CLOCK 序列提供给 河南科技大学本科毕业设计 论文 36 I O CLOCK 并从 DATA OUT 接收前次转换结果 I O CLOCK 从主机串行接口 接收长度在 10 和 16 个时钟之间的输入序列 开始 10 个