基于单片机的汽车油量检测系统设计分解

1、济南大学实训报告 基于汽车燃油油量检测系统的设讣 目 录 1前言1 2系统总体设计2 2.1汽车瞬时燃油油量检测系统3 2.2瞬时油耗检测基本原理3 3系统硬件设计4 3.1AT89S8252单片机简介5 3.2信号采集电路5 3.3键盘控制电路6 3.4液晶显示电路6 4系统软件设计7 结语9 参考文献10 济南大学实训报告 1刖吕 H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 山于受油量传感器的限制，驾驶人员只能定性地了解油箱内剩余的燃油量，毫无精度 可言。本文所介绍的燃油检测系统，使得驾驶员可以根据显示屏上的瞬时油耗数值确 认油耗的实时变化惜况，改变驾驶方法。避

2、免驾驶过程中不当的操作。从而达到降低 油耗的目的，具有较好的推广价值。 济南大学实训报告 2系统总体设计 本系统以AT89S8252AI为控制核心，辅以油量传感器、流量传感器、LCD显示 模块、电源模块、键盘控制以及喷油脉冲信号模块等。 图2.1单片机测量系统 燃料消耗率（简称耗油率）的测定釆用喷油器的喷油时间计算法，结合流量计法 进行测量。本测量系统山电源模块向单片机供电。传感器采集到的信号经过信号处理 后，油量信号和岀、回油流量信号通过A/D转换器接入AT89S8252单片机，经过CPU 的运算，一般到各项参数的实际值，通过LCD模块显示出来，并定时地存人E2PROM 中；系统中的键盘可以

3、控制选择瞬时油耗显示和平均百公里油耗。 2. 1汽车瞬时燃油油量检测系统 汽车瞬时燃油检测系统如图2.2所示。检测系统的单片机以汽车专用芯片 AT89S8252AI为核心，瞬时燃油喷射的检测以发动机电控单元产生的脉冲通过喷油器 驱动电路控制喷油器进行喷油，通过信号处理电路来讣算脉冲信号的周期或宽度，从 而计算瞬时燃油量，并且通过平均值的办法提高精确度。另外，通过体积法来提高瞬 时燃油检测系统的计量精确度。对进油量和回油流量进行同步采样，从而达到复核验 证的目的。 济南大学实训报告 图2.2汽车瞬时油量检测系统 2. 2瞬时油耗检测基本原理 燃料消耗率（简称耗油率）的测定通常有容积法、重量法、流

4、量计法和流速计 法等方法，常规的容积法和重量法的测量精度较高。但不能测量瞬时耗油率。只适用 于稳定工况下燃油消耗率的测定。流量计法和流速讣法可以测量瞬时耗油率，但因单 位时间燃油的流量很小，导致测量精度低。本测量系统主要采用喷油器的喷油时间汁 算法，再辅助流量计法进行测量。 济南大学实训报告 3系统硬件设计 3. 1AT89S8252AI单片机简介 该芯片有8KB可下载Hash存储器，这种存储器可以在电路板上快速擦除和写入 程序，从而实现了软件的在线调试功能；内部有一个2KB的E2PROM提高了存储容 量；具有256B的RAM；有32条可编程的端口；具有4V-6V的工作电压范圉；具有 3级程序

5、存储器加密锁定功能；具有9个中断响应的功能；具有SPI接口；具有 Watchdog定时器；具有双数据指针功能；具有从电源下降的中断恢复功能；具有3 个16位定时/计数器。该单片机完全可以满足油耗测量系统的需要15Jo 3. 2信号采集电路 本测量系统主要采用喷油器的喷油时间汁算法，再辅助流量讣法进行测量。电控 燃油喷射系统使用电磁喷油器直接向各缸进气门附近（多点喷射）或者进气总管（单 点喷射）喷油。从电磁喷油阀两端测取驱动电压，经过信号整形电路处理就可以得到 单片机所需要的方波脉冲信号，根据具体喷油器的稳态喷油量和动态流量特性进行计 算，可以得到瞬时喷油量16J。燃油供给系统工作流程图如图3.

6、1。 图3燃油供给系统流程图 喷油信号釆集电路如图3.2所示。 济南大学实训报告 图3.2汽车喷油脉冲信号整型电路 喷油信号电压较高，可达12V以上，且变化较大，为防止干扰，釆用1N4148对 输入进行处理。当输入信号电压大于2V时，LMLLL的7脚升至高电平：当输入信 号小于5V时，LMLLL的7脚为低电平。将喷油器信号转换成为0V-5V的脉冲信号。 模拟脉冲信号如图3.3所示。 图3.3模拟脉冲信号波形 3. 3键盘控制电路 键盘控制电路如图3.4所示。油耗测试系统使用了 P1.0-P1.3作为键盘控制接口。 设置P1.0和P1.3为输出。作为列扫描线；P1.0和P1为输入，作为行扫描线。

7、从而 构成了 2x2的键盘：将P1.0和P1设置为输出低电平，P1.2和P1.3经上拉电阻与电 源相连。同时将P1.2和P1.3信号送入与非门的输入端。将与非门的输出端与外部中 断输入端相连。 济南大学实训报告 U1 xian 苑 balK -TUI roi/*0i enjw? xs心 R9T KJgg FOW WfcAW FOgM PSK P21*f 总訥M P33M1I AuE Pl c*n RtLUM P37.W15 raaiwc Pl IJTTtlC Ai 1 PI 3- pjiiTir 呢MO Piimti Pl 4 P3S0 3 *- pi TH 1=0 x00; TL0=0 x0

8、0; TH0=0 x4c; 单片机跳中断处理，处理后返回主程序，最后用数码管显示数据，1秒钟更新一 次，结束程序。当单片机执行中断程序的时候要重新设置定时计数器的初值，每 次从传感器传来一个脉冲的时候，单片机计数器加“1”。如果每50ms中断一次, 那么当k=20的时候（即定时器每到1秒钟），程序跳出中断返回到主程序，执 行显示程序。该程序的功能是利用单片机将传感器采集到的信号进行处理。将处 理后得到的数据通过P0 口送到LED数码管显示出来。 系统初始化： TMOD=Ox51; 初始化，工作方式控制寄存器TMOD十六进制51转化成二 进制为01010001c T1计数工作方式，工作在方式1；

9、 T0定时工作方式，工作在 方式lo TLl=0 x00; TH 1=0 x00; T1 计数初值为 0。 TL0=0 x00; TH0=0 x4c; 每 50ms=50000us 中断一次。系统初始化： TMOD=0 x51; /初始化，工作方式控制寄存器TMOD十六进制51转化成二 进制为01010001 o T1计数工作方式，工作在方式1； T0定时工作方式，工作在 方式lo TLl=0 x00; TH 1=0 x00; T1 计数初值为 0。 TL0=0 x00; TH0=0 x4c; 每 50ms=50000us 中断一次。 IE=0 x82; 许定时器中断。 TR0=l; 中断控制

10、IE, EA=h CPU开放中断；ET0=h允 定时开始。 中断函数程序如下： void timerO(void) interrupt 1 启动计数/定时器 中断标志位 每Is钟计算一次脉冲宽度js。 TRl=0;TR0=0; TF0=0; TL0=0 x00; TH0=0 x4c; k+; if(k=20) js=TH 1 *256+TL 1:TH 1 =0;TL 1 =0;k=0; ) js=O;TRO=l; ) 济南大学实训报告 实训结语 本系统充分利用了 AT89S8252AI自身的软硬件资源，具有体积小、功能多、精 度高等特点，可以测量汽车瞬时油耗和白公里油耗，操作安全简便，处理信号

11、实时化, 测量数值准确。 在设计过程中，在具体硬件电路设计方面，如控制电路、整型电路，怎样达到要 求，存在着疑惑。在软件设计方面，用单片机的编程也很不熟练。综合软硬件，并不 能很好的结合起来。 本次课程设计有一定难度，但利用网络资源，我还是有些收获。做设计不容易， 需要很好的构思一下整体过程，而在实际设计中，更会有很多问题等着你去解决，需 要很大的信心、决心、毅力。很多设计往往与生活密切联系，具有很强的锻炼能力的 作用。我们应尽力从每次的锻炼中，积累经验，不断完善自己。 济南大学实训报告 参考文献 1 耿徳根等.AVR高速嵌入式单片机原理与应用M.北京航空航天大学出版社，2001 2 陆淸标等

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