汽车侧滑测量系统的设计(可编辑优质文档)

1、（可编汽车侧滑测量系统的设计 辑优质文档）（可以直接使用，可编辑 完整版资料，欢迎下载）汽车侧滑测量系统的设计摘要实践证明，汽车的侧滑会造成滚动阻力增加、行驶稳定性变差、轮胎磨损加剧、运 行油耗增多和转向沉重等问题，影响了汽车的使用性和经济性，所以必须对汽车的侧滑 进行定期检测。本文介绍了一种汽车侧滑测量系统的硬件及软件的设计方法，该系统由 输入系统、输出系统和80C51单片机系统构成。测量系统把传感器传来的频率信号转换 成对应的侧滑量，显示在液晶显示器上。如果测量超过上限，自动发出报警声提示。测 量系统通过串行口可把测量的结果发送到上位机。 本文主要完成汽车侧滑测量系统的硬 件设计及软件设计

2、。在硬件方面，详细介绍了位移检测电路，液晶显示电路，报警电路 等等。在软件方面，介绍了主程序的流程图及各部分电路的编程方法。本设计具有结构简单，实用性强，可靠性高，不易损坏等特点，适用于大部分汽车 侧滑的测量，可以满足大部分生产厂家的要求。关键词： 上位机，下位机，单片机，显示器Design of the sideslips measurement system of automobileAbstractThe practice proves that the automobile sideslips can sharply increase the rolling resistance, m

3、ake the driving stability become badly, accelerate the tire abrasion, waste much more and more oil and turn around heavily, affect handling property and economical efficiency of the automobile. So the automobile sideslips must be checked up for a fixed interval. This article introduces hardware and

4、software system of automobile sideslips, principle of automobile sideslips and others principal factors. The sideslips system of automobile is constituted by input system, the output system and 80C51 micro controller unit. The measurement system accepts the signal of this sensor and then converts th

5、e signal to the sideslips value, which is displayed on the liquid-crystal display at last. If the value of sideslips goes beyond, the annunciator can send out warning tone automatically. The system of measurement can also send the measuring result to upper computer by serial port. This article mainl

6、y completes hardware and the software design of measure system of the automobile sideslips. In the hardware aspect, it introduces circuit of detection, circuit of liquid crystal display, warning circuit and so on. In the software aspect, it curtly introduces flow chart of main program and the progra

7、mming method of all ports of circuit.This design has such characters, it is suit for the simple, the high reliability, not easy to damage and so on. Automobiles sideslip system and satisfy the majority of autobile manufacturer the request.Keyword: Upper computer、 Lower computer、Micro controller Unit

8、 、 Display目录摘 要 IIABSTRACT III1 绪 论 11.1 汽车侧滑测量系统的设计前景 11.2 影响汽车侧滑的因素 11.3 国内外关于汽车侧滑测量系统研究的状况及相关成果 21.4 本设计的相关内容 32 系统的硬件设计 42.1 总体框图及简介 42.1.1 系统的总体设计 42.1.2 系统的基本工作过程 52.2 MAX485 芯片简介及其特点 52.2.1 单片机与 MAX485 标准远距离通讯介绍 62.2.2 MAX485 芯片原理图及通信原理 62.3 传感器的组成及其分类 82.3.1 传感器的选择及原理图 92.3.2 光栅位移传感器原理 102.4

9、 8051单片机的简介 112.4.1 程序存储器 2764 112.4.2 数据存储器 2864 122.5 报警电路原理 132.6 LCD 显示器 132.6.1 显示驱动器 15位选电路 153 系统软件的设计 183.1 汇编语言 183.1.1 汇编语言的概述 183.2 主程序框图 193.3 系统软件设计的主要功能模块 203.3.1 报警模块 213.4 部分程序设计 213.5 初始化程序 23结 论 25致 谢 26参考文献 27附录A （英文参考资料）28附录B （中文翻译）33附录C （总体设计原理图） 381.1 汽车侧滑测量系统的设计前景汽车维修检测设备的发展趋势

10、可以说是日新月异。 尤其是汽车侧滑测量系统对汽车 检测是一个很重要的环节，其发展前景也是可想而知，其主要的原因有两个：其一，作 为人类运载主要工具的汽车保有量将随着社会的进步与人们生活水平的提高而大幅度 增加，尤其在我国汽车进入家庭的条件下，需要更多的适合现代汽车技术要求和社会经 济承受能力的汽车维修检测设备；其二，随着汽车数量的增加，国家和社会将会对汽车 维修检测提出更高的要求， 以保证人民生命财产的安全和节约能源消耗和维护人类社会 环境的生态平衡。专家预计， 2021 年我国汽车拥有量将从目前的不足 2000 万辆上升到 5000万辆以上，汽车产量也将从现在的 200万辆提高到 500 万

11、辆以上。全国现有各类维 修企业几十万多家，政府将随着汽车数量的增加，对人民生命财产的负责，将对维修检 测设备提出更高的要求，更高的标准。由此可以看出，汽车侧滑测量系统的发展前景是 极其广阔的，无法限量的。1.2 影响汽车侧滑的因素汽车侧滑有四轮侧滑、前轮侧滑和后轮侧滑三种情况。四轮侧滑较少出现；前轮侧 滑缓解了车辆转向角速度，路面较宽时危险性不大，其离心力因前轮侧滑而减小，所以 一般能自行制止、减缓乃至消失；但后轮侧滑特别是转弯时侧滑危险性极大，因它会加 大转向角速度，导致越滑越烈，如“抱死拖带”，路面越滑，制动时间越长，侧滑也就 越严重，其离心力（惯性翻侧力矩）也因侧滑而加大，当大于车辆重力

12、的稳定力矩时就 会翻车。由多方面可知，一般情况下，影响汽车前轮侧滑量的因素有以下几点：（1）当车轮外倾角一定时，改变前束值就会导致侧向力及侧滑量成正比的变化。 因此当侧滑量超标时，一般情况下调整前束值就能使侧滑量合格。但也有特殊情况，当 汽车前部因碰撞变形时，会导致左右轴距不相等或使前轮定位角发生较大的变化，这时 会出现这样的现象：当汽车侧滑不合格时，驾驶员感觉转向盘还能掌握；当采用调整前 束的方法使侧滑合格以后，反而觉得汽车的转向盘掌握不了，汽车无法正常行驶。遇到 这种情况，应首先测量前束值，看是否在原厂规定的范围内，如超出原厂规定的范围较 多，应将其调回原厂规定的范围内，再检查左右两侧轴距

13、是否一致、前轮定位的其它 3 个参数是否符合要求。侧滑不合格时，不能一味地用改变前束的办法来调整。(2) 汽车轮毂轴承间隙过大，左右松紧度不一致；转向节主销与衬套磨损，或转 向节臂松动；左右轮胎气压不等，花纹不一致；轮胎磨损甚至严重偏磨；直拉杆球头松 旷，左右悬架性能不稳等，前后轴不平行等都会影响侧滑量。在检验侧滑量以前，应首 先消除这些因素。当检验车辆的侧滑不合格时，应注意在这些方面查找原因。(3) 汽车通过侧滑板时的速度，规定为3km/h4km/h，般人快步行走的速度 可达到6km/ h 0 3km/ h4km/ h的速度相当于一般人中速行走的速度。 在检验侧滑时， 有的操作人员不自觉地将

14、车速开快了， 由于冲击的作用， 滑板产生的侧滑量会显著增加。( 4)轮胎气压不符合规定，轮胎上有水、油或花纹中嵌有小石子等都会影响轮胎 与滑板之间的作用力，也就影响侧滑量01.3 国内外关于汽车侧滑测量系统研究的状况及相关成果随着现代电子技术，特别是大规模集成电路和微处理机技术、自动控制技术和高精 度传感器技术的发展，微机控制的调节装置在汽车上的应用已经越来越广泛0汽车电脑 化已成为发展的主流0随着汽车各系统的改变，相应的出现了汽车检测诊断、控制自动 化、数据采集处理自动化、检测结果直接打印等功能的现代综合性能检测技术与设备0国外对前轮定位检测、诊断技术的研究较早， 50年代就研制出了相应的检

15、测诊断设 备，如美国、原西德、荷兰、日本、丹麦等，发展至今其电脑化程度已经达到相当高的 水平0就汽车的侧滑检测而言，国外 90年代最先进的产品有日本弥荣工业株式会社生产 的SST系列侧滑台、万岁株式会社 WG系列侧滑台、西德实力公司的侧滑台、百斯巴特 系列侧滑台等产品0我国在这方面的研究起步较晚， 从60年代开始引进这类设备到自行研制开发经历了 20多年的时间，而至今能普及使用的、精度较高的同类国产设备不是很多0与发达国家 相比，仍处于落后状态0目前，国内检测车轮侧滑的设备一般为单板式或双板式的侧滑 试验台，我国生产的较先进的同类产品有交通部成都汽车保修机械厂生产的CH-10系列侧滑台和肇庆车

16、辆检测设备厂生产的 CH-10000系列侧滑台等。检验设备的种类很多，但是大同小异0归纳起来可以将其分为两类，一类是静态检 测设备，另一类是动态检测设备。静态检测设备有拉线式车轮定位仪、红外光束CCD传 感器式车轮定位仪和电脑激光式车轮检测仪等。 拉线式车轮定位仪， 在检测车轮定位时，需要检查的角度较小，读数又不够方便，目前基本己被淘汰，而改用红外光束CCD传感器式车轮定位仪。红外光束CCD传感器式定位仪的读数很方便，目前在国内应用比较普 遍。近年来，有一种用激光测量、电脑处理的电子检测仪进入了市场。它在电脑中事先 输入了各种车型的车轮定位参数。检测时，可输入汽车品牌及型号，它的检测系统就可

17、将车轮定位的数据与被测车辆的车轮定位参数直接显示在电脑屏幕上， 并计算发生偏移 的数值。在调整时，可一边调整，一边观察参数对比情况，使用非常精确和方便，现已 成为汽车维修行业进行车轮定位的主流设备。 动态检测仪的种类有滚筒式侧滑试验台和 滑板式侧滑试验台。滚筒式侧滑试验台有单滚筒、双滚筒和三滚筒之分。是利用滚筒代 替移动路面，被测车轮在滚筒上滚动。当车轮存在侧滑力时，将对滚筒产生轴向推力， 根据该推力的大小及方向，诊断出车轮定位的状况。滑板式侧滑试验台分为单板式和双 板式两种，是较为常见和常用的一种车轮定位检测设备。它按汽车左、右车轮分别设置 两块滑板，滑板通过滚动体可以在下板上横向移动，但不

18、能纵向移动。检测时，汽车缓 慢的直线驶过滑板，如汽车转向轮的车轮外倾角与前轮前束配合得当，车轮的轨迹在汽 车行驶时为一条直线。但如果配合不适当，车轮滚动时必然向某一侧偏斜。由于左、右 车轮都是安装在车轮上或是在悬挂上而受到限制和约束， 车轮将会在地面上产生横向滑 移，车轮将带动上滑板一起在下滑板上移动。移动量将会在仪表上显示出来，以供检测 人员进行分析。该移动量即为我们所说的侧滑量，目前我国绝大多数汽车安全性能检测 站都配有滑板式侧滑试验台。1.4 本设计的相关内容本设计主要完成的是对汽车侧滑量的测量。 汽车静止在一定角度的斜坡上开始自动 下滑，当滑行一段时间到一定距离时汽车停止， 汽车会在横

19、向方向上有一定的侧滑距离， 当这个距离大于标准的距离时，说明汽车是不符合要求的，反之，汽车是合格的。测量汽车侧滑系统由输入电路、 输出电路和 80C51 单片机系统构成。 侧滑系统把传 感器传来的位移信号经光耦合器隔离及三级管后，输入到 CD4013 为核心的同步单元电 路中与单片机相连，通过单片机输出后，数据显示在 LCD 上，如果显示时侧滑量超限， 报警电路将自动发出报警提示，测量系统通过串行口把测量的结果发送到上位机。2系统的硬件设计2 .1总体框图及简介系统的总体设计图2.1设计总体框图根据汽车侧滑的过程及参数，设计了这一套汽车侧滑测量系统，系统在硬件方面主要由串口通信电路、传感器输入

20、电路、报警电路、LCD液晶显示输出电路和80C51单片机系统构成。各部分电路的简要说明：1、串口通信电路：利用芯片MAX485实现上位机与下位机之间的通讯。2、传感器输入电路：将频率信号转换成电脉冲送入单片机。3、报警电路：当液晶显示超出范围时给出一定的提示。4、LCD液晶显示电路：把数据显示出来，看的更方便，更直观。5、单片机:这一部分是系统的核心，配合相应的软件可完成现场标定、实际测量、显示驱动、向上位机传送测量结果等功能2.1.2 系统的基本工作过程 侧滑系统由光栅位移传感器构成输入电路，由传感器送来的频率信号，经光耦合器 隔离及三级管放大后，输入到以 CD4013 为核心的同步单元电路

21、。 CD4013 的复位端 R 由 80C51 的 P1.5 控制，只有当 P1.5 为低电平，并且在输入信号的上升沿到来时， 74HC08 才允许第2脚的信号输出到第3脚，把传感器的信号送给80C51的TO端，同时80C51 的 INT1 引脚也得到低电平，开启 80C51 的 T1 ，当 T0 计数到预设数字时，发出中断， 由P1.5输出高电平，关闭传感器的输入信号，停止T1计时，T1的记时值就是相应的脉 冲宽度时间。单片机把输入的数据经过处理，将光栅传感器输入的频率信号转换成为对 应的侧滑量，最后由液晶显示器直观的显示出数据，如果侧滑量超限，报警电路会自动 发出报警提示，并且还可以通过

22、MAX485 串口通讯电路把测量的结果发送到上位机上， 用软件编程来完成计算机控制整个系统的功能。2.2 MAX485 芯片简介及其特点RS-232 是广泛应用的串口通信标准 ,但因其推出较早，在现代网络通信中已暴露出 数据传输速度慢、传输距离短、接口处各信号间容易产生干扰等明显的缺点。 鉴于 RS-232 的这些缺点，EIA于1977年制定了新标准 RS-499, RS-423/422 （全双工）是RS-499的 子集，RS-485 （半双工）则是RS-422的变型。RS-485是一种多发送器的电路标准，它 扩展了 RS-422 的性能， 允许双绞线上一个发送器驱动 32 个负载设备， 负载

23、设备可以是 被动发送器、接收器或收发器， RS-485 最大传输距离为 1200m ，最大传送速率可达 10mb/s。因此，RS-485在远程通信和多机总线系统中具有很大的吸引力。MAXIM 公司生产的MAX48X/49X系列收发器芯片，适合于RS-422/RS-485通信标准在实际设计 中得到了广泛应用。本设计采用 MAX485 收发器芯片完成 RS-485 标准接口通信。 MAX485 芯片主要有以下特点：单+5V电源供电；低功耗；工作电流120 A500 A ;驱动过载保护；通信传输线上可挂32个收发器组成半双工通信电路; 共模输入电压范围：-7V+12V。单片机与MAX485标准远距离

24、通讯介绍图2.2单片机与MAX485标准远距离通讯原理框图单片机与MAX485标准远距离通信工作原理为：单片机将收集到的数据以TTL电平的数据信号送入到 MAX485 (I)中，而MAX485 (I)将TTL电平的数据转换成 差模信号送出。经 MAX485传输线送到MAX485 (U)中，MAX485 (U)将差模信号 转换成电平信号输出。并通过电平转换到微机的串行口COM中，在微机显示器中显示出数据来。同理，微机发出指令并通过串行口COM输出一串电平信号指令，经电平转换后到MAX485 (U)中。MAX485 (U)将输入的电平信号转换成差模信号输出并通 过MAX485传输线送到MAX485

25、 (I)中，经MAX485 (I)将差模信号转换成 TTL 电平的数据信号送到单片机中，由单片机去完成各种控制指令，这样就完成了单片机与 微机串口的通信任务。MAX485芯片原理图及通信原理21VCCU6CD40I59120T 3VCCKO B RE A DEGNDDI1TXD/72-厂P1.4CON63,II5P 4图2.3 MAX485芯片原理图由于MAX485通讯是一种半双工通讯，发送和接收共用同一物理信道。在任意时 刻只允许一台单机处于发送状态。因此要求应答的单机必须在侦听到总线上呼叫信号已 经发送完毕，并且没有其它单机发出应答信号的情况下，才能应答。半双工通讯对主机 和从机的发送和接

26、收时序有严格的要求。如果在时序上配合不好，就会发生总线冲突， 使整个系统的通讯瘫痪，无法正常工作。MAX485芯片的发送和接收功能转换是由芯片的 RE，DE端控制的。RE=1, DE=1 时，MAX485处于发送状态；RE=0，DE=O时，MAX485处于接收状态。一般使用单 片机的一根口线连接RE，DE端，在这里选用P1.4。在上电复位时，由于硬件电路稳定 需要一定的时间，并且单片机各端口复位后处于高电平状态，这样就会使总线上各个分 机处于发送状态，加上上电时各电路的不稳定，可能向总线发送信息。因此，如果用一 根口线作发送和接收控制信号，应该将口线反向后接入MAX485的控制端，使上电时MA

27、X485处于接收状态。在全双工通讯过程中，发送和接收信号分别在不同的物理链路上传输，发送端始终 为发送端，接收端始终为接收端，不存在发送、接收控制信号切换问题。在RS- 485半双工通讯中，由于MAX485的发送和接收都由同一器件完成，并且发送和接收使用 同一物理链路，必须对控制信号进行切换。控制信号何时为高电平，何时为低电平，一 般以单片机的TXC（发送完成标记），RXC（接收完成标记）信号作参考。发送时，检测TXC 是否建立起来，当TXC为高电平后关闭发送功能转为接收功能；接收时，检测 RXC是 否建立起来，当RXC为高电平后，接收完毕，又可以转为发送。单片机在串行口发送数据时，只要将8位

28、数据位传送完毕，TXC标志即建立，但此 时应发送的第九位数据位（若发送地址帧时）和停止位尚未发出。如果在关闭发送控制， 势必会造成发送的帧数据不完整。如果单片机多机通讯采用较高的波特率，几条操作指 令的延时就可能超过2位（或1位）数据的发送时间，问题或许不会出现。但是如果采 用较低的波特率，如9600,发送一位数据需104 s左右，单靠几条操作指令的延时远远 不够，问题就明显地暴露出来。接收数据时也同样如此，单片机在接收完8个数据位后就建立起RXC信号，但此时还未接收到第九位数据位（若接收地址帧时）和停止位。 所以，接收端必须延时大于2位数据位的时间（1位数据位时间=1波特率），再作应答， 否

29、则会发生总线冲突。为了保证发送和接收信号的完整和正确，避免总线上信号的碰撞，对总线的使用权 必须进行分配才能避免竞争，连接到总线上的单机，其发送控制信号在时间上要完全隔 离。2.3传感器的组成及其分类1传感器的组成:一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，有时还需要加辅助电源，如图2.4所示：图2.4传感器的组成（1）敏感元件：在完成非电量到电量的转换时，并非所有的非电量都能直接变换为电量，而是将被 测非电量预先变换为另一种易于变换成电量的非电量，然后再变换成电量。（2）转换元件：将采集到的非电量直接转换为电量的器件称为转换器件（3）测量电路:将转换元件输出的电量变成便于显示、记录、控制

30、和处理的有用信号的电路称为测量电路。2、光栅传感器分类:光栅传感器的种类很多，一般常用的分类方法大致有：光栅按其原理和用途可分为物理光栅和计量光栅；光栅按其透射形式可分为透射式光栅和反射式光栅，等等传感器的选择及原理图以微处理器为核心构成的测量系统，在选传感器的时候除了考虑精度和响应速度夕卜，还应考虑传感器输出的信号与处理器接口是否简单容易。一般情况下应避免A/D转换环节，以简化电路结构。因此，应优先选择光栅传感器、磁栅传感器或者谐振式传感 器，根据该系统的使用环境、测量精度和测量范围，也可选择光栅型位移传感器。根据C资料和本设计的需要，选择的是光栅位移传感器。光栅传感器的原理图如图2.5所示

31、：在本设计中位移光栅型传感器选择的是 FAGOR公司生产的SV-2000BA型直线光栅位移传感器，它可以完成将位移信号转化成为电脉冲的操作，其转化的精度为20 m，即每隔20 m输出一个电脉冲，在本设计中采用记录该脉冲的个数的方法求出汽车侧滑的位移。在图2.5中为了防止测量信号对单片机进行干扰，影响单片机工作，所以选择了光电耦合器。当光栅位移传感器输出高电平时，发光二极管发光，则光敏三极管产生光电流，即在VT2的b端得正向电压，使VT2饱和导通，则VT2的集电极是低电平。当光栅位移传感器输出低电平时，发光二极管不发光，光敏三极管截止，则VT2的集电极输出高电平。1图2.5光栅位移传感器输入电路

32、图2光栅位移传感器原理1图2.6光栅位移传感器原理图31图2.6光栅位移传感器原理图传感器电路如图2.6所示，由传感器送来的位移信号，当该脉冲信号为高电平时，经光电耦合器隔离后，输入到以 CD4013为核心的同步单元电路。在未进行测量的 P1.5 输出高电平使D触发器CD4031复位，即Q端输出低电平，Q端输出高电平。在这里 选用光电耦合器是为了防止测量信号对单片机进行干扰，影响单片机工作，当位移传感 器输出高电平时，光电耦合器中的发光二极管发光，此时光敏三极管产生电流，使三极 管VT2饱和导通，三极管集电极为低电平，相反，当位移传感器输出低电平时，光电 耦合器中的发光二极管不发光，此时光敏三

33、极管中没有电流，三极管VT2反相截止。使CD4013的复位端R由80C51的P1.5控制，只有当P1.5为低电平，并且在输入信号 的上升沿到来时，74HC08才允许第2脚的信号输出到第3脚，把传感器的信号送给80C51的TO端，同时80C51的INTO引脚的下降沿发出外部中断，在中断服务程序中 开启80C51的T1,当TO计数到10的时候发出中断，由P1.5输出高电平，关闭传感器 的输入信号，停止T1计时，T1的记时值就是10个脉冲宽度时间。2.4 8051单片机的简介本设计中应用的是美国的In tel公司1980年推出的MCS51系列之一的80C51单 片机，它采用的是In tel公司可靠的

34、CHMOS工艺制造的高性能8位单片机，属于标准 的MCS-51的CHMOS产品，它结合了 HMOS的高速和高密度技术及 CHMOS的低功 耗特征，它继承和扩展了 MCS-48单片机的体系结构和指令系统。80C51内置中央处理 单元、128字节内部数据存储器 RAM、32个双向输入/输出（I/O） 口、2个16位定时/ 计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。此外，80C51 还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU 而RAM定时器、串行口和中断口系统维持其功能。根据上面的考虑和设计中的需求， 选用了 80C51单片机。2程序存储器

35、27643VCCU18051U210K10KP1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P10P11P12P14P16P17P00P01P02P03P04P05P06P0739 D038 D137 D236 D335 D434 D533 D632 D7C730PFX26MHzC530PFCD4069P1.41312151431191891116INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETTXDWRO347813141718)G1)2)3D)&1)6Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7P20P21P22P23P24P25P26P27RDRXDALE/PPS

36、EN21 A822 A923 A1024 A1125 A122627281710302911LEOE7ZLS373CC271A00A19AA37A46A55A6427C64 U3图2.7程序存储器实际电路图单片机8051片内有程序存储器，但通常是不够用的,o D 721 D 82A73A25A24A20A23A12a0a1a2a3a4a5a6a7a89a10卄A12POMVPPD0D1D2D3D4D5D6D712 D1| 13 D2Z14 D3/15 D4716 D5/17 D6/18 D747ZZ/11 D032OE因此必须扩展程序存储器用以存CD40692 D 923 D 034 D 13

37、5 D 2333R W 43放程序，当系统程序运行过程中需要存放的数据较多时，片内的128字节RAM通常是不够用的，也需要扩充一部分数据存储器。8051单片机扩展主要是地址总线（AB）、数据总线（DB）和控制总线（CB）和CPU的连 接。DB :数据总线直接接 P0 口，即D0D7。CB :控制总线在8051单片机中，这类线的数量不多，这类线就其中某一根而言是 单向的，可能是单片机送出的控制信号，也可能是外部送到单片机的控制信号，但就总 体而言，则是双向的，因为控制总线里面是有几根是送出的，有几根是接收的。ALE :地址锁存信号，接74LS373的一端当它高电平时输出低 8位地址，在它的下 降

38、沿地址锁存。PSEN:程序存储器读取信号，PSEN接程序存储器的允许输出端 OE，当PSEN低电平，即OE低电平，被选中单元内的数据通过数据线读入 CPU。程序存储器的片选线CE必须低电平才可工作，本系统内只有一片程序存储器，可直接接地。数据存储器2864U18051P1.1 2P1.2 3P1.34P1.4 5P1.56P1.6 7P1.781514311918911WR 16 门P1.0 1P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETTXDWRP00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P

39、27RDRXD39 D038 D1 37 D2 、36 D3 34 D5、33 D6 32 D7、22A923A1024A1125A1226272821 A81710ALE/PPSEN30U2-D0Q0-D1Q1-D2Q2-D3Q3-D4Q4-D5Q5 D6Q6 D7Q7-LEOE1174LS3731314171834782A0105/A196/A289/A3712/A4615/A5516/A6419/A73/A825/A924r/A1021/A1123/A122rVCCTiWR斗A0D0A1D1A2D2A3D3A4D4A5D5A6D6A7D7A8A9A10A11A12RDVPPWRCEU4

40、28C6411 D0/12 D1/13 D215 D3/16 D4丿17 D5j18 D6/19 D72230图2.8数据存储器实际电路单片机的数据存储器由读写存储器 RAM组成。其最大容量可扩展到64 k，用于存 储实时输入的数据。8051内部有256个单元的内部数据存储器，其中00H7FH为内部 随机存储器RAM ,80HFFH为专用寄存器区。8051内部数据存储器地址由00H至FFH共有256个字节的地址空间，该空间被分为两部分，其中内部数据RAM的地址为00H567FH （即0127）。而用作特殊功能寄存器的地址为 80HFFH。在此256个字节中， 还开辟有一个所谓“位地址”区，该区

41、域内不但可按字节寻址，还可按“位（ bit ） ”寻 址。对于那些需要进行位操作的数据，可以存放到这个区域。从00H到 仆H安排了四组工作寄存器，每组占用8个RAM字节，记为R0R7。D2.5报警电路原理为了避免在发生数据异常时带来不必要的损失，系统中需要加入报警电路。所测的 汽车侧滑测量值超过规定值时，报警电路会发出报警信号，使监控人员能够及时做出调 整，减少或避免不必要的损失。报警电路原理图如图2.7所示，在这里本设计利用单片机的定时计数器产生 1200K 的方波信号，经电容C阻直后，LM386进行功率放大推动扬声器发声，产生报警信号。图2.9报警电路原理图2.6 LCD显示器B1、LCD

42、简介：对于液晶显示，国家规定了每一个汉字和字符的16进制代码，输入与字符库中的代码相比较，找出相应的代码，进而显示出特定的字符和汉字等。液晶显示器（LCD ）具有工作电压低，微功耗、显示信息大和接口方便等优点，现 在已经广泛应用于计算机和数字式仪表等领域，成为测量结果和显示的重要工具。液晶 显示器按功能可分为三类：笔段式液晶显示器、字符点阵式液晶显示器和图形点阵式液 晶显示器。前两种可显示数字、字符和符号等，而图形点阵式还可显示图形等。在本设TitleRevisi onSizeNumber 计中我们只需要显示数字部分，因而采用了字符型液晶芯片。按设计需要，本设计采用了 ICM7211作为显示芯

43、片。ICM7211是MAXIM公司推出的四位七段码LCD液晶显示驱动器。该器件内部含有 输入数据锁存器、BCD码到七段码的译码器、基准时钟信号发生器和位选电路。ICM7211 有两种数据输入结构，多位BCD码接口和微处理器接口，两种结构以器件型号是否带 有后缀“ M ”来区分，不带“ M ”的为BCD接口，带“ M ”的为微处理器接口。ICM7211 通过片内字符字形ROM对BCD码进行译码。它有两种不同的字符字形：十六进制码和 BCD代码，以器件型号是否带后缀“ A”区分，不带“ A”的为十六进制输出，带“ A” 的为BCD代码输出。低功耗的ICM7211型LCD驱动器可用电池供电，可用于便

44、携式智能 仪表等场合。2、LCD液晶显示原理图如图2.10:图2.10 LCD液晶显示原理图261显示驱动器臂 inrifWUUlT” LWIT128 CYCLESA/ft64 CYCLES4-Jh段关闇制CTCLES 段开启|图2.11显示波形图ICM7211显示驱动部分包括一个振荡器、一个七级二进制分频器、一个背极驱动器 和一个28段（字形）驱动器。ICM7211中的RC振荡器有四种工作方式。将36脚悬空可产 生19KHZ方波信号；如果希望用较低的频率来驱动大显示器，可在36脚与1脚或35脚之间接一个电容（22pF等），外接电容越大，频率越小；其实也可以在 36脚接一个外部 时钟源来激励振

45、荡器，此时外接时钟源的频率应为背极频率的128倍。当V+为5V时要求外部时钟源在1.5V与5V之间振荡，低于1V的时间不能超过1 S ；如果将36脚接地， 而背极输出驱动器处于关闭状态，那么 BP输入/输出脚将作输入用，此时可用另一片 ICM7211的背极输出来驱动，这种情况一般适用于两片ICM7211级联的情况。将振荡器 产生的19KHZ方波信号用七级二进制分频器分频可产生150Hz的背极信号，实际上，背 极驱动器只是一个简单的反相器，反相器的输入是最后一级分频器的输出。背极输出信 号是0V+之间占空比为50%的方波，因背极输出电阻较小（典型值200），所以背极驱动器能驱动电容性大的显示器。

46、段驱动器是一个 CMOS反相器，反相器输出电阻约 2K ，当相应段被置于关闭位置时，段驱动器的输出与背极信号相同，否则，段驱动 器的输出与背极信号相反。由于背极驱动器的上升时间与下降时间相同，所以，加在LCD上的直流分量的平均值小于25mA，这可延长LCD的使用寿命。位选电路ICM7211可驱动四位LCD，其数据输入端只有四位（B3-B0），将数据送到哪一位 的4-7译码器，七段驱动器，是由位选电路控制的。该电路由二位输入锁存器、2-4译码器组成。输入的两位二进制数据（DS2、DS1 ）与选通显示位关系为：当DS2=DS仁0,DS2=0、DS1=1，DS2=1、DS1=0 和 DS2=DS1=

47、1 时，选通显示位分别为 D1、D2、D3 和 D4。设 50H53H 为显示缓冲器Display : MOV A , 50HAND A , #0F0HCLR ACC.4CLR ACC.5MOV DPTR , #8000H;读显示 RAM; 选择第一段 LCD;置地MOV A , 51HADD A , #0F0HSET ACC.4CLR ACC.5MOV DPTR , #8000HMOVX DPTR , AMOV A , 52HAND A , #0F0HCLR ACC.4SET ACC.5MOV DPTR , #8000HMOVX DPTR , AMOV A , 53HAND A , #0F0

48、HSET ACC.4;读显示 RAM; 选择第二段 LCD;置地;读显示 RAM; 选择第三段 LCD;置地;读显示 RAM ;选择第四段 LCDMOV DPTR , ASET ACC.5RET3 系统软件的设计3.1 汇编语言3.1.1 汇编语言的概述本设计的主要特色是能对汽车的侧滑量进行自动检测， 而实现该功能的核心就是利 用软件编程来控制单片机，本设计编程采用的语言是汇编语言。汇编语言应用的范围比 较广泛，是一种用助记符表示的面向机器的计算机语言。汇编语言也称符号语言。它由 于是采用了助记符号来编写程序，比用机器语言的二进制代码编程要方便些，在一定程 度上简化了编程过程。汇编语言的特点是

49、用符号代替了机器指令代码， 而且助记符指令和机器指令一一对 应，所以用汇编语言编写的程序效率高，占用存储空间小，运行速度快，因此汇编语言 能编写出最优化的程序。使用汇编语言编程比使用高级语言困难。因为汇编语言是面向 计算机的，汇编语言的程序设计人员必须对计算机硬件有相当深入的了解。汇编语言能 直接访问存储器及接口电路，也能处理中断，因此汇编语言程序能直接管理和控制硬件 设备。汇编语言缺乏通用性，程序不易移植，各种计算机都有自己的汇编语言，不同计 算机的汇编语言之间不能通用。本系统的软件部分主要有几个工作程序： 第一是光栅位移传感器把频率信号转换成 电信号，通过芯片 CD4013 送至单片机 8

50、051；第二是由光栅位移传感器输入的信号经单 片机、程序存储器、数据存储器把数据显示在液晶显示器上；第三是芯片 MAX485 串 口通信实现了计算机与单片机之间的通信；第四是当液晶显示电路显示超限时，报警电 路会发出报警提示。该系统的主要优点是能在线标定。在机器结构完成组装好以后，模拟汽车驶过实验 台的情况，将滑板移动所产生的对应频率变化记录在内存单元中。整个实验台的受力， 传感器的实际位移， 在实际测量中与标定过程的情况完全一样。 这样可以避免附加误差， 提高系统的精度 。3.2主程序框图初始化N开始测量Y标定P1.5 1传感器在中间YNYasc n码送到发送寄存器YY向上位机 传送数据按键

51、3有效?按键1有效?按键1有效?得到的5次TO定时值写入2864对应的单元中显示00显示00侧滑量转化为ASC n码显示到5?显示8.8，电笛响显示加1，保存T0定时值NN .N *NN把T0的值查表转 换成对应侧滑量1转换成显示代码调显示子程序N图 3.1 主程序框图3.3 系统软件设计的主要功能模块单片机汽车侧滑测量系统主机的软件部分主要包括初始化模块，数据处理模块，LCD 显示驱动模块，报警模块等等。模块具体说明如下：（1）、初始化模块： 包括内部 RAM 单元，串行通讯口工作方式的选择， 中断系统等， 这些是系统正常工作的必要前提条件。（2）、数据处理模块： 本系统中的数据处理程序是把

52、检测到汽车侧滑的数据进行转换 使其在 LCD 上显示出来；（3）、LCD 显示驱动模块：用芯片 MAX7211 驱动一个 LCD 液晶显示器，把处理的 侧滑量信息显示出来，完成人机对话后的显示工作 。（4）、报警程序模块：系统检测到测量结果超出了 LCD 液晶显示的范围，系统能自 动启动报警系统，向工作人员发出报警信息。报警模块图3.2报警电路流程图采集的数据经过处理后，判断汽车侧滑的侧滑量是否超出LCD显示的范围，如果汽车的侧滑量不超出显示的范围，把数据在LCD显示器上显示出来，并送回主机，保存数据，主机继续发送检测命令；如果采集的数据经过处理后，出现汽车的侧滑量超出 LCD显示的范围时，从

53、机送回一个错误报告，并把数据记录下来传给主机，同时启动报 警装置，发出报警信号提示操作员。当主机收到报警信号后，当即进行处理，然后重新 发巡回检测命令，然后继续进行汽车侧滑量检测任务。报警程序的流程图如图3.2。3.4部分程序设计本设计的计数是通过检测单片机 TO 口进来的电脉冲的高电平个数来计数的，因为 由前面的判别可知，当汽车开始移动，系统开始工作时，光栅位移传感器就会产生光电 信号，当电脉冲的一个高电平送入 TO 口时，计数器加1,直到得到的数值与要求的数 值一致时，单片机发生中断。计数流程图如图3.3测量汽车侧滑的主要程序如下：与定时计数器有关的主要程序及清单 最大允许偏移计数值存放在 40H，41H 单元中， 42H 存放报警标志， 00H 为合格标 志， FFH 为不合格标志。CTC：CLR TR0MOV A ，TH0；MOV R2 ，AMOV R0 ，#40H；MOV A ，R0；CLR CSUBB A， R2；JN