《汽车电子》课程设计方案说明书发动机定转速换挡系统模拟设计方案

淮阴工学院设计题目：发动机定转速换挡系统模拟设计学院名称:交通工程学院专业：姓名：学号：指导老师:2013年12月名目TOC\ｏ＂1-３＂\ｈ\z\ｕＨYPERLINK\l＂_Ｔoｃ343856１2７”第1章课题分析与方案论证ﻩPＡGＥREF＿Toc34３８５61２7\h1HＹPＥRLIＮＫ\ｌ”_Tｏc３４385６1２８”1.1课题任务分析ﻩPＡGＥRＥＦ＿Ｔｏc343８56128\h１HYPＥＲLIＮK＼l＂_Toc3438５612９"1。2系统方案设计 PAＧEREF_Toc３43856１29＼ｈ1HYＰERLIＮK\l"_Tｏc3４3856１30"１。３设计方案选择ﻩPAGERＥF_Toｃ3４３85６１30＼ｈ１HYＰERLINＫ\l＂_Ｔoc3４385６１３１”1.４方案比较ﻩPAＧEREＦ_Toｃ343８5６１３1\ｈ2HＹPERＬＩNK\ｌ”_Toｃ３４３85６1３２＂第2章系统硬件电路设计ﻩPAGERＥＦ_Toc34３85６132\h3HＹＰＥRLINK＼l”_Toc343８561３3"2.１系统总体电路图 PAＧＥＲEF＿Tｏc３4385６１33\h3ＨＹPＥRLINK\l＂_Tｏc34３8５６１3４"2。2主要元器件简介ﻩＰAGＥRＥF＿Ｔoc34３856１34\ｈ3HYPERLINＫ\l"＿Ｔoc343８５6１３5＂第３章系统软件设计ﻩＰＡGEREF＿Tｏc343856１３5＼h７HＹＰＥRＬIＮK\ｌ"＿Toc34３856136”3．1主程序流程图 PＡGＥＲEF＿Tｏｃ34３856136\h7HYPERＬINＫ＼l”_Toc３43８５613７＂3。2系统源程序ﻩPAＧERＥF_Toc34３８561３７\h7HYＰEＲLＩＮK\l”_Toc343８56138＂第4章模拟系统仿真结果ﻩPAGERＥＦ_Ｔｏc３43856138\h10ＨYPEＲＬＩＮＫ＼l＂＿Tｏc3４３85６1３9”4．1一档仿真图ﻩPAGEREF＿Toｃ3438５6１３９＼h10HYPERLＩNK\l”_Toｃ3４385614０"４。2二档仿真图ﻩPAGEＲEF＿Toc3438５6140＼h１０ＨYＰＥRLINK\l＂_Toc343856141”4．3三档仿真图ﻩＰAＧEＲＥＦ_Toc３4３85614１＼h11HYPEＲLＩNK课程设计小结ﻩPAGＥＲＥF＿Ｔoｃ343８5614４\h12第1章课题分析与方案论证1。1课题任务分析本次设计为了实现发动机定转速换挡系统的模拟设计，首先要做好设计前对学过单片机一些基本知识的复习工作，并且熟识此次课程设计课题的简略任务，做好充足的筹备工作。清楚本次设计的基本流程,掌握AT89C51和ADC０８08工作原理，依据所要做的课题设计出一套现实可行的方案.通过队里确定的设计方案,依据自己的设计任务,在伟福600０中验证代码可行性!反复修改程序代码直至没有错误，最后进行单片机的仿真，依据仿真的结果得出本次设计的正确性,写出相对应的流程图。最后与其他同学的设计方案进行对比分析，找出自己方案中的优缺点。1。２系统方案设计本文设计一个能掌握发动机定转速换挡的模拟系统,通过单片机推断发动机转速,确定发动机所处的档位。本组成员分工任务为：赵杨(提出方案），高大鹏(绘制仿真图），朱海波（查阅仿真软件各元件名称）,丁杰(编写代码)，赵万雷(在伟福６０00中验证代码可行性)，汪震（后期代码与仿真软件调试），徐慧华（整合文档)。本文设计的方案以一个电位器表示发动机转速,电位器接＋5V电压，则通过转变电位器电压大小可以表征发动机转速信号,以电位器0~5V的电压对应发动机０～4000的转速，通过ＡＤC080８将电压信号转换成一个8位二进制数,以00Ｈ~FFH对应0~５V，并输入AT89C51。0～１000转为一档,对应电位器０~1．２5Ｖ（00H～4１H)1000~２0００转为二档,对应电位器1。25～2。5V（41H～80H)２000～30０0转为三档，对应电位器2。５~3．7５V（８0Ｈ～0Ｃ0H)３000～4000转为四档,对应电位器3.75～4Ｖ（0C０H~ＦＦH）AT8９C５1将输入的8位二进制数进行推断,得出应该在哪一个档位,并点亮相应的LＥD灯.发动机的４个档位分别由4个LＥD灯表示,1号LＥD灯亮则为1档,其它灯也一样。注：ADC08０９的时钟信号由单片机通过定时中断程序实现，由Ｐ3．3口输出。１.3设计方案选择关于ＡDC0８08的时钟信号如何加?方案一:从AＴ89C51的AＬE接口引一根线串联两个D触发器,D触发器再接到AＤC０8０8的ＣLOＣＫ接口。D触发器将其D端和－Q端连接，R端和S端接地，CLＫ端输入,Q端输出，此种接法使D触发器有二分频功能，AＴ89C5１的AＬE端口的频率为晶振频率的1/6，经过两个Ｄ触发器的二分频得到500MＨＺ的频率，这个频率加在ADC0808的CＬOCK端口正好。方案二:ADＣ0８０8的时钟频率由AT8９Ｃ51单片机通过定时中断来实现。每隔1０个机器周期,P３.３端口取反一次,形成稳定的时钟信号。１．4方案比较方案一的优点在于能够实现500ＭHＺ的时钟频率，这个频率是AＤＣ０808的典型频率,格外适合ＡDC０80８,缺点在于Ｄ触发器在市场上较难买到且造成不必要的浪费，产生的时钟信号也不够稳定，甚至无法调试出来;方案二的优点在于实现起来比较简洁,无须额外添加设备,直接把AＴ89Ｃ5１的P3.3端口与ＡDC0８08的CLOCＫ端口相连即可，缺点在于这种方案产生的时钟信号频率比较小,，拖慢了ADC0８0８的工作速度，从而拖慢了整个系统的工作速度。最终，我们选择了方案二。由于方案二的源程序代码较为简洁且慢是毫秒级,甚至微秒级的，相对人的反应速度来说是可以忽视的，可以满意要求。第2章系统硬件电路设计２。1系统总体电路图２．２主要元器件简介发动机的换挡掌握程序通过单片机的实现,AＤC０８0９则将电位器的输入ＩＮ3端口的电压信号模数转化,经P1口输出到单片机，单片机的P2.７～Ｐ2.4接LED灯及保护电阻,LＥD灯表示档位。主要用到的硬件：ＡT８9Ｃ51ADC０8084个ＬＥＤ灯电位器硬件数量AT8９C５1单片机1个通用板1个发光二极管4个30P电容2只10Ｕ／2５V电容1只10ＫΩ的电阻１个270Ｒ的电阻４个导线若干ＡDC0８０81个１2ＭＨZ晶振1个电位器1个ＡT89C５１是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FＰERＯM—ＦａｌsｈＰrｏgramｍableａｎdErａsabｌｅReａdＯnlｙMｅmory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。该器件采纳AＴMＥL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCＳ－5１指令集和输出管脚相兼容。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AＴ89S５1是一种高效微掌握器,为很多嵌入式掌握系统供应了一种灵敏性高且价廉的方案。ＡDC080８是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模／数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关,它可以依据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的一个进行Ａ/Ｄ转换。AＤC080８是AＤC0８09的简化版本,功能基本相同。一般在硬件仿真时采纳AＤC０８0８进行A/D转换,实际使用时采纳AＤＣ080９进行A/D转换。2．3芯片管脚说明ﻫP0口：P0口为一个8位漏级开路双向I／O口，每脚可汲取8ＴTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。Ｐ0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位.在FＩASH编程时，Ｐ０口作为原码输入口，当ＦＩＡSH进行校验时，P0输出原码,此时Ｐ0外部必须被拉高。ﻫＰ1口：P1口是一个内部供应上拉电阻的8位双向I/O口，Ｐ1口缓冲器能接收输出4ＴTL门电流。Ｐ1口管脚写入1后,被内部上拉为高，可用作输入，Ｐ1口被外部下拉为低电平常，将输出电流,这是由于内部上拉的原因。在FＬＡＳH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。ﻫP2口：P2口为一个内部上拉电阻的８位双向I/O口,Ｐ2口缓冲器可接收，输出4个TＴＬ门电流,当Ｐ２口被写“1"时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低,将输出电流.这是由于内部上拉的原因。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P２口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在ＦＬAＳH编程和校验时接收高八位地址信号和掌握信号。ﻫＰ3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/Ｏ口，可接收输出４个TTＬ门电流.当Ｐ3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入.作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILＬ)这是由于上拉的原因。P3口也可作为AＴ８９C５1的一些特殊功能口，如下所示:ﻫ口管脚备选功能ﻫＰ３。0RXD（串行输入口）Ｐ３。1ＴＸD（串行输出口）ﻫP3.2／INＴ0（外部中断０）P３.３/INT1(外部中断1）ﻫP3.4Ｔ０（记时器０外部输入）P３.5Ｔ１（记时器1外部输入)ﻫP3。6/WR（外部数据存储器写选通)P3．７/ＲＤ（外部数据存储器读选通)ﻫP３口同时为闪烁编程和编程校验接收一些掌握信号。ﻫRSＴ：复位输入.当振荡器复位器件时，要保持RSＴ脚两个机器周期的高电平常间。

ＡLE/PROG：当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASＨ编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平常,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的１／6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止AＬE的输出可在SFR8ＥH地址上置０。此时，ALＥ只有在执行ＭＯＶX，ＭOVC指令是ALE才起作用.另外,该引脚被略微拉高.如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效.ﻫPSＥN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次／ＰSＥN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不消灭。ﻫ/ＥＡ/VＰP:当／EＡ保持低电平常，则在此期间外部程序存储器(0000Ｈ－FＦFFH)，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式１时,/EA将内部锁定为ＲESET;当／ＥA端保持高电平常,此间内部程序存储器。在ＦLASH编程期间，此引脚也用于施加１2V编程电源（ＶPＰ)。

ＸTAＬ1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。ﻫXＴAＬ2：来自反向振荡器的输出.第３章系统软件设计3.1主程序流程图3．２系统源程序ADCﻩﻩEＱＵ 35Ｈﻩﻩﻩﻩ；存放转换后的数据STﻩﻩBＩＴﻩP3。2OＥﻩﻩBITﻩP３.０EＯＣ ＢITﻩP３.1CLKＢITP3。3ORG0０HＳＪMPSTARTORG0BHLJＭPＩNT_T0ORＧ0030HSTART:MOVTMOD，#02HMOＶTH0，＃24５MOＶTL０,#0０ＨMOVＩＥ，＃８2HSETＢTR0ＳＥTBP2。4SETBP2．5SＥTBP2．6SETＢＰ2.7ＷAＩＴ:ＣＬＲSＴ ﻩSETBﻩSTﻩﻩCLＲ STﻩﻩﻩ；启动转换ﻩﻩＪNB EＯC，＄ﻩﻩﻩ;等待转换结束ﻩﻩSETB ＯＥﻩﻩﻩ；允许输出 MOV ＡDC,Ｐ1ﻩﻩ;暂存转换结果ﻩCLR OEﻩ;关闭输出ﻩﻩＭＯVﻩA,ＡＤCﻩﻩ ；将AＤ转换结果CLRＣSUＢＢA,#4１HＪＣＬ１MＯVA,ＡDＣCLRＣＳUBBA，#８０HＪCL2MOVA，ＡDCＣLＲCＳUＢＢA,＃0Ｃ0HJCＬ3ＣＬRP2。4SＥＴBＰ２．5SEＴBP２。6SＥTBP2．7ＳJMPWAＩTL１:CＬRP2．７ＳETＢP2.4ＳEＴＢP２．５SETBＰ2．６SJMPWAITL2：CLRP2。6SETBＰ2.4SETBP２.5ＳETＢP2．7ＳJＭPWＡＩＴ