机油压力检测系统说明书.

1、目录摘要 31引言 41.1问题提出 41.2任务与分析 42方案设计 42.1 系统方案设计论证 42.1.1 系统的控制方案设计 42.1.2 最终方案设计 52.2最终设计方案总体设计框图 53系统硬件设计 63.1 AT89C51 单片机 63.1.1 AT89C51单片机介绍 63.1.2 选用 AT89C51单片机原因 83.2时钟电路 83.3复位电路 94系统软件设计 104.1主程序框图 104.2数码管显示子程序流程图 104.3 报警子程序程序框图 105系统调试过程 115.1原理图和印制板图绘制和检查 115.1.1 在Protel99se 绘制原理图并进行相应的 E

2、RC检查 125.1.2 在 Protel99se 生成PCB 图 125.2 Keil 程序调试 135.3 Proteus 仿真调试 14结论 15致谢 16参考文献 17附录一程序源代码 18微机检测系统课程设计22附录二电路原理图和PCB图23附录三Proteus仿真截图-1 -微机检测系统课程设计摘要汽车发动机机油压力与发动机工作状态密切相关。本文通过以AT89C52单片机为控 制核心，通过压力传感器 MPX4115产生模拟一个信号，经 ADC0804送入单片机进行处 理，再从单片机P2 口将电平信号送入数码管实现动态显示。并在超过安全阈值时由单片 机控制LED灯报警。此次设计给出了

3、系统总体框图、硬件设计、软件仿真。关键词：AT89C52 数码管 ADC0804 机油压力检测-# -1引言1.1问题的提出本次的任务就是设计一个机油压力检测系统来检测汽车机油压力。1.2任务与分析汽车机油压力检测系统是通过数字显示信息让驾驶员了解机油压力的状态。该系统利 用AT89C52单片机作为处理器，通过压电式压力传感器对机油压力进行信号检测，传感器 输出信号经数字滤波及 A/D转换后输入ECU经计算后通过数码管显示机油压力，同时将 信号与设定的信号范围进行比较，当不正常区间时报警电路则输出语音报警信号，并通过 报警线点亮报警指示灯。设计的核心是以AT89C52单片机作为硬件电路的核心。

4、先应在 protell99se 中绘制出 原理图并作相应的ERC佥查，检查无错误后，在相应地方用文本标出注释；其次根据设计 思路确定出相应的程序设计方案，并选择最佳的方案，并在Keil软件里面进行程序的编写和调试；最后在程序调试无误后在Proteus中搭建虚拟的单片机仿真平台，并和Keil实现联调，并在Proteus中仿真验证机油压力检测的结果。-3 -#微机检测系统课程设计2方案设计2.1系统方案设计论证2.1.1系统的控制方案设计方案1:以单片机AT89C52为核心，通过MPX411产生模拟信号，送入ADC0804进行模 数转换，在送入单片机进行处理，电路较为简单。方案2:以单片机AT89

5、C5伪核心，通过电源发生器产生模拟信号，经过放大、滤波、 A/D转换电路，送入单片机处理，电路相对于方案1较为复杂，连线时容易出错。2.1.2最终设计方案从各方面考虑后，确定方案：以单片机 AT89C52为核心，MPX4115产生模拟信号，送 入ADC0804S行模数转换，在送入单片机进行处理，再通过单片机 P2 口送入数码管显示。 并在超过安全阈值时通过单片机 P3.0 口控制蜂鸣器与LED灯报警。此方案电路简单易实 现，而且功耗更低，故选此方案。2.2最终设计方案总体设计框图图2.1 系统总体设计框图当时钟电路的晶振产生外部振荡脉冲信号送入AT89C51单片机的XTAL2口时，单片机开始以

6、时钟频率为基准，有条不紊地一拍一拍地工作。单片机AT89C52执行编写在其内部的程序，处理从ADC0804送来的信号，并送到P2 口输出到数码管显示。并在超过安全阈 值时通过单片机P3.0 口控制LED灯报警。-7 -3系统硬件设计3.1 AT89C51 单片机3.1.1 AT89C51单片机介绍AT89C52是一个低电压，高性能 CMOS驻单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的 Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAMI，器件采用ATMEL公司 的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功

7、能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用 场合。T2/P1 0T2EX/?l. 1 F1. 2P1. 3P1.4P1. 5P1. &P1. 7 HSTRXD/P3. CTXD/P3. 1 fHTO/ra. 2 ihtT/f?. 3 T0/F3. 4T1/P3. 3WP3. E MZP3. 7 XT AL 2 XTkLlPDIF &IB1235 旳 38+3T5363534$3321031113012291329142715261B2517241S2319222D21匚匚匚匚匚匚匚匸匚 u 匸匚匚匚LJ匚匚匚 Vccj FO. Q /ABOJ FO.1/AD13 PO, 2/

8、AD23 PO. 3/AD3 3 PO.4/AD4 PO. 5/AD5 P0.6/AD& PO. 7/AD7 EA/1FFF ALE/FED& FESNJ F2.7/A15J P2.6/A14 3 P2. 5/A13D F2. 4；U23 P2.3/111 P2. 2/A10 P2. 1/A5 P2. 0/A9图3.1 AT89C52单片机引脚AT89C52内部结构如图3.2所示：图3.2 AT89C52单片机内部框图AT89C52单片机的引脚功能：VCC供电电压。GND接地。P0 口：方式驱动8个TTL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

9、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。P1 口： P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P1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/T

10、2EX），P2 口 ： P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O 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） o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 R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 口管脚是8

11、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 ）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C52的些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0 RXD （串行输入口）P3.1 TXD （串行输出口）P3.2 /INT0 （外部中断0）P3.3 /INT1 （外部中断1）P3.4 T0 （记时器0外部输入）P3.5 T1 （记时器1外部输入）微机检测系统课程设计P3.6 /WR （外部数据存储器写选通）P3.7 /RD （外部数据存储器读选通）P3 口同

12、时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST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时间。 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。在平时，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 MOV，MOV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

13、禁止，置位无效。/PSEN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信号将不出现。/EA/VPP:当/EA保持低电平时，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 时，此间内部程序存储器。在 FLASHS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。XTAL2来自反向振荡器的输出。振荡器特性：XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。

14、该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但 必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。3.1.2选用AT89C51单片机原因在该课程设计里设计只要满足开环设计就可以了，在设计里面使用的引脚较少，占用的资源也比较少。而且该芯片是以 8051为核心，性能价格比高，且对其内部结构较为熟悉，芯片功能够用而且适用，从而选用 AT89C51单片机作为主控芯片。3.2时钟电路本设计采用内部时钟方式的电路，其电路如图3.3所示。AT89C52单片机内部有一个用于构成振荡器

15、的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1输出端为引脚XTAL2这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成了一个稳定的 自激振荡器。电路中的电容 C1和C2典型值通常选择为30pF左右。晶体的振荡频率的范 围通常是在1.2MHZ- 12MHZ之间。1C230pFa|XI厂WT A TC330pFi图3.3 时钟电路图3.3复位电路复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。本次设计采用自动复位电路其电路如图3.4所示-9 -4系统软件设计4.1主程序框图主程序包括了程序初始化，机油压力值的读取、滤波与转换图4.1主程序流程图-11 -微机检测系统课程设计4.2数

16、码管显示子程序流程图数码管显示子程序应用动态显示来显示机油压力值，每单个数码管显示的间隔时间设置为5ms图4.2数码管显示子程序流程图4.3报警子程序流程图图4.3报警子程序流程图4.4滤波子程序流程图在此采用限幅滤波方法，设定最大差值 Y为1,即将前后两次读取的压力值之差 的绝对值与 丫比较，若大于 丫，则返回前一次读取的压力值，若小于 丫则返回此次读 取的压力值。-13 -微机检测系统课程设计5系统调试过程通过上面的设计，设计已经基本完成。下面主要实现 Protell99se 的原理图、印制板 图的绘制和做相关检测，对 Keil进行相应的检查和调试，并用 Proteus对所设计系统进 行仿

17、真。5.1原理图和印制板图绘制和检查5.1.1在Protel99se绘制原理图并进行相应的 ER*查打开Protel99se，绘制系统的原理图原理图包括能输出时钟电路，驱动电路以及复位电路。绘制完成的原理图如图 5.1:MPX4115R58769194+5+5U3Vin(-)ElsbDBORDB1Vin(+VDB2DB3DB4A-GNDDB5DB6msbDB7Vref/2INTRCLK-RCSRD.CLK-INWRPOT218171615121CS|2RD43WR530pFX1CRYSTALC330pF1345613口CS 15T4+二199RD17 -WR16 fP10/TPOOP11/TP

18、01P12P02P13P03P14P04P15P05P16P06P17P07INT1P20lINTOP21P22T1P23TOP24P25EA/VPP26P27X1X2RESETRXDTXDALE/PWRPSEN393837363534101130022122T32425262728U28052A1A2A3PA B C D E F Gd 12 31-17 -R6C410K+5 +10uF图5.1 原理图的绘制绘制完原理图之后，对原理图进行同一网络命名多个网络名称检测、未连接的电路标 号检测、未连接的电源检测、电路编号重号检测、元件编号重复检测等检测。ERC检测结果如图5.2:C E汽竇料整制技

19、斥课程设计机抽压力栓割票统原理图I原理图.ddb原理图.吐I Duum誠|机極力椒源豪训机釉压力制系蜿PCB日删E城测鏑册匚Error Report Fd匸.Dn油压力检测寒坑一Sch14-Dec-2Oil16/10?10End Report图5.2 ERC电气规则检查5.1.2 在 Protell99se 生成 PCB图在创建完原理图后，对各元器件的引脚进行封装，然后再Protel中新建PCB图并在 原理图中更新PCB更新PCB截图5.3所示:图5.3 加载网络表对于生成的PCB图中各器件进行调整，并布线，最终生成PCB图。结果如图5.4所示:图5.4 生成PCB图5.2 Keil程序调试程

20、序调试结果如图5.5所示：Creating hex file from“ADC0804 表明.hex 文件创建成功。“ADC0804 - 0 Error(s),5 Warning(s)表明文件编译结果没有错误assembl ing STARTUP .叠51.compiling ADU8U4*匚*1 inking.Program Size : data = 14 0 xdata=0 code = 246 creating hez file from AD0804.MAD0804 - 0 Error(s), 0 Warnine(s)-飞 险湘人 Commaid 入 FindmFtes 图5.5 程

21、序调试结果5.3 Proteus 仿真调试在Proteus中建立仿真图。按下开始仿真按钮，开始进行仿真实验，结果如图5.6 ,图5.7、图5.8所示：图5.6 Proteus 仿真图（正常运行）机油压力值在设定的正常范围内，LED灯灭，程序正常运行微机检测系统课程设计图5.7 Proteus 仿真图（压力过高）机油压力值在高于正常值的最大值，LED灯亮，表示报警图5.8 Proteus 仿真图（压力过低）机油压力值在低于正常值的最低值，LED灯亮，表示报警-19 -通过通过MPX411旷生模拟信号，送入ADC0804进行模数转换，在送入单片机进行处 理，再通过单片机P2 口送入液晶显示器，通过单片机 P0.0、P0.1和P0.2控制数码管片 选，达到数码管显示效果。并在超过安全阈值时通过单片机P3.0 口控制LED灯报警。在设计里面刚开始为使程序有很好的移植性，所以用C语言编程。也得知在进行单片机软件仿真时，应尽量使程序精简。本次设计由于时间较为仓促，对于单片机定时