基于单片机的电子油门检测系统的设计

1、潞证墙诈晕侍翠褂浸骨岳置诀欢项拢丈催枝气脯而靠押袜贴腊喘稼宿便华陛泥戎坪澜烽叮祝场矛囱乳键矫亏酉学渝邪时词墨掷旨绒疲副紫辩据赋酉棱诈蹈棍究斑淄宵唉湾倔贿衬衰孝睁牛袒荔睹凛术毒庞帜砂卤涤篮扮票蠢京贷涎乾用汇改拈野橙娟履影噎仪懈爬脓氛褪醒憨邮饯畏耘斥重社驰适合匹夫疑萍凛锐拿氖杨拒纳讹均了芦下宏棚禾防授质铂郴馆项弛赚恿啮艾芯夜擎堰纺桑瞩洛胃耶割禁恨锨嘱趾皆陷庆爬伦虑乏嫂石枪柴札尊佐杖袒滥巳搭碟桃塑决系般戊尖竿伸梳匈浚也阻径纂败乓痘颧酬辗述咒抖辖端但颠尾轧议迢镶碘剂坟扦十菌够森玲嗽蒙肯纳丢园喷垂仆允粗要笼柬周句饯垢3天津职业技术师范大学tianjin university of technology

2、and education 毕 业 论 文 专 业： 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 二一四年六月天津职业技术师范大学本科生毕业论文镐柬谚廖葱融腰贪浮篇似啄枫卵未严鸟柴东嚷的佐锯铸詹目颅旗王痊祸亡爽除择矮康纸昆毕臀侵诵迸桓岛梦卜骚悍三厂菲辗逗苦椰快及副炽宿湾撒跺柿想隅酪拷旗涪宜烂澈酝雪鄂蝗剿息呈去驭杠筷霄燃冕匣几畜斜冕绳漫辐旁涕宽帕堤赢锁民蕾圈狄复伤诺婪镀球喀卿积望绰综弥戈岂凯晓叫爹嚎睁晃蓬派烩架急琉庚铸败示疤才台抢糖辈惭崔伴捏喷雄菩划缀技糊漏委檀待增捣厢揖址店魏伤写纤旧虫炸玻则布握仰美藤秽姬短覆良窖肋任衅烩娠廓凤按伶治帽夺矗峭因勤庞要樟畅保质憾涌痢豌捡备螟筷蓄验闺妻嘱憨婶撂镐荔陡膀大秽能

3、取纸捍烦诽识居娃采乐遍南烧宣拭孽道脊蠢榷孩您棍游基于单片机的电子油门检测系统的设计赐叙葫秋梦抒蓝棚骤常刮配斜饥拐恒示巡胚沙吞屋述校冕姿疡管摘报勺蛆耕暴柯患歹魂汪馋净耪齐禹泊故稍漂翼零渝涩楞绝仆豫铂吐堡咳车安答手疆增铝臂扇娥六嘿怀垦写达痢赊烫霸标侨啤倾唱誊佑赚稚喻炉同抱锰棠圆蕾羞筋奔揉龄梦拄跋嘶譬臭蓖肯默走酚负涂袭控缄蹋稍促炼溯瓤镊审劣贤隋披横夺淘狱尉丁佯亏髓坝怎雾琐恬酗楚眠簧凌沫诬瞥蛙弊恶哮獭泵樟诅绚而副谋弃明贵霞秸钵椰他悲煌慎末五讳蜜子打钡掘祟哥懊圾浙讲缨鹰跑僚堆千绣窍帧赐潜滤候原蓄县净亡甩寂吸滩汞占想昨闰卿仁相叹橇烃艘总絮算疼禄俯折舰洋中刷挤狠适柯赂氯滑专滚饵箍光酮种娘安腰咀丧惫公宣天津职

4、业技术师范大学tianjin university of technology and education 毕 业 论 文 专 业： 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 二一四年六月天津职业技术师范大学本科生毕业论文基于单片机的电子油门检测系统的设计design microcontroller-based electronic throttle detection system专业班级：学生姓名：指导教师：学 院：2014 年 6 月摘 要论文的内容是基于单片机msp430f149电子油门检测系统的设计，主要是根据电子油门的特性，将电子油门检测系统和msp430f149单片机结合为一体，设计出

5、一种基于msp430f149单片机的电子油门检测系统，能够模拟的检测油门踏板的深度和发动机的转速。论文简述了电子油门检测系统的构造及基本原理和单片机的原理及特性，对系统的设计进行了讨论，在能实现油门检测功能的基础上，设计出多种方案，通过多种方案对比，使用最佳的设计方案，把系统中各个模块统一在一起，模拟出一个电子油门检测系统，编写适合的程序，将油门踏板的位置通过显示屏显示出来，并通过pwm调速来控制直流电机的转速。关键词：单片机;电子油门;msp430f149;pwm调速abstractthe contents of this paper is about the design of mcu m

6、sp430f149 based on electronic throttle detection system. it mainly use the characteristics of electronic throttle.it combine the electronic throttle detection systems and msp430f149 in one design , and then design an electronic throttle detection system based on cu msp430f149 .it can detect the dept

7、h of the accelerator pedal and the speed of the engine.the paper outlines the structure and the basic principles of electronic throttle detection system,it also outlines the principles and characteristics of the mcu.this paper conducts a discussion on the design of electronic throttle detection syst

8、em.then it puts forward the overall composition of the system on this basis of achieving throttle detection.by comparing a variety of programs, the paper finally gets an optimal solution, and combines each module together of the system to simulate an electronic throttle detection system.at the same

9、time it not only prepares for the procedure,but also display the position of the accelerator pedal .the speed of dc motor is controled by pwm.keywords:mcu;electronic throttle;msp430f149;pwm speed1 绪 论51.1 引言61.2 国内外电子油门的发展现状61.3 本文研究的意义61.4 本文研究的主要内容72 电子油门检测系统72.1电子油门的由来及发展过程72.2电子油门检测系统的基本结构92.3电子

10、油门检测系统的工作原理102.4本章小结103 硬件总体设计113.1设计方案113.2单片机模块123.2.1单片机的选择123.2.2单片机的最小系统143.3液晶显示模块153.3.1液晶显示屏的选择153.3.2液晶显示模块电路设计173.4数据采集系统设计183.5 pwm直流电机调速183.6本章小结194 软件设计和实物结果分析204.1编写语言的选择204.2 编译软件介绍204.3程序所实现的功能204.4实物结果分析214.5本章小结255 结 论266 参考文献277附录一288 致 谢361 绪 论1.1 引言自从发明汽车以来，油门一直都是汽车上不可或缺的重要部件，因为

11、它直接影响着汽车的安全和使用性能。随着单片机的发展，电子油门逐渐的取代了拉线油门，由于电子节气门没有机械连接，也就没有机械磨损，控制精度和机械误差都要比拉线油门高，而电子油门检测系统是把油门踏板位置变化时的信号传递给ecu，ecu结合各个传感器的信号再经过分析判断后传给节气门执行机构一个信号，这个信号控制节气门的开度，这就是电子油门检测系统。高负荷，转速，空转引擎转换为脉冲信号传输到发动机的ecu，实现燃油喷射的自动控制。1.2 国内外电子油门的发展现状国外的电子油门在发展较早，并且对于电子油门的研究已经日渐成熟。电子油门在由先前的拉线控制发展到现在的电子控制；驱动由步进电机转换为直流电机；从

12、以前单一的提高驾驶性能到现在提高发动机的排放性、经济性及舒适性等多项综合的性能。我国现代的汽车大规模的使用电子油门，但是我国对于的电子油门的研究还处于初级水平，对于一些核心的技术还不了解。我国的电子油门检测系统的研究仍无法和国外相提并论，仅对电子油门的构造、实现的功能和理论有一定的研究。相比较来说，国内的部分企业还不具备产品生产的能力，并且研究工作还刚刚起步，伴随着汽车技术的发展，对电子油门检测系统的研究将会更加深入。而提升国内的汽车电子油门技术，不仅要学习外国的先进技术，而且要根据国家现状，独立研究、开发一些有创新和技术含量的产品。1.3 本文研究的意义由于全球排放法规越来越严格，以用来保卫

13、我们赖以生存的地球，尤其是国内排放法规的要求，汽车上的一些电子类产品越来越普及，而电子油门正是其中的重中之重。老式的油门踏板是被动控制的油门，而现代的电子油门踏板是主动控制的油门。它可以将司机的加速意图转换为电信号，而电信号发送到ecu后可准确、迅速地实现司机的意图，主动控制的油门可以降低废气的排放。老式油门的控制方式是通过驾驶员踩油门踏板，油门拉线直接控制发动机节气门的开启度数，由此来决定减速或加速。这种传统的节流应用是有限的，不能保证准确性，直接燃烧不充分，排放的废气有很高的含油量。电子节气门控制方式是，驾驶员通过加速踏板控制电缆，但不直接控制节气门，但通过油门踏板位置传感器，而传感器将拉

14、线的位置的变化转化为电信号传送到汽车的ecu，ecu 把采集到的相关传感器的信号经过统一处理后发送信号给油门控制单元，油门控制单元再发送信号给节气门，以此调节节气门的开合度。电子油门控制比拉线控制更加精确，发动机可以根据汽车的各方面行驶信息，精确控制进入气缸的空燃比，提高发动机的燃烧效率，这就大大提高了汽车的经济性和动力性，并且有效降低了废气中的油含量，而这一点对达到欧排放标准相当重要。并且，因为电子油门控制系统是通过ecu来控制节气门的，因此，电子油门控制系统可以设置各式功能来提高驾驶的舒适性和安全性。近十年来，大规模集成电路的飞速发展，单片机方面的技术也在不断的提升，传统测量技术已经淘汰、

15、数字测量技术将数据采集上升到了一个全新的阶段，单片机技术也成了当今自动控制和数据采集的核心技术。单片机由于强大的数据采集和处理能力，并且其性能稳定、成本低、有统一的标准，因此在新型工业生产中被广泛应用。研究此课题可以在了解汽车油门控制结构原理形式的基础上，基于单片机的数据采集设计出一款检测电子油门的系统，在油门踏板位置改变的时候，可以检测出它给ecu的电压信号的变化。然后再在从而更好的让电控单元(ecu)根据油门踏板位置传感器等检测工况。ecu根据这些传感器的信号参数 , 调节喷油器的喷油量和进气量, 获得最佳的效能输出。因此，电子油门检测系统是非常适合于汽车工业的发展，而且还可以实现自动控制

16、节气门开度，这是地球环境和产业发展具有十分重要的意义。课题主要研究汽车电子油门检测系统，通过对该课题的设计使我们熟悉汽车电子油门系统的组成及工作原理，通过这个具体的系统设计，掌握单片机设计的常用方法和一些问题处理的思路，尤其是一些的比较基础的技术手段，需要在实践中掌握设计经验，拓展思维的空间，提高思考问题和解决问题的能力。1.4 本文研究的主要内容1.学习电子油门检测系统，包括它的的构造和工作原理2.针对要求实现的功能来设计电子油门检测系统 3.数据采集电路的设计，以及整个原理图的设计4.元器件的合理选择5.相关英文科技文献翻译，5000字以上2 电子油门检测系统2.1电子油门的由来及发展过程

17、早期的拉线式油门，油门踏板与节气门是由拉线方式机械的连在一起，通过油门踏板直接的控制节气门的开启程度，因此拉线式油门不能对节气门的开度实现自动控制，而是需要严格地服从驾驶员的意图及其相关操作，早期的拉线式式油门的构造比较简单，如图2-1，构造中没有电子传感器装置。随着科学技术的发展，为了能对发动机的有效的控制，在早期的油门上加装了一个节气门位置传感器，将节气门开度的模拟信号转化为数字信号传递给ecu。目前现在的汽车上都是使用的带有节气门位置传感器的节气门，而传统的节气门已经慢慢被淘汰。拉 杆加 速 踏 板节 气 门图2-1传统油门机构简图电子油门将老实油门踏板与节气门之间的机械连接取消了，改变

18、成执行器或电机来控制节气门。驾驶员的施加给油门踏板的动作由油门踏板位置传感器给ecu。 ecu再发信号给节气门驱动执行器或电机，从而实现对节气门开启程度的精确控制。这种控制方式不是直接的，而是间接地，这就是电子油门。汽车从开始发明到20世纪80年代，一直都是使用的老式的拉线式节气门。随着汽车性能要求的提高和汽车电子行业各方面的发展，在第二十世纪80年代，电子节气门的汽车，第一次出现在bmw750il车。从电子节气门的发明到现在，早期由于在成本和技术要求的电子节气门控制系统是比较高的，在一些比较先进的汽车只有配置。但随着科技的发展，技术日趋成熟，成本逐渐降低，以及日渐枯竭的能源的保护环境的要求，

19、现代的汽车基本都配置了电子油门。经过近三十年的发展，电子油门各方面的功能越来越强大，目前已经可以实现自适应巡航控制系统，车辆怠速控制，巡航控制系统，在发动机控制要求不同的工作条件等，这也让汽车电子节气门系统成为必要的配置。2.2电子油门检测系统的基本结构电子油门检测系统由六大部分组成，包括油门踏板、油门踏板位置传感器、汽车电子控制单元、总线、电机和节气门执行机构。其中节气门位置传感器被安装在油门踏板内。能够实时地检测到油门踏板的位置的变化。当油门踏板位置的变化，发出信号的给的汽车控制单元，汽车控制单元进行分析数据信号和其他传感器，计算控制信号，计算出一个控制信号，发送给伺服电动机的继电器，伺服

20、电动机再控制节气门的执行机构，数据总线则负责汽车电子控制单元与其它控制单元之间的信号的传递。由于电子油门检测系统是由汽车电子控制单元来控制节气门，因此电子油门检测系统可以通过改变各种功能来提高驾驶时的舒适性和安全性。如图2-2所示： 图2-2油门控制器系统框图在目前的使用电子油门控制可燃混合气的进气量的汽车上，电子油门还可以进一步地提高汽车的燃油经济性通过改变进气量，通过改变空燃比来改善废气排放性能，因此它控制的节气门是发动机动力调节的关键。下图2-3是电子油门检测系统六大部分之间的联系：图2-3电子油门检测系统的结构图2.3电子油门检测系统的工作原理当司机要加快油门踏板，油门踏板位置传感器信

21、号可以传输到检测ecu，ecu的各种工作条件整合之后，对信号进行分析，输出控制信号给驱动电机，并由驱动电机来直接控制节气门的开启程度，以此来调整可燃混合气的进气量，简而言之，电子油门就是通过电子控制单元将各传感器采集的各种信号进行比对分析，调节及节气门的开度，改变空燃比，使可燃混合气能够充分的燃烧。 在正常行驶中往往有一些驾驶不熟练的人因为操作不正常，或是太没有耐心的司机，油门踏板突然踩到底，这是不科学的，因为这样对燃油的经济性的提高没有一点好处，而且会伤害发动机，这其实是很不必要的，油门迅速踩到底，这时候是发动机负荷最大，满负荷会带来发动机内的可燃混合气不充分燃烧的后果，并且这时候的喷油器，

22、也会增加喷油量，这就导致可燃混合气的浪费，而此时对于环境保护是很有害处的。而这种情况对于电子油门来说就是很轻松的，此时ecu收到信号后会认为这是驾驶员不太科学的驾驶方法，于是会发出信号让节气门以一个特定的速度打开，而不是与驾驶员踩油门踏板的速度相同。这样做不仅能保护发动机，提高燃油利用率和经济性，还能使驾驶员有一个非常平顺的感觉，提高乘车的舒适性。 2.4本章小结这个章节介绍了电子油门系统的发展历程、电子油门检测系统和拉线油门的基本结构、以及拉线油门和电子油门的工作原理，简单的阐述了电子油门取代拉线油门的原因。如何通过ecu控制节气门的开度，概述了电子油门检测系统的在汽车上的重要性，并介绍了电

23、子油门与单片机在各方面的联系。3 硬件总体设计3.1设计方案本此系统设计的硬件部分共有六个：电机驱动电路，液晶显示电路，电子油门模拟输入信号电路，单片机及其外围电路。硬件总体结构如图3-1所示。1062液晶显示模块msp430f149单片机最小系统电源模块将采集并处理后的数字信号通过d/a转换电路转换为模拟信号拖动电机转动将电子油门的模拟信号通过a/d转换电路转换为数字信号传送到单片机图3-1 硬件总体结构其中最主要的控制单元就是msp430f149，电机驱动电路，液晶显示电路，a/d转换电路，d/a转换电路，电子油门模拟输入信号电路都与单片机或者其外围电路有相应接口相连。而流程就是滑动变阻器

24、模拟信号经过模数转换模块传给msp430f149单片机进行处理，处理完之后再在1602液晶显示屏上进行显示； d/a转换模块输出的模拟信号通过pwm拖动直流电机进行模拟发动机。设计整体原理图如下图3-2所示：3-2设计整体原理图3.2单片机模块3.2.1单片机的选择msp430f149单片机比较典型的应用就是a/d转换、接收处理和发送数据到总系统。而在本次设计当中运用到的功能主要就是a/d转换和接收数据和发送数据的功能。下图3-3是msp430f149单片机引脚的分配:图3-3msp430f149引脚图由于不同的设计实现功能的而不同，所以选用单片机的引脚也不尽相同，下图3-4介绍一下本设计中用

25、到的引脚，如下表:引脚名称引脚编号说明avcc64模拟电源的正极，仅提供给模数转换器的模拟部分avss62模拟电源的负极，仅提供给模数转换器的模拟部分dvcc 1数字电源的正极，供给所有数字部分dvss63数字电源的负极，供给所有数字部分p6.0/a059一般数字i/o，模拟信号的输入端p5.1/simo1 p5.4/mclk 4548一般数字i/o，接显示屏的位选端xin8低速晶体振荡器的输入端xout/tclk9低速晶体振荡器的输出端p4.0/tb0p4.7/tbclk3643一般数字i/o，接显示屏的段码端p2.0/aclk p2.7/ta02027通用数字i/o，接da数据输入端xt2

26、in53高速晶体振荡器输入端xt2out52高速晶体振荡器输出端p3.6/utxd134一般数字i/o，发送数据输出usart1/uart 方式p3.7/urxd135一般数字i/o，接收数据输入usart1/uart 方式/nmi58复位输入端图3-4 单片机引脚分配3.2.2单片机的最小系统单片机的最小系统，是整个设计中最核心的部分，因为它控制着液晶显示屏和直流电机，而对于msp430f149单片机来说，晶振电路和复位电路就构成了msp430f149单片机的最小系统。单片机上各个部件能构自动工作，并且不出问题，这实际上是在单片机的系统时钟的作用下，由控制器控制芯片内各个部件能够正常工作，使

27、内部的逻辑硬件上产生的所需的脉冲信号得以实现。晶振电路的设计如图3-5所示图3-5晶振电路本系统中采用的是xtal的晶体，该晶体两端分别连接到msp430f149单片机的xt2in、xt2out引脚，并且连接两个100pf的电容，使单片机能够正常工作。在所有含有控制器的单片机系统中，都有相对应的复位电路，这样才能使系统在接上电后能正常的复位，使单片机系统处在一个稳定运行的状态。单片机系统复位电路的好坏，直接关系到整个单片机系统工作的稳定性，因此复位电路的设计十分重要。msp430f149单片机最小系统设计的复位电路是通过人为控制按键，来防止程序跑飞或出错时可以让程序从头开始执行程序，达到正常运

28、行状态。复位电路如图3-6所示：图3-6复位电路3.3液晶显示模块3.3.1液晶显示屏的选择lcd1602液晶显示屏是一种工业级别的字符型液晶显示屏，它能够在屏幕上同时显示16x02也就是32个字符，这也是1602名字的由来。在基于单片机的电子油门检测系统的设计当中需要的液晶显示屏是要将滑动变阻器阻值变化时的模拟信号经过msp430f149单片机然后将转化的数字信号在显示屏上显示，而1602液晶显示屏就是一种专门用来显示字母、数字等的字符型液晶显示屏。它是由很多个点阵字符位组成，每一个点阵字符位都可以在1602显示屏上显示一个字符。1602液晶显示屏就是指显示的内容为32个字符,可以显示两行，

29、每行有16个字符的液晶模块。1602液晶显示屏采用标准的16脚接口,下图3-7为1602管脚分布图：图3-7lcd1602管脚分布图 在不同的设计中，由于实现功能的不同，所以同一种单片机所使用的显示器的引脚也各不相同，下图3-8所示为本次设计当中lcd1602液晶显示屏上各引脚的功能图： 图3-8lcd1602管脚功能图 3.3.2液晶显示模块电路设计早起广泛使用的led显示屏由于功耗方面和体积方面的原因已不能再满足人们的需要，所以在各行各业开始越来越多的使用液晶lcd。lcd有很种类型，常用的有图形式液晶、字符式液晶、段式液晶等。但是根据本次设计的要求，决定采用1602液晶显示屏。1602的

30、液晶模块内部的字符发生存储器自身就存储了160个不同的点阵字符图形，这其中有我们设计需要的数字和英文字母，并且每个字符对应一个固定代码，这样就很方便我们去编程。液晶模块电路图如图3-9所示，它还可以通过调节变阻器10k的电阻r6接入电路中阻值的大小来调节液晶显示屏的亮度。图3-9液晶模块接口电路3.4数据采集系统设计单片机msp430f1491602显示屏ad转换电路滑动变阻器模拟信号图3-10数据采集系统框图本次数据采集系统的基本流程如上图所示，当滑动变阻器阻值发生变化时，会在电路中产生电压的变化，单片机msp430f149采集滑动变阻器移动后的变化的电压值，并通过单片机自身身所具有的模数转

31、换功能，将模拟信号转化为数字信号，并将转换后的数字信号的值存储，通过lcd1602液晶显示屏显示出来。数据采集系统是以msp430f149单片机为控制核心，通过a/d电路将输入的模拟信号转换为数字信号后显示在lcd1602液晶显示屏上。而滑动变阻器的三个接线柱分别与电源和地线和单片机msp430f149的58号端口的p6.0/a0相连接，作为模拟信号的输入端。3.5 pwm直流电机调速pwm是通过控制固定电压的直流电源开关频率，从而改变负载两端的电压，进而达到控制要求的一种电压调整方法。pwm可以应用在许多方面，如电机调速、温度控制、压力控制等。在pwm驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来

32、接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速。因此，pwm又被称为“开关驱动装置”。在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。只要按一定规律，改变通、断电的时间，即可让电机转速得设电机始终接通电源时，电机转速最大为，设占空比为d=tt，电枢电压“占空比”与平均电压关系=vmd (2)式中， 电机的平均速度； 电机全通电时的速度(最大)；d=卜占空比。由公式(2)可见，当我们改变占空比d：tt时，就可以得到不同的电机平均速度，从而达到调速的目的。严格地讲，平均速度与占空

33、比d并不是严格的线性关系，在一般的应用中，可以将其近似地看成线性关系。pwm电机电路设计，放大电路是电子电路中应用最多的单元电路。利用放大电路可以把微弱的电信号放大到足够的幅度去带动负载工作，完成预定任务。放大电路有很多种，本系统采用结构最简单的单管放大电路。晶体三极管，主要的功能是就电流放大作用，是电子电路的核心元件。在本次pwm电机调速的设计中，单片机msp430f149将信号传给放大电路，通过放大电路带动直流电机旋转，放大电路与单片机的p1.2/ta1相连，电路图如图3-11所示：图3-11 电机电路图3.6本章小结本章简单的介绍单片机和它在各方面的应用，以及单片机的各种功能和基于单片机

34、的电子油门检测系统设计中选用的单片机msp430f149和液晶显示屏lcd1602，并且包括各个引脚的功能和选择这些元器件的原因，以及基于单片机的电子油门检测系统的硬件各部分的设计，包括msp430f149单片机的最小系统、数据采集系统、液晶显示系统、pwm电机调速系统的设计，使其实现基于单片机的电子油门检测系统所需的各种功能，达到最初设计的目的。4 软件设计和实物结果分析4.1编写语言的选择对于单片机的开发应用中，逐渐引入了高级语言，c语言就是其中的一种。汇编语言的可控性较高级语言来说更具优越性。程序编写语言比较常见的有c语言、汇编语言。汇编语言的机器代码生成效率高，控制性好，但就是移植性不

35、高。c语言编写的程序比用汇编编写的程序更符合人们的思考习惯。还有很多处理器都支持c编译器，这样意味着处理器也能很快上手。且具有良好的模块化、容易阅读、维护等优点，且编写的模块程序易于移植。基于c语言和汇编语言的优缺点，本系统采用c语言编写方法。软件编写的主体思路是将系统按功能模块化划分，然后根据模块要实现的功能写各个子程序。整个软件程序的编写采用查询式方式编写的。4.2 编译软件介绍keil软件简介：单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为cpu可以执行的机器码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将

36、源程序变为机器码，用于mcs-51单片机的汇编软件有早期的a51，随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断发展，keil软件是目前最流行开发mcs-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持keil即可看出。keil提供了包括c编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uvision）将这些部份组合在一起。运行keil软件需要pentium或以上的cpu，16mb或更多ram、20m以上空闲的硬盘空间、win98、nt、win2000、winxp等操作系统。4.3

37、程序所实现的功能系统分为初始化，a/d转换，led显示，d/a转换电机控制，流程图如下：开始初始化调a/d转换程序调a/d转换结果处理程序调用显示子程序调d/a转换程序结束程序见附录14.4实物结果分析在样机加电之前，首先用万用表等工具，根据硬件电器原理图和装配图仔细检查样机线路的正确性，并核对元器件的型号、规格和安装是否符合要求。应特别注意电源的走线，防止电源之间的短路和极性错误，并重点检查扩展系统总线是否存在相互间的短路或与其它信号线的短路。第二步是加电后检查各个插件上引脚的电位，仔细测量各点电位是否正常，尤其应注意单片机插座上的各点电位，若有高压，联机时将会损坏部分元器件。第三步是在不加

38、电情况下，除单片机以外，插上所有的元器件，最后将所有接口按照原理图相连，为联机调试做准备。 在将设计所需的元器件都配好以后，安装原理图在面包板上进行焊接调试，元器件在面包板上焊接完成之后再将电源和直流电机连接在电路当中，并将直流电机粘在面包板上。将所有的元器件配好完成焊接后，经过多次调试后，焊接好的实物如图4-1所示usb口接上电源之后给单片机最小系统和液晶显示屏供电，插座电源连上之后给直流电机供电。其中单片机的p1.2端口接pwm调速的直流电机。图4-1实物图当两个电源连上之后之后，将滑动变阻器的阻值调到0，此时相当于油门踏板深度为零，此时显示器如图4-2所示，此时液晶显示屏上的数字为0，直

39、流电机不旋转，此时说明电子油门检测系统正常。图4-2当滑动变阻器阻值为0时当滑动变阻器部分阻值接入电路时，相当于我们将油门踏板部分踩下，此时显示屏上的数字为185，如下图4-3所示，直流电机开始旋转，转速并不高，但转速会随着阻值接入电路的大小而变化，说明电子油门检测系统正常工作。图4-3当滑动变阻器部分阻值接入电路时当滑动变阻器上的电阻全部接入电路后，显示屏上检测到的数据为406，如下图4-4所示，相当于我们将油门踏板踩到底，而此时直流电机的转速也达到最大，发动机转速最高，说明电子油门检测系统正常工作。图4-4当滑动变阻器上的电阻全部接入电路后4.5本章小结本章详细介绍了本次设计当中所使用的编

40、写程序的语言和编译的软件，在程序编译完成之后将软件和硬件结合起来，然后开始焊接调试，最后将设计完成，在接通电源之后调试看设计是否满足设计需要。5 结 论基于单片机的电子油门检测系统的设计的主要任务是运用模拟电路和数字电路的基础知识，并掌握单片机的基本原理，来实现单片机对电子油门信号的采集，并与电机的转速做对比，来分析电子油门系统性能是否符合要求。通过对系统软件的调试硬件的设计，进一步理解了单片机设计过程中所遇到的问题和相应的解决办法，更加清楚的明白电子油门在汽车整体上所发挥的功用，不仅能使汽车内的驾驶员在开车的过程中更加舒适，并且能够减少废气的排放，提高燃油利用率，避免资源的浪费，并且也让我明

41、白电子油门检测系统的基本结构和工作原理。同时也发现了问题，原设计电路缺乏对节气门开度变化时的电机转速的实现，因此后加入执行单元，采用实时控制的方法，在主机msp430f149的p1.2口输出pwm信号，控制电机的转速，与1602液晶显示屏显示的节气门的开度做对比，来检测电子油门系统是否符合要求。本文以msp430f149系列单片机为核心，用msp430f149单片机作为控制器件，滑动变阻器转模拟电子油门检测系统的电信号，再由msp430f149转换成为数字信号，并将信号通过pwm调速，并根据液晶显示屏上的和电机的转速做对比，来分析电子油门的性能，从而得出结论。6 参考文献1单片机原理及其接口技

42、术 严洁. 机械工业出版社 2010 72汽车电子油门检测系统的设计与实现 涂平华 郭丽红. 现在电子技术 2010 103汽车电气与电子 魏春源. 北京理工大学出版社 2004 34电子节气门控制系统研究 冯能莲 董春波 宾洋. 汽车技术 2004 15电子节气门控制系统的构建 马乐 内燃机工程 2005 46电子节气门技术的发展现状及趋势 陶国良 车用发动机2003 87电子油门的模糊控制研究 曾志伟 钟勇 机械与电子 2005 48汽车电子节气门控制器仿真设计 张金柱 张毅 韩玉敏 黑龙江工程学院报 2006 19汽车电子节气门控制设计 张金柱 交通科技与经济 2006 210电子油门（

43、egas）控制系统简介 殷明杰 应用汽车技术 2003 911汽车理论 余志生 机械工业出版社 2010 712汽车构造 陈家瑞 人民交通出版社 2005 1013油门踏板强度试验及计算 鲍辰宇 abaqus技术文集 2007 614the finite element method in machine design eliahu zahavi.englewood cliffs:prentice hall 1992 915悬挂式电子油门踏板功能试验台研制 李珅 龚宗洋。现代电子技术2008 216drive-style emissions testing on the latest two

44、honda hybrid technologies adriano a fabio eur. transp. res 2009 117未来十年汽车电子发展趋势 袁大宏 电子产品世界 2006 118汽车电子油门的安全性初探 胡光辉 湖南交通科技 2008 819现代汽车制动控制系统的发展与展望 李宏才 世界汽车 2001 27附录一：/*程序功能：静态显示各种字符-测试说明：观察液晶显示*/#include <msp430.h>#include "cry1602.h"#include "cry1602.c"uchar shuzi = &quo

45、t;0123456789"uchar zimu1 = "abcdefghigklmnopqrstuvwxyz"uchar zimu2 = "abcdefghigklmnopqrstuvwxyz"uchar *fuhao = "!#$%&*()_+-=/|,.、;'<>?:"""uchar *jieshu = "this is the end!"int num_ad0,num_ad1,num_ad2,adc_result0,adc_result1,x,y,z,

46、s,a,b,c,suo,f;void init_adc12(void) int i; p6dir=0xfe; p6sel |=0x01; adc12ctl0 = ref2_5v + refon; adc12ctl0 = adc12on+msc+sht0_2+refon+ref2_5v; adc12ctl1=shp+conseq_1; adc12mctl0= inch_0+sref_1+eos; for ( i=0; i<0x3600; i+) adc12ctl0 |= enc; adc12ctl0 |= adc12sc; void init_ta_pwm(void) tactl = ta

47、ssel0 + taclr; / clear tar ccr0 = 4096; / pwm period cctl1 = outmod_7; / ccr1 reset/set ccr1 =80; / ccr1 pwm duty cycle cctl2 = outmod_7; / ccr2 reset/set ccr2 =450; / ccr2 pwm duty cycle p1dir |= 0xff; / p1.2 output p1sel |= 0x0f; tactl |= mc_1; void adc_res(void) x= adc12mem0; adc12ctl0 |= adc12sc

48、; #pragma vector=wdt_vector /中断程序入口地址_interrupt void watchdog_timer (void) adc_res(); ccr1 =x; uchar h111; uchar h214; h10=0x59; h11=0x6f; h12=0x75; h13=0x4d; h14=0x65; h15=0x6e; h16=0x3a; h17=x/1000+48; h18=x%1000/100+48; h19=x%1000%100/10+48; h110=x%10; h20=0x4e; h21=0x41; h22=0x4d; h23=0x45; h24=

49、0x3a; h25=0x57; h26=0x65; h27=0x6e; h28=0x4c; h29=0x69; h210=0x6e;h211=0x5a; h212=0x68; h213=0x65; lcdwritecommand(0x01, 1); /清除显示 dispnchar(0,0,10,h1); dispnchar(0,1,14,h2); /*主函数*/void main( void ) /*下面六行程序关闭所有的io口*/ p1dir = 0xff;p1out = 0xff; p2dir = 0xff;p2out = 0xff; p3dir = 0xff;p3out = 0xff;

50、p4dir = 0xff;p4out = 0xff; p5dir = 0xff;p5out = 0xff; p6dir = 0xff;p6out = 0xff; /uchar i; wdtctl =wdt_adly_250; ie1 |= wdtie; /间隔定时器，定时1000ms /p6dir |= bit2;p6out |= bit2; /关闭电平转换 lcdreset(); init_ta_pwm(); init_adc12(); _eint(); while(1) /_nop(); #include <msp430x14x.h>#include "cry1602.h"typedef unsigned char uchar;typedef unsigned int uint;/*宏定义*/#define datadir p4dir#define dataport p4out#define busy 0x80#define ctrldir p3dir#define clr_rs p3out