课程设计发动机转速电控系统设计及仿真其他专业文档格式.docx
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5系统调试过程……………………………………………………………………………11
…………………………………………………………11
在Protel99se绘制原理图并进行相应的ERC检查………………………………12
在Protel99se生成PCB图………………………………………………………12
Keil程序调试…………………………………………………………………………13
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
附录二电路原理图和PCB图…………………………………………………………………22
附录三Proteus仿真截图……………………………………………………………………23
摘要
汽车发动机转速与发动机工作好坏密切相关。
如何利用已学知识发动机转速检测是开始本设计的初衷。
本文通过以AT89C52单片机为中心,通过信号发生器模拟产生一个信号,送入单片机进行处理,再从单片机P0口将电平信号送入LED显示器实现动态显示。
并在超过安全阈值时由单片机控制LED灯报警,发动机停止运转。
此次设计给出了系统的设计原理图,并在Proteus软件中进行仿真实现设计功能。
关键词:
AT89C52单片机LED信号发生器仿真
1引言
问题的提出
随着汽车工业与电子工业的发展,越来越多的电子技术被应用在现代汽车上。
汽车也将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展。
由于实时驾驶信息系统及多媒体设备在汽车上普及,汽车更具个性化、通用性、安全性和舒适性。
无线及移动电脑技术迅速发展,即使独自驾驶在陌生的土地上,也不会觉得孤独或迷失方向。
汽车在人们的生活中不仅仅是代步工具,而逐步成为一种享受生活的方式。
在汽车电子领域的研究成为汽车研发中最活跃的一部分。
随着进入电气时代,电子测控装置被广泛应用于各种电器机械产品上,本次的任务就是设计一个发动机转速检测系统来检测发动机转速。
汽车转速检测系统是通过LED闪烁和文字信息让驾驶员了解转速的状态。
该系统利用8051单片机作为微控制器,通过先好发生器对发动机转速进行信号检测,信号发生器输出信号输入ECU,经计算后在LED屏幕上显示发动机转速,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报警信号,并通过报警线点亮报警指示灯。
设计的核心是以AT89C51单片机作为硬件电路的核心。
先应在protell99se中绘制出原理图并作相应的ERC检查,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中实现仿真结果。
2方案设计
系统方案设计论证
方案1:
以单片机AT89C52为核心,通过信号发生器产生模拟信号,送入单片机进行处理,电路较为简单。
方案2:
以单片机AT89C51为核心,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。
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,信号发生器产生模拟信号,送入单片机进行处理,再通过单片机P0口送入数码管显示。
。
此方案电路简单易实现,而且功耗更低,故选此方案。
时钟电路
~
XTAL2
P0
AT89C52
单片机
数码管片选
数码管段选
LED灯
信号发生器
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,处理从信号发生器送来的信号,并送到P0口输出到数码管显示。
3系统硬件设计
AT89C51单片机
AT89C51单片机介绍
AT89C51是一个低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含4kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器(RAM),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。
AT89C51单片机引脚
振荡器及
定时电路
89C52CPU
4K字节可编程闪烁
ROM
256字节*8
RAM
2个16位定时器/计数器
64K总线扩展控制
32可编程I/O
可编程
串行口
89C51系列单片机都是以8051为核心发展起来的,具有和51系列单片机及基本结构和软件特征,:
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,还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入()和输入(),
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)。
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指令)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@RI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的一些特殊功能口,如下表所示:
口管脚备选功能
RXD(串行输入口)
TXD(串行输出口)
/INT0(外部中断0)
/INT1(外部中断1)
T0(记时器0外部输入)
T1(记时器1外部输入)
/WR(外部数据存储器写选通)
/RD(外部数据存储器读选通)
P3口同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。
/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。
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。
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。
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。
时钟电路
本设计采用内部时钟方式的电路,。
AT89C51单片机内部有一个用于构成振荡器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。
~12MHZ之间。
晶体的频率越高,则系统的时钟频率也就越高,单片机的运行速度也就越快。
时钟电路图
复位电路通常采用上电自
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