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交通与汽车工程学院课程设计说明书课程名称:微机测控系统课程设计课程代码:6010339题目:机油压力检测系统年级/专业/班:2010级汽车电子一班学生姓名:学号:开始时间:2013年12月9日完成时间:2014年12月30日课程设计成绩：学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际能力（20）创新（5）说明书（计算书、图纸、分析报告）撰写质量（45）总分（100）指导教师签名：年月日微机测控系统课程设计-1-目录摘要…………………………………………………………………………………………21引言………………………………………………………………………………………31.1问题的提出……………………………………………………………………………31.2任务与分析……………………………………………………………………………32方案设计…………………………………………………………………………………42.1系统设计方案…………………………………………………………………………42.2系统总体框图…………………………………………………………………………43系统硬件设计……………………………………………………………………………53.1AT89C51单片机……………………………………………………………………53.2ADC0808………………………………………………………………………………83.3时钟电路………………………………………………………………………………113.4复位电路………………………………………………………………………………113.5MPX4115压力传感器…………………………………………………………………123.6LM061L液晶显示器…………………………………………………………………124系统软件设计……………………………………………………………………………134.1Proteus软件环境介绍………………………………………………………………134.2KileuVision4软件环境介绍………………………………………………………144.3Protel软件环境介绍………………………………………………………………154.4程序流程图…………………………………………………………………………155系统调试过程…………………………………………………………………………17设计总结……………………………………………………………………………………21致谢…………………………………………………………………………………………22参考文献……………………………………………………………………………………23附录1………………………………………………………………………………………24摘要微机测控系统课程设计-2-机油压力是汽车发动机的重要参数之一。如何利用已学知识模拟机油压力检测，并且对机油压力进行电控是开始本设计的初衷。本此设计通过以AT89C51单片机为中心，通过MPX4115模拟产生一个信号，通过ADC0808数据转换送入单片机进行处理，再从单片机P0口将电平信号送入液晶显示器C实现动态显示。并在超过机油压力安全值时由单片机控制LED进行光报警，同时当机油压力过高或者过低时通过电机控制活塞阀进行放油处理。此说明书给出了系统的设计原理图，以及PCD印制板图，并在Proteus软件中进行仿真实现设计功能。关键词：AT89C51单片机机油压力电机控制微机测控系统课程设计-3-1引言1.1问题的提出随着进入电气时代，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。汽车在人们的生活中不仅仅是代步工具，而逐步成为一种生活的方式。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，本次课程设计的任务就是基于单片机设计机油压力测控系统，检测机油压力。1.2任务与分析本次设计的任务是基于单片机机油压力电控系统设计。要求是本此设计通过以AT89C51单片机为中心，通过MPX4115模拟产生一个信号，通过ADC0808数据转换送入单片机进行处理，再从单片机P0口将电平信号送入液晶显示器LM061L实现动态显示。此说明书给出了系统的设计原理图,以并在Proteus软件中进行仿真实现设计功能。本系统可以分为以下6大主要模块：（1）AT89C51模块：用于数据处理，初值设定。（2）ADC0808：进行数据转换，将压力传感器采集的模拟信号转换为数字信号。（3）MPX4115：采集模拟压力信号。（4）液晶显示器LM061L：用于实时的显示机油压力信息。微机测控系统课程设计-4-2系统方案设计2.1系统设计方案本此设计通过以AT89C51单片机为中心，通过MPX4115模拟产生一个信号，通过ADC0808数据转换送入单片机进行处理。指定机油压力正常的范围是20—80（MPa），从单片机P0口将电平信号送入液晶显示器LM061L实现动态显示。2.2系统总体框图图2-1系统总体框图AT89C51时钟电路复位电路LCD显示机油压力ADC0808模拟油压采集当程序启动后，程序进入初始化阶段。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。单片机AT89C51执行编写在其内部的程序，处理从ADC0808送来的信号，并送到P0口输出到液晶显示器LM061L显示。微机测控系统课程设计-5-3系统硬件电路设计3.1AT89C51单片机通过对多种单片机性能的分析，最终认为89C51是最理想的电子时钟开发芯片。89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，器件采用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89C51是一种高效微控制器，而且它与MCS-51兼容，且具有4K字节可编程闪烁存储器和1000写/擦循环，数据保留时间为10年等特点，是最好的选择。MCS-51系列单片机是Intel公司1980年推出的高性能8位单片微型计算机主要有8031、8051、8751这三种机型，他们的指令系统与芯片引脚完全兼容，仅片内ROM有所不同。主要功能为：·8位CPU；·片内带振荡器，振荡频率f的范围为1.2-12MHZ,可有时钟输出；·128B片内数据存储器；·4KB片内程序存储器；·程序存储器的寻址范围为64KB；·片外数据存储器的寻址范围为64KB；·21B专用寄存器；·4个8位并行I/O口：P0，P1,P2,P3；·1个全双工串行I/O口，可多机通信；·2个16位定时/计数器；·中断系统有5个中断源，可编程为两个优先级；·111条指令，含乘法指令和除法指令；·有强的位寻址，位处理能力；·片内采用单总线结构；微机测控系统课程设计-6-图3-189C51单片机引脚图89C51单片机与早期Intel的8051/8751/8031芯片的外部引脚和指令系统完全兼容，只不过用FlashROM替代了ROM/EPROM而已。89C51单片机内部结构如图所示。图3-289C51单片机内部结构示意图微机测控系统课程设计-7-各引脚的功能如下：·VCC：供电电压。·GND：接地。·P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收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。·P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的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时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。·P2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缘故。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。·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，每个机器周微机测控系统课程设计-8-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：当保持低电平时，则在此期间CPU只访问外部程序存储器（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；当端保持高电平时，则执行内部程序存储器中的程序。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。3.2ADC0808为了满足多种需要，目前国内外各半导体器件生产厂家设计并生产出了多种多样的ADC芯片。仅美国AD公司的ADC产品就有几十个系列、近百种型号之多。从性能上讲，它们有的精度高、速度快，有的则价格低廉。从功能上讲，有的不仅具有A/D转换的基本功能，还包括内部放大器和三态输出锁存器；有的甚至还包括多路开关、采样保持器等，已发展为一个单片的小型数据采集系统。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，它可以根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用ADC0808进行A/D转换，实际使用时采用ADC0809进行A/D转换。ADC0808是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，它有8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器。图3-3AD0808引脚图微机测控系统课程设计-9-1)主要技术指标和特性（1）分辨率：8位。（2）总的不可调误差：ADC0808为±1/2LSB,ADC0809为±1LSB。（3）转换时间：取决于芯片时钟频率，如CLK=500kHz时，TCONV=128μs。（4）单一电源：+5V。（5）模拟输入电压范围：单极性0～5V；双极性±5V,±10V(需外加一定电路)。（6）具有可控三态输出缓存器。（7）启动转换控制为脉冲式(正脉冲)，上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使A/D转换开始。（8）使用时不需进行零点和满刻度调节。2)内部结构和外部引脚ADC0808/0809的内部结构和外部引脚分别如图11.19和图11.20所示。内部各部分的作用