【正文】 static、 flash 等存儲(chǔ)類型，針對(duì)單片機(jī)的程序存儲(chǔ)空間、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間及 EEPROM 空間自動(dòng)為變量合理地分配空間，而且 C 語言提供復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，極大地增強(qiáng)了程序處理能力和靈活性。 正由于 C 語言在系統(tǒng)開發(fā)中的優(yōu)勢(shì)，這次設(shè)計(jì)的所有程序設(shè)計(jì)都將采用 C 語言編寫。在軟件中，根據(jù)式（ ）編程計(jì)算得到氣壓值 P。MPX4105 氣壓傳感器、 MC78L05 電源電路、 DS1302 時(shí)鐘電路以及 1602 字符型 LCD等器件做硬件開發(fā) ，具體功能在上文已經(jīng)描述。給出檢查報(bào)告，若有錯(cuò)誤則要根據(jù)錯(cuò)誤進(jìn)行改正。用 C 語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，可以大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而開發(fā)出大規(guī)模、高性能的應(yīng)用系統(tǒng)。與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。然后分別由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (.OBJ)。 u Vision2 本身自帶項(xiàng)目管理器，其開發(fā)流程步驟如下： (1) 開啟 u Vision2，建立工程文件并且從器件數(shù)據(jù)庫(kù)里挑選出項(xiàng)目實(shí)際使用的器件。 (5) 編譯整個(gè)工程并且生成下載到存儲(chǔ)器用的 HEX 文件。 MXP4105 氣壓傳感器、 DS1302 時(shí)鐘電路以及 LCD 與單片機(jī)連接，通過語言控制 實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本功能。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過程和結(jié)果。 硬件和軟件設(shè)計(jì)完成后，接 下來要做的是系統(tǒng)仿真。在此過程中需要利用 STC5A60S2 單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器對(duì)其進(jìn)行度量，再使用軟件模塊對(duì)其進(jìn)行處理，即得到了 A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果。 (3) 為單片機(jī)添加并且設(shè)置啟動(dòng)代碼。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，以供調(diào)試器dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存儲(chǔ)器中。 Keil 可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。 本設(shè)計(jì)是使用 C 語言在 Keil C 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的。 (4) 對(duì)于 PCB 圖的檢查主要從這幾個(gè)方面進(jìn)行檢查： PCB 設(shè)計(jì)檢查、 PCB 電氣特性檢查、 PCB 物理特性檢查、 PCB 印制板的設(shè)計(jì)要求檢查、 PCB 導(dǎo)線圖形檢查等。這里單片機(jī)時(shí)鐘工作在 ，電源電路、晶振電路和復(fù)位電路是整個(gè)系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，應(yīng)首先保證它們的正常工作。 T1 為計(jì)數(shù)器運(yùn)用內(nèi)部中斷 0可保證 T0 定時(shí)滿 500ms 后就讀取此時(shí)計(jì)數(shù)器的值以計(jì)算氣壓值，使 T0、 T1 均工作于方式 1 并在 P0 口送字型碼，同時(shí)可用 — 提供片選碼。 Vin 和 FO 的這種對(duì)應(yīng)關(guān)系如 第二章 的式（ ）所示。并且 C 編譯器能自動(dòng)生成一些硬件的初始化代碼。在使用 C 語言后，只要在代碼 中申明一下變量的類型，編譯器就會(huì)自動(dòng)分配相關(guān)資源，根本不需要人工干預(yù)，從而有效地避免了人工分配單片機(jī)資源的差錯(cuò)。 (2) 無需精通單片機(jī)指令集和具體的硬件，也能夠編出符合硬件實(shí)際專業(yè)水平的程序。 沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 23 3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 軟件 設(shè)計(jì)思路 就該設(shè)計(jì)的單片機(jī)而言，它的輸入信號(hào)是具有一定頻率的脈沖序列，通過單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器可以獲得此脈沖序列的頻率，此頻率對(duì)應(yīng)于某個(gè)氣壓值，如何將頻率換算成該氣壓值是軟件設(shè)計(jì)首先需要考慮的問題 [13]。 (3) 使用 Design/Netlist 菜單，調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表。所謂網(wǎng)絡(luò)表就是元件名、封裝、參數(shù)及元件之間的連接表，通過該表可以確認(rèn)各個(gè)元件和它們之間的關(guān)系。 (5) 檢查 原理圖。 (4) 編輯和調(diào)整。其中，工作環(huán)境設(shè)置是使用 Design/Options 和 Tool 和Preferences 菜單進(jìn)行的，畫原理圖環(huán)境的設(shè)置主要包括圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格、模板設(shè)置等。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。 指令 4：顯示 開關(guān)控制。（說明：1 為高電平、 0 為低電平） 指令 1：清顯示，指令碼 01H， 光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)： 沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 顯示容量 ： 162 個(gè)字符 芯片工作電壓 ： — 工作電流 ： () 模塊最佳工作電壓 ： 字符尺寸 ： (WH)mm 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光 ）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 所示。 鍵盤控制模塊 簡(jiǎn)介 鍵盤采用行列式和外部中斷相結(jié)合的方法，各按鍵的功能定義如表 所示 。 此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM 相關(guān)的寄存器等。 DS1302 的控制字節(jié)： DS1302 的控制字節(jié)的最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為 1表示存取 RAM 數(shù)據(jù) ； 位 5 至位 1 指示操作單元的地址 ； 最低有效位 (位 0)如為 0 表示要進(jìn)行寫操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc， RST 必須保持低電平。 RST 是復(fù)位 /片選線，通過把RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。本文介紹的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 DS1302 是DALLAS 公司的一種具有 涓細(xì) 電流充電能力的電路，主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。 GND(2 腳 )：接地端。電源電路選用摩托羅拉公司的三端低電流線性穩(wěn)壓芯片 MC78L05。 其引腳分布如圖 所示 ： 沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 17 圖 MPX4105 引腳分布圖 各引腳功能說明如下： VOUT(1 腳 )：電壓輸出腳。 (2) P1（ ~）是一個(gè) 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口（作為輸入時(shí)，口鎖存器置 1），帶有內(nèi)部上拉電阻，可帶 4 個(gè) LSTTL負(fù)載。 PSEN 同樣可以驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL負(fù)載。 (3) PSEN（ 29 腳）：程序存儲(chǔ)器允許輸出控制端。當(dāng)單片機(jī)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖的下降沿用于鎖存 16 位地址的低 8 位。 掉電期間，此引腳可接上備用電源（ VPD），以保持內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù)不丟失。 (3) XTAL1（ 19 腳） ： 在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反向放大器的輸入端，該放大器構(gòu)成了片內(nèi)的振蕩器，可提供單片機(jī)的時(shí)鐘控制信號(hào)。 STC5A60S2 單片機(jī)的 40 條引腳按功能來分，可以分為 3 部分，電源及時(shí)鐘引腳、控制引腳和輸入 /輸出引腳。 在系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，本設(shè)計(jì)采用第二種方法來去除鍵抖動(dòng)。一般確認(rèn)按鍵的掃描次數(shù)由實(shí)際情況決定，掃描次數(shù)的累積時(shí)間一般為 50ms～ 60ms。這里說明一下常用的兩種方法： 第一種方法是檢測(cè)到按鍵閉合電平后先執(zhí)行一個(gè)延時(shí)程序，做一個(gè) 12ms～ 24ms 的延時(shí)，讓前抖動(dòng)消失后再一次檢測(cè)按鍵的狀態(tài)，如果仍是閉合狀態(tài)的電平，則認(rèn)為真的有按鍵按下；若不是閉合狀態(tài)電平，則認(rèn)為沒有鍵按下。如果不處理鍵抖動(dòng)，則有可能引起一次按鍵被誤讀成多次，所以為了確保能夠正確地讀到按鍵，必須去除鍵抖動(dòng)，確保在按鍵的穩(wěn)定閉合和穩(wěn)定斷開的時(shí)候來判斷按鍵狀態(tài)，判斷后再做處理。這樣，一個(gè)端口（如 P1 口）就可以構(gòu)成 4*4=16 個(gè)按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成 20 鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（ 9 鍵）。本穩(wěn)壓電源可作為 TTL電路或單片機(jī)電路的電源。晶振、電容及片內(nèi)與非門構(gòu)成了電感三點(diǎn)式振蕩器，振蕩信號(hào)頻率與晶振頻率及電容的容量有關(guān)，但主要由晶振頻率決定。其中電平復(fù)位是通過 RST 端經(jīng)電阻與電源 Vcc接通而實(shí)現(xiàn)的。時(shí)鐘頻率用 6MHZ時(shí) C 取 22uF， R 取 1KΩ。復(fù)位引腳 RST 通過一個(gè)斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2，斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。 Cin 和 Rin 構(gòu)成低通濾波器，濾除輸入電壓信號(hào)中的干擾脈沖。 氣壓的變化引起 Vin 的變化，而 Vin 在滿刻度輸出電壓間距 VFS 內(nèi)變化， VFS 典型值為 ，所以 Vin 變化范圍很小，那么根據(jù) Fo K Vin?? 的關(guān)系式，必須增大 K值，才能提高測(cè)量的精度。 氣壓傳感芯片 MPX4105，它工作于 +5V 電壓，將被測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓（對(duì)應(yīng)圖中網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為 Vin），送至 V/F 轉(zhuǎn)換電路。并且C 編譯器能自動(dòng)生成一些硬件的初始化代碼。 C 語言是一種編譯型的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，具沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 有簡(jiǎn)單的語法結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的 處理功能，具有運(yùn)行速度快、編譯效率高、移植性好和可讀性強(qiáng)等多種優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)便件的直接操作。其中最為關(guān)鍵的是連接子程序的各個(gè)功能模塊。選用摩托羅拉公司的三端低電流線性穩(wěn)壓芯片 MC78L05 作為電源電路。%VFSS。 (2) 測(cè)量范圍： 15~105kPa。 (4) 測(cè)量的是否是絕對(duì)氣壓值絕對(duì)氣壓值對(duì)應(yīng)的即是實(shí)際的氣壓值，顯然要實(shí)現(xiàn)數(shù)字氣壓計(jì)需要測(cè)量絕對(duì)氣壓值的氣壓傳感器。 氣壓傳感器的選擇 氣壓傳感器對(duì)于數(shù)字氣壓計(jì)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要，需要綜合實(shí)際的需求和各類氣壓傳感器的性能參數(shù)加以選擇。另外在設(shè)計(jì)過程中，除了以上主要功能外，本系統(tǒng)還加入了顯示時(shí)鐘，可時(shí)時(shí)顯示時(shí)間并有斷電保護(hù)，增加了硬件的趣味性和美感。 系統(tǒng)總體框圖如圖 所示： S T C 5 A 6 0 S 2 控 制氣 壓傳 感 器M P XL C D 顯 示按 鍵 控 制電 源D S 1 3 0 2 圖 通過對(duì)單片機(jī)各個(gè)端口的設(shè)置，以及定時(shí)器工作方式和串行口工作方式的選擇，并對(duì)定時(shí)器和串行口進(jìn)行初始化用以實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)和各個(gè)功能模塊芯片之間通訊和聯(lián)絡(luò)的設(shè)定。 全文按照總體方案的設(shè)計(jì)，首先對(duì)硬件各模塊完成了功能設(shè)計(jì)，其次利用軟件程 序設(shè)計(jì)連接各功能模塊、完善功能，然后通過仿真測(cè)試，最終 整體實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)、顯示胎壓、險(xiǎn)情預(yù)警并在正常狀態(tài)下可實(shí)時(shí)顯示日期、時(shí)間等功能。同時(shí)，由于大量的工作由單片機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)電路，且調(diào)整方便、可兼顧的指標(biāo)多，從而大大降低了成本。由于使用 胎壓計(jì) 有一定的參數(shù)要求，設(shè)計(jì)數(shù)字氣壓計(jì)時(shí)要仔細(xì)了解這些參數(shù)以防止使用不當(dāng)而損壞 胎壓計(jì) 。由于汽車的迅速普及，人們對(duì)駕駛安全 性與舒適性的追求越來越高，隨車攜帶數(shù)字氣壓計(jì)可以保證人們安全駕駛，有效地降低由于爆胎導(dǎo)致的交通事故發(fā)生地概率。 汽車高速行駛中，由于輪胎的壓力不正常而造成爆胎是駕駛員難以預(yù)防的，也是突發(fā)性和惡性交通事 故發(fā)生的重要原因。 駕駛者可以 根據(jù)顯示數(shù)據(jù)及時(shí)地對(duì)輪胎進(jìn)行加氣或放氣，發(fā)現(xiàn)滲漏可以及時(shí)處理，讓 意外能在小處化解。 TPMS 通過在每一個(gè)輪胎上安裝高靈敏度的傳感器，在行車或靜止的狀態(tài)下，實(shí)時(shí)監(jiān)視輪胎的壓力、溫度等數(shù)據(jù)，并通過無線方式發(fā)射到接收器，在顯示器上顯示各種數(shù)據(jù)變化或以蜂鳴等形式提醒駕車者。因此，研制性能可靠、功能完善并且價(jià)格能為當(dāng)前多數(shù)國(guó)內(nèi)消費(fèi)者所接受的輪胎爆胎預(yù)警技術(shù)產(chǎn)品很有必要。 對(duì)輪胎爆胎進(jìn)行預(yù)警是保障汽車安全行駛的關(guān)鍵所在，已成為汽車行業(yè)研究的熱點(diǎn)問題。由此 TPMS汽車輪胎智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為汽車三大安全系統(tǒng)之一，與汽車安全氣囊、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ ABS）一起被大眾認(rèn)可并受到應(yīng)有的重視 [1]。統(tǒng)計(jì)表明：交通意外增加的主要原因是高速行駛中因輪胎故障引起的爆胎。研究汽車輪胎胎壓計(jì)，就對(duì)現(xiàn)代汽車行駛時(shí)的經(jīng)濟(jì)性、安全性和操縱穩(wěn)定性具有尤為重 要的現(xiàn)實(shí)意義。具有可攜帶、測(cè)試操作方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。 其次采用 C 語言 作 為開發(fā)工具 軟件 ， 在 Keil C 環(huán)境下 進(jìn)行了 對(duì)單片機(jī)各個(gè)端口以及定時(shí)器工作方式和串行口工作方式進(jìn)行設(shè)置，并對(duì)定時(shí)器和串行口進(jìn)行初始化用以實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)和各個(gè)功能 模塊芯片之間通訊和 聯(lián)絡(luò)的設(shè)定， 以及分配地址空間交代程序中各個(gè)變量等 的設(shè)計(jì) 和編碼。 另外，在正常狀態(tài)下可實(shí)時(shí)顯示日期和時(shí)間，有斷電保護(hù)功能，并可對(duì)日期和時(shí)間進(jìn) 行設(shè)置。 實(shí)現(xiàn) 了 測(cè)試汽車輪胎壓力 的功能 ，由三種不同的計(jì)量單位 通過 LCD 顯示 給用戶，如果超出 預(yù)設(shè)閾值就會(huì)發(fā)出警報(bào)提醒司機(jī)安全行駛 。 另外， DS1302時(shí)鐘電路與單片機(jī)連接實(shí)現(xiàn) 了 LCD 顯示日期和時(shí)間，并可斷電保護(hù) 的功能 。不工作狀態(tài)下，可顯示日期與時(shí)間并有斷電保護(hù)功能。 MCU III 目 錄 緒 論 .............................................................................................................