【正文】 路本身的功耗與輸入信號的脈沖頻率有關，頻率越高，芯片集越熱，這是正?，F(xiàn)象。因此，我們選用單片機作為本設計的控制核心。 圖 21 8051 引腳圖 803 805 8751 8031/8051/8751 是 Intel 公司早期的產品，它們的指令系統(tǒng)與芯片引腳完全兼容，同有8 位的 CPU， 128 個字節(jié)的片內數(shù)據(jù)存儲器， 21 個字節(jié)專用寄存器， 4 個 8 位并行 I/O 口， 1個全雙工串行 I/O口，兩個 16位定時 /計數(shù)器， 5個中斷源。 6 8051 片內有 4k ROM，無須外接外存儲器和 373，更能體現(xiàn)“單片”的簡練。器件使用 ATMEL公司高密度、非易失性技術生產，與標準的MSC51指令系統(tǒng)和 8051引腳兼容。 AT89C105 AT89C2051 AT89C1051是一種帶 1K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲器 (FLASH ROM)的低電壓、高性能CMOS 8 位微控制器，該器 件采用 ATMEL 高密度、非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS51的指令集和輸出管腳相兼容，由于將多功能 8位 CPU和閃速存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的 AT89C1051是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)應用提供了一種靈活性高且價廉的解決方案。 AT89C2051結構與可實現(xiàn)的功能跟 AT89C1051基本一樣，只是閃速可編程可擦除只讀存儲器 (FLASH ROM)升級到 2K，還有內部 RAM為 128字節(jié)。何況， AT89C5 AT89S51 目前的售價比 8031還低，市場供應也很充足。數(shù)碼管有共陰共陽 接法，只是在設計中選用共陰或共陽都是一樣的只是個人喜歡問題，共陰共陽如圖 23 所示。 圖 24 單片機換檔系統(tǒng)結構簡圖 本設計基于單片機 機車自動換檔系統(tǒng)簡單原理為： CS3020 檢測機車運行速度和柴油機速度以脈沖形式輸出信號經整形后輸入到頻率 /電壓轉換芯片 LM331 中轉換成電壓，輸出 6～ 8伏電壓信號，再輸入到比較電路中比較，其比較原理在文后硬件系統(tǒng)論述中作介紹，把兩個速度比較后的 1 和 0 信號傳送到 AT89C2051 進行處理，以此信號作程序處理輸出換檔控制信號，同時讓 LED顯示換檔狀態(tài)。 LM331的動態(tài)范圍寬，可達 100dB；線性度好，最大非線性失真小于 ％，工作頻率低到 性；變換精度高，數(shù)字分辨率可達 12位；外接電路簡單，只需接入幾個外部元件就可方便構成 V/F或 F/V等變換電路，并且容易保證轉換精度。 LM331可采用雙電源或單電源供電，可工作在 ～ 40V之間，輸出可高達 40V，而且可以防止 CCV 短路。 LM331芯片的引腳圖如下圖 32，其管腳描述見表 31。引腳 5（ PIN5）為定時比較器正相輸入端。 LM331 的運行參數(shù) LM331的極限參數(shù)（超此極限有可能導致?lián)p壞）表如表 32，電參數(shù)表如表 33 表 32 LM331極限參數(shù) 項目 參數(shù)值 單位 電源電壓 40 V 輸出短路電流至 GND 連續(xù) 輸出短路電流至 CCV 連續(xù) 輸出電壓 ～ SV V 工作溫度范圍 0～ +70 ℃ 功耗 （ 25℃ ) W 焊接溫度（點焊， 10秒） 260 ℃ 11 表 33 LM331電參數(shù) (一） 參數(shù) 測試條件 最小值 典型值 最大值 單位 電流源（第 1腳） 輸出電流 14KRS? 01PIN?V 116 136 156 μA 電壓變化引起的變化 V1 100 ?? PINV nA 電流源關斷漏電流 MAXA TT ? 所有驅動 An 電流變化范圍 100～ 500 μA 參考電壓（第 2腳） 參考電壓 VDC 溫度穩(wěn)定性 ?60 ppm/℃ 時間定性 1000消失 ? % 選擇輸出（第 3腳） SATV mAI 5? V mAI ? (兩個 TTL負載 ) MAXAMIN TTT ?? V 關斷漏電流 ? μA 電源電流 電源電流 V5?SV mA V40?SV mA Ta=25℃ ,除其他特殊說明外 CS3020霍爾元件的介紹 CS3020是 CS系列霍爾傳感器中比較常用的一員，它的由電壓調整器，霍爾電壓發(fā)生器，差分放大電路，史密特觸發(fā)器及集電極開路的輸 出級組成發(fā)磁敏傳感電路，其輸入為磁感應強度，輸出為電壓。其功能框圖如圖 33。 本章將對系統(tǒng)硬件的各個部分作具體分析。直流穩(wěn)壓電源又分成線性直流穩(wěn)壓電源和開關型直流穩(wěn)壓電源，因為線性直流穩(wěn)壓電源電路成熟，穩(wěn)定度高，文波小，干擾小而且有很多成熟是集成元件可選擇，電路十分簡單。由于 1C 本身的電解比大，對高頻交流成分的濾波效果比較差， 所以為了改善濾波電路的高頻抑制特性，在 1C 傍邊并聯(lián)一個高頻濾波性能良好的小電容 2C 。 圖 42 CS3020 電路接圖 脈沖整形的電路 該電路的作用是將霍爾速度傳感器輸出的不規(guī)則的脈 沖信號整形為規(guī)則的脈沖信號如圖43所示，電路選擇兩級 CMOS反相器組成的回差電壓可調的施密特觸發(fā)器實現(xiàn)脈沖整形功能。當電容 LC 兩端電壓達到 2 CCV /3時，定時比較器輸出高電平使觸發(fā)器復位，此時電流開關打向左邊，電容 LC 通過電阻 LR 放電，同時，復零晶體管導通，定時電容 Ct 迅速放電，完成一次充放電過程。電阻 LR 和電容 LC 組成低通濾波器。這種電路波動峰值將 低于 5mV ,響應時間相對較快，但輸入頻率低于 200 ZH 時，此電路的波動要比圖 (a)大，一般需要對濾波時間常數(shù)既要滿足快速響應，又要滿足足夠小的波動的要求。圖中， 0u 和1u 分別是代表機車速度和柴油機速度的電壓信號。而 2F 同相輸入端則由 2R 和 3R 對 Ub 分壓后輸入，由于 2R 為 560Ω，而 3R 為 10kΩ，實際的輸入電壓為 。當 10 uu ?時， 2F 的輸出端轉換為高電平，此時單穩(wěn)觸發(fā)器的輸入端 S端為低電平而 R 端為高電平，從而使觸發(fā)器的輸出為低電平，以為機車提供從 2 檔到 1 檔的換檔信號。 圖 47 信號輸入隔離電路 18 信號驅動電磁閥部分 經單片機處理前端輸入的信號后輸出有效的控制信號以控制電磁繼電器組件，控制信號必須經過輸出放大電路放大后才能使控制組件動作，輸出 放大電路主要由一些功率放大開關管組成。 圖 48(a) 1 檔換 2 檔時電磁繼電器的輸出控制電路圖 圖 48(b) 2 檔換 1 時電磁繼電器的輸出控制電路圖 19 顯示部分 本設計附加了對機車自動換檔狀態(tài)的顯示功能。上圖可以看到，單片機 、 、 、和 作為 BCD碼的輸出口 ,分別接 CD4511的 A、 B、 C 和 D， 作為 CD4511鎖存信號輸出口 ,當 為低電平時譯碼輸出由 ABCD輸出端編碼決定 ,當 LE由低電平變到高電平時 ,鎖存了輸入端 ABCD的狀態(tài) ,譯碼輸出也相應的保持不變 ,即 CD4511為上升沿鎖存。 本章將對該基于單片機機車自動換檔的程序做具 20 體分析。系統(tǒng)啟動時長鳴提示機車進入自動換檔模式，查詢中斷有效位以設置標志位，利用該標志位貫穿被調用的顯示子程序，換檔子程序和報警子程序，返回后繼續(xù)跳至中斷查詢處，如此循環(huán)。 在 LED的硬件圖中可以看到，單片機的 － 作為控制輸出口。主要的芯片有：單片機 AT89C2051，譯碼驅動器 CD4511， 7 段數(shù)碼管，頻壓轉換芯片LM331，霍爾傳感器 CS3020， 3輸入或非門，電磁繼電器，報警器等。 在設該計中，仍然有些問題暫時無法解決，比如系統(tǒng)的抗干擾問題，這需要在今后的實踐和學習中不斷改善。通過這次鍛煉，使我鞏固了所學到的專業(yè)知識和提高了動手能力。張老師對工作認真負責、細心的作風和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度給我留下了深刻的印象，并將使我終生受益。啟動響 10秒 mov r0,20 longbb:setb lcall delay clr djnz r0,longbb 。初始化中斷寄存器 setb IT0 。中斷查詢 jnb ie1,intermit setb 21h clr ie1 sjmp loop1 intermit1:setb 20h loop1: lcall display 。繼續(xù)查詢中斷 end 。顯示 1 nop nop setb 。21H 為 0， 2檔換 1檔 shift2: clr 。啟動 2檔 換 1檔繼電器 clr clr shift4:mov r7,30h 。********************250ms延時 ******************** delay:push psw push acc 30 setb rs0 clr rs1 mov r5,05 D1: mov r6,200 D2: mov r7,250 djnz r7,$ djNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 pop acc pop psw RET 附 錄 二 原理圖 31 內部資料 32 請勿外傳 項 目 經 理項 目 副 經 理 項 目 總 工 質 安 總 監(jiān)工程管理部物資管理部技術管理部檢測試驗室質安管理部監(jiān) 督 工 程 管 理部 、 物 資 管 理部 、 檢 測 試 驗 室現(xiàn) 場 質 檢 員 、 施 工 員施 工 班 組 9JWKf wvGt YM*Jgamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 M uWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。qYp Eh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。MuW FA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz84! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% a