【正文】 標(biāo)準(zhǔn) 80C51 器件 P89LPC901 集成了許多系統(tǒng)級(jí)的功能 ， 這樣可大大減少元件的數(shù)目和電路板面積并降低系統(tǒng)的成本 。 （ 2） 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器（定時(shí)器溢出時(shí)， P89LPC901 的定時(shí)器 0 可配置為觸發(fā)一個(gè)端口輸出或 /可作 為 PWM 輸出）。具有波特率發(fā)生器、間隔檢測、幀錯(cuò)誤檢測、自動(dòng)地址識(shí)別和通用的中斷功能。 （ 7） 操作電壓 VDD 范圍為 ～ 。 （ 9） 8 腳 SO8 封裝。 （ 2）在應(yīng)用中編程（ IAPLite）和字節(jié)擦寫功能使得程序存儲(chǔ)器可用于非易失性 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。看門狗定時(shí)器預(yù)分頻器有 8 種選擇。提供從掉電模式中喚醒功能（低電平鍵盤中斷輸入喚醒） 。使用片內(nèi)上電復(fù)位時(shí)不需要外接元件。振蕩器選項(xiàng)支持的頻率范圍為 20KHz~18MHz。 （ 11）端口“輸入模式匹配”檢測。 （ 13）可控 制口線輸出斜率以降低 EMI，輸出最小跳變時(shí)間約為 10ns。 （ 17）雙數(shù)據(jù)指針（ DPTR） 。 時(shí)鐘 時(shí)鐘定義 P89LPC901 的幾個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘定義如下： 1） OSCCLK－輸入到 DIVM 分頻器的時(shí)鐘。每個(gè)機(jī)器周期包含 2 個(gè) CCLK 周期，大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為 1 到 2 個(gè)機(jī)器周期（ 2 到 4 個(gè) CCLK 周期）。這樣就滿足了從高精度到低成本的不同需求。 低頻振蕩器選項(xiàng) 此選項(xiàng)支持 20KHz～ 100KHz 的外部晶振，同時(shí)也支持陶瓷諧振器。上電時(shí)，需要一個(gè)外部電路使器件保持復(fù)位狀態(tài)，直至 VDD 到達(dá)指定的電平。復(fù)位時(shí)， CLKLP 為‘ 0’，允許實(shí)現(xiàn)最高性能。要實(shí)現(xiàn)該功能的前提是已選擇另外的時(shí)鐘源（片內(nèi)RC 振蕩器、看門狗振蕩器或 X1 腳輸入的外部時(shí)鐘）并且沒有使用晶振作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)鐘源。如果在空閑模式中不需要輸出時(shí)鐘，那么可在進(jìn)入空閑模式之前將該功能關(guān)閉以降低功耗。用戶程序可修改 TRIM 寄存器將 RC 振蕩器調(diào)整為其它頻率。 看門狗振蕩器選項(xiàng) 看門狗具有一個(gè)獨(dú)立的振蕩器，其頻率 為 400KHz。 XTAL2/ 腳可作為標(biāo)準(zhǔn) I/O 口或者時(shí)鐘輸出。在某些使用頻率高于 12MHz 的振蕩器的應(yīng)用中，當(dāng) VDD 降至低于指定的最低工作電壓時(shí)，需要一個(gè)外部掉電檢測電路使器件保持復(fù)位狀態(tài)?！斑壿媹D” 。如果比較器為低電平時(shí)被禁能，比較器從低到高的跳變將置位比較器標(biāo)志 CMFx。 內(nèi)部參考電壓 當(dāng)使用單個(gè)比較器輸入管腳時(shí)，內(nèi)部參考電壓發(fā)生器可提供一個(gè)默認(rèn)的參 考電壓。當(dāng)比較器輸出狀態(tài)改變時(shí)中斷標(biāo)志位置位，此標(biāo)志位可通過軟件查詢或用于產(chǎn)生一個(gè)中斷。當(dāng)比較器輸出到管腳使能時(shí)，此管腳應(yīng)該配置為推挽輸出模式以便在掉電工作模式下獲得較 快的開關(guān)速度。若要降低功耗，用戶可通過 禁止比較器，或?qū)⑵骷O(shè)置為完全掉電模式。四種輸出類型分別為：準(zhǔn)雙向口 (標(biāo)準(zhǔn) 8051 輸出模式 )，推挽，開漏輸出或僅為輸入功能。這是因?yàn)楫?dāng)口線輸出為邏輯高電平 時(shí)驅(qū)動(dòng)能力很弱，允許外部裝置將其拉低。在準(zhǔn)雙向口模式中，如果用戶在管腳加上 5V 電壓，將會(huì)有電流從管腳流向VDD，這將導(dǎo)致額外的功率消耗。作為一個(gè)邏輯輸出時(shí)，這種配置方式必須有外部上拉，一般通過電阻外接到VDD。 推挽輸出配置 推挽輸出配置的下拉結(jié)構(gòu)和開漏輸出以及準(zhǔn)雙向口相同，但當(dāng)鎖存器為‘ 1’時(shí)提供持續(xù)的強(qiáng)上拉。為了得到最佳的模擬性能并降低功耗，用于模擬功能的管腳必須禁止數(shù)字輸入和輸出功能。 上電后，除 外的所有 I/O 口通過軟件進(jìn)行配置。請(qǐng)查閱表 13“ DC 電氣特性”得到詳細(xì)的規(guī)格。轉(zhuǎn)速傳感器可以應(yīng)用在各種轉(zhuǎn)速測量場合，能適應(yīng)對(duì)旋轉(zhuǎn)物體的低速、高速、穩(wěn)速和瞬時(shí)速度等多種轉(zhuǎn)速狀態(tài)測量工作，并可將信號(hào)傳導(dǎo)給控制部門。 光電式轉(zhuǎn)速傳感器 光電式轉(zhuǎn)速傳感器是以光敏元件來接收光線變化來測量旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速的。 電容式轉(zhuǎn)速傳感器 電容式轉(zhuǎn)速傳感器是通過對(duì)電容的變化來測量旋轉(zhuǎn)物轉(zhuǎn)速的，測量時(shí)電容式轉(zhuǎn)速傳感器的電容變化周期與轉(zhuǎn)速相同。 （二） 繼電器 (electromagic relay)的工作原理和特性 電磁繼電器一般由 電磁鐵 ,銜鐵 ,彈簧片 ,觸點(diǎn) 等組成的。對(duì)于繼電器的 “常開、常閉 ”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為 “常開觸點(diǎn) ”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為 “常閉觸點(diǎn) ”。 查閱有關(guān)資料確定使用條件后，可查找相關(guān)資料，找出需要的繼電器的型號(hào)和規(guī)格號(hào)。若是用于一般用電器，除考慮機(jī)箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。即一種主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄 電池。 (3)、 免維護(hù)蓄電池 免維護(hù)蓄電池由于自身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，電解液的消耗量非常小，在使用壽命內(nèi)基本不需要補(bǔ) 充蒸餾水。 電瓶的工作原理 它用填滿海綿狀鉛的鉛板作負(fù)極，填滿二氧化鉛的鉛板作正極，并用 22～ 28％的稀硫酸作電解質(zhì)。移去電源后，它又恢復(fù)到放電前的狀態(tài)，組成化學(xué)電池。普通鉛蓄電池在使用一段時(shí)間后要補(bǔ)充硫酸，使電解質(zhì)保持含有 22～ 28％的稀硫酸。為了防止汽車起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)安全事故，只有當(dāng)汽車變速器檔位處于空檔狀態(tài)下，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)才能點(diǎn)火啟動(dòng)。磁極一般由 4 個(gè)磁極組成裝在殼體內(nèi)壁，兩個(gè)串聯(lián)后再并聯(lián)。電磁式控制裝置，其作用是接通或斷開電動(dòng)機(jī)與蓄電池之間的電路。 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 起動(dòng)機(jī)要有足夠大的轉(zhuǎn)矩來克服發(fā)動(dòng)機(jī)初始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的各種阻力。 起動(dòng)功率 起動(dòng)機(jī)所具有的功率應(yīng)和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)所必需的起動(dòng)功率相匹配。 （ 3）環(huán)境溫度的影響 環(huán)境溫度低時(shí)，起動(dòng)性能不好。 電樞 電樞的結(jié)構(gòu)如圖 8 所示： 圖 34 電樞的結(jié)構(gòu) 電樞線圈是用扁銅線繞成，較粗且匝數(shù)少；電樞軸中部位置制有螺旋齒槽，用以裝置嚙合器，有些起動(dòng)機(jī)除兩端裝有襯套外，中間還裝有支承襯套。磁場線圈用扁而粗的銅線（或小銅線并聯(lián)的方法）繞成。一般有四個(gè)，相對(duì)的電刷為同極。當(dāng)線圈在垂直位置時(shí)，如圖（ a），電刷不與換向器接觸，線圈中沒有電流通過，因此電樞線圈不轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過垂直位置時(shí)，換向器片又與兩電刷接觸，如圖（ d）所示。這樣，使電流不斷地通入線圈，線圈便按一定方向繼續(xù)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。 直流電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢如圖 12 所示： 圖 39 直流電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩自動(dòng)調(diào)節(jié)特性 電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 M 取決于磁通 φ、 電樞電流 Ia 的乘積，即 M= CmφIa ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 其中 Cm－電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù) （ 1） 反電動(dòng)勢 直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載，當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電樞轉(zhuǎn)速、電樞電流、電磁轉(zhuǎn)矩均會(huì) 自動(dòng)的作相應(yīng)的變化，以滿足不同負(fù)載的需要。當(dāng)打開點(diǎn)火開關(guān)，并扭轉(zhuǎn)至 起動(dòng)檔時(shí)，磁力線圈電路和電動(dòng)機(jī)電路接通。引鐵帶動(dòng)嚙合器沿電樞軸螺旋齒槽后移，使起動(dòng)齒輪與飛輪嚙合。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，放松點(diǎn)火開關(guān)（它便自動(dòng)回轉(zhuǎn)一個(gè)角度，電路被切斷，起動(dòng)機(jī)停止工作，嚙合器在彈簧的 作用下回位，使起動(dòng)齒 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 輪與飛輪齒輪分開。釋放車身電器電源繼電器，接通車身電器負(fù)載電源，起動(dòng)完成。但若空檔開關(guān)損壞或者駕駛員知道變速箱不在空檔位置但必須起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，可采取非空檔位置保護(hù)起動(dòng)，其起動(dòng)條件是要求鑰匙從 ON 檔打到 START 檔，并在 START 檔位持續(xù) 3 s 后方可起動(dòng)。 起動(dòng)保護(hù)器電路 根據(jù)汽車起動(dòng)保護(hù)器的功能及工作過程要求 , 應(yīng)用 NXPP90LPC901 單片機(jī)的汽車起動(dòng)保護(hù)器電路由電源電路、 單片機(jī)電路、 開關(guān)信號(hào)輸入電路、 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸入電路 , 電源繼電器及起動(dòng)繼電器控制電路等組成 (見圖 3)。 開關(guān)輸入檢測電路 起動(dòng)保護(hù)控制器的輸入開關(guān)有 : 起動(dòng)開關(guān) ( STARTSW)、 空檔開關(guān) (NULL SW) 。為了保證當(dāng)起動(dòng)開關(guān)接通時(shí) , 電瓶電壓大于 12 V, 能夠正常起動(dòng) ,使 START SW 信號(hào)通過比較器 LM2903 轉(zhuǎn)換 , 接入單片機(jī)的 P04 引腳。 當(dāng)空檔開關(guān)斷開時(shí) , 單片機(jī)的 P15 引腳為低電平。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸出的正弦信號(hào)經(jīng)比較器 LM2903 轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)接入單片機(jī)的 P12 引腳 , 即 P89LPC901 的計(jì)數(shù)器輸入引腳 , 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸出的信號(hào)大于 2V 時(shí)為高電平 。電路中繼電器由 89LPC901 的 P30 和 P31 輸出 , 并經(jīng) BTS612 放大驅(qū)動(dòng)。 集電極的R15 電阻也是起到保護(hù)三極管防止誤跳的作用。當(dāng)使用頻率高于 12MHz 的振蕩器時(shí)，必須使能 的復(fù)位輸入功能。另外該管腳還可用于在上電時(shí)強(qiáng)制進(jìn)入在系統(tǒng)編程模式。 仿真原理圖和上面的原理的不同點(diǎn)，即特點(diǎn)如下： （ 1） 與原理圖編輯溶為一體，即只要原理圖中的所有元器件的電器圖形符號(hào)取自電路仿真測試用元件電 氣圖形符號(hào)庫文件包內(nèi)，在完成原理圖編輯后即可啟動(dòng)仿真操作，無需再次輸入仿真電路，避免重復(fù)勞動(dòng)。 （ 4） 提供了工作點(diǎn)分析、瞬態(tài)特性分析、交流小信號(hào)分析、阻抗分析、直流掃描分析、溫度掃描分析、參數(shù)掃描分析等。 2n5551 的集電極的電流在 5uA~35uA 的范圍內(nèi)，基極 的電流 在25uA~225uA 的范圍內(nèi)， 發(fā)射極的電流在 250uA~50uA 范圍內(nèi)變化，在這區(qū)間2n5551 有截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。 二、三極管開關(guān)電路的簡介 三極管除了可以當(dāng)做交流信號(hào)放大器之外，也可以做為開關(guān)之用。詳細(xì)的說，當(dāng) Vin 為低電壓時(shí)，由于基極沒有電流，因此集電極亦無電流，致使連接于集電極端的負(fù)載亦沒有電流，而相當(dāng)于開關(guān)的開啟，此時(shí)三極管乃勝作于截止 (cut off)區(qū)。通常在設(shè)計(jì)時(shí)，為了可以更確定三極管必處于截止?fàn)顟B(tài)起見，往往使 Vin 值低于 伏特。在理想狀況下，根據(jù)奧姆定律三極管呈飽和時(shí)，其集電極電流應(yīng)該為 ： 因此，基極電流最少應(yīng)為： 上式表出了 IC 和 IB 之間的基本關(guān)系，式中的β值代表三極管的直流電流增益，對(duì)某些三極管而言，其交流β值和直流β值之間， 有著甚大的差異。 RI LDC VCC?VRIV BBin ??RRVV LDBCCin ?? ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 為了避免混淆起見，本文所介紹的三極管開關(guān)均采用 NPN 三極管，當(dāng)然 NPN三極管亦可以被當(dāng)作開關(guān)來使用，只是比較不常見罷了 （ a） （ b） 圖 49 圖 49 的電路，在基射極間串接上一只二極管，因此使得可令基極電流導(dǎo)通的輸入電壓值提升了 伏特，如此 即使 Vin 值由于信號(hào)源的誤動(dòng)作而接近 伏特時(shí)，亦不致使三極管導(dǎo)通，因此開關(guān)仍可處于截止?fàn)顟B(tài)。 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸入檢測電路 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸出的是正弦信號(hào)，其電壓幅值范圍為 3～ 6 V。 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 圖 410 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸入檢測電路 電路工作過程分析 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器是把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的模擬量轉(zhuǎn)化為電路和單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器是測量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的儀器 ，它和發(fā)動(dòng)機(jī)上的曲軸飛輪組相連，把測量的模擬量通過轉(zhuǎn)變傳給這個(gè)檢測電路。由于動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸出的是正弦信號(hào)，其電壓幅值范圍為 3～ 6 V，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低于 2V 的參考值時(shí)，比較器的輸出端輸出一個(gè)低電平給單片機(jī)。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電壓在 3～ 6 V 的范圍內(nèi)波動(dòng)大于 2V，電壓比較器輸出 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 一個(gè)高電平給單片機(jī)。 細(xì)心的看， 圖 411和圖 410 中的比較器不同 ，那是因?yàn)樵谠韴D仿真庫中不存在 LM2903 的仿真元件，但是經(jīng)過上網(wǎng)查資料， LM339 的功能在工業(yè)上和 LM2903 芯片的功能是類似的，所以在這里用它取代了。 電源電路 用于客車的起動(dòng)保護(hù)控制器 ， 其供電電源采用 +24 V 的汽車電瓶電源，經(jīng)壓敏電阻 RZ1 和防止電源極性接反的 保護(hù)二極管 VD1 后，得到 +12 V 電壓，該電壓為比較器 LM2903 電源，同時(shí)將該電壓濾波限流后，再經(jīng) HA7355 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓和濾波，然后向 P89LPC901 提供 + V 電壓。 R2 是給電壓比較器的基極一個(gè)啟動(dòng)電壓， R2 和 VZM 串聯(lián)接入電路中，當(dāng)外部輸入 24 電壓時(shí)， R2 分到 12V 的電壓，致使三極管導(dǎo)通，三極管的輸出電壓為12V。 R1 在電路中起到保護(hù)的作用，因?yàn)閺耐獠枯斎氲碾妷簳r(shí)不穩(wěn)定的，可能會(huì)高于電路所承受的負(fù)載，燒壞元件。當(dāng)外加電壓達(dá)到或超過壓敏電壓 Uc 時(shí)，壓敏電阻器的阻值急劇下降并迅速導(dǎo)通，其工作電流會(huì)增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)，從而有效地保護(hù)了電路中的其他元件不會(huì)肉過壓而損壞。 Zs電路總阻擾。其壓差在 輸出，負(fù)載電流為 800mA 時(shí)為 。 這里用到了是 的電壓輸出，電壓從它的輸入到進(jìn)來，經(jīng)過自身的處理后輸出 電壓，供給 LM1117 提供電流限制和熱保護(hù)