【正文】 12。隨著電子與計算機技術(shù)，特別是軟件工程的進一步發(fā)展，到了本世紀末，國外發(fā)達國家的流量計檢測都具備了單機采集多種數(shù)據(jù)，同時處理多種數(shù)據(jù)的功能，如電壓、流量等。隨著科學技術(shù)在各個領域都有了較快的發(fā)展， 特別是中國汽摩配行業(yè)的快速發(fā)展，使得汽車零部件的檢測技術(shù)也逐漸發(fā)展起來，汽車流量計的檢測也不例外。而在國內(nèi)部分生產(chǎn)廠家則是自設計只能測量流量計電壓的在線測試設備，由于電壓是直接信號，最后得出的流量是間接信號，所以必然會造成測量誤差，影響對流量計品質(zhì)的評價。一臺汽車空氣流量計在線檢測系統(tǒng)檢測 100 臺流量計，一年檢測 20xx 臺，每年需要 67500 臺汽車空氣流量計檢測系統(tǒng)。 空氣流量計的基本組成 空氣流量計大體分為兩種類型： 質(zhì)量型空氣流量計和體積型空氣流量計。圖 22 質(zhì)量型空氣流量計是安裝在進氣道上的插入型，它使一部分氣流進入檢測區(qū)域。圖示的空氣流量計也有一個嵌入式進氣溫度傳感器 【 4】 。保持電熱絲溫度所需的電流與空氣質(zhì)量的流量成正比。當熱線 (Rh)被吸入的空氣冷卻時，電阻值降低導致 A 點、 B 點產(chǎn)生電位差。 熱膜式空氣流量傳感器： 熱膜式空氣流量計是熱絲式傳感器的改進產(chǎn)品，其發(fā)熱元件采用平面形鉑金屬薄膜 (厚約 200 nm)電阻器，故稱為熱膜電阻。當空氣從空氣濾清器流入空氣流量計，圖 24 熱模式空氣流量傳感器外形 圖 25 熱模式空氣流量計結(jié)構(gòu) 1接線插座、 2護套、 3鉑金屬膜 4防護網(wǎng) 中原工學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 7 氣流推動計量板。這既簡化了進氣道的構(gòu)造，也減少了吸入空氣阻力。如下圖所示進氣量 (KS)信號是一個脈沖信號。 MC9S12XS 系列具有非常豐富的輸入 /輸出端口資源，同事集成了多種功能模塊，端口包括 PORTA、 PORTB、 PORTE、 PORTK、 PORTT、 PORTS、 PORTM、 PORTP、PORTH、 PORTJ 和 PORTAD 共 11 個端口。這兩個模塊以及一些輔助模塊的 功能如下： ●內(nèi)部 PLL 模塊。 ●串行通信接口（ SCI）。為了使單片機適應不同標準的各類數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，必須對單片機的數(shù)據(jù)傳輸接口進行擴展。 每個接收器將 EIA/TIA232E 電平輸入轉(zhuǎn)換為 5V TTL/CMOS 電平。 MAX232 內(nèi)部結(jié)構(gòu) MAX 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分： 第一部分是電荷泵電路。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。 第三部分是供電。 12V, 電源僅僅作為數(shù)字和模擬控制轉(zhuǎn)換接口部件的小功率電源。在設計中運用Codeearrior 來編輯程序并將程序下載至 MC9S12XS128 單片機中，之后用 labview 編輯一個顯示界面，使采集到的信號數(shù)據(jù)在電腦上顯示出來。開發(fā)工作室提供高 度可視且自動化的框架，可以加速甚至是最復雜應用的開發(fā)，因此對于各種水平的開發(fā)人員來說，創(chuàng)建應用都是簡單而便捷的。 CodeWarrior 開發(fā)工作室包括完成大多數(shù)嵌入式開發(fā)項目所需的所有工具 。 中原工學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 12 “Pamp。 BDM 調(diào)試是基于芯片本身內(nèi)含的在線調(diào)試功能，可實現(xiàn)程序下載，單步 /全速運行，可以設若干個斷點，可以觀察和修改任意寄存器或 RAM 內(nèi)存空間?？梢园凑涨懊驷槍π马椖拷⒛０宓慕榻B，改變目標單片機的型號，或設定不同的當前目標開發(fā)調(diào)試場景。在這里你可以選擇最終編譯連接生成的代碼直接用于單片機程序運行（ Link for XS12），或?qū)⒏鱾€源代碼文件編譯連接生圖 31 選擇開發(fā)單片機型號 中原工學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 13 成一個庫文件（ Libmaker for XS12）。 完成編譯過程中代碼生成的各類選項設定，需要關(guān)注的是優(yōu)化欄“ Optimization”。 圖 32 編譯選項設定 中原工學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 14 可以非常方便地實現(xiàn)代碼優(yōu)化時的綜合考慮。缺省設置是利用此prm文件進行內(nèi)存分配和連接定位。當你在 CW 環(huán)境中編輯項目中的各個文件時，只要文件內(nèi)容發(fā)生變化，項目列表窗內(nèi)該文件的左側(cè)會出現(xiàn)此小圖標，表明此文件已經(jīng)被更新 ，它們在代碼生成過程會被重新編譯。 該圖標進行代碼生成（ make），鼠標點擊該圖標后進行源程序的編譯和目標代碼的 連接定位。鼠標點擊該圖標后，如果你的項目文件中有最新更新， CW 會自動調(diào)用 make 功能進行編譯和連接。請注意圖 33 所示的黑點，該黑點表明編譯此文件時將產(chǎn)生調(diào)試信息，如果沒有此黑點，生成的 abs 文件中將沒有對應的源程序調(diào)試信息，你就無法在調(diào)試窗口中進行源代碼級調(diào)試，只能進行匯編代碼級調(diào)試。系統(tǒng)總運行流程如圖 34 所示： 單片機程序初始化是在單片機程序運行之前，對所用到的模塊根據(jù)所需要的功能進行設定單片機各個模塊的初始值。其流程圖如圖35： A／Ｄ轉(zhuǎn)換模塊 設計 在計算機過程控制和數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)中，經(jīng)常要對一些過程參數(shù)進行測量和控制，這些參數(shù)往往是連續(xù)變化的物理量，如溫度、壓力、流量和速度等。本次使用的是 A/D 轉(zhuǎn)換模塊中的信息采集和轉(zhuǎn)換功能。 AN15AN0 是模擬量輸入通道 150，也可配置數(shù)字 I/O 口使用。 36 ATD 模塊框圖 中原工學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 18 ATD1 控制寄存器 寄存器寫操作將中止當前轉(zhuǎn)換序列 如圖 37 所示 。 圖 38 ATD 控制寄存器 2 AFFC 設置為 1 表示 通過快速清除序列修改所有 ATD 轉(zhuǎn)換完成標志。當進入停止模式且 ICLKSTP=1 時， ATD 轉(zhuǎn)換時鐘自動切換到內(nèi)部時鐘 ICLK。從運行模式轉(zhuǎn)換到停止模式期間，或者從停止模式轉(zhuǎn)換到運行模式期間，轉(zhuǎn)換結(jié)果不會寫入結(jié)果寄存器，不置位 CCF 標志位且不進行比較處理。該位確定外部觸發(fā)信號的極性。該位允許 A/D 通道或者 ETRIG30 輸入端作為外部觸發(fā)源。 本次設計中設定 ETRIGE 為 0 表示禁止外部觸發(fā)； ASCIE 為 ATD 轉(zhuǎn)換序列完成中斷使能位。該位使能，當自動比較功能使能，即ATDCMPE 寄存器中的比較使 能位 CMPEn=1，則相應比較位可申請中斷。 如圖 39 所示。 本次設計中設定 DJM 為 1 表示結(jié)果寄存器中的數(shù)據(jù)格式右對齊。 表 33 A/D 轉(zhuǎn)換序列長度定義 FIFO：結(jié)果寄存器先進先出（ FIFO）模式選擇位。 FIFO 模式下，中止當前轉(zhuǎn)換或開始新轉(zhuǎn)換將清除轉(zhuǎn)換計數(shù)器。這 2 位共同確定凍結(jié)模式下遇到斷點時ATD 模塊的工作狀態(tài)，如表 34 所示。 SMP2SMP0：采樣時間選擇位。這 5 位確定 ATD 時鐘預分頻因子的 二進制 PRS 值， ATD 轉(zhuǎn)換時鐘頻率計算公式為 ： fATDCLK=fBUS/（ 2（ PRS+1）） 式中 fATDCLK 允許的頻率范圍請參考 MC9S12XS128 數(shù)據(jù)手冊。 本次設定 SC 為 0 表示禁止特殊通道轉(zhuǎn)換 。 MULT：多通道采樣模式選擇位。 表 34 采樣時間選擇 圖 311 ATD 控制寄存器 5 中原工學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 23 CD、 CC、 CB、 CA：模擬量輸入通道選擇編碼位。 多通道轉(zhuǎn)換（ MULT=1）時，通道選擇編碼確定了轉(zhuǎn)換序列中第一個輸入通道，之后轉(zhuǎn)換序列中的采樣通道由遞增的通道選擇編碼確定或者返轉(zhuǎn)回到 AN0（返轉(zhuǎn)通道由 ATDCTL0 寄存器中的返轉(zhuǎn)通道選擇位 WRAP3WRAP0 確定）。 ATD0CTL2=0x42。 } SCI 模塊 設計 （ 1） SCI 模塊 結(jié)構(gòu)組成和特點 MC9S12XS128 內(nèi)置的 SCI 模塊是雙全工、波特率可編程設置、可編程選擇 8位數(shù)據(jù)或 9 位數(shù)據(jù)格式的串行通信接口（簡稱串口）。其缺點是傳輸速度較低，每秒內(nèi)能發(fā)送或接收的二進制位數(shù)稱為波特率，若發(fā)送一位時間為 t，則波特率為 1/t。波特率寄存器中的13 位數(shù)值從 1 到 8190。 SCI 在環(huán)路工作模式下， RSRC=0， RXD 引腳和 SCI 模塊斷開， SCI 發(fā)送器輸出在內(nèi)部和接收器輸入相連。 RSRC 為 SCI 接受器輸入源選擇位。當奇偶校驗功能使能時，會在傳輸字符的最高位插入一個奇偶校驗位。 RIE 為 接受器滿中斷使能位，該位使能允許 SCISR1 寄存器中的接受數(shù)據(jù)寄存器滿標志位 RDRF 或者溢出標志位 OR產(chǎn)生中斷請求。 RE：接收器使能位，該位使能允許使用 SCI 接收器。//禁止 TDRE、 TC、 RDRF 或 IDLE、 IDLE SCI使用發(fā)送器、接收器、接收器正常工作狀態(tài)、發(fā)送器不發(fā)送間隔符 } 中原工學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 27 labview 軟件設計 labview 軟件簡介 LabVIEW（ Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學術(shù)界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。它可以增強你構(gòu)建自己的科學和工程系統(tǒng)的能力，提供了實現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。 labview 應用程序構(gòu)成 所有的 LabVIEW 應用程序，即虛擬儀器（ VI），它包括前面板（ front panel）、流程圖（ block diagram）以及圖標 /連結(jié)器 (icon/connector)三部分 。流程圖中包括前面板上的控件的連線端子，還有一些前面板上沒有，但編程必須有的東西，例如函數(shù)、結(jié)構(gòu)和連線等。圖標是子 VI 在其他程序框圖中被調(diào)用的節(jié)點表現(xiàn)形式；而連接器則表示節(jié)點數(shù)據(jù)的輸入 /輸出口，就象函數(shù)的參數(shù)。 LabVIEW 的強大功能歸因于它的層次化結(jié)構(gòu)，用戶可以把 創(chuàng)建的VI 程序當作子程序調(diào)用，以創(chuàng)建更復雜的程序，而這種調(diào)用的層次是沒有限制的。器連接的電路圖如圖 41 所示。 在起初調(diào)試時，并不是將總程序一次性調(diào)試的而是一個一個模塊調(diào)試的。重新調(diào)試。如果不能顯示查看 SCI 初始值是否正確。于是對 A/D 模塊的初始值進行一系列排查之后發(fā)現(xiàn)沒有問題，接著又用電壓表對連接 的電路進行一一排查，發(fā)現(xiàn)是焊接不牢固，焊點脫落導致電路沒有聯(lián)通。針對這個問題重新研究了 SCI 的初始值，重新檢查了 SCI 模塊是否正常，以及所有的能檢查的。 圖 42 數(shù)據(jù)顯示界面 中原工學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 32 圖 43 波形圖顯示 中原工學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 33 總結(jié) 通過這次畢業(yè)設計，我不僅鞏固了以前學過的知識，而且又學習單片機方面的知識，提高了查閱資料能力 ，從而提高了我理論聯(lián)系實際的設計能力和動手能力以及自學能力。并且重新復習了 C 語言方面的知識。對許多專業(yè)知識還不能自如的運用，對許多概念上的知識、專業(yè)術(shù)語含糊不清，做不到深刻理解。使得在實際過程出現(xiàn)了許多困難。 中原工學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 34 參考文獻 [1]張陽 .MC9S12XS 單片機原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā) .20xx [2]吳曄 .基于 HCS12 的嵌入式系統(tǒng)設計 .北京 :電子工業(yè)出版社 ,20xx [3]張躍常 .Freescale 系列單片機常用模塊與綜合系統(tǒng)設計 .北京 :電子工業(yè)出版社 ,20xx [4]施樹名 .汽車電器與電子控制 .北京 :人民交通出版社 ,20xx [5] [.], MC9S12XS256 Reference Manual[Z]. [6]鄭秋生 .C/C++程序設計教程 — 面向過程分冊 .北京 :電子工業(yè)出版社， 20xx [7]郭天祥， MC51 單片機視頻 [8]李瑞 . labview20xx 中文版虛擬儀器從入門到精通 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 ， [9]陳國順等 . 精通 labVIEW 程序設計 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， [10]劉其和等 . LabVIEW 虛擬儀器程序設計與應用 . 北京：化學工業(yè)出版社 ， 中原工學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 35 致謝 四年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。從一開始告訴我從哪方面開始著手。還有一次又一次給我的程序進行測試。 另外，同學之間的幫助也是我完成畢業(yè)設計不可缺少的部分。 unsigned char AD_wData=0。 //鎖相環(huán)電路允許 SYNR =0xc0 | 0x09。 //鎖相環(huán)頻率 =壓控振蕩器頻率 //總線頻率 =鎖相環(huán)頻率 /2=80MHz _asm(nop)。 //使能鎖相環(huán)時鐘 } 中原工學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 37