【正文】 22 3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 23 IV 軟件設(shè)計(jì)思路 .......................................................................................................... 23 如何由頻率計(jì)算出氣壓值 ...................................................................................... 24 程序流程圖 .............................................................................................................. 24 4 系統(tǒng)的調(diào)試 ........................................................................................................................ 25 硬件調(diào)試 .................................................................................................................. 25 調(diào)試步驟 ........................................................................................................ 25 軟件調(diào)試 .................................................................................................................. 25 Keil 軟件簡(jiǎn)介 ................................................................................................ 25 整體調(diào)試 .................................................................................................................. 26 系統(tǒng)仿真 ........................................................................................................ 26 實(shí)現(xiàn)結(jié)果 ........................................................................................................ 27 結(jié) 論 ...................................................................................................................................... 29 致 謝 ...................................................................................................................................... 30 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 31 附錄 A 英文原文 ................................................................................................................... 32 附錄 B 譯 文 ......................................................................................................................... 35 附錄 C 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖及 PCB 圖 ..................................................................................... 37 附錄 D 程序清單 .................................................................................................................. 39 附錄 E 元件清單 ................................................................................................................... 63 附錄 F 實(shí)物圖 ....................................................................................................................... 64 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 1 緒 論 如今，隨著高速公路網(wǎng)的蓬勃興起，交通的日趨發(fā)達(dá)，車輛行駛速度的不斷攀升，交通隱患的防范問(wèn)題迫在眉睫，如因車胎漏氣和爆炸等原因造成的交通事故，很多是由輪胎的工作溫度過(guò)高或者不合理胎壓引起的。 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 。 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。具有可攜帶、測(cè)試操作方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。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。 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(wèn)題。 TPMS 通過(guò)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(guò)無(wú)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。 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。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) 。 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(guò)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。另外在設(shè)計(jì)過(guò)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。 (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。%VFSS。其中最為關(guān)鍵的是連接子程序的各個(gè)功能模塊。并且C 編譯器能自動(dòng)生成一些硬件的初始化代碼。 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。復(fù)位引腳 RST 通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器用來(lái)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)。其中電平復(fù)位是通過(guò) RST 端經(jīng)電阻與電源 Vcc接通而實(shí)現(xiàn)的。本穩(wěn)壓電源可作為 TTL電路或單片機(jī)電路的電源。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(lái)判斷按鍵狀態(tài)，判斷后再做處理。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。 STC5A60S2 單片機(jī)的 40 條引腳按功能來(lái)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。 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) PSEN（ 29 腳）：程序存儲(chǔ)器允許輸出控制端。 (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。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。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。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc， RST 必須保持低電平。 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。 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(wú)背光 ）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說(shuō)明如表 所示。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 指令 4：顯示 開關(guān)控制。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 (4) 編輯和調(diào)整。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(guò)該表可以確認(rèn)各個(gè)元件和它們之間的關(guān)系。 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(guò)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(wèn)題 [13]。在使用 C 語(yǔ)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)。 Vin 和 FO 的這種對(duì)應(yīng)關(guān)系如 第二章 的式（ ）所示。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。 本設(shè)計(jì)是使用 C 語(yǔ)言在 Keil C 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的。 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。在此過(guò)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。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語(yǔ)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(guò)程和結(jié)果。 (5) 編譯整個(gè)工程并且生成下載到存儲(chǔ)器用的 HEX 文件。然后分別由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (.OBJ)。用 C 語(yǔ)言來(lái)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)。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。 正由于 C 語(yǔ)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(yǔ)言編寫。源程序的可讀性和可維護(hù)性都很好。自動(dòng)布置元件或人工布置元件，多次布置直到自己滿意為止。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。 (3) 原理圖布線。 指令 9：讀 忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S：屏幕上所有文字是否左移或者右移。當(dāng) RS和 R/W 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 表 按鍵功能 按鍵 鍵名 功能 K1 時(shí)間設(shè)定鍵 設(shè)定清零倒計(jì)時(shí)的時(shí)間 K2 增加鍵 使 預(yù)定時(shí)間 上升 K3 減少鍵 使 預(yù)定時(shí)間 降低 K4 倒計(jì)時(shí)開始鍵 開始清零倒計(jì)時(shí) K5 清零鍵