【正文】 D6 P C 0 D7 P C 1 Vcc P C 2 P B7 P C 3 P B 6 P B 0 P B5 P B 1 P B 4 PB2 PB3 24 . ...D011D112D213D315D416D517D618D719A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A 1 021A 1 123A 1 22A 1 326A 1 427A 1 51CE20OE222 7 5 1 2R? 圖 27512 管腳排列圖 顯示器的選擇與電路接口設(shè)計(jì) 隨著計(jì)算機(jī)和液晶技術(shù)的發(fā)展，圖形點(diǎn)陣液晶顯示器以其體積小、重量輕 、功耗低和顯示信息量大等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)控制、儀器儀表、家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，已發(fā)展成為當(dāng)今顯示技術(shù)的主流 ,顯示器主要有數(shù)碼管 (LED)顯示和液晶 (LCD)顯示兩大類 [20,21]。智能型液晶顯示屏具有一套接口命令 (類似于繪圖儀和打印機(jī) )，顯示內(nèi)容的圖形部分直接用命令輸入，用戶編程非常簡(jiǎn)單。(在 MGLS12032 中用到了全部 16個(gè)行驅(qū)動(dòng)口和其中 60 個(gè)列驅(qū)動(dòng)口 )。 ●可直接與 80 系列或 68 系列微處理器相連。這要求我們?cè)诰幊痰臅r(shí)候要特別注意顯示漢字和字符時(shí)在邊界區(qū)域 ,也就是兩片 SED1520 交接處的切換。 單片機(jī) 顯示器芯片 圖 196KC 與 LCD 芯片的連接 打印機(jī)的選擇與電路接口設(shè)計(jì) 為了能使顯示器顯示的數(shù)據(jù)被保留、便于隨時(shí)隨地進(jìn)行對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的研究，初選用智能微型打印機(jī)。 E 系列打印機(jī)并行接口采用與 Centronics 標(biāo)準(zhǔn)兼容的并行打印機(jī)接口，接口連接器為 26 線雙排針插座；串行接口采用 RS232 標(biāo)準(zhǔn)兼容或 TTL 電平的串行接口，接口連接器為 5線單排針型插座；使用了符合 ESC/P 標(biāo)準(zhǔn)的打印控制命令與標(biāo)準(zhǔn)的 IBM 和EPSON 打 印機(jī)兼容；考慮到打印機(jī)安裝于垂直面板的需要，增設(shè)了反向（倒置）打印功能；打印機(jī)內(nèi)設(shè)大容量輸入緩存器，具有“假脫機(jī)打印”功能。由于打印機(jī)內(nèi)部沒(méi)有數(shù)據(jù)所存能力，因此當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)并行接口時(shí)，需要連接一個(gè)地址所存器，而把打印機(jī)作為外部 RAM 對(duì)待時(shí)，可直接與單片機(jī)相連，其接口電路如圖 所示。當(dāng) VCC 下降到小于一個(gè)預(yù)先設(shè)定的電壓 VTRIP時(shí)， RESET 輸出信號(hào)將為低電平，使單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位 ， /RESET 信號(hào)一直在 VCC 下降到 1V 仍有效。而 X5045 芯片 ，只需把 /CS 端口電平置一個(gè)下降沿，即可將看門狗復(fù)位。圖 是 X5045 與單片機(jī) 196KC 的接口電路。但在一些工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中，通訊信道的環(huán)境往往十分惡劣，因此在通訊介質(zhì)選擇、接口標(biāo)準(zhǔn)選擇時(shí)，要充分考慮其抗干擾能力，以采用合適的抗干擾措施。 實(shí)際上 RS232C 的 25 條引線中有許多是很少使用的，在計(jì)算機(jī)與終端通訊中一般只使用 39條引線。 如圖 所示。所以，采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只需單一的 +5V 電源就可以了。單片機(jī)都集成有定時(shí)器，配合軟件可以作為系統(tǒng)的時(shí)間基準(zhǔn)，構(gòu)成一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘。市場(chǎng)上有許多可輸出 3～ 12V 電壓的可調(diào)整電源供選用。 3 端穩(wěn)壓芯片 [19]： 3端穩(wěn)壓器僅有輸入端、輸出端和公共端 3 個(gè)引腳 。這里就需要 IC電源變換芯片，這種芯片是將非穩(wěn)定直流電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定直流電壓的集成穩(wěn)壓器。 載波檢測(cè) 接收數(shù)據(jù) 發(fā)送數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)終端就緒 信號(hào)地 數(shù)據(jù)裝置就緒 請(qǐng)求發(fā)送 清除發(fā)送 振鈴指示 33 圖 引腳圖 日歷時(shí)鐘電路的選擇和匹配 為了能使顯示器可以顯示日歷時(shí)鐘，也使數(shù)據(jù)擁有者能查詢數(shù)據(jù)的日期，為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)日歷時(shí)鐘電路。 MAX232 芯片內(nèi)部有一個(gè)電源電壓變換器，可以把 +5V 電源電壓變換成 RS— 232C 輸出電平所需的177。 RS232C 接口連接器一般使用型號(hào)為 DB25的 25 芯插頭座，通常插頭在 DCE 端，插座在 DTE 端，本設(shè)計(jì)電路中的單片機(jī)與 PC 機(jī)連接的 RS232C 接口，因?yàn)椴皇褂脤?duì)方的傳送控制信號(hào)，只需三條接口線，即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號(hào)地”。 它是在 1970 年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（ EIA）聯(lián)合Vcc 10 千歐 Vcc 8 3 7 4 5 2 6 1 80C196KC RESET X5045 SI Vcc SO WP SCK RST CS VSS 31 貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。一般這兩個(gè)指標(biāo)具有相關(guān)性，適當(dāng)?shù)亟档屯ㄓ嵥俣龋商岣咄ㄓ嵕嚯x，反之亦然。 X5045 的特點(diǎn)是具有允許簡(jiǎn)單的三線總線工作的串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface， SPI)和軟件協(xié)議。一旦選定，即使在電源周期變化之后，此周期也不改變。 X5045 可在電源和振蕩器穩(wěn)定后提供 200ms 的有效低電平信號(hào)，然后恢復(fù)為高電平信號(hào)。 E 系列打印機(jī)體積小、操作簡(jiǎn)單、接口方便、結(jié)構(gòu)緊湊、面板尺寸符合儀器儀表的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并滿足大部分非標(biāo)儀器、儀表面板的使用要求。使用簡(jiǎn)單方便，解決了 配套安裝微型打印機(jī)的問(wèn)題。間接控制方式的連接電路簡(jiǎn)單 ,但是需要占用 196 額外的 I/O 端口 。處于從工作方式的 SED1520 則承擔(dān)第 7行至第 32行的行驅(qū)動(dòng)和右半屏顯示的列驅(qū)動(dòng)輸出。 RAM 中的 1位數(shù)據(jù)控制液晶屏上一個(gè)點(diǎn)的亮滅狀態(tài)：“ 1表示亮”，“ 0”表示不亮。“ 1”表示亮 ,“ 0”表示暗 。筆記本電腦、手機(jī) 和計(jì)數(shù)器上采用的都是液晶顯示屏幕?；谝陨显?，并考慮到與 80C196KC兼容匹配性和性價(jià)比，初選 27512 為擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器。 256字節(jié)的靜態(tài) RAM,存取時(shí)間為 400ns，它有三個(gè) 8 位口 A、 B 、 C，總共可以擴(kuò)展出 22條接線。工作溫度范圍： 0℃ ～ +70℃。 控制總線發(fā)出存儲(chǔ)器讀 寫信號(hào)，以便從 ROM、 RAM 中讀出指令或數(shù)據(jù)，或者向 RAM寫入數(shù)據(jù)。它采用高 速輸入 /輸出口進(jìn)行事件處理。由于片內(nèi)存儲(chǔ)空間的增大，所以，更適合于使用高級(jí)語(yǔ)言編程。 2個(gè) 16位的定時(shí) /計(jì)數(shù)器均可用作時(shí)基發(fā)生器。特別適合控制三相交流感應(yīng)電機(jī)、直流無(wú)刷電機(jī)和其他需要多個(gè) PWM 輸出的場(chǎng)合。所謂“捕捉”就是捕獲產(chǎn)生于引腳上的跳變事件（有正跳變、負(fù)跳變、正負(fù)跳變等），記載這些輸入事件相對(duì)于時(shí)基定時(shí)器發(fā)生的時(shí)刻；“比較”則是和預(yù)先規(guī)定好的時(shí)間作比較，預(yù)定時(shí)間一到就去執(zhí)行某種輸出功能（比如輸出置為高、輸出置為低、輸出翻轉(zhuǎn)、啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換、 19 復(fù)位定時(shí)器等等）。這些功能部件除包括在 8X9X 中就有的 I/O 口、 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 PWM（脈寬調(diào)制器）、 SIO（全雙工串行 I/O 口）、中斷源、看門狗定時(shí)器、 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 HSI/O（高速輸入 /輸出口）等以外，還包括在 MCS196 中出現(xiàn)的 PTS（外圍事務(wù)服務(wù)器）、 EPA（事件處理器陣列）、 WG（波形發(fā)生器）等。編輯軟件；程序?qū)懭牍ぞ?；調(diào)試工具；技術(shù)支持；語(yǔ)言體系與成熟程度。采用 CISC 結(jié)構(gòu)的單片機(jī)數(shù)據(jù)線和指令線分時(shí)復(fù)用，它的指令豐富，功能較強(qiáng)，但取指令和取數(shù)據(jù)不能同時(shí)進(jìn)行，速度受限，價(jià)格也高。 把儀表系數(shù) K 預(yù)先置入單片機(jī)的存儲(chǔ)器 中，單片機(jī)根據(jù)所獲得的流量脈沖頻率f 與儀表系數(shù) K 之比即可求得管路中燃油的流量 Q 之值。 （ 5）測(cè)量方式。 傳感器的選擇原則 流量傳感器的 選擇應(yīng)遵循以下原則： 選擇時(shí)應(yīng)遵循以下原則： （ 1）靈敏度。 容積式傳感器檢測(cè)方法： 容積式傳感器采用行星活塞式流量傳感器在底盤測(cè)功機(jī)試驗(yàn)臺(tái)或道路上進(jìn)行油耗檢測(cè)，測(cè)定一定體積燃油的消耗時(shí)間。即能實(shí)現(xiàn)靜態(tài)測(cè)量又能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量，同時(shí) 又能在惡劣條件下工作。通過(guò)計(jì)算進(jìn)、回油管道的流量差值得到油耗量，即“測(cè)出供油量 測(cè)出回油量 =當(dāng)前油耗量”。 油耗測(cè)量系統(tǒng)采用流量傳感器的流量信號(hào)，并將信號(hào)送給單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)根據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的控制程序得到不同要求和條件下的油耗量，通過(guò)顯示器或打印機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)控制面板實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能，還可以通過(guò)通訊接口 RS232實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，擴(kuò)展系統(tǒng)功能 [1,5]。 其組成原理如圖 。 系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn) 9 的各種 使用 功能，合理地選擇元器件，并 仔細(xì) 考慮各元件之間的搭配關(guān)系和性價(jià)比，完成 對(duì) 系統(tǒng)的控制電路的設(shè)計(jì)。軟件部分配合硬件控制系統(tǒng)，共同完成對(duì)油耗的智能化測(cè)試，而軟件功能是通過(guò)分程序模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的，主要包括初始化模塊、鍵盤管理模塊、二進(jìn)制和十進(jìn)制轉(zhuǎn)化模塊、浮點(diǎn)數(shù)模塊、顯示模塊和油耗量測(cè)試模塊。因此，基于容積法的汽車油耗儀是車輛診斷、檢測(cè)及維護(hù)的重要儀器。對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)汽車的油耗性能，節(jié)約燃油和能源，減少車輛對(duì)環(huán)境的污染等具有重要意義。電控噴射發(fā)動(dòng)機(jī)由于需要處理多余燃油的回流問(wèn)題，使其對(duì)油耗的測(cè)量變得復(fù)雜。取而代之的是采用流量傳感器和單片機(jī)的智能油耗檢測(cè)技術(shù)，并且能通過(guò)顯示器和打印機(jī)對(duì)外輸出。 AM2018 燃油消耗測(cè)試儀 (通稱油耗儀 )，是一種以單片計(jì)算機(jī)為核心的智能化儀器，并采用國(guó)際上流行的軟膜輕觸開(kāi)關(guān)面 板，使儀器的可靠性與外觀都有很大的提高。油耗儀采用一體化設(shè)計(jì)技術(shù)，油耗測(cè)量和顯示儀表集于一體，可獨(dú)立完成發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗的測(cè)量。我國(guó)急需借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)制實(shí)施汽車多工況法油耗測(cè)試方法，作為汽車廠公布油耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)一測(cè)試基準(zhǔn)，并 在每輛汽車上標(biāo)明其名義油耗，引導(dǎo)用戶比較選擇。不僅如此，美國(guó)還規(guī)定了汽車制造公司的平均油耗 (CAfE)限值，不滿足該限值則視差距大小處以數(shù)額不等的罰款 。 美國(guó)、日本和歐洲各國(guó)汽車油耗、 C02排放的測(cè)試循環(huán)和測(cè)量設(shè)備各不相同，測(cè)試范圍也不全一致，但都是模擬汽車實(shí)際道路運(yùn)行狀況下，多工況法汽車油耗測(cè)試方法，主要限制產(chǎn)量較大的輕型 (包括微型 )車輛。渦輪流量?jī)x具有瞬時(shí)測(cè)量和累計(jì)功能，得到廣泛應(yīng)用，可測(cè)量 ～ 3 1200L/min 的液體流量，在標(biāo)定條件下，精度可達(dá)177。 國(guó)內(nèi)外的油耗儀研究狀況及發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)內(nèi)外研究狀況 國(guó)外 汽車油耗儀的研究狀況 國(guó)外汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，比較重視環(huán)保與節(jié)能。國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)定使用的是油耗計(jì)測(cè)定方法。預(yù)計(jì)到 20xx 年底達(dá)到 — 億噸。 1 第 1 章 緒 論 引言 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車數(shù)量的不斷增加，而且石油資源需求快速激增，使能源供需矛盾日益突出。權(quán)威統(tǒng)計(jì)顯示 ，機(jī)動(dòng)車消耗了全國(guó)石油總產(chǎn)量的 85%，柴油總產(chǎn)量的 42%。 因?yàn)樗瞧嚨闹饕阅苤?，所以?zhǔn)確、迅速地對(duì)汽車燃油消耗量進(jìn)行檢測(cè)并作出評(píng)價(jià)，這是非常關(guān)鍵的。 由此 研制能快速、準(zhǔn)確測(cè)量汽車在各種工況下油耗的儀器，也已成為一項(xiàng)重要課題。目前的油耗儀多為體積式的，日本小野公司的 FP214 型活塞式流量傳感器，最低采樣時(shí)間為 ，最小油量分辨率為 1ml，傳感器量程 為 ～ 120L/h。目前，國(guó)外有關(guān)燃油消耗測(cè)量設(shè)備的報(bào)道較少，只有一些專利。日本測(cè)量的是 10— 15工況 (平均車速 )運(yùn)行下的平均油耗。 目前我國(guó)主流中檔轎車的 C02排放量為 200~220g/km(相當(dāng)于汽油車百公里油耗為~)，考慮到眾多的國(guó)產(chǎn)在用車，我國(guó)城市的燃油消耗 /C02排放水平應(yīng)該更高。主要用于測(cè)量各種汽油機(jī)，柴油機(jī)、電噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗。這種儀器主要用于臺(tái)架試驗(yàn) [5]。 由于電控噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)越性能，已逐步取代傳統(tǒng)的化 油器。傳統(tǒng)的油耗計(jì)對(duì)于化油器的汽油機(jī)燃油消耗的測(cè)量較為單一，但是，隨著汽車排放法規(guī)的日趨嚴(yán)格和汽車電子技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步，汽油機(jī)的化油器已逐漸被電控燃油噴射系統(tǒng) (EFI)所取代，汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性測(cè)量的對(duì)象已全部變成了電控噴射發(fā)動(dòng)機(jī)。 研究與開(kāi)發(fā)汽車油耗智能檢測(cè)儀器，能夠提高油耗檢測(cè)的精度，降低檢測(cè)儀器的使用功耗，提高儀器的抗干擾能力，擴(kuò)大儀器的測(cè)量范圍。 汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性是汽車的重要性能之一，汽車燃油供給系統(tǒng)技術(shù)狀況的好壞直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放凈化和可靠性，在使用中有較高的故障率。同時(shí)進(jìn)行程序的調(diào)試工作，以對(duì)編寫的程序進(jìn)行運(yùn)行檢查，驗(yàn)證運(yùn)行邏輯、運(yùn)行流程等。 總體設(shè)計(jì)方案的確定 儀器總體方案的確定 根據(jù)車輛的油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)智能化檢測(cè)功能的要求，針對(duì) 基于容 積法的 智能油耗儀的具體應(yīng)用情況，選擇系統(tǒng)組成元件，構(gòu)成油耗檢測(cè)系統(tǒng)的硬件部分。其中包括：由流量