【正文】 ....................................................4 體積型空氣流量計(jì) .............................................................................................6 MC9S12XS128 內(nèi)部結(jié)構(gòu)、主要特性 ...........................................................................7 MAX232....................................................................................................................8 3 軟件設(shè)計(jì) ...................................................................................................................... 11 CodeWarrior 軟件簡(jiǎn)介 ............................................................................................. 11 項(xiàng)目調(diào)試場(chǎng)景 ................................................................................................. 11 CodeWarrior 中項(xiàng)目的基本管理和設(shè)定 ............................................................ 12 系統(tǒng)流程 ................................................................................................................. 14 A／Ｄ轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì) ................................................................................................ 16 SCI 模塊設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 23 labview 軟件設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 27 labview 軟件簡(jiǎn)介 ............................................................................................. 27 labview 應(yīng)用程序構(gòu)成 ...................................................................................... 27 前面板 ........................................................................................................... 27 流程圖 ........................................................................................................... 27 圖標(biāo)連接器 ................................................................................................... 28 4 調(diào)試過(guò)程 ........................................................................................................................ 30 調(diào)試過(guò)程 .................................................................................................................. 30 調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題 ................................................................................................... 31 調(diào)試結(jié)果 .................................................................................................................. 31 總結(jié) .................................................................................................................................... 33 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................ 34 致謝 .................................................................................................................................... 35 附錄 .................................................................................................................................... 36 1 1 緒論 前言 空氣流量計(jì) 傳感器向電子控制器提供反映進(jìn)氣流量的電信號(hào)，在電子控制汽油噴射系統(tǒng)中是電子控制器計(jì)算噴有時(shí)間的重要參數(shù)，而在微機(jī)控制點(diǎn)火時(shí)刻系統(tǒng)中則是作為發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的間接參數(shù)，用于確定最佳的基本點(diǎn)火提前角。其工作原理是：在空氣通道中放置一電熱體，通電后使電熱體保持一定的溫度，空氣通過(guò)時(shí)，空氣將會(huì)帶走熱量而使電熱體溫度下降，電熱體的電阻下降。隨著電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)，特別是軟件工程的進(jìn)一步發(fā)展，到了本世紀(jì)末，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的流量計(jì)檢測(cè)都具備了單機(jī)采集多種數(shù)據(jù)，同時(shí)處理多種數(shù)據(jù)的功能，如電壓、流量等。而在國(guó)內(nèi)部分生產(chǎn)廠家則是自設(shè)計(jì)只能測(cè)量流量計(jì)電壓的在線測(cè)試設(shè)備，由于電壓是直接信號(hào)，最后得出的流量是間接信號(hào)，所以必然會(huì)造成測(cè)量誤差，影響對(duì)流量計(jì)品質(zhì)的評(píng)價(jià)。 空氣流量計(jì)的基本組成 空氣流量計(jì)大體分為兩種類型： 質(zhì)量型空氣流量計(jì)和體積型空氣流量計(jì)。圖示的空氣流量計(jì)也有一個(gè)嵌入式進(jìn)氣溫度傳感器 【 4】 。當(dāng)熱線 (Rh)被吸入的空氣冷卻時(shí)，電阻值降低導(dǎo)致 A 點(diǎn)、 B 點(diǎn)產(chǎn)生電位差。當(dāng)空氣從空氣濾清器流入空氣流量計(jì)，圖 24 熱模式空氣流量傳感器外形 圖 25 熱模式空氣流量計(jì)結(jié)構(gòu) 1接線插座、 2護(hù)套、 3鉑金屬膜 4防護(hù)網(wǎng) 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 7 氣流推動(dòng)計(jì)量板。如下圖所示進(jìn)氣量 (KS)信號(hào)是一個(gè)脈沖信號(hào)。這兩個(gè)模塊以及一些輔助模塊的 功能如下： ●內(nèi)部 PLL 模塊。為了使單片機(jī)適應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)的各類數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，必須對(duì)單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸接口進(jìn)行擴(kuò)展。 MAX232 內(nèi)部結(jié)構(gòu) MAX 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分： 第一部分是電荷泵電路。 第三部分是供電。在設(shè)計(jì)中運(yùn)用Codeearrior 來(lái)編輯程序并將程序下載至 MC9S12XS128 單片機(jī)中，之后用 labview 編輯一個(gè)顯示界面，使采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)在電腦上顯示出來(lái)。 CodeWarrior 開(kāi)發(fā)工作室包括完成大多數(shù)嵌入式開(kāi)發(fā)項(xiàng)目所需的所有工具 。 BDM 調(diào)試是基于芯片本身內(nèi)含的在線調(diào)試功能，可實(shí)現(xiàn)程序下載，單步 /全速運(yùn)行，可以設(shè)若干個(gè)斷點(diǎn)，可以觀察和修改任意寄存器或 RAM 內(nèi)存空間。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(jī)程序運(yùn)行（ Link for XS12），或?qū)⒏鱾€(gè)源代碼文件編譯連接生圖 31 選擇開(kāi)發(fā)單片機(jī)型號(hào) 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 13 成一個(gè)庫(kù)文件（ Libmaker for XS12）。 圖 32 編譯選項(xiàng)設(shè)定 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 14 可以非常方便地實(shí)現(xiàn)代碼優(yōu)化時(shí)的綜合考慮。當(dāng)你在 CW 環(huán)境中編輯項(xiàng)目中的各個(gè)文件時(shí)，只要文件內(nèi)容發(fā)生變化，項(xiàng)目列表窗內(nèi)該文件的左側(cè)會(huì)出現(xiàn)此小圖標(biāo)，表明此文件已經(jīng)被更新 ，它們?cè)诖a生成過(guò)程會(huì)被重新編譯。鼠標(biāo)點(diǎn)擊該圖標(biāo)后，如果你的項(xiàng)目文件中有最新更新， CW 會(huì)自動(dòng)調(diào)用 make 功能進(jìn)行編譯和連接。系統(tǒng)總運(yùn)行流程如圖 34 所示： 單片機(jī)程序初始化是在單片機(jī)程序運(yùn)行之前，對(duì)所用到的模塊根據(jù)所需要的功能進(jìn)行設(shè)定單片機(jī)各個(gè)模塊的初始值。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。 36 ATD 模塊框圖 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 18 ATD1 控制寄存器 寄存器寫操作將中止當(dāng)前轉(zhuǎn)換序列 如圖 37 所示 。當(dāng)進(jìn)入停止模式且 ICLKSTP=1 時(shí)， ATD 轉(zhuǎn)換時(shí)鐘自動(dòng)切換到內(nèi)部時(shí)鐘 ICLK。該位確定外部觸發(fā)信號(hào)的極性。 本次設(shè)計(jì)中設(shè)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。 如圖 39 所示。 表 33 A/D 轉(zhuǎn)換序列長(zhǎng)度定義 FIFO：結(jié)果寄存器先進(jìn)先出（ FIFO）模式選擇位。這 2 位共同確定凍結(jié)模式下遇到斷點(diǎn)時(shí)ATD 模塊的工作狀態(tài)，如表 34 所示。這 5 位確定 ATD 時(shí)鐘預(yù)分頻因子的 二進(jìn)制 PRS 值， ATD 轉(zhuǎn)換時(shí)鐘頻率計(jì)算公式為 ： fATDCLK=fBUS/（ 2（ PRS+1）） 式中 fATDCLK 允許的頻率范圍請(qǐng)參考 MC9S12XS128 數(shù)據(jù)手冊(cè)。 MULT：多通道采樣模式選擇位。 多通道轉(zhuǎn)換（ MULT=1）時(shí)，通道選擇編碼確定了轉(zhuǎn)換序列中第一個(gè)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）。 } SCI 模塊 設(shè)計(jì) （ 1） SCI 模塊 結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn) MC9S12XS128 內(nèi)置的 SCI 模塊是雙全工、波特率可編程設(shè)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(jiǎn)稱串口）。波特率寄存器中的13 位數(shù)值從 1 到 8190。 RSRC 為 SCI 接受器輸入源選擇位。 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(biāo)志位 RDRF 或者溢出標(biāo)志位 OR產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。//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(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 27 labview 軟件設(shè)計(jì) labview 軟件簡(jiǎn)介 LabVIEW（ Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一種圖形化的編程語(yǔ)言，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。它可以增強(qiáng)你構(gòu)建自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，提供了實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。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(méi)有，但編程必須有的東西，例如函數(shù)、結(jié)構(gòu)和連線等。 LabVIEW 的強(qiáng)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(dāng)作子程序調(diào)用，以創(chuàng)建更復(fù)雜的程序，而這種調(diào)用的層次是沒(méi)有限制的。 在起初調(diào)試時(shí)，并不是將總程序一次性調(diào)試的而是一個(gè)一個(gè)模塊調(diào)試的。如果不能顯示查看 SCI 初始值是否正確。針對(duì)這個(gè)問(wèn)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。并且重新復(fù)習(xí)了 C 語(yǔ)言方面的知識(shí)。使得在實(shí)際過(guò)程出現(xiàn)了許多困難。從一開(kāi)始告訴我從哪方面開(kāi)始著手。 另外，同學(xué)之間的幫助也是我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)不可缺少的部分。 //鎖相環(huán)電路允許 SYNR =0xc0 | 0x09。 //使能鎖相環(huán)時(shí)鐘 } 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 37