【文章內(nèi)容簡介】 本系統(tǒng)以單片 機(jī)為核心，組成 胎壓信號(hào) 采集、處理、 顯示、 自動(dòng) 報(bào)警 為一身的閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件電路由 MPX4250 傳感器檢測 汽車車輪胎壓值、 ADC0804 芯片 對(duì) 胎壓模擬電壓值 A/D 轉(zhuǎn)換 ， 單片機(jī)對(duì)胎壓數(shù)字量采集、處理，控制 LED 顯示 等電路 組成。其中 ， 分別 用于控制 聲光報(bào)警電路， P0,~ 分別 用于 控制 LED 數(shù)碼管 顯示 ，組成動(dòng)態(tài)掃描電路 ， XTAL1 和 XTAL2 接入晶振時(shí)鐘電路， REST 引腳接上復(fù)位電路。 氣壓 傳感器電路 圖 36 傳感器電路圖 圖 34 所示 MPX4250 胎壓 傳感器電路圖 電路。 MPX4250 傳感器檢測胎壓值， 1 端輸出轉(zhuǎn)換后模擬電壓值 Vin， MPX4250 傳感器 2， 3 端分別接入 GND 和 VCC。 利用 RC 積分電路來達(dá)成雜波的濾除 電路。 微機(jī)檢測系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 說明書 13 A/D 轉(zhuǎn)換 電路 圖 37 A/D 轉(zhuǎn)換電路 圖 37所示 A/D轉(zhuǎn)換電路 。 模擬電壓 Vin在 RC 積分電路濾除雜波 后 輸入 ADC0804 信號(hào)輸入 VIN+端 ， VIN端接入 GND，參考電壓為 0V。 單片機(jī) ， ,， 分別控制 ADC0804 片選信號(hào) CS 端，寫信號(hào)輸入 WR端，讀信號(hào)輸入 RD 端，轉(zhuǎn)換完畢中斷提供 INTR 端 。 通過單片機(jī) 輸出低電平選中 ADC0804 芯片 A/D 轉(zhuǎn)換， 輸出脈沖控制啟動(dòng)ADC0804 開始 A/D 轉(zhuǎn)換。等待轉(zhuǎn)換完成 ADC0804 轉(zhuǎn)換完畢中斷提供 INTR 端 輸出低電平提示轉(zhuǎn)換完成， 輸出低電平控制讀信號(hào)輸入 RD 端，轉(zhuǎn)換 完成數(shù)字量 DB0~DB7 從 P1口輸入單片機(jī)。 微機(jī)檢測系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 說明書 14 LED 顯示 電路 圖 38 LED 數(shù)碼管顯示電路 圖 38 所示為共 陰 極八段 LED 數(shù)碼管連接電路， LED 數(shù)碼管的發(fā)光二極管的陰 極連接在 89C51 單片機(jī) ~， LED 數(shù)碼管另一端連接在 P0 口。當(dāng)向 , 口輸出低電平，所連接的 LED 數(shù)碼管被位選，然后向 P0 口送入顯示段碼，就可以使 LED 數(shù)碼管的相應(yīng)的段發(fā)光 ，從而顯示不同字型。 聲光報(bào)警 電路 圖 39 聲光報(bào)警電路 圖 39 所示為 聲光報(bào)警電路 。 單片機(jī) ， 分別控制聲音報(bào)警和燈光報(bào)警， 輸出高低方波信號(hào)， Sounder 音頻芯片 LS1 發(fā)出 “滴答滴答 ”高頻聲音； 輸出低電平， LEDRED 紅色發(fā)光二極管導(dǎo)通，發(fā)光點(diǎn)亮。 微機(jī)檢測系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 說明書 15 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 任何一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，它們都有著自己的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，少了任何一個(gè)部分都不可能稱之為一個(gè)完整的應(yīng)用系統(tǒng)，它們之間是相互依存的一個(gè)整體，硬件系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)的一個(gè)基礎(chǔ)和前提，為軟件系統(tǒng)提供了一個(gè)操作平臺(tái)；而軟件系統(tǒng)是硬件系統(tǒng)的靈魂，它對(duì)硬件系統(tǒng)起到擴(kuò)充和完善的作用。 軟件環(huán)境介紹 Proteus 軟件環(huán)境介紹 本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)首先是在 Proteus 軟件環(huán)境中仿真實(shí)現(xiàn)的。 Proteus 軟件是來自英國Labcenter electronics 公司的 EDA 工具軟件， Proteus 軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了具有和其它 EDA 工具一樣的原理布圖、 PCB 自動(dòng)或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，它的電路仿真是互動(dòng)的。針對(duì)微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級(jí)的實(shí)時(shí)調(diào)試。如果有顯示及輸出，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，還能看 到運(yùn)行后輸入輸出的效果。 Proteus建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境，尤其重要的是 Proteus Lite 可以完全免費(fèi)，也可以花微不足道的費(fèi)用注冊達(dá)到更好的 效果 [3]。 Proteus 是目前最好的模擬單片 機(jī)外圍器件的工具。可以仿真 51 系列、 AVR、 PIC 等常用的 MCU 及其外圍電路（如 LCD， RAM， ROM，鍵盤，馬達(dá)， LED， AD/DA，部分SPI 器件，部分 IIC 器件 ...）。其實(shí) Proteus 與 multisim比較類似，只不過它可以仿真 MCU，當(dāng)然，軟件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相應(yīng)的仿真模型，用開發(fā)板和仿真器當(dāng)然是最好選擇，可是初學(xué)者擁有它們的可能性比較小。當(dāng)然，硬件實(shí)踐還是必不可少的。在沒有硬件的情況下， Proteus 能像 pspice 仿真模擬 /數(shù)字電路那樣仿真 MCU及外圍電路。另 外，即使有硬件，在程序編寫早期用軟件仿真一下也是很有必要的。 Proteus軟件主要具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)： (1)設(shè)計(jì)和仿真軟件 Proteus 是一個(gè)很有用的工具，它可以幫助學(xué)生和專業(yè)人士提高他們的模擬和數(shù)字電路的設(shè)計(jì)能力。 (2)它允許對(duì)電路設(shè)計(jì)采用圖形環(huán)境，在這種環(huán)境中，可以使用一個(gè)特定符號(hào)來代替元器件，并完成不會(huì)對(duì)真實(shí)電路造成任何損害的電路仿真操作。 (3)它可以仿真儀表以及可描述在仿真過程中所獲得的信號(hào)的圖表。 微機(jī)檢測系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 說明書 16 (4)它可以仿真目前流行的單片機(jī)，如 PICS, ATMELAVR, MOTOROLA, 8051 等。 (5)在設(shè)計(jì)綜合性方案中 ,還可以利用 ARES 開發(fā)印制電路板。 Protel軟件環(huán)境介紹 Protel 印制板設(shè)計(jì)軟件包是澳大利亞 Protel technology 公司與 1990 年推出的電子CAD 產(chǎn)品，具有方便、易學(xué)、實(shí)用、快速以及高速度、高步通率的特點(diǎn)。它采用了分層次下拉窗口菜單結(jié)構(gòu)形式，用戶基本上不需要記背太多的鍵盤命令，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜單命令就能操作， protel 有著很高的自動(dòng)布線布通率。布通率是電子產(chǎn) CAD 產(chǎn)品的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它反映電子元件在電路圖中連接關(guān)系有多少能在印刷版圖中 實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)常用的單、雙面印制板時(shí)只要選擇適當(dāng)?shù)脑季趾筒季€策略方法， Protel 就可以輕易的達(dá)到98%100%的布通率。對(duì)于極少數(shù)不能布通的定方， Protel 可以用飛線指示出來，引導(dǎo)用戶用手工方法連通。另外， Protel 有強(qiáng)大的宏命令設(shè)置功能，利用宏命令功能多定義的熱鍵可以大大提高操作速度。 Protel 對(duì)微機(jī)的軟硬件配置要求很低： CPU 在 8088 以上， 以上版本，內(nèi)存640kb 以上，雙軟件（或一個(gè)軟件一個(gè)硬盤），單色顯示器（多層板設(shè)計(jì)時(shí)最好用彩色），各種兼容打印機(jī)。也能在 Windows9X 平臺(tái)的模擬 DOS 下運(yùn)行 [4]。 Protel 已成為印制板設(shè)計(jì)加工方面的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì) Protel 在 CAD 的市場占有率達(dá) 95%，成為電子產(chǎn)品制造業(yè)界的首選 CAD 軟件 系統(tǒng)軟件分析 系統(tǒng)采用 AT89C51 單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，程序首先對(duì) A/D 轉(zhuǎn)換， LED 顯示 ，聲光報(bào)警 進(jìn)行初始化， MPX4250 傳感器檢測汽車胎壓輸入模擬電壓值，單片機(jī)控制 ADC0804 進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)字量經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，送入 LED 顯示其車輪胎壓值，同時(shí)單片機(jī)監(jiān)測胎壓是否超出限定值，超出限定值進(jìn)行聲光報(bào)警。 軟件 程序 主要包含：主程 序， A/D 轉(zhuǎn)換 程序 ， LED 顯示 程序 ，聲光報(bào)警 程序 等。 微機(jī)檢測系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 說明書 17 程序流程圖 (1)主程序流程圖 圖 41 主 程序流程框圖 主程序流程圖說明： AT89C51 是整個(gè)系統(tǒng)中的核心，即中央處理器 CPU， 胎壓信號(hào)是由氣壓傳感器測量出模擬電壓作為 A/D 轉(zhuǎn)換輸入 ， AT89C51 控制 A/D 轉(zhuǎn)換開啟，等待轉(zhuǎn)換完畢讀取數(shù)字量，數(shù)據(jù)處理后 ， 與內(nèi)部寄存的限定值比較，超出限定值啟動(dòng)聲光報(bào)警，并送入 LED 顯示其汽車胎壓。 開 始 初始化， 設(shè)置 P0=0xFF,CS=1,Sounder=0,Light=1； 數(shù) 據(jù)處理 A/D 轉(zhuǎn)換 程序 LED 數(shù)碼管顯示程序 結(jié)束 是否超過限定值 聲光報(bào)警程序 Y N 微機(jī)檢測系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 說明書 18 (2) A/D 轉(zhuǎn)換 程序流程圖 圖 42 A/D 轉(zhuǎn)換 程序流程框