【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 過(guò)軟件調(diào)節(jié) 一雙速啟動(dòng)模式 一關(guān)鍵應(yīng)用的晶振故 障檢測(cè) 一在工作期間切換時(shí)鐘模式以節(jié)能 ●節(jié)能休眠模式 ●寬工作電壓范圍 (2． OV5． 5V) ●工業(yè)級(jí)及擴(kuò)展級(jí)溫度范圍 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 ●上電復(fù)位 (Poweron Reset， POR) ●上電延時(shí)定時(shí)器 (Power— up Timer， PWRT)和振蕩器起振定時(shí)器 (Oscillator Start— up Timer， OST) ●帶有軟件控制選項(xiàng)的掉電復(fù)位 (Brown— outReset， BOR) ● 帶有片上振蕩器的增強(qiáng)型低電流看門(mén)狗定時(shí)器 (Watchdog Timer， WDT)，可軟件使能 (在軟件選擇最大分頻比時(shí)，標(biāo) 稱周期為 268秒 ) ●帶有上拉的主復(fù)位引腳，可復(fù)用作輸入引腳 ●可編程代碼保護(hù) ●高耐用性閃存／ EEPROM單元： 一閃存可承受 10萬(wàn)次擦寫(xiě) 一 EEPROM可承受 100萬(wàn)次擦寫(xiě) 一閃存／數(shù)據(jù) EEPROM的數(shù)據(jù)保持時(shí)間 40年 ●運(yùn)行時(shí)讀／寫(xiě)程序存儲(chǔ)器 ●在線調(diào)試器 (板上 ) 3．低功耗特性： ●待機(jī)電流： 一 2． 0V時(shí)典型值為 50nA ●工作電流： 一 32 kHz、 2． OV時(shí)典型值為 l 1uA 一 4 MHz、 2． OV時(shí)典型值為 220uA ●看門(mén)狗定時(shí)器電流： 一 2． 0V時(shí)典型值為 1 u A 4．外設(shè)特性： ● 35個(gè)帶有方向可單獨(dú)控制的 i／ o引腳： 一高灌／拉電流可直接驅(qū)動(dòng) LED 一可單獨(dú)編程的弱上拉引腳 一超低功耗喚醒 (Ultra Low— Power Wakeup， ULPWU) ●模擬比較器模塊具有： 一兩個(gè)模擬比較器 一可編程片上參考電壓 (CVREF)模塊 (占 VDD的百分比 ) 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 一固定的參考電壓 (0． 6V) 一可從外部訪問(wèn)比較器的輸入和輸出 一 SR鎖存模式 一外部定時(shí)器選通 (使能計(jì)數(shù) ) ● A／ D轉(zhuǎn)換器： 一 10位分辨率和 14個(gè)通道 ●增強(qiáng)型 Timerl： 一帶預(yù)分頻器的 16位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器 一外部選通輸入模式 一專用低功耗 32 kHz振蕩器 ● Timer2：帶 8位周期寄存器、預(yù)分頻器和后分頻器的 8位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器 ●增強(qiáng)型捕捉、比較和 PWM+模塊： 一 16位捕捉，最大分辨率為 ns 一比較，最大分辨率為 200 ns 一帶有 l、 2或 4個(gè)輸出通道和可編程“死區(qū)時(shí)間”的 10位 PWM，最大頻率為 20 kHz — PWM輸出轉(zhuǎn)向 (steering)控制 ●捕捉、比較和 PWM模塊： 一 16位捕捉，最大分辨率為 12． 5ns 一 16位比較，最大分辨率為 200ns 一 10位 PWM，最大頻率為 20 kHz ●增強(qiáng)型 USART模塊： 一支持 RS48 RS232和 LIN 2． 0 一自動(dòng)波特率檢測(cè) 一遇到起始位時(shí)自動(dòng)喚醒 ●主同步串行口 (Master Synchronous SerialPort， MSSP)模塊支持 3線 SPI(總共 4種模式 )和帶有 12C地址屏蔽功能的 I2C伸主／從模式。 遙控系統(tǒng)工作過(guò)程 遙控器發(fā)送信號(hào)，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)正常工作時(shí)，無(wú)線接收模塊 MICRF007 接受到由遙控器發(fā)射出的信息后，將信息傳輸給單片機(jī) PIC16F887，再通過(guò) PIC16F887 對(duì)信息進(jìn)行接收、解碼、判斷和相應(yīng)的處理 [3]。如果識(shí)別密碼和 本車相同，那么信息會(huì)傳輸給執(zhí)行部件，控寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 制繼電器和相關(guān)部件動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的無(wú)線控制。當(dāng)用戶按一下遙控器上的開(kāi)鎖按鍵，打開(kāi)駕駛座一側(cè)的門(mén)鎖。按一下遙控器上的鎖門(mén)按鍵則所有的車門(mén)鎖住，同時(shí)車內(nèi)燈熄滅。按一下遙控器的行李箱鎖鍵就可以打開(kāi)行李箱蓋鎖。如果用遙控器開(kāi)鎖后 30s 內(nèi)未動(dòng)作，車門(mén)鎖或行李箱鎖將自動(dòng)鎖閉，系統(tǒng)重新進(jìn)入警戒狀態(tài)。 系統(tǒng)各功能模塊介紹 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)主程序流程圖如圖 圖 復(fù)位 初始化 進(jìn)入程序主循環(huán) 進(jìn)入報(bào)警子程序 進(jìn)入學(xué)習(xí)子程序 執(zhí)行相應(yīng)的程序 RF 信息判斷 報(bào)警條件 是否滿足 有無(wú)學(xué)習(xí)器 學(xué)習(xí)信號(hào) 有無(wú)相應(yīng)的 外部信號(hào)開(kāi)關(guān) 有無(wú)接收到遙控信號(hào) Y 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 學(xué)習(xí)程序流程圖如下圖 所示： 圖 學(xué)習(xí)程序 定 時(shí)器清零并運(yùn)行 打開(kāi)報(bào)警燈 清除 EEPROM 中的鑰匙記錄 接收信息 10s超時(shí) 是否已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò) 解密 比較識(shí)別碼是否相等 報(bào)警燈閃爍兩下，間隔500ms 表示此鑰匙學(xué)習(xí)成功 四把鑰匙是否學(xué)習(xí)完 返回 N Y Y N N Y Y 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 信號(hào)輸入電路圖 圖 輸出驅(qū)動(dòng)電路 1. A／ D 轉(zhuǎn)換模塊的應(yīng)用 早期的單片機(jī)內(nèi)部一般沒(méi)有集成 AD 轉(zhuǎn)換器，因此要想采集模擬信號(hào)，必須外接 A/D轉(zhuǎn)換器。我選用的 PICl6F887 內(nèi)部有一個(gè)十位、八路的 AD 轉(zhuǎn)換器，不需外接 AD轉(zhuǎn)換器，其參考電壓可以為電源電壓 VDD，也可以是外部參考電壓 (VREF 引腳 )[4]和 A／ D 轉(zhuǎn)換模塊的工作模式和設(shè)定有關(guān)的寄存器主要有 ADCON0、 ADCONl： 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 ADC 控制寄存器 ADCON0 用于控制 ADC 的操作，是一個(gè) 8 位可讀／寫(xiě)的寄存器，各位的含義如下： ● bit 76 ADCSI： O： A／ D轉(zhuǎn)換時(shí)鐘選擇位 00=FOSC／ 2 01=FOSC／ 8 10=FOSC／3211=FRC (由專用的內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生頻率最高為 500 kHz的時(shí)鐘 ) ● bit 5． 2 CHS3： O：模擬通道選擇位 0000=AN0 0001=ANl 0010=AN2 0011=AN3 0100=AN4 0l 01=AN5 01 10=AN6 011 1=A． N7 1 000=AN8 1 001=AN9 1010=ANl0 1011=ANll 1100=ANl2 1101=ANl3 1110=CVREF 1111=固定參考電壓 (0． 6V固定參考電壓 ) ● bit l GO／ DONE： A／ D轉(zhuǎn)換狀態(tài)位 1=A／ D轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。將該位置 1啟動(dòng) A／ D轉(zhuǎn)換。當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換完成以后，該位由硬件自動(dòng)清零。 0=A／ D轉(zhuǎn)換完成／或不在進(jìn)行中 ● bit 0 ADON： ADC使能位 l=使能 ADC 0=禁止 ADC，不消耗工作電流 2. ADC控制寄存器 ADCONl 主要用于控制相關(guān)引腳的功能選擇，它們可以被設(shè)置成模擬輸入、參考電壓輸入或者通用數(shù)字 I／ O引腳。 ● bit 7 ADFM： A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)果格式選擇位 l=結(jié)果右對(duì)齊， ADRESH寄存器的高 6位讀作 O； 0=結(jié)果左對(duì)齊， ADRESH寄存器的低 6位讀作 0。 ● bit 6 未實(shí)現(xiàn)：讀為 0 ● bit 5 VCFGl：參考電壓位 1=VREF．引腳 0=VSS ● bit 4 VCFGO．參考電壓位 1=VREF+引腳 0=VDD 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 ● bit 30 未實(shí)現(xiàn)：讀為 0 通過(guò)設(shè)置端口，選擇通道，選擇參考電壓，設(shè)定 ADC的轉(zhuǎn)換格式，選擇 AD時(shí)鐘源等一系列操作之后實(shí)現(xiàn) A／ D轉(zhuǎn)換。當(dāng) AD轉(zhuǎn)換完成后，我可以通 過(guò) DRESL和 ADRESH這兩個(gè)寄存器得到轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)值。雨刮器間隙調(diào)節(jié)功能的實(shí)現(xiàn)就是通過(guò)采用 PICl6F887內(nèi)置的模擬轉(zhuǎn)換器模塊，我在此選用電源電壓 VDD作為基準(zhǔn)電壓信號(hào)，通過(guò)電位計(jì)的調(diào)節(jié)，單片機(jī)引腳上的模擬信號(hào)在 O～ 2． 5V范圍之內(nèi)變化，經(jīng)過(guò) A／ D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換，一個(gè)模擬信號(hào)就對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)字值，這個(gè)數(shù)字值再經(jīng)過(guò)內(nèi)部程序的運(yùn)算，即可得到最終對(duì)應(yīng)的間隙時(shí)間。所以，外部電位計(jì)旋鈕的變化導(dǎo)致單片機(jī)模擬口電壓的變化，通過(guò) AD轉(zhuǎn)換，不同的電壓對(duì)應(yīng)不同的數(shù)字值，再經(jīng)過(guò)查表或者運(yùn)算，也就是得到了需要的間隙時(shí)間，進(jìn)而滿 足雨刮器間隙調(diào)節(jié)的功能要求。 A／ D轉(zhuǎn)換程序如下： ； ??～ ?????? ； AD采集程序～ ； ????????? MOVLW B’0 l 000000’ MOVWF ADCONO MOVLW B’000011 10’ MOVWF ADCON1 ；除 ANO外全部設(shè)為數(shù)字 I／ O MOVLW ． 4 MoVWF CNT ；采集 4次，求平均值． AD LOOP CALL DELlMS BSF ADCON0． 2 ；設(shè)定 A／ D轉(zhuǎn)換模塊的狀態(tài) ADWAIT BTFSC ADCONO． 2 GOTO ADWAIT MOVF ADRESH． 0 ； ??采集 AD轉(zhuǎn)換的高 8位． (ADFM左移 ) ADDWF ADL， F BTFSC STATUS． O INCF ADH ； ADL溢出時(shí)，自加 ADH 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 DECFSZ CNT GOTO AD LOOP ； 4次采集結(jié)束，右移除以 4 BCF STATUS． C RRF ADH RRF ADL BCF STATUS． C RRF ADH RRF ADL 2. PWM模塊的應(yīng)用 頂燈照明漸滅控制功能就是通過(guò) PWM實(shí)現(xiàn)的 [5]。 PWM模塊的功能是可以輸出周期一定、占空比可以調(diào)制的方波信號(hào)。通過(guò)改變方 波的占空比，來(lái)調(diào)節(jié)燈具的發(fā)光強(qiáng)度大?。伎毡仍降停唠娖皆谡麄€(gè)周期中的時(shí)間就越短．燈具的有效發(fā)光強(qiáng)度就越低， 所以可以實(shí)現(xiàn)頂燈的漸滅控制。 PICl6F887內(nèi)置 CCP模塊，通過(guò)這個(gè)模塊選擇 PWM輸出功能。通過(guò)在CCPlCON寄存器中設(shè)定 CCP模塊的工作模式來(lái)實(shí)現(xiàn)功能選擇。 CCPICON寄存器為 8位寄存器，PWM方式的選擇主要取決于它的第 l， 2， 3， 4位。通常使用 RP2寄存器存儲(chǔ) PWM信號(hào)的周期值，使用 CCPRxL寄存器存儲(chǔ)信號(hào)的高電平時(shí)間值。進(jìn)一步通過(guò)編寫(xiě)軟件程序，逐漸減小輸出信號(hào)的高電平工作時(shí)間，再外接場(chǎng) 效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)頂燈，實(shí)現(xiàn)駕駛員頂燈照明漸滅控制功能，即所有車門(mén)關(guān)閉后車內(nèi)燈延遲漸漸熄滅的功能。軟件程序： ； PWM輸出，漸滅 ??5S～ 256*16*5*255(從 CCPRlL的 255自減至 0)=52224000US= CLRF STATUS MOVLW 0FFH MOVWF CCPRlL ；設(shè)定起始占空比全為高電平．然后在中斷中逐漸減小至 0 BANKSEL PIE l BSF PIE 1， TMR2IE MOVLW 0FFH MOVWF PR2 ：設(shè)定周期值 BANKSEL CCP1CON MOVLW 0CH MOVWF CCPlCON； MOVLW ‘00100110’ 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 MOVWF T2CON；預(yù)分 16，后分頻 5， TMR20N工作．總漸滅時(shí)間 256*16*5*255=52224000US= GOTO QUIT_RETURN_DINGDENG 3. 車速采集 車速采集部分需要采集三個(gè)車速值： 17km／ h， 40km／ h， 100km／ h。在速度采集程序中， PORTB的 PB0引腳作為外部中斷信號(hào)輸入，對(duì)車速傳感器的信號(hào)的上升沿跳變產(chǎn)生中斷響應(yīng)，計(jì)數(shù)器加 1。設(shè)置 TICON寄存器中的 TMRICS控制位為 0，使 TIdRl作為定時(shí)器使用。其計(jì)數(shù)時(shí)鐘源自于程序運(yùn)行時(shí)的指令周期。設(shè)置標(biāo)志位，用以判斷車速是否在相應(yīng)的范圍內(nèi)。其車速采集流程圖如圖 ，車速采集測(cè)量電路如圖 ： 圖 車速采集流程圖 入棧保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 計(jì)數(shù)器 CNT 加 1 出?；謴?fù)現(xiàn)場(chǎng) 返回 速度口 RB0外部中斷 500ms 定時(shí)中斷時(shí)間到 讀取計(jì)數(shù)值 CNT 車速值比較采集處理 計(jì)數(shù)器 CNT 清零 判斷其他中斷 N Y N Y 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 圖 4. 電源電路模塊 L4949是 Motorola生產(chǎn)的低壓差，一個(gè)單片集成的多功能精密穩(wěn)壓器，能夠提供穩(wěn)定的電壓和電流。它是專為供應(yīng)微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，尤其是應(yīng)用在汽車上。低功耗設(shè)計(jì)是BCM設(shè)計(jì)的重點(diǎn)， L4949符合低功耗設(shè)計(jì)的要求。其可將 +5． 5～ +11． 5V之間的電池電壓轉(zhuǎn)換為 +5V輸出，并在整個(gè)電壓范圍內(nèi)提供 lOOmA輸出電流，壓降小于 0． 4V，效率高于 90％。L4949所需外圍器件較少，包括輸入旁路電容、濾波電容和電阻，不需要任何補(bǔ)償元件。為降低電源對(duì)信號(hào)的干擾， 6腳 RSET外接 lOk? 的 RSET電阻。為防止輸入電源電壓過(guò)高而損壞電源模塊，將二極管 D25串聯(lián)在電源輸入端，作為電源反接保護(hù)。電源電路如圖 示， 1腳是電壓輸入端， 8腳是電壓輸出端。當(dāng)一個(gè)高于 5V的電壓輸入后，輸出為 5V。 圖 電源電路 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 5. 防抱死制動(dòng) 控制作用于車輪制動(dòng)分泵上的制動(dòng)管路壓力，使汽車在緊急剎車時(shí)車輪不會(huì)抱死，這樣就能使汽車在緊急制動(dòng)時(shí)仍能