【文章內(nèi)容簡介】 至漏電。還由于潮濕空氣的變冷，使毛細(xì)管內(nèi)的水分凝聚，引起指示誤差以致堵塞。因此，金屬零件尤其是黑色金屬零件要進(jìn)行表面處理，如電 鍍、化學(xué)處理、噴漆等工藝。要求儀表應(yīng)能在相對(duì)濕度為 90%的環(huán)境下工作，并通過耐潮試驗(yàn)及絕緣介電強(qiáng)度試驗(yàn) 汽車行駛引起的車身振動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)引起的汽車各部件振動(dòng)，都會(huì)影響儀表指示的準(zhǔn)確性，縮短儀表的使用壽命，因此必須在儀表板外面加放橡皮減震墊圈等，以保證儀表零件的足夠強(qiáng)度和緊固件的牢固性。 汽車儀表的工作環(huán)境還可能遇到其他氣候條件（如暴雨、灰塵的侵蝕，陽光輻射，油膩的沾污， 霉菌的腐蝕， 海洋鹽霧的浸蝕以及冰凍等）的影響，因此儀表零件的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 各種金屬材料，非金屬材料以及各種油類、保護(hù)層等都要 根據(jù)不同的氣候條件加以選用。裝有電子鐘的儀表板總成，要防止汽車電氣設(shè)備產(chǎn)生的高頻振蕩對(duì)電子鐘走時(shí)性能的干擾。 界面模塊 通過該界面實(shí)現(xiàn)車速表、轉(zhuǎn)速表、水溫表、燃油表、里程指示以及各種報(bào)警信號(hào)等信息顯示。經(jīng)過初步設(shè)想之后，設(shè)計(jì)出以下三種界面（圖 3 3 33所示）。 圖 31 圖 32 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 圖 33 圖 31 所示方案界面過于簡單，并且各種顯示模塊過于集中，整體感覺單調(diào)，缺少美感。圖 32 所示方案布局又過于散亂，排列各種顯示模塊所需的空間較大，在實(shí)踐中會(huì)大大增加成本。經(jīng)過綜合考慮，只 有圖 33 所示的方案既兼顧到美觀、易讀的使用方便性又滿足了降低實(shí)際生產(chǎn)成本的要求。所以最終決定采用如圖 43 所示的界面設(shè)計(jì)。 總體設(shè)計(jì)框圖 本設(shè)計(jì)內(nèi)容是基于單片機(jī)、傳感器及數(shù)據(jù)采集卡構(gòu)成的汽車儀表采集裝置，能實(shí)現(xiàn)汽車儀表各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)的采集。整個(gè)系統(tǒng)由傳感器，數(shù)據(jù)采集卡和虛擬儀器 PC 相連，再由 PSI 通信反饋回單片機(jī)，通過按鍵開關(guān)調(diào)節(jié)其顯示。其總體設(shè)計(jì)框圖如圖 34 所示 。 溫 度 傳 感 器轉(zhuǎn) 速 傳 感 器油 耗 傳 感 器按 鍵 電 路單 片 機(jī)顯 示 電 路P S I 通 信數(shù) 據(jù) 采 集 卡D A Q虛擬儀器P C 圖 34 總體設(shè)計(jì)框圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 第 4 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 傳感器簡介 DS18B20溫度傳感器 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號(hào)多種多樣，有 LTM8877， LTM8874 等等。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。封裝后的 DS18B20 可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。 技術(shù)性能描述 (1) 獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 (2) 測(cè)溫范圍 － 55℃ ～ +125℃ ，固有測(cè)溫分辨率 ℃ 。 (3) 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8 個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，如果數(shù)量過多，會(huì)使供電電源電壓過低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。 (4) 工作電源 : 3~5V/DC (5) 在使用中不需要任何外圍元件 (6) 測(cè)量結(jié)果以 9~12 位數(shù)字量方式串行傳送 (7) 不銹鋼保護(hù)管直徑 Φ6 (8) 適用于 DN15~25, DN40~DN250 各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測(cè)溫 (9) 標(biāo)準(zhǔn)安 裝螺紋 M10X1, , G1/2”任選 (10) PVC 電纜直接出線或德式球型接線盒出線 ,便于與其它電器設(shè)備連接。 CR60611數(shù)字油位傳感器 CR606 系列電容式油位變送器，是為鐵路機(jī)車、汽車油箱、油罐車、油庫等油位的精確測(cè)量而量身定做的專門儀表，整機(jī)無任何可動(dòng)或彈性部件，耐沖擊、安裝方便、可靠性高、精度高、性能價(jià)格比好?？砂惭b在各種場(chǎng)合對(duì)汽油、柴油、液壓油等油位進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)控。也適用于各種非導(dǎo)電液體的測(cè)量。 性能指標(biāo)： (1) 檢測(cè)范圍： ~1m (2) 精 度： 、 級(jí) (3) 承壓范圍： ~ 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 (4) 探極耐溫： 100~150℃ (5) 環(huán)境溫度： 40~70℃ (6) 儲(chǔ)存溫度： 55℃ ～ +125℃ (7) 輸出信號(hào)： 4～ 20mA、 05V、 RS485 通訊、 RS232 通訊 (8) 供電電壓： 12～ 28VDC（需經(jīng)安全柵供電） (9) 固定方式：螺紋安裝 M M272， M1 M161 法蘭安裝 DN2 DN DN50。特殊規(guī)格可按要求定制 (10) 探極直徑： φ1 φ1 φ25 (11) 接濕材質(zhì)： 316 不銹鋼、 1Gr18Ni19Ti 或聚四氟乙烯 (12) 長期穩(wěn)定性： ≤%FS/年， (13) 溫度漂移： ≤%FS/℃ （在 0～ 70℃ 范圍內(nèi)） (14) 溫度漂移： ≤%FS/℃ （在 0～ 70℃ 范圍內(nèi)） (15) 防爆等級(jí)：本安 ExiaⅡ C T6 隔爆 ExdⅡ C T5 (16) 防護(hù)等級(jí)： IP65 (17) 本安參數(shù)： Ui： 28VDC， Ii： 93mA， Pi： ， Ci： ， Li： 0mH OHG01霍爾效應(yīng)齒輪傳感器 霍爾效應(yīng)齒輪齒傳感器（ GTS）是一種重要的自動(dòng)化檢測(cè)元件，尤其是在汽車上的應(yīng)用日益增加，主要實(shí)現(xiàn)位置、速度和方向的檢測(cè)。近年來，國外關(guān)于環(huán)保和安全保障的一些立法已對(duì) GTS技術(shù)提出了新的更高要求。為適應(yīng)這些要求，技術(shù)人員正集中精力開發(fā)研制 GTS自校準(zhǔn)技術(shù)。 感應(yīng)類鐵金屬目標(biāo)物。 數(shù)字電流沉輸出 ( 集電極開路 ) 。 比電磁感應(yīng)傳感器有更好的信躁比，優(yōu)異的低 速性能，輸出幅度與轉(zhuǎn)速無關(guān)。 測(cè)量范圍的頻率響應(yīng)： 2HZ ～ 20KHZ （與目標(biāo)物有關(guān)）。 抗電磁干擾。 反向電壓和浪涌電壓保護(hù)。 堅(jiān)固封裝，連接器輸出端口。 齒輪箱 RPM 測(cè)量 鏈輪齒速度檢測(cè) 鏈輸送帶的速度和距離檢測(cè) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 曲軸 / 凸輪軸 RPM 及位置測(cè)量 脈沖計(jì)數(shù) 速度計(jì) 電參數(shù) 供電電壓： ～ 24V 負(fù)載電流： ≤ 40mA 輸出電壓 ( 輸出低電平 ) ： ≤ 輸出漏電流 ( 輸出高電平 ) ： ≤ 10 μ s 開關(guān)時(shí)間 ( 與外部電路有關(guān) ) 上升 (10 到 90%) 15 μ s 下降 (90 到 10%) 1 μ s 測(cè)量頻率范圍（與目標(biāo)物有關(guān)） 最小值 2HZ 數(shù)據(jù)采集卡 數(shù)據(jù)采集 (DAQ)，是指從 傳感器 和其它待測(cè)設(shè)備等模擬和數(shù)字被測(cè)單元中自動(dòng)采非電量或 者電量信號(hào) ,送到上位機(jī)中進(jìn)行分析 ,處理。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 是結(jié)合基于 計(jì)算機(jī) 或者其他專用測(cè)試平臺(tái)的測(cè)量軟硬件產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶自定義的 測(cè)量系統(tǒng) 。 數(shù)據(jù)采集卡，即實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集 (DAQ)功能的計(jì)算機(jī)擴(kuò)展卡，可以通過 USB、 PXI、 PCI、PCI Express、火線 (1394)、 PCMCIA、 ISA、 Compact Flash、 48 23以太網(wǎng)、各種 無線網(wǎng)絡(luò) 等總線接入 個(gè)人計(jì)算機(jī) 。 單片機(jī)主控模塊 AT89S52概述 AT89S52是一 款低功耗、高性能的 8位微控制器，內(nèi)部具有 8K在系統(tǒng)可編 程 Flash存儲(chǔ)器 。 使用 Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片內(nèi) Flash存儲(chǔ)器可在線重新編程，亦適于通用的編程器。通用的 8位 CPU與在系統(tǒng)可編程 Flash集成在一塊芯片上，從而使 AT89S52功能更加完善，應(yīng)用更加靈活；具有較高的性價(jià)比，使其在嵌入式控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前 景。 AT89S52的 主要性能 (1) 與 MCS51單片機(jī)產(chǎn)品完全兼容； (2) 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器，可在線編程，擦寫次數(shù)不少于 1000次； (3) 具有 256字節(jié)的片內(nèi) RAM； (4) 全靜態(tài)工作模式： 0Hz～ 3MHz； (5) 具有三級(jí)程序鎖定位； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 (6) 32根可編程 I/O口線（ P0， P1， P2和 P3口）； (7) 3個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0， T1和 T2，一個(gè)看門狗定時(shí)器； (8) 8個(gè)中斷源、 6個(gè)中斷矢量、 2級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)； (9) 1個(gè)全雙工 UART串行通道； (10) 2種低功耗節(jié)電工作方式 ：空閑模式和掉電模式； (11) 雙數(shù)據(jù)指針 TPTR0和 TPTR1； (12) 具有掉電標(biāo)識(shí)符 POF； (13) 工作電源電壓： ～ 。 AT89S52的引腳排列及功能 AT89S52 具有 PDIP， PLCC 和 TQFP 三種封裝形式，其中 PDIP 封裝的 引腳 排列如圖 所示。 1. P0口 P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 作為輸出口用時(shí)，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路，對(duì)端口P0 口寫 “1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序 存儲(chǔ)器時(shí)，此組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在 FLASH 編程時(shí) P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)要求外接上拉電阻。 2. P1口 P1口是一組帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口。 (T2)1(T2EX)2345678RESET9 RXD10 TXD11 INT012 INT113 T014 T115 WR16 RD17XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40AT89S52 圖 AT89S52 的封裝引腳圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 P1口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫 “1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸出口。作輸入口使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。與 AT89S51不同之處是， 和 /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和觸發(fā)器輸入（ ）。在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口接收低 8位地址字節(jié)。 P1口除了作為一般的 I/O口線外，部分引腳還具有第二功能，如表 。 表 P1口的第二功能 管腳 第二功能 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入，時(shí)鐘輸出 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制 MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） 3. P2口 P2 口是一組具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P2 口輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P2 端口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳經(jīng)由內(nèi)部上拉向外輸出電流（ IIL）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX@DPTR）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX@RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 FLASH 編程或校驗(yàn)時(shí)， P2 亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。 4. P3口 P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì) P3 口寫入1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可作為輸入端口使用。若外部負(fù)載將 P3 口拉低，則經(jīng)過內(nèi)部上拉電阻而向外輸出電流（ IIL）。 P3 口可接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，還具有第二功能，如表 所列。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 表 P3 口的第二功能 管腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（ 外 部 中斷 0） INT1（ 外 部 中斷 1） T0（計(jì)數(shù)器 0 外部計(jì)數(shù)輸入） T1（計(jì)數(shù)器 1 外部計(jì)數(shù)輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 5. 其它 (1) RST為復(fù)位信號(hào)輸入端。當(dāng)振蕩器工作時(shí)