【導(dǎo)讀】汽車的發(fā)展是人類生活文明與進(jìn)步的標(biāo)志。帶來了極大的方便，另一方面也給社會(huì)帶來了環(huán)境污染和能源緊缺等嚴(yán)重問題。因此，研究汽車的燃油消耗和降低排放污染就成為該研究領(lǐng)域的重點(diǎn)內(nèi)容之一。汽車故障的重要參考。檢測汽車燃油消耗量常通過燃油消耗檢測儀測定燃油消耗量的容。積或質(zhì)量來表示。普通式汽車油耗檢測裝置在測試范圍、測試精度、顯示、使用維護(hù)和。可靠性等方面都不是很理想，需要進(jìn)一步改進(jìn)。型汽車油耗檢測儀器。車輛智能油耗儀在單片機(jī)的控制下，通過計(jì)算流量傳感器送來的。燃油流量脈沖信號(hào)和光電傳感器計(jì)算機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)速的脈沖信號(hào)，在控制軟件的支撐下，能測量汽車的平均油耗、瞬時(shí)油耗、速度和里程。測技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造新的平臺(tái)，為節(jié)能型汽車的研發(fā)提供更精確可靠的油耗數(shù)據(jù)。

　　

【正文】 據(jù)。 3. 6 單片機(jī)斷電檢測模塊 ： 利用電容作為儲(chǔ)能元件，當(dāng)主電源斷電時(shí)， MAX813檢測到電源斷電，第一時(shí)間通知單片機(jī)，讓單片機(jī)在電容供電的時(shí)間內(nèi)及時(shí)處理數(shù)據(jù)。 MAX813引腳說明 ： 1腳 ^MR：手動(dòng)復(fù)位輸入端，當(dāng)該端輸入低電平保持 140ms 以上， MAX813就輸出復(fù)位信號(hào)。該輸入端的最小輸入脈寬要求可以有效地消除開關(guān)的抖動(dòng)， ^MR 與 TTL/CMOS 兼容。 2腳 VCC： 5V 電源。 3腳 GND：電源地。 4腳 PFI：電源檢測輸入端，當(dāng)電壓低于 時(shí)候 PFO 輸出低電平?？蓪⑿枰獧z測的電源連接于此，不用時(shí)接地或電源。 5腳 ^PFO：電源檢測輸出端。被檢測電源正常時(shí)，輸出高電平，否則輸出低電平。 6腳 WDI：看門狗輸入端，俗稱“喂狗”信號(hào)。程序正常運(yùn)行時(shí)，必須在小于 的時(shí)間間隔內(nèi)向該輸入端發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)，以清除芯片內(nèi)部的看門狗定時(shí)器。若超過 該輸入端收到脈沖信號(hào)，則內(nèi)部定時(shí)器溢出， 8腳由高電平變?yōu)榈碗娖健? 7腳 RESET：上電時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生 200ms 的復(fù)位脈沖；手動(dòng)復(fù)位端輸入低電平時(shí)，該端也產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)輸出。 8腳 ^WDO：看門狗輸出端喂狗信號(hào)在 內(nèi)能及 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 18 頁 共 50 頁 時(shí)送入時(shí)，該腳即產(chǎn)生 1個(gè)低電平信號(hào)。 圖 MAX813封裝圖 3. 7 數(shù)據(jù)保存芯片 24C02： 串行 E2PROM 是基于 I2CBUS 的存儲(chǔ)器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點(diǎn)，在儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)化控制中得到大量的應(yīng)用。 24C02與 單片機(jī) 的接口非常簡單，圖示 圖 M24C02 E0， E1， E2為器件 地址線 ， WP 為 些保護(hù)引腳 ， SCL， SDA 為二線 串行接口 ，符合 I2C總線協(xié)議。在一般 單片機(jī) 系統(tǒng)中， 24C02 數(shù)據(jù)受到干擾的情況是很少的，但是隨著 單片機(jī) 抗干擾性能的變差，以及惡劣工業(yè)環(huán)境中單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用，一些智能單片機(jī)控制系統(tǒng)相繼出現(xiàn) 24C02數(shù)據(jù)被沖掉的問題，而且隨著單片機(jī)的牌號(hào)以及 24C02的牌號(hào)不同而出現(xiàn)不同程度的干擾現(xiàn)象。以前通過簡單的器件間替換 比較，發(fā)現(xiàn)不同牌號(hào)的 24C02其抗干擾性能是不一樣的，于是就認(rèn)定 24C02器件存在 質(zhì)量 好壞的問題。后來在一次偶然的機(jī)會(huì)里，發(fā)現(xiàn)有些 24C02的 WP 引腳 并不起到保護(hù)作用，也就是說將 WP 引腳與 CPU 輸出引腳斷開并保持高電平的情況下， CPU 仍然能夠?qū)?24C02中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改寫入！在驚訝之余，筆者收集了許多不同牌號(hào)的 24C02 進(jìn)行試驗(yàn)，除了基本的讀寫功能外，還對地址功能以及 WP 引腳保護(hù)功能進(jìn)行了全面的檢測，發(fā)現(xiàn)一種 ATMEL（激光印字）以及 XICOR 牌號(hào)的 24C02具有全面的符合 I2C 總線協(xié)議的功能，而有 些牌號(hào)24C02要么沒有 WP 引腳保護(hù)功能，要么沒有器件地址功能（即 2 片 24C02不能共用一個(gè) I2C 總線），有些甚至兩種功能均無。所以說一些同樣功能型號(hào)的電子器件在 兼容性上往往會(huì)帶來意想不到的問題，值得引起注意。無論是智能儀器儀表還是 單片機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng) 都要求其數(shù)據(jù)能夠安全可靠而不受干擾，特別是一些重要的設(shè)定參數(shù)（如溫度控制設(shè)定值）受到干擾后變成一個(gè)很大的數(shù)字，那么就有可能發(fā)生燒箱毀物的破壞性后果， 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 19 頁 共 50 頁 給生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)帶來損失，因此必須選 用 可靠的 24C02器件作為數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元。 對于只用一片 24C02器件的 系統(tǒng)，因?yàn)椴恍枰直娌煌牡刂?，只?WP 保護(hù)功能正常就可以了，這只要斷開 WP 與 CPU 連線且保持高電平，再試一下系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀寫功能是否正常就可以了。而這一點(diǎn)對 軟件 抗干擾技術(shù)也是至關(guān)重要的。一般來說，同種牌號(hào)的 24C02器件性能是一樣的，可以采用抽樣試驗(yàn)決定取舍；對于有 2片 24C02以上的系統(tǒng)，必須嚴(yán)格檢查其器件尋址功能，這可以輪流撥下其中一片 24C02器件，檢查相應(yīng)的數(shù)據(jù)存取功能，若沒有交叉出錯(cuò)現(xiàn)象則可以選用。 提高 24C02數(shù)據(jù)安全的 軟件 措施 （ 1）建議數(shù)據(jù)以十進(jìn)制 BCD 碼方式存入 24C02，這樣可以提 高有效數(shù)據(jù)的冗余度，即 24C02中的 存儲(chǔ)單元 其有效數(shù)據(jù)為 09，大于 9則為無效數(shù)據(jù)。這樣，在數(shù)據(jù)寫入 24C02之前就可以插入校驗(yàn)子程序，對預(yù)備寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，若該 RAM 數(shù)據(jù)已經(jīng)受到干擾，其值大多數(shù)應(yīng)落在大于 9的范圍內(nèi)（可能性百分比系數(shù)為 246/256），故此當(dāng)數(shù)據(jù)大于 9時(shí)就禁止執(zhí)行寫入 24C02的子程序，以免錯(cuò)誤數(shù)據(jù)寫入 24C02，而對正常需要修改的參數(shù)無影響。 （ 2） 24C02中數(shù)據(jù)保持冗余度后，還可以對讀出數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，若為大于 9的非正常數(shù)據(jù)，說明 24C02中數(shù)據(jù)已經(jīng)受到干擾，此干擾值是絕對 不能用的，對于特定的系統(tǒng)可以采取不同的方法，比如帶溫度控制的培養(yǎng)箱等系統(tǒng)，如其溫控范圍為 0～ 50℃ ，則數(shù)據(jù)出錯(cuò)后，讀入值可能變成 200℃ 或更高值，這是非常危險(xiǎn)的，針對這種情況可以將設(shè)定值硬性規(guī)定為某一個(gè)安全值比如 25℃ ，因?yàn)椴恢涝仍O(shè)置的參數(shù)值，這也是無可奈何的事情。 （ 3）對寫入 24C02子程序 設(shè)置 軟件 口令，口令符合可以執(zhí)行寫入，否則拒絕寫入。具體做法是：設(shè)置寫口令寄存器 EPSW，按正常 CPU 執(zhí)行程序的脈絡(luò)，找出所有的數(shù)據(jù)寫入 24C02前的必經(jīng)之路，比如，一般下在 功能鍵 按下后經(jīng)過一些數(shù)據(jù)處理，最終將要保存的參數(shù)寫入 24C02，這時(shí)可以在鍵掃描 子程序 里，當(dāng)有鍵輸入時(shí)，對寫口令寄存器 EPSW 置數(shù) 5AH，然后在寫 24C02子程序中緊跟指令 CLR WP 后插入檢查口令語句，判斷 EPSW 值若為 5AH，則允許繼續(xù)執(zhí)行，否則立即返回，不許執(zhí)行寫入數(shù)據(jù)。當(dāng)正確執(zhí)行完寫入 24C02子程序 后需對 EPSW 清 0，并且在主程序適當(dāng)?shù)牡胤郊由?EPSW清 0指令，反復(fù)冗余執(zhí)行。這樣程序受到干擾時(shí)， EPSW 多數(shù)為 0，即使 EPSW 數(shù)受到干擾時(shí)，也很少有機(jī)會(huì)剛好等于 5AH，使錯(cuò)誤數(shù)據(jù)非正常寫入 24C02的機(jī)會(huì) 大大減少。 3. 8 按鍵模塊 ： 在單片機(jī)應(yīng)用中 ,人機(jī)交互對話最通用的方法就是通過鍵盤進(jìn)行的。操作者通過鍵盤向系統(tǒng)發(fā)送各種指令或置入必要的數(shù)據(jù)信息。因此鍵盤模塊設(shè)計(jì)的好壞 ,直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。 按鍵輸入原理 ：鍵盤中每一個(gè)按鍵都是一個(gè)常開的開關(guān)電路，當(dāng)所設(shè)置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時(shí)，則處于閉合狀態(tài)，對于一組鍵或一個(gè)鍵盤，需要通過接口電路與單片機(jī)相連，以便把鍵的開關(guān)狀態(tài)通知單片機(jī)。單片機(jī)可以采用查詢或中斷方式了解有無鍵輸 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 20 頁 共 50 頁 入并檢查哪一個(gè)鍵被按下，并通過轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序，執(zhí)行完又返回到原始狀態(tài)。 目前 ,無論是按鍵或是鍵盤大部分都是利用機(jī)械觸點(diǎn)的合或斷作用。機(jī)械觸點(diǎn)在閉合及斷開瞬間由于彈性作用的影響 ,均有抖動(dòng)過程 ,從而使電壓信號(hào)也出現(xiàn)抖動(dòng) ,如圖所示 .抖動(dòng)時(shí)間長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān) ,一般為 510ms。因此我們要對按鍵進(jìn)行防抖動(dòng)和去抖動(dòng)，使按鍵能夠穩(wěn)定和精準(zhǔn)，按鍵防抖動(dòng)在軟件中實(shí)現(xiàn)。 圖 鍵閉合及斷開時(shí)的電壓波動(dòng) 3. 9 本章小結(jié) 本章是 機(jī)動(dòng)車 油耗 量計(jì)算與顯示 系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)與匹配，對單片機(jī)、流量傳感器、 光電傳感器、斷電檢測、數(shù)據(jù)保存、 顯示器、控制面板 和 電源等 模塊 元件，根據(jù)系統(tǒng)要求，以及目前上述各種元件的技術(shù)狀況、性能特點(diǎn)、性價(jià)比等，結(jié)合調(diào)研情況以及相關(guān)參考資料進(jìn)行了對比分析，確定了采用的元件的具體型號(hào)，相互之間做到了很好的匹配 ，使其建立一個(gè)完整的系統(tǒng)。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 21 頁 共 50 頁 4 軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試 軟件部分主要是用所編寫的語言程序來配合相應(yīng)的硬件電路，控制所設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)所預(yù)期功能的部分。 AT89S52 單片機(jī)的程序可以使用 C 語言 ,也可以使用匯編語言，或者是兩者的結(jié)合，本設(shè)計(jì)使用 C 語言編寫程序?qū)崿F(xiàn)機(jī)動(dòng)車油耗量的計(jì)算與顯示的功能。 軟件部分分成幾大模塊來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的功能。程序主函數(shù)的設(shè)計(jì)，由于設(shè)計(jì)中使用了相應(yīng)的芯片，所以必須首先對相應(yīng)的芯片進(jìn)行初始化并對瞬時(shí)油耗、平均油耗、速度、里程等的行初始化、中斷向量的設(shè)計(jì)以及開中斷、循環(huán)等待等準(zhǔn)備。程序的詳細(xì)如附錄中的程序部分所示。 4． 1 初始化程序 對所有模塊進(jìn)行初始化，例如單片機(jī)的初始化、 LCD顯示的初始化等。程序如附錄中所示。 初始化是為了讓系統(tǒng)正常工作，而給一些 變量參數(shù)賦以初值的程序。初始化程序主要任務(wù)是清屏幕。初始化模塊。系統(tǒng)加電后進(jìn)行初始化，測量系統(tǒng)進(jìn)入起始狀態(tài)，等待控制面板輸入。系統(tǒng)檢測控制面板輸入，根據(jù)控制面板輸入進(jìn)入相應(yīng)程序。 機(jī)動(dòng)車油耗量的計(jì)算與顯示 系統(tǒng)的應(yīng)用軟件根據(jù)系統(tǒng)功能要求而設(shè)計(jì)，以可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。設(shè)計(jì)時(shí)，將控制面板管理程序模塊設(shè)計(jì)成主程序模塊，其他模塊在該模塊的控制下進(jìn)行。應(yīng)用的子程序?qū)嵭袠?biāo)志化管理，即在需調(diào)用的程序模塊之前，都設(shè)置了程序?qū)崿F(xiàn)的功能名稱，調(diào)用時(shí)可直接轉(zhuǎn)向該模塊程序，這樣既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植、修改：程序的調(diào)試工作是采用 仿真器檢驗(yàn)在計(jì)算機(jī)上編寫的程序運(yùn)行是否正常、有無語法錯(cuò)誤等，查看運(yùn)行結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)目的，再通過仿真器掛接硬件電路，模擬現(xiàn)場測試，檢查硬件的電路連接和軟件程序流程。在測試中由于存在干擾，軟件程序設(shè)計(jì)中需要編寫抗干擾程序，以提高采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 22 頁 共 50 頁 開始 對單片機(jī)以及各 接口的芯片初始化 顯示主界面 執(zhí)行油耗測量邏輯程序 執(zhí)行速度測量邏輯程序 速度報(bào)警 按鍵掃描程序 里程清 0 圖 主程序流程圖 測量油耗邏輯程序設(shè)計(jì) 測量油耗邏輯程序是通過軟件程序的編寫，來對汽車油耗量計(jì)算的部分，可以通過對軟件的查詢和中斷服務(wù)程序的檢測來實(shí)現(xiàn)測量的，以達(dá)到測量油耗的準(zhǔn)確性。在測量范圍內(nèi)，傳感器輸出的脈沖頻率與體積流量成正比。計(jì)算公式為 Q=f/98。單片機(jī)即可根據(jù)獲得的流量脈沖頻率 f求得管道燃油流量 Q。 測量機(jī)動(dòng)車速度和測量單位時(shí)間內(nèi)油耗量有異曲同工之妙，根據(jù)公式 V=(N/10)*S (m/s)， S 車輪周長 ， N 光電傳感器測量的頻率?？梢缘贸鲋灰?N，就可以算出速度V。 檔位設(shè)置？ 限速設(shè)置？ 顯示界面更新 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 23 頁 共 50 頁 外部中斷 0 對液體流量傳感器信號(hào) 進(jìn)行計(jì)數(shù)