【正文】 據(jù)。 3. 6 單片機(jī)斷電檢測模塊 ： 利用電容作為儲能元件，當(dāng)主電源斷電時， MAX813檢測到電源斷電，第一時間通知單片機(jī)，讓單片機(jī)在電容供電的時間內(nèi)及時處理數(shù)據(jù)。 MAX813引腳說明 ： 1腳 ^MR：手動復(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。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， ^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 時候 PFO 輸出低電平?？蓪⑿枰獧z測的電源連接于此，不用時接地或電源。 5腳 ^PFO：電源檢測輸出端。被檢測電源正常時，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。程序正常運行時，必須在小于 的時間間隔內(nèi)向該輸入端發(fā)送一個脈沖信號，以清除芯片內(nèi)部的看門狗定時器。若超過 該輸入端收到脈沖信號，則內(nèi)部定時器溢出， 8腳由高電平變?yōu)榈碗娖健? 7腳 RESET：上電時自動產(chǎn)生 200ms 的復(fù)位脈沖；手動復(fù)位端輸入低電平時，該端也產(chǎn)生復(fù)位信號輸出。 8腳 ^WDO：看門狗輸出端喂狗信號在 內(nèi)能及 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 18 頁 共 50 頁 時送入時，該腳即產(chǎn)生 1個低電平信號。 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，在儀器儀表及工業(yè)自動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)的牌號以及 24C02的牌號不同而出現(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的 24C02 進(jìn)行試驗，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 牌號的 24C02具有全面的符合 I2C 總線協(xié)議的功能，而有 些牌號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 I2C 總線），有些甚至兩種功能均無。所以說一些同樣功能型號的電子器件在 兼容性上往往會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（論文）報告用紙 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)儲存單元。 對于只用一片 24C02器件的 系統(tǒng)，因為不需要分辨不同的地址，只要 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，同種牌號的 24C02器件性能是一樣的，可以采用抽樣試驗決定取舍；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時就禁止執(zhí)行寫入 24C02的子程序，以免錯誤數(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)出錯后，讀入值可能變成 200℃ 或更高值，這是非常危險的，針對這種情況可以將設(shè)定值硬性規(guī)定為某一個安全值比如 25℃ ，因為不知道原先設(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，這時可以在鍵掃描 子程序 里，當(dāng)有鍵輸入時，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， EPSW 多數(shù)為 0，即使 EPSW 數(shù)受到干擾時，也很少有機(jī)會剛好等于 5AH，使錯誤數(shù)據(jù)非正常寫入 24C02的機(jī)會 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 ：鍵盤中每一個按鍵都是一個常開的開關(guān)電路，當(dāng)所設(shè)置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時，則處于閉合狀態(tài)，對于一組鍵或一個鍵盤，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（論文）報告用紙 第 20 頁 共 50 頁 入并檢查哪一個鍵被按下，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)械觸點的合或斷作用。機(jī)械觸點在閉合及斷開瞬間由于彈性作用的影響 ,均有抖動過程 ,從而使電壓信號也出現(xiàn)抖動 ,如圖所示 .抖動時間長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān) ,一般為 510ms。因此我們要對按鍵進(jìn)行防抖動和去抖動，使按鍵能夠穩(wěn)定和精準(zhǔn)，按鍵防抖動在軟件中實現(xiàn)。 圖 鍵閉合及斷開時的電壓波動 3. 9 本章小結(jié) 本章是 機(jī)動車 油耗 量計算與顯示 系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計與匹配，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、性價比等，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，相互之間做到了很好的匹配 ，使其建立一個完整的系統(tǒng)。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 21 頁 共 50 頁 4 軟件的設(shè)計與調(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)計電路實現(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)計使用 C 語言編寫程序?qū)崿F(xiàn)機(jī)動車油耗量的計算與顯示的功能。 軟件部分分成幾大模塊來實現(xiàn)單片機(jī)的功能。程序主函數(shù)的設(shè)計，由于設(shè)計中使用了相應(yīng)的芯片，所以必須首先對相應(yīng)的芯片進(jìn)行初始化并對瞬時油耗、平均油耗、速度、里程等的行初始化、中斷向量的設(shè)計以及開中斷、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)動車油耗量的計算與顯示 系統(tǒng)的應(yīng)用軟件根據(jù)系統(tǒng)功能要求而設(shè)計，以可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)功能。設(shè)計時，將控制面板管理程序模塊設(shè)計成主程序模塊，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 仿真器檢驗在計算機(jī)上編寫的程序運行是否正常、有無語法錯誤等，查看運行結(jié)果是否符合設(shè)計目的，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（論文）報告用紙 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 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)動車速度和測量單位時間內(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。可以得出只要知道 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（論文）報告用紙 第 23 頁 共 50 頁 外部中斷 0 對液體流量傳感器信號 進(jìn)行計數(shù)