【導(dǎo)讀】到交通工具的正常運(yùn)行。為了提高蓄電池的使用壽命，保證其可靠運(yùn)行，需要經(jīng)常對(duì)蓄。電池參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)量，以確保蓄電池組處于最佳的工作狀況。量都是人工完成的。人工測(cè)量速度慢，測(cè)量精度不高，而且有害氣體影響人體健康。數(shù)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量顯得尤為重要。由于受環(huán)境限制，要求系統(tǒng)簡(jiǎn)小而且實(shí)用，方便對(duì)單一電池進(jìn)行維修和日常的維護(hù)，因此本次設(shè)計(jì)的是檢測(cè)一路蓄電池端電壓的系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是以AT89C51單片機(jī)為核心，其工作性能優(yōu)良，使用靈活、功耗低，是一個(gè)性價(jià)比較高的芯片。電路將測(cè)得的電壓數(shù)據(jù)傳到PC機(jī)上顯示、存儲(chǔ)。

　　

【正文】 的方案，軟件功能的主要設(shè)計(jì)才是系統(tǒng)可以正常運(yùn)行的主要保證，單片機(jī)需要的是芯片驅(qū)動(dòng)程序，來完成對(duì)電池的檢測(cè)，顯示，運(yùn)算和通訊等功能，要想設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定的運(yùn)行和工作，我們就需要對(duì)軟件的設(shè)計(jì)方案有個(gè)詳細(xì)的了解，下面我就來介紹下針對(duì)我這個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案，只有一個(gè)良好的軟件方案才可以保證系統(tǒng)可以按照我們的要求進(jìn)行運(yùn)行，對(duì)我 們要求檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。 系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì) 首先在設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件部分前，我們要明確的了解我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要要完成的功能， 本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)屬于 電壓 單 路檢測(cè)系統(tǒng)， 單片機(jī)作為主控制器通過 調(diào)用子程序，并在單片機(jī)內(nèi)做相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理共同完成蓄電池電壓智能檢測(cè)的任務(wù)。 主程序調(diào)用了 3 個(gè)子程序，分別是 電壓測(cè)量程序、 單片機(jī)與 PC 機(jī)串口通訊程序 、顯示程序。 電壓測(cè)量程序 ：實(shí)現(xiàn) 接收傳感器傳來的模擬電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)送單片機(jī)中 。 顯示程序：向 LCD 的 液晶 顯示送數(shù)，控制系統(tǒng)的顯示部分。串口通訊程序：實(shí)現(xiàn) PC 機(jī)與單片機(jī)通訊 ，將電壓 數(shù)據(jù)傳送給 PC 機(jī)。 程序首先初始化然后進(jìn)入各個(gè)分程序進(jìn)行檢測(cè)，最后返回程序。 系統(tǒng) 總 流程 圖 如圖 41所示 。 開 始程 序 初 始 化電 壓 測(cè) 量 子 程 序通 訊 子 程 序顯 示 子 程 序 圖 41 系統(tǒng) 總 流程圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 主程序參考程序?yàn)椋? ORG 0000H LJMP MAIN 。跳轉(zhuǎn)到主程序 ORG 0013H 。外部中斷 1 入口地址 LJMP INT1 。調(diào)轉(zhuǎn)到外部中斷 1 ORG 0023H 。串口中斷入口地址 LJMP SINT 。跳轉(zhuǎn)到串口中斷 ORG 0030H 。采集電壓數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址 MAIN:MOV SP,70H 。堆棧設(shè)置 LCALL CE_LIANG 。調(diào)用測(cè)量子程序 MOV A,30H 。將測(cè)量初始電壓送入累加器 A MOV B, 。將立即數(shù) 送入累加器 B MUL AB 。將初始電壓值的 倍存入 A MOV 31H,A 。將處理過的電壓值送入 31H LCALL TONG_XUN 。調(diào)用通訊子程序 LCALL XIAN_SHI 。調(diào)用顯示子程序 AJMP MAIN 。跳轉(zhuǎn)回主程序 電壓測(cè)量 A/D 轉(zhuǎn)換 程序設(shè)計(jì) 測(cè)量程序要完成對(duì)蓄電池狀態(tài)的 測(cè)量它實(shí)際上 只 包含 電壓 模擬量測(cè)量程序 這一個(gè)程序 。在測(cè)量程序中要調(diào)用 A／ D 轉(zhuǎn)換程序 以將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。測(cè)量程序流程圖一般測(cè)量到的值會(huì)含有種種噪音和干擾，另外實(shí)際情況并不一定與設(shè)計(jì)環(huán)境相同，各參數(shù)的值會(huì)因環(huán)境隨溫度的變化而發(fā)生變化。因而要對(duì)測(cè)量到的值進(jìn)行濾波和校準(zhǔn)。 ADC0809 對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是 0－ 5V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路 。 地址輸入和控制線： 4 條 。 ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。 當(dāng) ALE 線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將 A， B， C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 A， B 和 C 為地址輸入線，用于選通 IN0－ IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表 41所示。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 表 41 通道選擇 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 數(shù)字量輸出及控制線： 11 條 。 ST 為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng) ST 上跳沿時(shí) ，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間， ST 應(yīng)保持低電平。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng) EOC 為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 OE 為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 OE＝ 1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)； OE＝ 0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。 D7－ D0為數(shù)字量輸出線 。 CLK 為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHZ， VREF（＋）， VREF（－）為參考電壓輸入。 如下圖 42所示為 電壓 測(cè)量 A/D轉(zhuǎn)換電路流程圖 系 統(tǒng) 初 始 化選 定 通 道 0啟 動(dòng)A/D轉(zhuǎn) 換接 收 模 擬 電 壓信 號(hào)等 待 轉(zhuǎn) 換 完 成讀 取 通 道 0電 壓值進(jìn) 入 INT1中 斷 圖 42 電壓測(cè)量 A/D轉(zhuǎn)換流程圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 MCS51單片的中斷系統(tǒng)有 5 個(gè)中斷請(qǐng)求源，用戶可以用關(guān)中斷指令“ CLR EA”來屏蔽所有的中斷請(qǐng)求，也可以用開中斷指令“ SET EA”來允許 CPU 接收中斷請(qǐng)求。在本設(shè)計(jì)中我們選用 INT1 作為中斷請(qǐng)求源，完成電壓的 A/D 轉(zhuǎn)換。 MCS51響應(yīng)中斷后，就進(jìn)入中斷服務(wù)程序，中斷程序的基本流程圖如下圖 43所示： 圖 43 中斷服務(wù)程序基本流程 電壓測(cè)量 A/D轉(zhuǎn)換參考程序?yàn)?: CE_LIANG:SETB EA SETB EX1 。開外部中斷 1 MOV DPTR,7FF0H 。指向 A/D 通道 0 MOV R1,30H 。電壓存儲(chǔ)指向 30H MOVX @DPTR,A 。啟動(dòng)通道 0A/D 轉(zhuǎn)換 SJMP $ 。等待 RET 。子程序返 回 INT1:CLR EX1 。關(guān)外部中斷 1 PUSH PSW PUSH ACC 。保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)中斷處理現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)關(guān)中斷開中斷中斷返回開中斷河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 29 MOVX A,@DPTR 。讀取 A/D 數(shù)據(jù) MOV @R1 ,A 。存儲(chǔ) A/D 數(shù)據(jù) MOV DPTR,7FF0H 。A/D 通道指向通道 0 MOVX @DPTR,A 。啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 POP ACC POP PSW 。彈出堆棧數(shù)據(jù) SETB EX1 。開外部中斷 1 RETI 。中斷返回 顯示 程序設(shè)計(jì) 顯示程序的設(shè)計(jì)主要是對(duì) LCD1602 液晶顯示模塊的編程。 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示 字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。 顯示模式設(shè)置： (初始化 )0011 0000 [0x38] 設(shè)置 162 顯示， 57 點(diǎn)陣， 8位數(shù)據(jù)接口；顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置： (初始化 )0000 1DCB D 顯示 (1 有效 )、 C光標(biāo)顯示 (1 有效 )、 B光標(biāo)閃爍 (1 有效 )0000 01NS N=1(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加 1且 光標(biāo)加 1)， N=0(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減 1且 光標(biāo)減 1)， S=1 且 N=1 (當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示左移 )， S=0 當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示不移動(dòng) ； 數(shù)據(jù)指針設(shè)置：數(shù)據(jù)首地址為 80H，所以 數(shù)據(jù)地址為 80H+地址碼 (027H， 4067H)； 其他設(shè)置： 01H(顯示清屏，數(shù)據(jù)指針 =0，所有顯示 =0)； 02H(顯示回車，數(shù)據(jù)指針 =0)。 圖 44為顯示程序的設(shè)計(jì)流程圖： 首先要對(duì)液晶模塊進(jìn)行初 始化 ， 在隨后的顯示中再進(jìn)行初始化。 顯示器接收單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)在 屏幕中動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前的電壓數(shù)值， 這些項(xiàng)目是固定顯示的，而所顯示的數(shù)字信息則是按一定周期刷新的。根據(jù)液晶模塊的指令可完成對(duì)它的編程。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 30 延 時(shí) 1 5毫 秒顯 示 電 壓 值接 收 數(shù) 據(jù)接 收 命 令顯 示 初 始 化液 晶 模 塊 初 始化 設(shè) 置 圖 44 顯示程序流程圖 顯示 參考程序 為 ： XIAN_SHI:E BIT 。E 與 相連 RW BIT 。 RW 與 相連 RS BIT 。 RS 與 相連 LCDPORT EQU P1 。將 LCDPORT 賦值為 P1 CMD_BYTE EQU 40H 。 將 CMD_BYTE 賦值為 40H DAT_BYTE EQU 41H 。 將 DAT_BYTE 賦值為 41H LCALL INITLCD 。調(diào)用 INITLCD 子程序 LCALL DSPMSG 。調(diào)用 DSPMSG 子程序 。寫命令（入口參數(shù) CMD_BYTE） WRITE_CMD:CLR RS CLR RW MOV A,CMD_BYTE MOV LCDPORT,A SETB E NOP 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 31 NOP CLR E LCALL DELAY RET 。寫顯示數(shù)據(jù)（入口參數(shù) DAT_BYTE） WRITE_DAT:SETB RS CLR RW MOV A,DAT_BYTE MOV LCDPORT,A SETB E NOP NOP CLR E LCALL DELAY RET 。LCD 顯示初始化 INITLCD: MOV CMD_BYTE,18H 。置功能： 1 行， 5 7 字符 LCALL WRITE_CMD 。調(diào)用寫命令程序 LCALL DELAY 。調(diào)用延時(shí)程序 MOV CMD_BYTE,06H 。置輸入模式：地址增量，顯示屏不移動(dòng) LCALL WRITE_CMD 。 調(diào)用寫命令程序 LCALL DELAY 。 調(diào)用延時(shí)程序 MOV CMD_BYTE,0FH 。顯示開，顯示光標(biāo)，光標(biāo)閃爍 LCALL WRITE_CMD 。 調(diào)用寫命令程序 LCALL DELAY 。 調(diào)用延時(shí)程序 MOV CMD_BYTE,01H 。清顯示 LCALL WRITE_CMD 。 調(diào)用寫命令程序 LCALL DELAY 。 調(diào)用延時(shí)程序 RET 。子程序返回 。顯示 DSPMSG:MOV CMD_BYTE， 50H 。設(shè)置 DDRAM 的地址 LCALL WRITE_CMD 。調(diào)用寫命令程序 MOV A,31H 。將電壓值傳給累加器 A MOV DAT_BYTE,A 。 將電壓值上傳顯示入口 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 32 LCALL WRITE_DAT 。調(diào)寫顯示程序 RET 。子程序返回 。延時(shí) 15ms 子程序 DELAY:MOV R5,0A0H DELAY1:NOP DJNZ R5,DELAY1 RET 通訊 程序設(shè)計(jì) 51單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和電腦之間可以方便地進(jìn)行串口通訊。進(jìn)行串行通訊時(shí)要滿足一定的條件，比如電腦的串口是 RS232 電平的，而單片機(jī)的串口是 TTL電平的，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，我們采用了專用芯片 MAX232進(jìn)行轉(zhuǎn)換，雖然也可以用幾個(gè)三極管進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，但是還是用專用芯片更簡(jiǎn)單可靠。通訊模塊實(shí)現(xiàn)的是單片機(jī)與 PC 機(jī)之間的通訊，是 將 單片機(jī)接收到的電壓數(shù)據(jù)通過MAX232 電平轉(zhuǎn)換模塊傳到 PC 機(jī)中。 在通訊時(shí)首先 PC 機(jī)向單片機(jī)發(fā)送接收數(shù)據(jù)命令，然后進(jìn)行串口初始化，當(dāng)單片機(jī)收到接收接收命令后