【正文】 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(duì)液體流量傳感器信號(hào) 進(jìn)行計(jì)數(shù) 。 測(cè)量機(jī)動(dòng)車速度和測(cè)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(cè)量的頻率。計(jì)算公式為 Q=f/98。 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(duì)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(cè)量邏輯程序 執(zhí)行速度測(cè)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(cè)量油耗邏輯程序設(shè)計(jì) 測(cè)量油耗邏輯程序是通過軟件程序的編寫，來對(duì)汽車油耗量計(jì)算的部分，可以通過對(duì)軟件的查詢和中斷服務(wù)程序的檢測(cè)來實(shí)現(xiàn)測(cè)量的，以達(dá)到測(cè)量油耗的準(zhǔn)確性。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(chǎng)測(cè)試，檢查硬件的電路連接和軟件程序流程。 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。系統(tǒng)加電后進(jìn)行初始化，測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)入起始狀態(tài)，等待控制面板輸入。初始化程序主要任務(wù)是清屏幕。程序如附錄中所示。程序的詳細(xì)如附錄中的程序部分所示。 軟件部分分成幾大模塊來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的功能。 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。因此我們要對(duì)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)。 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。 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(duì)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)。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。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。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(duì)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)。 （ 2） 24C02中數(shù)據(jù)保持冗余度后，還可以對(duì)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(duì) 不能用的，對(duì)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(duì)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。 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)。而這一點(diǎn)對(duì) 軟件 抗干擾技術(shù)也是至關(guān)重要的。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。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(duì)地址功能以及 WP 引腳保護(hù)功能進(jìn)行了全面的檢測(cè)，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。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。 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。 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。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。被檢測(cè)電源正常時(shí)，輸出高電平，否則輸出低電平?？蓪⑿枰獧z測(cè)的電源連接于此，不用時(shí)接地或電源。 3腳 GND：電源地。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。 3. 6 單片機(jī)斷電檢測(cè)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(cè)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)。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 17 頁 共 50 頁 圖 max813連接原理圖 圖 斷電檢測(cè)原理圖 圖 R1是 10K 電阻、 2K 電阻， VS 電源電壓 12V， PFI 檢測(cè)電壓是 。傳感器流量脈沖特性： f=98*Q 其中 f 為脈沖頻率（ Hz） Q 為流量速度（ L/min）。要測(cè)量精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，只須將傳感器換為 FP－ 214型活塞式流量傳感器 即可。于是考慮到用壓力傳感器，通過測(cè)量油箱底的壓 力，轉(zhuǎn)化為燃油的體積，然而發(fā)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車在行駛過程中燃油液面會(huì)波動(dòng)的，這樣測(cè)量精準(zhǔn)度較低。 然而基于本人資金有限，還不能購買 FP－ 214型活塞式流量傳感器 ，所以考慮其他的傳感器，但所利用的原理是一樣的。則機(jī)動(dòng)車速度為 V=(N/10)*S (m/s) 液體測(cè)量傳感器： 此次設(shè)計(jì)中液體測(cè)量（即是燃油測(cè)量）既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)。光電傳感器的信號(hào)觸發(fā)單片機(jī)外部中斷，外部中斷進(jìn)行傳感器低電平信號(hào)計(jì)數(shù)。模塊工作時(shí)發(fā)射管不斷發(fā)出紅外光 , 當(dāng)沒有障礙物遮擋紅外發(fā)射管發(fā)送給接收管的紅外光時(shí) ,接收管接模塊輸出低電平，指示 燈不亮；當(dāng)有障礙物遮住紅外發(fā)射管發(fā)送給接收管的紅外光時(shí) ,模塊輸出高電平，指示燈亮。）。它可以在與光軸 0到 25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線，經(jīng)過反射后，還是從這根反射線返回。三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置。在其后面是檢測(cè)電路，它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源 于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。工作時(shí)集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。光敏三級(jí)管的外型與一般 三極管 相差不大，一般光敏三極管只引出兩個(gè)極——發(fā)射極和集電極，基極不引出，管殼同樣開窗口，以便光線射入。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號(hào)。A），稱為光敏二極管的暗電流；當(dāng)有光照時(shí)，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子 空穴，稱為光電載流子。光敏 二極管 的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開有一個(gè)嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為增加受光面積， PN 結(jié)的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并與負(fù)載電阻相串聯(lián)，當(dāng)無光照時(shí)，它與普通二極管一樣， 反向電流 很小（ amp。所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測(cè)物上 ,再從被測(cè)物體表面反射后投射到光電元件上 。近年來，新的光 電器件不斷涌現(xiàn)，特別是 CCD 圖像傳感器 的誕生，為光電傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用開創(chuàng)了新的一頁。它可用于檢測(cè)直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測(cè)溫、氣體成分分析等；也可用來檢測(cè)能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別等。光電 傳感器 是各種光電檢測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 14 頁 共 50 頁 換的關(guān)鍵元件，它是把光 信號(hào) （紅外、可見及紫外光輻射）轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)的器件。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。 3. 5 傳感器模塊 光電傳感器介紹： 光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。開 始電容選擇 470和 100，做出硬件后，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)保存出現(xiàn)問題，部分?jǐn)?shù)據(jù)無法保存，原因是電容存儲(chǔ)能量不夠維持?jǐn)嚯姾髥纹瑱C(jī)保存重要的數(shù)據(jù)。加個(gè)二極管 D5，是因?yàn)橄到y(tǒng)需要斷電數(shù)據(jù)保存，防止斷電后電容干擾 MAX813的斷電檢測(cè)。因?yàn)槿斯潭煞€(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。用lm78/lm79系列三端穩(wěn)壓 IC 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 13 頁 共 50 頁 過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。顧名思義，三端 IC 是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。 7805基本介紹： 三端穩(wěn)壓集成電路 lm7805。而單片機(jī)工作的電壓為 5V,為此需要將 12V 或者 24V 轉(zhuǎn)換成 5V 電壓。 LCD 能同時(shí)顯示速度、油耗量和里程。 缺點(diǎn)：價(jià)格相對(duì)數(shù)碼管昂貴，程序讀寫相對(duì)復(fù)雜。 缺點(diǎn)：顯示內(nèi)容有限只