【正文】 電平可以 判斷出此情況，并且指示燈將點(diǎn)亮。 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 電控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及仿真 14 圖 仿真圖（二） 當(dāng)調(diào)節(jié)信號發(fā)生器為 50HZ 時， LCD 顯示為 3006r/min，這和理論值 50*60=3000有一定誤差。調(diào)節(jié)信號發(fā)生器為圖 18HZ時，LCD 顯示值為 1080r/min，其值和 18*60=1080 相同。 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 電控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及仿真 13 圖 執(zhí)行機(jī)構(gòu)仿真圖 仿真調(diào)試結(jié)果 圖 ，圖 ，圖 分別表示在不同的輸入頻率下，對應(yīng)的 LCD 顯示的轉(zhuǎn)速情況及電機(jī)運(yùn)作情況。當(dāng)轉(zhuǎn)速正常（小于設(shè)定值）時，電機(jī)停止工作，指示燈滅。 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 電控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及仿真 12 圖 系統(tǒng)濾波轉(zhuǎn)換電路 系統(tǒng)采用 LCD1602 作為顯示器件，其具體的仿真連接圖如下。在仿真中，采用霍爾傳感器的原始信號即正弦信號來作為輸入信號，利用 LM324芯片的比較功能對其進(jìn)行濾波處理將其轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的脈沖信號。圖 為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速電控系統(tǒng)的最小系統(tǒng)圖。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。當(dāng)轉(zhuǎn)速值大于設(shè)定值時，控制電機(jī)運(yùn)作，指示燈亮。保存值達(dá)到五次后，對其進(jìn)行加權(quán)濾波處理。 圖 控制機(jī)構(gòu)及指示燈原理圖 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 電控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及仿真 9 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路 利用 80C52 單片機(jī)內(nèi)部的定時計(jì)數(shù)器和外部中斷功能，通過檢測 端口的信號啟動定時計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)時，當(dāng)下一次觸發(fā)信號到來時，定時器停止計(jì)時并保存當(dāng)前值。為此，防止發(fā)動機(jī)高速情況發(fā)生，系統(tǒng)特意采用 LED 作為顯示燈，提醒駕駛員此時發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行情況，使其做相應(yīng)的處理。 圖 信號輸入濾波電路 顯示設(shè)備 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 電控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及仿真 8 圖 轉(zhuǎn)速顯示設(shè)備 LCD1602 控制執(zhí)行機(jī)構(gòu) 通過汽車?yán)碚撝R學(xué)習(xí)，我們知道汽車發(fā)動機(jī)不能超過某一轉(zhuǎn)速。由于 LM324 為模擬器件，其驅(qū)動能力不足。 圖 LM324 管腳圖 霍爾傳感器輸出信號為正弦信號，而單片機(jī)只能處理高低電平信號，為此必須將正弦信號轉(zhuǎn)換成 TTL 電平信號。每一組運(yùn)算 放大器 可用圖 三 所示的符號來表示，它有 5 個引出腳，其中 “+” 、 “ ” 為兩 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 電控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及仿真 7 個信號輸入端， “V+” 、 “V ” 為正、負(fù)電源端， “Vo” 為輸出端。該 運(yùn)放放 大器可以工作在低到 伏或者高到 32 伏的電源下，靜態(tài)電流為 MC1741 的靜態(tài)電流的五分之一。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 振蕩器特性 : XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端 保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 PSEN： 外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： P3 口管腳 備選功能 : 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（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） WR（外部數(shù) 據(jù)存儲器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。當(dāng) P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時， P1 口作為第八位地址接收。 P1 口： P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0 口： P0口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳 可吸收 8TTL 門電流。 它的引腳排列如下圖 圖 AT89C52 的引腳排列 引腳介紹： VCC：供電電壓。因其價格便宜，在市場上已經(jīng)很成熟，各個方面都能夠滿足設(shè)計(jì)要求故選擇它。 設(shè)計(jì)框圖如圖一所示。 第二方案的總體設(shè)計(jì)框圖 本設(shè)計(jì)采用 89C52 作為主控芯片，通過濾波電路處理輸入信號， LCD 作為輸出設(shè)備顯示轉(zhuǎn)速。 第二方案 與方案一相比，本方案將轉(zhuǎn)速在 LCD 上顯示并相應(yīng)的控制其執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 電控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及仿真 3 2 方案設(shè)計(jì) 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證 第一方案 本設(shè)計(jì)程序采用定時計(jì)數(shù)器 0定時一段時間，在此段時間內(nèi)設(shè)置定時器計(jì)數(shù) 1 對外部進(jìn)行計(jì)數(shù)，最后將所得的個數(shù)進(jìn)行濾波、轉(zhuǎn)換，最后在數(shù)碼管上顯示。 任務(wù)與分析 本文是應(yīng)用 MCS51單片機(jī)原理和控制理論設(shè)計(jì) 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速檢測并 控制的硬件電路，利用 C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。 這樣就能夠?qū)Πl(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測并相應(yīng)控制電機(jī)運(yùn)作，并將轉(zhuǎn)速顯示在 LCD1602 上。目 錄 摘要 ??????????????????????????????? ?? ? 2 1 引言 ??????????????????????????????? ?? 3 2 方案設(shè)計(jì) ??????????????????????????????? 4 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)方案論證 ????????????????????????? 4 第一方案 ?????????????????????????? 4 第二方案 ??????????????????????????? 4 第二方案 的 總體設(shè)計(jì)框圖 ????????????????????? 4 3 系統(tǒng)硬件部分 ????????????????????????????? 5 主控芯片 ????????????????????????????? 5 濾波電路及 LM324 芯片 ??????????????????????? 7 顯示設(shè)備 ??????????????????????????????? 8 控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)???????????????????????????? 9 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)??????????????? ??????????????? 10 設(shè)計(jì)思路????????????????????????????? 10 程序流程圖???????????????????????????? 10 5 系統(tǒng)仿真與調(diào)試????????????????????????????? 12 Proteus 仿真軟件????????????????????????? 12 仿真圖建立???????????????????????????? 12 仿真調(diào)試結(jié)果???????????????????????? ??? 14 結(jié)論 ?????????????????????????????????? 18 致謝 ?????????????????????????????????? 19 參考文獻(xiàn) ???????????????????????????????? 20 附錄 A 原理圖 ?????????????????????????????? 21 附錄 B 程序編譯圖 ???????????????????????????? 22 附錄 C 仿真圖 ?????????????????????????????? 23 附錄 D 程序 代碼 ????????????????????????????? 25 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 電控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及仿真 1 摘 要 現(xiàn)在汽車的安全性很重要，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速高低也在安全的范圍之列。 本文介紹用 AT89C52單片機(jī)設(shè)計(jì) 制作發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速電控系統(tǒng) ,僅需 AT89C52最小系統(tǒng) ,外接一個 LCD160濾波電路和作為控制機(jī)構(gòu)的電動機(jī) 。 關(guān)鍵詞： 轉(zhuǎn)速 單片機(jī) 顯示 控制 LCD1602 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 電控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及仿真 2 1 引 言 問題的提出 目前汽車上轉(zhuǎn)速表顯示過于復(fù)雜，并且處于安全的 考慮，要用單片機(jī)知識及常見的元器件搭建出能檢測汽車發(fā)動機(jī)或者其它裝置的轉(zhuǎn)速，并相應(yīng)的進(jìn)行控制將其顯示在監(jiān)視員的視野之內(nèi)，這樣將減少因發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而造成的人身危害。通過 檢測 單片機(jī) 的外部中斷觸發(fā)信號來啟動 內(nèi)部的定時器 定時兩個信號之間的時間 ， 所得時間在程序中進(jìn)行加權(quán)濾波、轉(zhuǎn)換，最后將轉(zhuǎn)速在 LCD 上顯示，以此提醒駕駛?cè)藛T注意發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是，這種方案采用數(shù)碼管顯示，較為復(fù)雜。這種設(shè)計(jì)顯示部分很簡潔，系統(tǒng)穩(wěn)定性較高。其中 作為信號的輸入， P1 口用作 LCD 的數(shù)據(jù)線， 、 、 口用作LCD 的 控制信號。 8 9 C 5 2 主 控 芯 片信 號 濾 波 輸 入輸 出 鎖 存顯 示執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu)（ 電 動 機(jī) ） 圖 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 電控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及仿真 4 3 系統(tǒng)硬件介紹 主控芯片 設(shè)計(jì)中所采用主控芯片為 AT89C52。其采用標(biāo)準(zhǔn)雙列直插式引腳 DIP40大規(guī)模集成電路封裝。 GND：接地。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時，P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 電控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及仿真 5 P2 口： P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址 “1” 時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3 口： P3 口管腳是 8個 帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 電控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及仿真 6 EA/VPP：當(dāng) /EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。 圖 系統(tǒng)最小系統(tǒng) 濾波電路及 LM324 芯片 LM324 芯片是 差動輸入的四運(yùn)算放大器。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場合中采用外部偏置元件的必要性。兩個信號輸入端中， Vi為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號與該輸入端的 相 位相反； Vi+為同相輸入端，表 示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號與該輸入端的相位相同。設(shè)計(jì)中