【正文】 提取A／O轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。DOD7為八位數(shù)字信號的輸出端，接單片機(jī)PO口，以輸出轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)。10引腳CLK接入時(shí)鐘信號，該時(shí)鐘信號是通過AT89CSl／ALE引腳經(jīng)過二分頻得到，通過該時(shí)鐘信號控制ADC0809的工作步驟。(3)當(dāng)判定轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束時(shí)，由CPU從A／D芯片讀入轉(zhuǎn)換結(jié)果。如ADC0809是EOC引腳作為表示轉(zhuǎn)換結(jié)束的信號輸出線。A／D芯片與CPU連接后，其工作過程大體都要經(jīng)過三個(gè)步驟：(1)CPU發(fā)出指令，啟動A／D芯片工作；(2)判斷A／D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。=500KHZ)：128uS；●無需外部進(jìn)行零點(diǎn)和滿度調(diào)整；●8位分辨率；●三態(tài)輸出，可與微處理器直接接口；●輸入輸出TTL兼容；●8路模擬開關(guān)，可直接接8個(gè)模擬量；●CMOS工藝：●功耗：15MW；●轉(zhuǎn)換精度：177。選用逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器ADC0809作為該部分電路的A／D轉(zhuǎn)換器件，其通用性及價(jià)格都很適合本課題。逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器在精度、速度和價(jià)格上都適中。由于AT28C256存儲容量為32K，因此，AT28C56的選通信號需要采用89C5l芯片的PSEN引腳來對它進(jìn)行選通，當(dāng)PSEN引腳低電平有效，即可以瀆出外部存儲器AT28C56中的指令碼，下圖為的本系統(tǒng)中AT89C5l與AT28C256的接口電路，如圖2．4所示：2．5模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 圖2．4程序存儲器擴(kuò)展電路 。本系統(tǒng)采用E2PROM為AT28C256，具有容量32K的存儲空陽J，其突出優(yōu)點(diǎn)是能夠在線擦除和改寫，無需像EPROM那樣必須用紫外線照射才能擦除。62256的片選信號輸入線／CE與89C5l的高位地址線P27相連接，低電平有效，因此，本系統(tǒng)中外部數(shù)據(jù)存儲器的地址范圍為0000H一7FFFH。)和動態(tài)存儲器(DRAM)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，外擴(kuò)的數(shù)據(jù)存儲器都采用靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器。2．4數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器的擴(kuò)展1)數(shù)據(jù)存儲器 At89C51單片機(jī)內(nèi)部有256字節(jié)RAM，在實(shí)際應(yīng)用中，僅靠片內(nèi)RAM往往不夠用，必須擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲器。3)片外存儲器擴(kuò)展和接口電路的地址分配：●片外擴(kuò)張數(shù)據(jù)存儲器地址范圍：0000H一7FFFH；●第一片8255可編程并行I／O接口片選地址：9000H一9FFFH；●第二片8255可編程并行i/O接口片選地址：AOOOH—AFFFH；●ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的片選地址：BOOOH—BFFFH。20H一2FH地址單元中，可用位地址尋址方式訪問各位，這些地址單元主要用來存放各種程序運(yùn)行標(biāo)志，在本系統(tǒng)中，用作油門踏板啟動的標(biāo)志、制動踏板制動的標(biāo)志、中斷程序執(zhí)行的標(biāo)志。在低128B9區(qū)中，OOH一1FH地址為四組工作寄存器區(qū)?！竦凸牡拈e置和掉電模式?！?個(gè)中斷源和兩個(gè)優(yōu)先級?！?2條可編程I／o線?！袢o態(tài)工作：0Hz一16MHz。●存儲器可循環(huán)寫入／擦除1000次。1)特點(diǎn)：●與MCS一51微控制器產(chǎn)品系列兼容。采用高密度，非易失性存儲器制造技術(shù)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS一51指令集和輸出引腳兼容。在單片機(jī)的選型上，考慮單片機(jī)本身的性能以及課題開發(fā)周期短的特性點(diǎn)，本課題采用較為熟悉的MCS一51系列的單片機(jī)，以偉福仿真器作為開發(fā)工具。芯片，提供與主機(jī)的接口，降低單片機(jī)的功耗，提高寬電源的適應(yīng)能力，增加高噪聲容限。目前世界各生產(chǎn)單片機(jī)的公司多在努力提高時(shí)鐘頻率，以提高CPU速度：大片內(nèi)程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器容量。町以說，由于世界各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)4位、8位、16位、32位通用型單片機(jī)以及衍生出的五花f3的系列及型號，使單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已達(dá)到了無7L不入的地步。它由70年代的MCS一48系列發(fā)展到80年代的MCS一5l系列，80年代后期的MCS一96／98系列，使單片機(jī)技術(shù)日趨成熟和完善。單片機(jī)是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，因此單片機(jī)的選型很重要。并且考慮到數(shù)據(jù)傳輸速度的問題，系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)性高的特點(diǎn)，在今后的實(shí)際試驗(yàn)中，USB接口通信可能成為一個(gè)必要的通信方式。2．1．2系統(tǒng)框架的確定按照上述系統(tǒng)方案得到的系統(tǒng)框架如圖2．1所示。5)看門狗電路 單片機(jī)受到干擾后，單片機(jī)的程序可能彈飛到一個(gè)l臨時(shí)構(gòu)成的死循環(huán)中時(shí)，這個(gè)時(shí)候單片機(jī)必須進(jìn)行復(fù)位。因此，此系統(tǒng)硬件電路中需要擴(kuò)展一個(gè)數(shù)據(jù)存儲器，常用的數(shù)據(jù)存儲器有靜態(tài)存儲器(SRAM)和動態(tài)存儲器(DRAM)。因?yàn)榭紤]到所設(shè)計(jì)的電路板在今后更有通用性，由于USB接口即插即用方便快捷，快速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，所以設(shè)計(jì)了一個(gè)USB通信模塊。由于系統(tǒng)需要采集汽車的儲氣桶內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)、制動踏板的位置數(shù)據(jù)、車速、離合器切合位置和油門踏板的數(shù)據(jù)，我們系統(tǒng)中采用A13C0809芯片，此芯片具有8個(gè)數(shù)據(jù)輸入通道，因此可以支持多路數(shù)據(jù)采集通道，保證性能的可靠性。2)數(shù)據(jù)采集模塊 數(shù)據(jù)采集模塊在整個(gè)系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)對模擬信號的采樣。為了適合系統(tǒng)的便攜性要求，必須設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的掉電保護(hù)電路；同時(shí)在設(shè)計(jì)中考慮系統(tǒng)的功耗問題，以適應(yīng)電池供電的狀況。該型號單片機(jī)內(nèi)部集成了4K8的電可擦除flash memory程序存儲器，并且采用CMOS工藝，功耗低，非常適合嵌入式應(yīng)用場合。1)控制模塊 因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求系統(tǒng)能隨車采集信號，所以該設(shè)計(jì)的主控制模塊應(yīng)當(dāng)是以單片機(jī)為核心的一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)。2 汽車節(jié)能裝置控制器硬件設(shè)計(jì)2．1總體設(shè)計(jì)2．1．1總體方案 根據(jù)汽車節(jié)能裝置系統(tǒng)的要求，同時(shí)考慮到成本的原因。1．5本章小結(jié) 本章講述了課題的來源和背景、課題的主要研究內(nèi)容以及汽車節(jié)能裝置的工作原理（）?？刂颇K控制壓縮機(jī)電磁閥和電磁離合器的切合。針對汽車節(jié)能裝置的工作原理，本人設(shè)計(jì)的控制器由數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)通信模塊等組成。1．4課題的預(yù)期結(jié)果 本課題介紹的汽車節(jié)能裝置具有一定的特點(diǎn)，該裝置中的電磁閥和電磁離合器的動作不僅要依賴機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，而且要依賴控制電路的控制。在加速過程中，系統(tǒng)不斷的檢測以中斷形式進(jìn)入的速度，壓力信號。當(dāng)活塞運(yùn)動到上止點(diǎn)時(shí)，DCF—A斷電工作在自由閥狀態(tài)，與此同時(shí)，DCF—C放出儲氣桶內(nèi)的高壓氣體并持續(xù)一段時(shí)間(此時(shí)間為何值時(shí)啟動效率最大由實(shí)驗(yàn)測得)。給出啟動力矩后當(dāng)活塞運(yùn)動到下止點(diǎn)時(shí)，曲軸位置傳感器給出下止點(diǎn)信號，控制部分使DCF—A通電，使其進(jìn)入到電磁閥工作狀態(tài)。初始化時(shí)首先通過DCF—C開啟一段時(shí)間來給汽車一個(gè)啟動力矩。1．3．2啟動過程介紹 在啟動過程中儲氣筒將內(nèi)部的高壓氣體的勢能重新轉(zhuǎn)換為汽車的動能?；钊\(yùn)動到一定位置后腔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，DCF—A打開，氣體重新充滿腔內(nèi)，壓縮機(jī)繼續(xù)重復(fù)壓縮過程。如有啟動信號則轉(zhuǎn)入到啟動方式，如超過壓強(qiáng)上限則系統(tǒng)報(bào)警，同時(shí)轉(zhuǎn)入到其它的制動方式。待完成以上工作后DCL—A電磁離合器方通電吸合，進(jìn)入到制動狀態(tài)。1． 當(dāng)接收到制動信號時(shí)，在正式進(jìn)入到制動狀態(tài)前，應(yīng)該對系統(tǒng)進(jìn)行制動初始化。標(biāo)號為DCF的表示是可控的電磁閥，它在沒有加電的情況下仍是自由閥，ZYF表示自由閥。當(dāng)汽車速度到達(dá)一定值(如20km／h)時(shí)，再改由汽車發(fā)動機(jī)來驅(qū)動汽車?？刂撇糠种饕葾T89C51及其外圍芯片構(gòu)成。檢測部分包括曲軸位置傳感器、速度傳感器、集成壓力傳感器。該設(shè)計(jì)該裝置需要滿足以下條件：(1)該裝置存儲能量的大小有比較寬的范圍；(2)該裝置不能影響原車的制動系統(tǒng)，操作中不給駕駛員增加額外負(fù)擔(dān)；(3)該裝置操作過程中不能給乘客增加乘車的不舒服感；(4)該裝置實(shí)用，便于安裝、維修；(5)該裝置價(jià)格合理，使用者能有較大的經(jīng)濟(jì)效益。 眾所周知，汽車在啟動或加速時(shí)耗能非常大，這個(gè)時(shí)候燃油燃燒效果不好，利用率低，而且噪音很大。該課題在公交車上加裝一種裝置，該裝置主要由3～4個(gè)空氣壓縮機(jī)、儲氣桶、電磁閥、電磁離合器以及單片機(jī)控制電路等組成的機(jī)電一體化集成系統(tǒng)。當(dāng)公交車具有了一定的速度時(shí)就具有了一定的動能，然而目前的制動方法一般是經(jīng)摩擦生熱使公交車減速或停車。能量儲存有多種方法，該課題采用的儲能方法是：在汽車制動時(shí)，把汽車的動能轉(zhuǎn)換為儲氣桶中的高壓氣體的勢能，以便在汽車下次啟動時(shí)候有效利用。當(dāng)汽車進(jìn)行制動時(shí)，駕駛員踩下制動踏板，此時(shí)汽車的動能通過制動機(jī)構(gòu)的摩擦而最終轉(zhuǎn)換為熱能，而這部分熱能最終會損失掉，也即汽車動能損耗掉了。 該課考慮的是能源的有效利用。汽車節(jié)能裝置控制器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文1 緒論1．1課題的來源 總所周知，當(dāng)今社會可再生能源日趨枯竭，按目前的石油資源的開采速度和消費(fèi)量計(jì)算，再過30年到50年全球石油資源就將耗盡。從節(jié)約資源、資源再生以及環(huán)境保護(hù)與改善出發(fā)，能源的有效利用有很重要的意義，目前科學(xué)家大量使用科學(xué)技術(shù)技術(shù)來節(jié)省能源和有效利用現(xiàn)有地球資源：采用輕型鋁合余材料、減輕汽車的重量、降低汽車行駛阻力、降低燃油消耗、采用電子噴射和電子控制系統(tǒng)，從而提高了能源的利用率和汽車的經(jīng)濟(jì)性能和動力性能。在城市的公交車運(yùn)輸中，由于公交車經(jīng)常?？寇囌?、躲避行人、以及遇到紅燈等因素，因而汽車經(jīng)常制動。正是基于這種現(xiàn)實(shí)問題提出的，怎么樣把這部分能量儲起來?該課題做了這樣一個(gè)設(shè)計(jì)。1．2課題的研究內(nèi)容 因?yàn)槌鞘泄卉囆旭偟奶攸c(diǎn)是啟動、制動頻繁。這不僅造成極大的能源浪費(fèi)，而且摩擦件的消耗也很大。在單片機(jī)a的控制下，將汽車巨的動能轉(zhuǎn)化成高壓氣體的勢能實(shí)現(xiàn)汽車減速或停車，同時(shí)自動實(shí)現(xiàn)將汽車巨大的動能保存起來，當(dāng)汽車需要再加速時(shí)，用儲存在儲氣桶中的高壓氣體勢能驅(qū)動汽車從而實(shí)現(xiàn)了公交車能量回收再利用節(jié)能的效果。我想當(dāng)汽車加裝了本課題設(shè)計(jì)的汽車節(jié)能裝置后，在汽車加速或重新啟動的時(shí)候，利用存儲的高壓氣驅(qū)動汽車，此時(shí)不需要燃燒燃料，這樣的話，對于降低車尾氣對環(huán)境的污染、減小環(huán)境噪聲有十分明顯的效果，說明該裝置同時(shí)還是一個(gè)、環(huán)保裝置。 本課題設(shè)計(jì)的汽車節(jié)能裝置主要由三部分組成：檢測部分、控制部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括雙向可控電磁閥、電磁離合器。該裝置功能實(shí)際上是將制動時(shí)本應(yīng)由摩擦來消耗掉的汽車動能改由氣體的勢能來消耗，汽車啟動時(shí)可借助儲氣桶內(nèi)氣體儲存的高壓內(nèi)能來進(jìn)行啟動。在描述該裝置的制動及啟動過程之前，簡單了解原理圖： 該裝置主要由電磁離合器、壓縮機(jī)和儲氣桶三部分組成，其中DCL—A為電磁離合器，DCFA為壓縮機(jī)吸氣閥，DCF～B為儲氣桶進(jìn)氣閥，DCFC為儲氣桶出氣閥，ZYF—A，ZYF—B，ZYF—C為儲氣桶內(nèi)部的三個(gè)自由閥。將儲氣桶分成4個(gè)小桶的目的是為了儲氣和放氣過程中筒內(nèi)壓強(qiáng)的變化梯度盡量小些，由于ZYF—A，ZYF—B，ZYF—C只有在一定的壓差下才能打開，也就是說兩小桶之間的壓差只在很小的范圍內(nèi)變化，這樣就很巧妙的解決了單桶儲氣、供氣帶來筒內(nèi)壓強(qiáng)變化過大的問題，從而使制動及啟動過程的動作盡量平緩，減少因加速和減速給乘客帶來的不舒適感。實(shí)際上，制動過程實(shí)際是就是一個(gè)普通壓縮機(jī)的工作過程，所以首先應(yīng)該將DCF—A，DCF—B斷電，使之工作在自由閥狀態(tài)，DCF—C在制動過程中始終應(yīng)該吸合防止高壓氣體從輸出端排出。制動過程中控制系統(tǒng)監(jiān)視是否有啟動信號及監(jiān)視儲氣桶內(nèi)壓強(qiáng)值是否超過儲氣桶的儲氣壓強(qiáng)上限。工作狀態(tài)一切正常時(shí)，當(dāng)活塞運(yùn)動到上止點(diǎn)附近，DCF—B在內(nèi)外壓差作用的情況下打開，活塞運(yùn)動到回程階段時(shí)，壓差不足以打開DCF—B，此時(shí)DCF—B閉合。當(dāng)系統(tǒng)通過速度傳感器進(jìn)A．N檢測到汽車的速度為零時(shí)，DCLA電磁離合器釋放。此時(shí)壓縮機(jī)的作用如同發(fā)動機(jī)，啟動的過程比制動的過程稍微要復(fù)雜些。在執(zhí)行啟動程序的過程中，如果檢測到儲氣筒內(nèi)的壓強(qiáng)值低于設(shè)定值，則汽車轉(zhuǎn)入到其它的啟動方式，檢測到制動信號則進(jìn)入到制動模式。開啟DCF—A的目的是使腔內(nèi)壓強(qiáng)同外界保持一致，減少運(yùn)動到上止點(diǎn)的阻力，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。當(dāng)活塞再次運(yùn)動到下止點(diǎn)時(shí)又重復(fù)上述過程。速度到達(dá)設(shè)定值時(shí)，或桶內(nèi)壓強(qiáng)過小時(shí)則轉(zhuǎn)入正常的啟動方式，并給出警告信號。因此，需要設(shè)計(jì)一個(gè)工作可靠的、抗干擾性能強(qiáng)的控制器是本課題的一個(gè)主要任務(wù)?？刂破鞯臄?shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)采集壓力數(shù)據(jù)、汽車速度數(shù)據(jù)、油門踏板位置數(shù)據(jù)和制動踏板位置數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信模塊實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)通信，它把復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)處理。最后講述了汽車節(jié)能裝置控制器的總體設(shè)計(jì)，包括汽車啟動以及制動。我們該計(jì)控制器的總體方案以模塊化為標(biāo)準(zhǔn)，可分為為以下幾大模塊。同時(shí)由于MCS一5l系列單片機(jī)具有擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，本系統(tǒng)采用ATMEL的AT89C51單片機(jī)。外部擴(kuò)展32KB的數(shù)據(jù)存儲器，即可滿足數(shù)據(jù)容量要求。單片機(jī)對所采集到的模擬信號進(jìn)行處理，從而通過開關(guān)量輸出來控制壓縮機(jī)的電磁閥門和電磁離合器的動作。在該模塊中，核心是模擬信號的A／D轉(zhuǎn)換。3)數(shù)據(jù)通信接口 由于單片機(jī)組成的系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理能力相對較弱，同時(shí)為了對采集的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步分析處理，該裝置設(shè)計(jì)了與上位機(jī)通信的通信接口模塊，采用RS232串行通信。4)數(shù)據(jù)存儲模塊 該汽車節(jié)能裝置控制器需采集大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，89C51白帶的256字節(jié)的RAM是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須擴(kuò)展一片外部數(shù)據(jù)存儲器。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，外擴(kuò)的數(shù)據(jù)存儲器都采用靜念數(shù)據(jù)存儲器。一般的Rc復(fù)位電路往往不能保證單片機(jī)安全可