【正文】 ...................... 28 LCD1602 顯示子程序流程圖 ......................................................................... 29 聲光報(bào)警模塊子程序流程圖 ......................................................................... 30 結(jié)論 .................................................................................................................................. 31 謝辭 .................................................................................................................................. 32 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 33 附錄一 器件清單 ............................................................................................................. 34 附錄二 程序設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 35 附錄三 電路原理圖 ........................................................................................................ 40 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 1 1 引言 隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和汽車的快速更新?lián)Q代，家家戶戶已經(jīng)離汽車越來越近，同時(shí)隨著人們生活水平的逐漸提高，人們需要的不再僅僅是擁有一輛普通的車，而是對(duì)汽車的質(zhì)量和性能有了更好的要求 ]1[ 。 汽車在行駛過程中離不開燃油，因?yàn)槠囉拖涫Ｓ嘤土窟^多或過少都會(huì)影響車輛的性能和汽車的正常使用，所以駕駛員時(shí)刻掌握油箱剩余的油量是必須的。汽車的油箱油量檢測(cè)通常是由水平檢測(cè)器 (一個(gè)與儀表板油量計(jì)串接的由浮標(biāo)控制的浮筒式電位器系統(tǒng) )來完成的。當(dāng)油箱中的油量水平下降時(shí)，可變電阻器的阻值被調(diào)高 (或調(diào)低 )，流過系統(tǒng)回路的電流將隨之變化，油量計(jì)的指針讀數(shù)也變小。 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子控制電路在日常生活中有著大量的應(yīng)用，各種報(bào)警專用集成電路、 LCD 油量數(shù)字顯示電路、傳感器的不斷推出，我們完全可以克服傳統(tǒng)檢測(cè)手段 中不能直接讀出實(shí)時(shí)油量的弊端，我們的研究方向是開發(fā)出一種新型的方便人們使用的汽車油量檢測(cè)器，駕駛員通過這個(gè)檢測(cè)器可以實(shí)時(shí)的、形象直接的讀出油箱剩余的油量，并且當(dāng)油量過多或者過少時(shí)檢測(cè)器都可以發(fā)生實(shí)時(shí)報(bào)警，提醒駕駛員做出相應(yīng)正確的處理方法。本測(cè)量系統(tǒng)由電源模塊向單片機(jī)供電，通過傳感器壓力變化與電位差變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將油位高度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換器后，由單片機(jī)處理，經(jīng)過 CPU 的計(jì)算，得到各項(xiàng)參數(shù)的實(shí) 際值，并定時(shí)地存入 E2PROM中 ,且通過 LCD 模塊顯示出實(shí)時(shí)油箱里的油量。 本設(shè)計(jì)給出了系統(tǒng)的總體方案，系統(tǒng)的方案論證，系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)預(yù)期結(jié)果可以通過 LCD 顯示模塊將壓力傳感器得到的壓力 信號(hào)以數(shù)字的形式顯示出來，隨著壓力的增大，即油箱內(nèi)油量的增多， LCD 可以依次顯示 0~50L。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 3 2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)以單片機(jī) STC89C52 為核心器件，系統(tǒng)檢測(cè)電路主要包括電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、單片機(jī)及最小系統(tǒng)、 LCD1602 顯示模塊、報(bào)警模塊等，主要器件包括壓力傳感器、信號(hào)放大器 AD620AN、 ADC083 STC89C5 LCD160蜂鳴器、LED 燈等。 稱重傳感器的原理及使用 1 平行梁 稱重傳感器的外形： 實(shí)驗(yàn)電子秤、郵政電子秤、廚房電子秤等一般選用雙孔懸臂平行梁應(yīng)變式稱重傳感器。 單片機(jī) STC89C52 LCD 顯示模塊 聲光報(bào)警模塊 ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換 電源模塊 信號(hào)放大 AD620AN 壓力傳感器 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 4 2稱重傳感器的工作原理： 應(yīng)變式力傳感器的受力工作原理如圖 23 所示。力引起的電阻變化將轉(zhuǎn)換為測(cè)量電路的電壓變化 ,通過測(cè) 量輸出電壓的數(shù)值 ,再通過換算即可得到所測(cè)量物體的重量 ,將應(yīng)變片接成電橋如圖 24 所示： 圖 23 稱重傳感器工作原理圖 圖 22 雙孔懸臂平行梁應(yīng)變式稱重傳感器 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 5 單片機(jī) STC89C52 1 STC89C52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 STC89C52 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)， 是典型的嵌入式 微控制器 （ Microcontroller Unit）， 單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 STC89C52 是一種高效微控制器 ]5[ 。概括 的講：一塊 芯片 就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用 單片機(jī) 是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 由于 單片機(jī) 在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，單片機(jī)由 芯片 內(nèi)僅有 CPU 的專用 處理器 發(fā)展而來。 2 STC89C52 單片機(jī)主要特性 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命 :1000 寫 /擦循環(huán) Rd RaRc Rb1K黑色線電源負(fù)接 E黑色線電源負(fù)接 E+白色線信號(hào)負(fù)接 SA綠色線信號(hào)負(fù)接 S+A圖 24 應(yīng)變式力傳感器的內(nèi)部連接圖 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 6 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 1288 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 5 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 3 STC89C52 單片機(jī)管腳說明 STC89C52單片機(jī)具有 40個(gè)管腳， 38個(gè) I/O 口和 2個(gè)電源端口，其管腳分配如圖 25所示： VCC：供電輸入電壓。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 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(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) 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(chǔ)器時(shí)，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(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，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(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無(wú)效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 8 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0832 ADC0832 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換 芯片。學(xué)習(xí)并 使用 ADC0832 可是使我們了解 A/D 轉(zhuǎn)換器 的原理，有助于我們單片機(jī)技術(shù)水平的提高。C to +70176。C to +85176。 CH0 模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。 VCC(Vref) 1 8 2 7 3 6 4 5 CS CH0 CH1 GND CLK D0 D1 ADC0832 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 9 GND 芯片參考 0 電位（地） DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制 DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出 CLK 芯片時(shí)鐘輸入 VCC/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用） ADC0832 與單片機(jī)的接口電路： ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá) 256 級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。通過 DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。但由于 DO 端與 DI 端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將 DO 和 DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將 CS 使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。在第 1 個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前 DI 端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。 作為單通道模擬信號(hào)輸入時(shí) ADC0832 的輸入電壓是 0~5V 且 8 位分辨率時(shí)的電壓度為 。但值得注意的是，在進(jìn)行 IN+與 IN的輸入時(shí)，如果 IN的電壓大于 IN+的電壓則轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)果始終為 00H ]9[ 。字符型液晶模塊是一種用75? 點(diǎn)陣圖形來顯示字符的液晶顯示器，根據(jù)顯示的容量可以分為 1 行 16 個(gè)字、 2行 6 個(gè)字、 2 行 20 個(gè)字等等。每一個(gè)字符都有自己固定的代碼，通過給 1602 液晶寫入對(duì)應(yīng)的程序代碼來顯示相應(yīng)的字符。 1602 的引腳如圖 28 所示： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 VSS VCC V0 RS R/W E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLA BLK LCD1602 圖 28 LCD1602引腳圖 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 11 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比 度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端工作在脈沖的下降沿時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 15 腳： BLA 為背光電源線。 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令 ]10[ 。 表 21 1602指令表 指令 RS RW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清屏 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 3 輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 S 4 顯示控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo) /字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L 6 功能 0 0 0 0 1 DL N F 7 置字符發(fā)生器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址 8 置字符存儲(chǔ)器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址 9 讀忙地址和標(biāo)志 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址 10 寫數(shù)據(jù)到指令 8 所設(shè)地址 1 0 要寫