基于89C51的輪胎自動充氣壓力控制器設計論文

1、 PAGE34 / NUMPAGES34單片機系統(tǒng)課程設計課程設計名稱： 基于89C51的輪胎自動充氣壓力控制器設計 單片機系統(tǒng) 課程設計任務書學生專業(yè)班級學號題目基于89C51的輪胎自動充氣壓力控制器設計課題性質工程設計課題來源自擬指導教師主要容（參數(shù)）利用89C51設計一種輪胎自動充氣壓力控制器，實現(xiàn)以下功能：1利用3位LED顯示輪胎壓力；2按下充氣開關打開電磁閥開始充氣；3當輪胎壓力達到設定值時控制電磁閥關閉氣源。任務要求（進度）第1-2天：熟悉課程設計任務與要求，查閱技術資料，確定設計方案。第3-4天：按照確定的方案設計單元電路。要求畫出單元電路圖，元件與元件參數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電

2、路的設計要有詳細論述。第5-6天：軟件設計，編寫程序。第7-8天：實驗室調試。第9-10天：撰寫課程設計報告。要求容完整、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)、方案合理、設計正確，篇幅合理。主要參考資料1 迎新單片微型計算機原理、應用與接口技術（第2版）M：國防工業(yè)，20042 偉福LAB6000系列單片機仿真實驗系統(tǒng)使用說明書3 閻石數(shù)字電路技術基礎（第五版）：高等教育，20064 夏路易 石宗義Protel 99se電路原理圖與電路板設計教程： 希望電子，2006審查意見系（教研室）主任簽字： 年 月 日 目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc3760128621

3、概述 PAGEREF _Toc376012862 h 4HYPERLINK l _Toc3760128631.1 研究背景 PAGEREF _Toc376012863 h 4HYPERLINK l _Toc3760128641.2 設計思想與基本功能 PAGEREF _Toc376012864 h 4HYPERLINK l _Toc3760128652 方案設計 PAGEREF _Toc376012865 h 5HYPERLINK l _Toc3760128662.1系統(tǒng)框圖 PAGEREF _Toc376012866 h 5HYPERLINK l _Toc3760128672.2 方案選取

4、PAGEREF _Toc376012867 h 5HYPERLINK l _Toc3760128682.3總體方案設計 PAGEREF _Toc376012868 h 7HYPERLINK l _Toc3760128693 硬件電路設計 PAGEREF _Toc376012869 h 7HYPERLINK l _Toc3760128703.1 壓力檢測電路 PAGEREF _Toc376012870 h 7HYPERLINK l _Toc3760128713.2 A/D轉換電路 PAGEREF _Toc376012871 h 9HYPERLINK l _Toc3760128723.3顯示電路

5、PAGEREF _Toc376012872 h 11HYPERLINK l _Toc3760128733.4 鍵盤電路 PAGEREF _Toc376012873 h 13HYPERLINK l _Toc3760128743.5氣泵控制電路 PAGEREF _Toc376012874 h 14HYPERLINK l _Toc3760128753.6電源電路 PAGEREF _Toc376012875 h 15HYPERLINK l _Toc3760128763.7復位電路 PAGEREF _Toc376012876 h 15HYPERLINK l _Toc3760128773.8 時鐘電路 P

6、AGEREF _Toc376012877 h 16HYPERLINK l _Toc3760128784 軟件設計 PAGEREF _Toc376012878 h 17HYPERLINK l _Toc3760128794.1 壓力檢測與A/D轉換程序設計 PAGEREF _Toc376012879 h 17HYPERLINK l _Toc3760128804.2數(shù)碼管顯示程序設計 PAGEREF _Toc376012880 h 17HYPERLINK l _Toc3760128814.4外部中斷0服務程序設計 PAGEREF _Toc376012881 h 19HYPERLINK l _Toc3

7、760128824.5系統(tǒng)總體程序設計 PAGEREF _Toc376012882 h 20HYPERLINK l _Toc3760128835 系統(tǒng)調試 PAGEREF _Toc376012883 h 21HYPERLINK l _Toc3760128836 總結25HYPERLINK l _Toc376012884附錄A 系統(tǒng)原理圖 PAGEREF _Toc376012884 h 27HYPERLINK l _Toc376012885附錄B 源程序清單 PAGEREF _Toc376012885 h 281 概述1.1 研究背景信息化時代的到來，使得人們的生活速度和生活質量有了大幅度提高。

8、智能化的產(chǎn)品設計也讓人們生活更加舒適。方便、智能的產(chǎn)品的也得到了人們的歡迎。如今，隨著人們生活水平的提高，小汽車將成為家家戶戶必備的交通工具。再加上生活節(jié)奏的加快，時間已是最寶貴的東西。市面的充氣機不但不是自動的，而且氣壓也是不可調的。在人們追求方便、智能的生活體驗中，市面上普通手動控制的充氣機，顯然已滿足不了人們的需求，因此，我們就想到了設計一個智能化的充氣機。在智能化產(chǎn)品中，單片機的應用已經(jīng)越來越廣泛，單片機以它體積小、質量輕、耗電省、可靠性高、價格低等優(yōu)點，開始不斷發(fā)展，并廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)療設備、航天航空領域、工業(yè)專用設備的管理與過程控制等領域，在很多的大中型的電氣設備以

9、與小型的電子產(chǎn)品中也用到了單片機進行控制。1.2 設計思想與基本功能本設計就是根據(jù)人們對智能化，方便化的需求，而設計的基于單片機控制的智能化產(chǎn)品。同時在選取設計方案和采用元器件方面，該系統(tǒng)本著簡單、經(jīng)濟、實用的思想，盡量簡化電路設計，用最簡單的電路布線和選用最經(jīng)濟實用的器件來達到設計要求。輪胎自動充氣壓力控制系統(tǒng)具有以下幾個基本功能：（1）能夠利用按鍵設定充氣值；（2）能夠顯示設定充氣壓力和充氣過程中輪胎動態(tài)壓力；（3）當輪胎壓力達到設定值時，能自動關閉氣泵停止充氣。2 方案設計2.1系統(tǒng)框圖根據(jù)設計方案要實現(xiàn):充氣前，通過鍵盤上設定所要充氣的氣壓，并能夠顯示設定值;數(shù)值輸入完畢后,按下啟動鍵

10、啟動充氣裝置開始充氣，顯示電路要能夠顯示當前輪胎的動態(tài)氣壓；充氣到達設定的值后，系統(tǒng)要能夠自動切斷氣泵的電源，停止充氣的功能。 我們把本設計初步分為以下幾個模塊,系統(tǒng)框圖如圖2-1所示。圖 2-1系統(tǒng)框圖2.2 方案選取有上述系統(tǒng)框圖可知，自動充氣裝置由：壓力檢測模塊、核心控制模塊、鍵盤模塊、顯示模塊、充氣模塊等幾部分構成。以下，我們將對各模塊做具體分析、設計。2.2.1 壓力檢測模塊方案（一）：采用英飛凌的SPl2壓力傳感器。Infineon(英飛凌)推出的胎壓傳感器 SPl2整合了壓力，溫度，慣性傳感器，以與一個電源控制監(jiān)測器。SPl2的壓力圍從100到450kpa，通過MEMS技術集成了

11、壓力和溫度、加速度、電壓的檢測電路，直接以數(shù)字形式輸出各物理量的示值，但是價格昂貴，應用也不是十分普遍。方案（二）：采用常見的電阻應變片式的壓力傳感器和模數(shù)轉換芯片。壓力傳感器其本質是利用惠斯通電橋，它具有溫度特性好，溫度變化帶來的誤差小。利用膜片上的壓力使得電橋不平衡，產(chǎn)生一個差動的輸出信號。這種結構的基本特性之一是它的差動輸出電壓U與偏置電壓U成正比關系，這種關系隱含壓力測量精度直接決定偏置電源的容限值，當四個橋臂電阻達到相應的關系時，電橋輸出為零。利用壓力電橋獲得的壓力量模擬值通過ADC0809轉換后即可供單片機分析使用。這二個方案都是基于單片機控制的，都能準確的采集獲得輪胎當前壓力值。

12、但是，前一種方案SPl2壓力傳感器價格昂貴，應用也不是很廣；第二種方案采用壓力電橋價格低、應用圍廣、技術成熟，而且實驗室有現(xiàn)成的實驗器材。通過以上比較，綜合個方案利弊，我們最終選用了第二種方案。2.2.2 鍵盤模塊方案（一）：利用獨立按鍵控制，設定充氣預定值和氣泵的啟停。方案（二）：利用矩陣鍵盤控制，設定充氣預定值和氣泵的啟停。由于本設計需要設定充氣預定值和氣泵啟停，所需要的按鍵較多，若采用方案一所占單片機I/O資源較多，而矩陣鍵盤按鍵多，占用I/O口少很好的滿足了設計與需求?？紤]到鍵盤需要設置0-9十個數(shù)字和設置啟、停按鈕，所以我們最終選定使用3 x 4的矩陣鍵盤。2.2.3 顯示模塊方案（

13、一）：利用LCD顯示屏顯示設定值和輪胎的當前壓力值。方案（二）：利用七段數(shù)碼管顯示設定值和輪胎的當前壓力值。考慮到設計需要顯示的信息量小，亮度要求高，而LCD雖然可顯示容信息量大，但是可視偏轉角度過小、亮度和對比度低、而且容易“壞點”壽命有限等；數(shù)碼管顯示無閃爍，亮度高，軟件控制比較容易，功耗小耐沖擊，長壽命等優(yōu)點。最終我們選用數(shù)碼管作為顯示工具。2.2.3 其它模塊此外，在考慮到價格低廉、使用方便、電路簡單等要求，充氣模塊我們選用繼電器驅動氣泵工作；控制模塊選用AT89C51作為輪胎自動充氣壓力控制系統(tǒng)的控制核心。2.3總體方案設計通過上述討論我們可以看出，本設計輪胎自動充氣壓力控制系統(tǒng)是基

14、于滿足設計要求的前提并且根據(jù)理論上的可實現(xiàn)性和硬件上的經(jīng)濟實用性，綜合考慮各種因素的情況下，而得來的系統(tǒng)方案。方案總體構架如圖2-2所示：圖 2-2輪胎自動充氣壓力控制系統(tǒng)結構框圖3 硬件電路設計3.1 壓力檢測電路輪胎自動充氣壓力控制系統(tǒng)要根據(jù)輪胎壓力當前值的大小來確定充氣是否完成，需不需要關閉氣泵。因而需要使用到壓力應變傳感器。電阻應變式傳感器按其用途不同，可分為應變測力傳感器、應變壓力傳感器、應變式加速度傳感器等。本設計中我們使用的是壓力傳感器， 這種傳感器主要用于對氣體、液體的動態(tài)和靜態(tài)的壓力的測量。如對燃機管道和動力設備管道進出、出氣孔流液的壓力、發(fā)動機噴口的壓力等的測量。這種傳感器

15、主要采用膜片、薄板、筒式等組成的彈性元件。傳感器所用的應變片電阻值國標準有：60、120、350、和600等各種阻值，其中以120為最常用。利用電橋測量原理，通過對電路輸出電壓和標準壓強的線性關系，建立具體的數(shù)學模型，將電壓量的變化改為壓力的變化，即可以測出一定圍的壓力值。其中測量電路中最主要的元器件就是電阻應變式傳感器。設計還利用了運算放大電路的作用就是把傳感器輸出的微弱的模擬信號進行一定倍數(shù)的放大，以滿足A/D轉換器對輸入信號電平的進行各種轉換處理的要求。壓力檢測部分連接如圖3-1所示。圖3-1壓力檢測電路原理圖此部分壓力傳感器參照了LAB6000使用說明書電路原理圖，傳感器的工作原理，本

16、質上是惠斯通電橋，該電橋溫度特性好。當膜片上受到壓力使得電橋不平衡，從而產(chǎn)生一個差動的輸出信號，這種結構的基本特性之一是它的差動輸出電壓U與偏置電壓U成正比關系，當四個橋臂電阻達到相應的關系時，電橋輸出為零，當然它也能提供一種溫度補償最通用的方法。該電路三部分組成（1）電源電路部分；（2）電橋電路部分；（3）放大電路部分。如圖所示，傳感器采用15V恒壓源Vcc供電，經(jīng)過與分壓(電容C1起濾波作用)，U2A起到電壓跟隨器的作用，所以點1、2、3三點處有一樣電壓: (3.1 ) 根據(jù)上式，帶入數(shù)據(jù)， ，求得經(jīng)過電路分析電橋部分可等效為如圖3-2所示圖3-2壓力傳感器電橋電路設橋臂電阻分別為， ，則

17、當壓力傳感器受力時,電阻變化對應的輸出電壓值為，由于1，則上式可化簡為(3.2)帶入電阻、電壓值得Uo=0.25R/R最后經(jīng)過放大部分，壓力傳感器的微弱采樣電壓，經(jīng)過放大電路輸出的放大。3.2 A/D轉換電路A/D轉換的作用是進行模數(shù)轉換，把接收到的模擬信號轉換成數(shù)字信號輸出。在選擇A/D轉換時，先要確定A/D轉換精度、轉換速度以與轉換位數(shù)等，A/D轉換的位數(shù)確定與整個測量控制系統(tǒng)所需測量控制圍和精度有關，在 輪胎自動充氣壓力控制系統(tǒng)中采用了8位A/D轉換器ADC0809引腳如圖3-3 所示圖3-3 ADC0809引腳圖ADC0809是美國國家半導體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式

18、HYPERLINK :/baike.baidu /view/990260.htmA/D轉換器。8路模擬信號的分時采集，片有8路模擬選通開關，以與相應的通道抵制鎖存用譯碼電路，其轉換時間為100s左右。ADC0809的主要特性有：（1）8路輸入通道，8位A/D轉換器，即分辨率為8位。 （2）具有轉換起?？刂贫恕?（3）轉換時間為100s(時鐘為640kHz時)，130s（時鐘為500kHz時）（4）模擬輸入電壓圍05V，不需零點和滿刻度校準。 ADC0809主要引腳功能如下：IN0IN7：八路模擬量的輸入端。D0D7：A/D轉換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，可直接與總線相連。A、B、C：模擬通

19、道地址選擇斷，A為低位，C為高位。ALE：地址鎖存允許信號，當此信號有效時，A、B、C三位地址信號被鎖存 電路選通對應的模擬輸入通道。SC：啟動轉換信號。通常與單片機的寫信號線連接，啟動A/D轉換。EOC：轉換結束信號，表示一次轉換結束。常作為中斷觸發(fā)信號。OE：輸出允許控制信號，通常與系統(tǒng)的讀信號線連接，打開 三態(tài)門，此時可通過數(shù)據(jù)線讀到轉換結果。 本系統(tǒng)ADC0809與單片機和壓力傳感器連接如圖3-4所示。圖3-4單片機和壓力傳感器連接如原理圖所示，ADC0809的A、B、C共同接地選中第0通道，即模擬信號從IN-0輸入到A/D轉換器，通過單片機P2.4引腳start送出一個正脈沖，從而啟

20、動轉換；轉換完成后，EOC輸出一個由低到高的跳變沿，經(jīng)過一個非門取反變?yōu)橄陆笛兀霭l(fā)已經(jīng)設置為邊沿觸發(fā)的I外部中斷0；在中段程序過P.3引腳enable送出高電平，控制ADc0809數(shù)字量允許輸出，信號經(jīng)過74HC573鎖存器流入P0口；通過單片機讀程序，把轉換后的數(shù)字讀入片，進行相應操作后顯示在數(shù)碼管上。3.3顯示電路本設計采用LED數(shù)碼管進行顯示是因為LED數(shù)碼管具有以下幾個優(yōu)點：(1)能在低電壓、小電流條件下驅動發(fā)光，能與CMOS、ITL電路兼容。(2)發(fā)光響應時間極短(0.1s)，高頻特性好，單色性好，亮度高。(3)體積小，重量輕，抗沖擊性能好。 數(shù)碼管有共陰極和共陽極兩種類型，為位選

21、端主要進行位控制，斷選端則是進行字符控制，數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方法，說明如下。（1）靜態(tài)顯示驅動： 靜態(tài)驅動也稱直流驅動。靜態(tài)驅動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O進行驅動，或者使用如BCD碼二十進位器進行驅動。靜態(tài)驅動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O多，如驅動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5840根I/O來驅動，要知道一個89C51單片機可用的I/O才32個。故實際應用時必須增加驅動器進行驅動，增加了硬體電路的復雜性。（2）動態(tài)顯示驅動：數(shù)碼管動態(tài)顯示是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃a、b、c、d、e、f、g、dp

22、 的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到一樣的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。透過分時輪流控制各個LED數(shù)碼管的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅動。在輪流顯示過程中，每位元數(shù)碼管的點亮時間為12ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象與發(fā)光二極體的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料

23、，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。在本設計中過程中，我們查詢了大量與車胎壓強相關的資料得知汽車輪胎壓強一般在1.5-2.2bar （即150-220kpa）比較適宜，具體冬夏也有少許差別。所以我們采用3位共陰極數(shù)碼管作為顯示部件。數(shù)碼管顯示部分電路圖3-5所示：圖3-5數(shù)碼管顯示電路如上述電路圖所示，數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示，系統(tǒng)段選碼和位選碼均是通過74HC573分時送出。74HC573是八個透明的D 型鎖存器，當使能C為高電平時，Q 輸出將隨數(shù)據(jù)D的輸入而變。當使能C為低電平時，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。當系統(tǒng)需要顯示數(shù)碼時，先通過

24、單片機引腳P0口送出相應位選碼，再控制P2.0引腳輸出高電平，74HC573（U6）被打開，位選碼送到數(shù)碼管陰極。P2.0再輸出低電平把位選信號所存到Q端；此后，單片機P0口輸出相應段選碼，P2.1引腳輸出高電平，打開74HC573（U5）被打開，段選碼送到數(shù)碼管段選端，點亮選中的數(shù)碼管，并延時1ms；以此為原理第二個、第三個數(shù)碼管一次被點亮；最后重復上述過程。3.4 鍵盤電路由于本設計需要設定充氣預定值和氣泵啟停，所需要的按鍵較多，若采用方案一所占單片機I/O資源較多，而矩陣鍵盤按鍵多，占用I/O口少很好的滿足了設計與需求?？紤]到鍵盤需要設置0-9十個數(shù)字和設置啟、停按鈕，所以我們最終選定使

25、用3 x 4的矩陣鍵盤功能如圖3-6所示。圖3-6矩陣鍵盤功能圖如圖按照鍵盤掃描至獲得鍵號編寫程序對應如上圖所示。矩陣鍵盤在系統(tǒng)中原理圖如圖3-7所示。圖3-7陣鍵盤原理圖矩陣鍵盤工作是利用P1口分別對某一行賦低電平，其余行賦值高電平，然后分別掃描各列是否出現(xiàn)低電平，若無退出掃描，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。斷閉合鍵所在的位置是通過讀取P1口的值，與預設值比對，確定是哪個鍵按下，在確認有鍵按下后，就可以進入相應操作程序。3.5氣泵控制電路如圖3-8所示為電磁繼電器控

26、制電路氣泵的工作電路。圖3-8電磁繼電器控制電路要控制氣泵工作，只需控制電磁閥的閉合與斷開。單片機的pump（P2.7）引腳控制三極管的工作在放大區(qū)和截止區(qū)。當該引腳輸出高電平時，使三極管導通，繼電器的部線圈有電流通過，產(chǎn)生吸合力，將公共端吸合到常開端，則氣泵開始充氣；當輪胎的氣充足后，pump引腳輸出低電平，使三極管截止，則繼電器不會產(chǎn)生吸合力，從而斷開了氣泵的工作。3.6電源電路51單片機正常工作電壓為5V，因此我們設計了電源電路為單片機工作供電。如下圖3-9是為單片機提供電源的電路。在這個電路中采用了三端集成穩(wěn)壓芯片7805，來為單片機提供穩(wěn)定的5V的直流電壓。圖3-9電源電路圖3.7復

27、位電路復位電路的主要功能是使單片機進行初始化，在初始化的過程中需要在復位引腳上加大于24個時鐘周期的高點平。本設計復位電路如圖3-9所示：圖3-10復位電路3.8 時鐘電路電路利用晶振產(chǎn)生固定周期的震蕩脈沖。由于石英晶體震蕩器具有非常好的頻率穩(wěn)定性和抗外界干擾的能力，所以，石英晶體震蕩器是用來產(chǎn)生基準頻率的。通過基準頻率來控制電路中的頻率的準確性。同時，它還可以產(chǎn)生振蕩電流，向單片機發(fā)出時鐘信號。如圖3-11為單片機時鐘電路圖3-11單片機時鐘電路4 軟件設計系統(tǒng)軟件設計主要包括壓力檢測與數(shù)模轉換程序、數(shù)碼管顯示程序，鍵盤掃描程序，外部中斷0服務程序構成。4.1 壓力檢測與A/D轉換程序設計壓

28、力電橋和發(fā)明和放大電路由硬件控制始終處于工作狀態(tài)。AD轉換結束方式是選擇使用結束限號，觸發(fā)外部中斷0的方式。具體工作是：由于ADC0809的A、B、C共同接地，選中第0通道，模擬信號從IN-0輸入到A/D轉換器，通過單片機P2.4引腳start送出一個正脈沖，從而啟動轉換；轉換完成后，EOC輸出一個由低到高的跳變沿，經(jīng)過一個非門取反變?yōu)橄陆笛?，出發(fā)已經(jīng)設置為邊沿觸發(fā)的I外部中斷0；在中段程序過P.3引腳enable送出高電平，控制ADC0809數(shù)字量允許輸出，。AD轉換流程如圖4-1所示。圖4-1 A/D轉換流程4.2數(shù)碼管顯示程序設計本設計數(shù)碼管采用動態(tài)掃描方式，通過單片機引腳分別送出相應位

29、選碼，選通相應數(shù)碼管，再用單片機輸出相應段選碼，點亮選中的數(shù)碼管，并延時1ms；以此為原理第二個、第三個數(shù)碼管依次被點亮，再循環(huán)此過程。數(shù)碼管顯示流程如圖4-2所示：圖4-2 數(shù)碼管顯示流程圖4.3鍵盤掃描程序設計矩陣鍵盤工作是利用鍵盤掃描，依次檢測按鍵是否按下。首先對某一行賦低電平，其余行賦值高電平，然后分別掃描各列是否出現(xiàn)低電平，若無退出掃描，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。斷閉合鍵所在的位置是通過讀鍵盤行取列值，與預設值比對確定的。鍵盤掃描流程如圖4-3所示。圖4

30、-3鍵盤掃描流程圖4.4外部中斷0服務程序設計本設計采用外部中斷0監(jiān)測A/D是否完成，當完成后觸發(fā)中斷，在中斷處理中獲得此時輪胎氣壓值，比較是否達到設定值，若是氣泵停止工作，若否等待下一次中斷。中斷處理流程如圖4-4所示：圖4-4中斷處理流程圖4.5系統(tǒng)總體程序設計根據(jù)設計要求，系統(tǒng)工作開始首先調用鍵盤子程序等待用戶輸入需要沖氣的多少，并把所設定的氣壓值再數(shù)碼管上顯示一段時間，幫助使用者確定是否有誤操作，若有重新輸入，若無則按下start鍵，啟動氣泵開始工作，啟泵啟動后應該立即調用AD轉換子程序與顯示子程序，動態(tài)的顯示輪胎的氣壓，以與比較現(xiàn)在的氣壓是否達到用戶的要求。由于LED顯示是動態(tài)的。所

31、以必須循環(huán)的調用AD轉換子程序和顯示子程序，這樣做不僅實時性強，可以讓用戶了解輪胎氣壓的變換，而且可以增強LED顯示亮度。此外，在設計過程中，我們查閱了大量與輪胎胎壓相關的資料，我們查詢了大量與車胎壓強相關的資料得知汽車輪胎壓強一般在1.5-2.2bar （即150-220kpa）比較適宜，具體冬夏也有少許差別。故在考慮到實際情況和軟件編制的簡易性的情況下，我們規(guī)定用戶輸入的充氣氣壓只能位于0255kpa的圍。這樣一來，由于ADC0809的精度為八位，其輸出的數(shù)字量的圍也是0255。量化后正好是一對一的關系，就大大的減輕了軟件編制的困難。如下圖4-5所示為軟件設計總流程圖。圖4-5 軟件設計總

32、流程圖5 系統(tǒng)調試在對系統(tǒng)調試過程中，由于實驗室的偉福LAB6000試驗箱，包括壓敏電阻在的很多部件都有不同程度的損壞，無法完成調試。所以，我們在不影響實驗效果的前提下，對設計進行了稍微調整，并在自己購買的開發(fā)板上順利完成了系統(tǒng)調試。我們用一個可調電阻代替壓力傳感器，用一個發(fā)光二極管代表氣泵。可調電阻阻值轉換后視為輪胎的氣壓，二極管兩代表氣泵工作，二極管滅代表氣泵停止工作，具體調試過程圖片如下。（1）設計接線圖如圖5-1所示。圖5-1系統(tǒng)接線圖（2）設定充氣值結果如圖5-2所示。有圖可以看出設定充氣值為245，設定完成數(shù)碼管顯示設定值一段時間。圖5-2設定充氣值（3）輪胎初始氣壓檢測結果如圖5

33、-3所示。由圖可以知道，輪胎壓力初值為110，由于氣壓小于設定值，數(shù)碼管左側的發(fā)光二極管代表氣泵，數(shù)碼管亮代表氣泵工作，對輪胎進行充氣。圖5-3輪胎初始氣壓（4）輪胎充氣過程如圖5-4所示。在圖中我們可以看到，隨著發(fā)光二極管亮即氣泵工作，輪胎壓力值在逐漸增大。圖5-4輪胎充氣過程（5）輪胎充氣結束如圖5-5所示。根據(jù)數(shù)碼管顯示，我們可以知道，隨著氣泵工作，車胎壓力增大，當壓力達到設定值以后，單片機控制的發(fā)光二極管自動熄滅，即氣泵自動停止工作，充氣完成。圖5-5輪胎充氣結束經(jīng)過數(shù)次重復調試試驗我們得出結論，此次設計基于89C51的輪胎自動充氣壓力控制器，穩(wěn)定性很好，可重復性號，能夠很好的完成輪胎

34、自動充氣的任務。6總結本次單片機課程設計歷時兩周，從剛開始剛拿到題目的懵懵懂懂，不知如何下手，到后來的通過查閱大量相關資料，對整個系統(tǒng)有了一定的認識，通過討論，爭辯，有了清晰的思路，又經(jīng)過畫圖，修改，到最終確定整個設計方案，做出完整的實驗報告，在這個過程中我們收獲很多。從方案選擇的激烈討論，到查找每個芯片引腳功能和用法，從對芯片工作原理的熟悉，到實際應用編程的斟酌，這個過程中的每一個小的步驟都有我們犯下的錯誤，也有我們改正錯誤后學到知識的喜悅。當然這個設計的成功完成，是我和我的小伙伴們共同努力的結果。此外，在以前學習時我學習軟件花費的精力遠比硬件多的多，在對單片機的實踐學習，也是基于在自己買來

35、的開發(fā)板上，根據(jù)別人設計好的原理圖根據(jù)其工作原理，在例程基礎上改來改去、模仿設計，所以在硬件設計過程中，遇到了很多困難。也正是遇到的這些問題提醒了我，在以后的學習過程中，要注重對硬件的學習。參考文獻1 迎新單片微型計算機原理、應用與接口技術（第2版）M：國防工業(yè)，20042 偉福LAB6000系列單片機仿真實驗系統(tǒng)使用說明書3 閻石數(shù)字電路技術基礎（第五版）：高等教育，20064 夏路易 石宗義Protel 99se電路原理圖與電路板設計教程： 希望電子，20065何立民編著.單片機應用系統(tǒng)設計.M：航天航空大學，19946 家成單片機原理與應用與C51程序設計：清華大學，20077 鄧興成單

36、片機原理與實踐指導：機械工業(yè)，20108 朝青編著.單片機原理與接口技術.M：航天航空大學，19949 新民，王燕芳編著.微型計算機與傳感器.M：人民郵電，199810 何立民. 單片機應用技術選編M. 航空航天大學,200311 王化祥，淑英,傳感器應用與原理.M：大學，199112賴麒文.8051 單片機 C語言徹底應用. M:科學技術，200213童長飛. C8051F系列單片機開發(fā)與 C語言編程 M .:航空航天大學,2005.附錄A 系統(tǒng)原理圖附錄B 源程序清單#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsb

37、it dula=P20;sbit wela=P21;sbit adc_out=P22;sbit enable=P23;sbit start=P24;sbit pump=P27;uint num=0,temp=0,t=0,k ;uint high,mid,low;/共陰極數(shù)碼管編碼uchar code table= 0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71,0;/子程序聲明void delay(uint z);/延時函數(shù)uchar keyscan(

38、); /鍵盤掃描程序display(uchar bai,uchar shi,uchar ge);/數(shù)碼管顯示程序/主程序void main()uchar a,b,c,d,e;/開始e=keyscan();while(e!=11)e=keyscan();/獲取設定值t=keyscan();while(t=0)t=keyscan();if(t!=0)a=t;t=0;t=keyscan();while(t=0) t=keyscan();b=t;t=0;t=keyscan();while(t=0) t=keyscan();c=t;t=0;t=a*100+b*10+c;/設定值/顯示設定值d=50;while(d-) display(a,b,c);/等待啟動氣泵開始工作pump=1;/啟動AD轉換EA=1;IT0=1;EX0=1;st