微机原理及应用课程设计汽车蓄电池电压检测系统.docx

1、微机原理及应用课程设计汽车蓄电池电压检测系统交通与汽车工程学院课程设计说明书课 程 名 称: 微机原理及应用课程设计 课 程 代 码: 题 目: 汽车蓄电池电压检测系统 年级/专业/班: 09级/车辆工程/汽电4班 学 生 姓 名: 学 号: 开 始 时 间: 2012 年 07 月 02 日完 成 时 间: 2012 年 07 月 06 日课程设计成绩：学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际能力（20）创新（5）说明书（计算书、图纸、分析报告）撰写质量（45）总 分（100）指导教师签名： 年 月 日摘要21 引言31.1 问题的提出 31.2 任务与分析32 方案设计42.1 系统设计方

2、案4 2.2 系统总体框图4 3 系统硬件设计53.1 89C51单片机 5 3.2 LCD12864人机交互设备73.3 ADC0804 AD转换芯片 84系统软件设计104.1 proteus软件环境介绍10 4.2 protel软件环境介绍 11 4.3系统软件分析 11 4.4 程序流程图125 系统调试过程14结论21致谢22 参考文献23附录24 摘 要 本设计是基于89C51单片机为控制核心的汽车蓄电池电压检测系统。单片机因其体积小、功能强、价格低廉而得到广泛应用。蓄电池在现代工业的各种场合都有广泛的应用，为各种系统提供必不可少的电源，蓄电池的重要性可见一斑，尤其在现代汽车上，蓄

3、电池更是必不可少。本次课程设计用51单片机设计制作的汽车蓄电池电压检测系统，由51单片机、AD0804芯片、液晶屏lcd12864和一些常用元器件组成，用滑动变阻器的滑头端输出电压来模拟蓄电池的电压，经过AD采样，将电压值通过lcd12864显示，当模拟蓄电池电压低于2V时，显示“电压过低，请充电”的提示信息。本设计说明书对该系统的硬件电路，工作原理进行了详细的介绍,同时给出了软件设计的流程图。关键词： 汽车蓄电池；LCD12864；51单片机；proteus仿真1 引 言 1.1 问题的提出 随着人类科技文明的发展，目前汽车上用于蓄电池检测显示的设备过于复杂。在这种趋势下，能否利用现在所学的

4、单片机知识及常见元器件搭建出能够检测并显示的蓄电池系统，将会影响自己的实践能力。本次课程设计题目基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89C51作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出一个汽车蓄电池电压检测系统。本设计是基于这种设计方向，以单片机为控制核心，设计制作一个检测系统。1.2任务与分析 本次设计的系统的控制中心是89C51单片机。首先，在Protel软件环境中进行硬件电路图的设计。然后在8051软件环境中进行系统的软件编程，并进行程序源文件的编译和调试，最后生成.hex文件。此.hex文件是硬件电路运行实现的源代码来源。把.hex文件加载到AT89C51单片机芯

5、片，然后在Proteus软件环境中运行硬件电路，时钟的日期就可以正常显示了。本次课程设计是应用51单片机原理和微机控制与接口技术设计蓄电池检测系统控制器的硬件电路，并采用c语言进行程序设计。通过控制外部AD0804芯片来检测滑动变阻器模拟输出的蓄电池电压，当电压低于2V时，系统能够及时的给出提示信息。本系统的难点在于AD芯片的应用以及如何在LCD12864上显示提示信息。由于课程设计需要Proteus软件进行仿真，而软件自带的LCD12864是无字符液晶显示器，所以程序中还要编写显示字符的程序。2 系统方案设计2.1 系统设计方案 通过查阅相关资料，设计初期共有二个方案供我选择，分别是： 方案

6、一:系统采用AT89C51单片机作为主控芯片，AD0804芯片作为电压检测的AD转换模块。在LCD1602上显示。 方案二:系统采用AT89C51单片机作为主控芯片，AD0804芯片作为电压检测的AD转换模块。采用LCD12864显示。进行方案比较，由于要求显示汉字提示信息，方案二可以精确的显示提示信息，最后确定设计采用第2方案，即系统是由89C51单片机，AD0804芯片，LCD12864液晶显示器组成。2.2 系统总体框图图1 系统总体框图 在设计里面，利用单片机设计电路，以滑动变阻器模拟蓄电池电压，用AD芯片进行采样，最后通过LCD12864液晶显示器进行显示，由于使用软硬件结合的方式代

7、替了数字电路的复杂性，所以电路结构简单、调试也相对方便，经济实惠。3 系统硬件电路设计3.1 89C51单片机 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。0C51是INTEL公司MCS-51系列单片机中最基本的产品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，它继承和扩展了MCS-48单片机的体系

8、结构和指令系统。 80C51内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。此外，80C51还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。80C51有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。其引脚图如图2所示：图2 89C51单片机引脚图 89C5

9、1单片机与早期Intel的8051/8751/8031芯片的外部引脚和指令系统完全兼容，只不过用Flash ROM 替代了ROM/EPROM而已3。89C51单片机内部结构如图3所示。图3 89C51单片机内部结构示意图各引脚的功能如下：VCC：供电电压。 GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高3。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻

10、的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址

11、数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率

12、为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR 8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA：当/EA保持低电平时，则在此期间CPU只访问外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注

13、意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，则执行内部程序存储器中的程序。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。3.2 LCD12864人机交互设备 为了进行实时的显示，本次设计选用LCD12864作为显示设备，12864可分为无字符型和有字符型。由于Proteus中自带的LCD12864为无字符型，所以还要在程序中加入字符编码。lcd12864液晶显示模块是12864点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置国标GB2312码简体中文字库（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8-位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等。图4 LCD12864实物图3.3 ADC0804 AD转换芯片 ADC0804是用CMOS集成工艺制成的逐次比较型摸数转换芯片。分辨率8位，转换时间100s，输入电压范围为05V，增加某些外部电路后，输入模拟电压可为 5V。该芯片内有输出