機(jī)車(chē)檢修專(zhuān)用運(yùn)行信號(hào)發(fā)生器畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　機(jī)車(chē)安全運(yùn)行，一直是人們非常重視和關(guān)注的問(wèn)題，每臺(tái)車(chē)機(jī)都有大修、中修、和入出庫(kù)檢修等，機(jī)車(chē)上的儀器、儀表種類(lèi)繁多，有些可以在機(jī)車(chē)停止時(shí)檢測(cè)，有些必須在運(yùn)行中檢測(cè)，而以前后者的檢測(cè)方法就是機(jī)車(chē)在線運(yùn)行檢測(cè)，需要調(diào)度、司機(jī)、檢測(cè)等多人員配合，本課題是設(shè)計(jì)制作一臺(tái)能夠讓機(jī)車(chē)在停止?fàn)顟B(tài)下提供速度信號(hào)讓機(jī)車(chē)模擬運(yùn)行狀態(tài)，方便機(jī)車(chē)檢修。&l

2、t;/p><p>　　機(jī)車(chē)速度信號(hào)發(fā)生器就是對(duì)機(jī)車(chē)質(zhì)量多種檢測(cè)方式中的一種，它能對(duì)機(jī)車(chē)在靜止?fàn)顟B(tài)下，模擬 機(jī)車(chē)光電傳感器裝置而發(fā)出模擬無(wú)線脈沖信號(hào)，將信號(hào)傳送至監(jiān)控裝置的主機(jī)箱，監(jiān)控裝置主機(jī)箱再發(fā)送信號(hào)至監(jiān)控裝置顯示器，從而隨著操作者控制遙控發(fā)射增減速度指令，速度信號(hào)發(fā)生器對(duì)應(yīng)接收指令信號(hào)，監(jiān)控裝置顯示器對(duì)應(yīng)顯示遙控器所發(fā)射的增減速度值，以檢驗(yàn)機(jī)車(chē)監(jiān)控裝置速度信號(hào)顯示的作用是否良好，它能快速方便地實(shí)施對(duì)機(jī)車(chē)監(jiān)控系統(tǒng)速

3、度顯示的診斷。</p><p>　　本文通過(guò)介紹各個(gè)模塊的組成部分和工作原理，旨在闡述如何通過(guò)51單片機(jī)最小系統(tǒng)及信號(hào)輸出模塊等，設(shè)計(jì)出一臺(tái)能夠模擬機(jī)車(chē)速度在5-160km/h之間的機(jī)車(chē)速度信號(hào)發(fā)生器，方便機(jī)車(chē)的檢修和維護(hù)。并說(shuō)明其工作原理、工作方式、應(yīng)用范圍。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 機(jī)車(chē)檢修 單片機(jī) 信號(hào)發(fā)生器</p><p><b

4、>　　Abstract</b></p><p>　　The safe operation of the Locomotive is that people attaches great importance and concern. every locomo

5、tive need overhaul, repair, into and out of repair, etc. There are many different kinds of instruments, meters on a motorcycle,

6、60;some during the locomotive to stop testing, some must be in the running test.</p><p>　　And before the latter detection&

7、#160;method is the locomotive running online detection, need scheduling, driver, testing and other personnel.</p><p>　　The signal generator fo

8、r locomotives is one of the many ways in detect. It can simulate locomotive light and electricity transducer to sent analog signal wireless pulse under the locomotive in the stage of stillness. It bring the signal to the

9、 main box of inspect device. Then the main box bring to display of inspect device. Thus by the operator control remote device to sent the dictate, the speed signal generator corresponding incept the speed value, so that

10、to check up the stage of the signal a</p><p>　　This topic is to design a can let the locomotive speed signal in stop state provides&

11、#160;for locomotive running state, a simulated locomotive maintenance convenience.In this paper, through the introduction of the component&

12、#160;and working principle of each module, mainly discussed how to use single chip microcomputer minimum system and the signal

13、0;output module and so on, to design a platform to simulate locomotive between 5-160 km/h speed signal generator, and explain

14、s its working principle, working mo</p><p>　　Keywords: Locomotive maintenance Single-Chip Microcomputer </p><p>　　Signal Generator</p><p><b>　　任務(wù)

15、計(jì)劃書(shū)</b></p><p><b>　　任務(wù)要求：</b></p><p>　　本課題是設(shè)計(jì)制作一臺(tái)能在機(jī)車(chē)停止?fàn)顟B(tài)下提供速度信號(hào)讓機(jī)車(chē)模擬運(yùn)行狀態(tài)，方便機(jī)車(chē)檢修。</p><p><b>　　系統(tǒng)方框圖</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b>&

16、lt;/p><p>　　1）確定機(jī)車(chē)信號(hào)發(fā)生器接口，要求機(jī)車(chē)檢修專(zhuān)用運(yùn)行信號(hào)發(fā)生器接口與原來(lái)速度信號(hào)接口一致；</p><p>　　2）具有速度設(shè)定功能, 設(shè)定機(jī)車(chē)速度為5-160km/h，并根據(jù)速度產(chǎn)生頻率信號(hào)；</p><p>　　3）要求產(chǎn)生的信號(hào)波形與現(xiàn)有速度傳感器一致；</p><p>　　4）操作使用簡(jiǎn)便，方便攜帶</p>

17、<p>　　5）電源采用機(jī)車(chē)DC110V電源供電。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論2</b></p><p>　　1.1研究的背景2</p><p>　　1.2研究的目的2</p><p>　　1.3研究

18、的方法4</p><p>　　1.4研究意義:4</p><p>　　第二章 總體方案5</p><p>　　2.1系統(tǒng)方案的選擇5</p><p>　　2.2 控制芯片的選擇5</p><p>　　2.3電源模塊的方案選擇5</p><p>　　2.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)組成及原理6<

19、/p><p>　　第三章 硬件部分7</p><p>　　3.1硬件總體設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.2 信號(hào)發(fā)生器8</p><p>　　3.3 單片機(jī)模塊9</p><p>　　3.4 按鍵操作顯示模塊13</p><p>　　3.5電源模塊17</p><p&

20、gt;　　3.6 輸出模塊19</p><p>　　第四章 軟件部分20</p><p>　　4.1 軟件總體設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.2 軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明21</p><p>　　第五章 制作與調(diào)試22</p><p><b>　　5.1 制作22</b></p>

21、<p><b>　　5.2 調(diào)試24</b></p><p>　　5.3 元器件展示25</p><p>　　第六章 總結(jié)27</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)28</b></p><p><b>　　附錄29</b></p><p&

22、gt;<b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1研究的背景 </b></p><p>　　機(jī)車(chē)過(guò)渡裝置、監(jiān)控裝置、防空轉(zhuǎn)系統(tǒng)、車(chē)載軸承檢測(cè)裝置所需的機(jī)車(chē)速度信號(hào)， 是由安裝在機(jī)車(chē)輪對(duì)上的速度傳感器提供的。當(dāng)機(jī)車(chē)回段檢修時(shí)，由于不能動(dòng)車(chē)或動(dòng)車(chē) 速度不高，沒(méi)有速度信號(hào)或輸出速度信號(hào)強(qiáng)度不夠，因而不能判別這些裝置的狀態(tài)是否 良

23、好，給檢修機(jī)車(chē)工作帶來(lái)不便，為此，需要研究機(jī)車(chē)檢修專(zhuān)用運(yùn)行信號(hào)發(fā)生器，為靜止?fàn)顟B(tài)下的機(jī)車(chē)提供模擬信號(hào)，進(jìn)行在線檢測(cè)。</p><p><b>　　1.2研究的目的 </b></p><p>　　當(dāng)今鐵路行業(yè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)其它行業(yè)一樣快速發(fā)展，尤其在鐵路部門(mén)實(shí)施跨越式發(fā) 展、改革的今天，‘鐵路牽引動(dòng)力實(shí)施高速、重載、長(zhǎng)交路、跨局、跨區(qū)段牽引的舉措廣 泛開(kāi)展，為適應(yīng)當(dāng)前鐵路牽

24、引動(dòng)力改革的需要，機(jī)車(chē)檢修開(kāi)始實(shí)施視情維修，</p><p>　　而視情維修是以提高機(jī)車(chē)運(yùn)用效率，縮短檢修機(jī)車(chē)時(shí)間來(lái)設(shè)計(jì)的。對(duì)于視情維修 來(lái)說(shuō)，必須滿足三個(gè)條件： </p><p>　?。ǎ保┠軌虬l(fā)現(xiàn)產(chǎn)品狀況劣化的征兆； </p><p>　?。ǎ玻┠軌虬l(fā)現(xiàn)產(chǎn)品潛在的故障狀態(tài)； </p><p>　?。ǎ常┊a(chǎn)品具有足夠長(zhǎng)的從潛在故障至功能故障

25、的時(shí)間間隔。</p><p>　　要達(dá)到（１）（２）項(xiàng)的條件，檢測(cè)工作是非常重要的。</p><p>　　所謂檢測(cè)就是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢查、 測(cè)試（測(cè)量和試驗(yàn)）。在產(chǎn)品整個(gè)壽命周期中都可能需要檢測(cè)，如在產(chǎn)品研制和生產(chǎn)中， 經(jīng)常需要對(duì)性能、幾何尺寸和各種物理化學(xué)參數(shù)進(jìn)行檢查和測(cè)量，以確定其是否符合規(guī) 定要求；在使用過(guò)程中，需要對(duì)裝備定期檢查和測(cè)試，以便確定其狀態(tài)，判斷其是否可 以完成規(guī)定的功能。如

26、果出現(xiàn)工作不正常的跡象，就要進(jìn)一步找出發(fā)生故障的部位，確 定維修范圍，這就叫做隔離故障，以便排除故障，恢復(fù)裝備的良好狀態(tài)。檢測(cè)的目的是 多種多樣的，對(duì)于裝備的使用、維修和可靠性、維修性范疇來(lái)說(shuō)，重要的是要通過(guò)檢測(cè) 掌握產(chǎn)品的狀態(tài)。</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，在產(chǎn)品運(yùn)用階段的檢測(cè)屬于維修的范疇，包括預(yù)防性維修中的檢測(cè)和修 復(fù)性維修中的故障檢測(cè)和隔離（故障診斷）及檢驗(yàn)。過(guò)去認(rèn)為測(cè)試性屬于維修性的范疇， 至今在多數(shù)

27、技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)仍然將測(cè)試性作為維修性的一部分來(lái)對(duì)待。隨著技術(shù)裝備不斷的 復(fù)雜化，電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，測(cè)試性的地位更加突出，其理論和技術(shù)的特殊 性，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)和維修的重要性，最初在電子技術(shù)，隨后在其它領(lǐng)域內(nèi)開(kāi)始將測(cè)試性作 為一種獨(dú)立的系統(tǒng)來(lái)對(duì)待。</p><p>　　機(jī)車(chē)車(chē)輛的診斷技術(shù)自２０世紀(jì)７０年代初就得到發(fā)展和應(yīng)用。大約在２０世紀(jì)８０年代，由于電子計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)診斷才取得豐碩的成果，如今已

28、成為機(jī) 車(chē)車(chē)輛維修的重要手段’。 </p><p>　　機(jī)車(chē)車(chē)輛技術(shù)診斷分為外部診斷和內(nèi)部診斷。 外部診斷是應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)裝置，在需要時(shí)與被測(cè)設(shè)備連接進(jìn)行檢測(cè)診斷。外部診 斷裝置可以是地面固定裝備，也可以是隨車(chē)檢測(cè)裝置，現(xiàn)在越來(lái)越多地采用便攜式電腦 及有關(guān)裝置。比較典型的外部診斷有：</p><p>　?。ǎ保┹唽?duì)診斷：檢測(cè)診斷車(chē)輪踏面上的橫向裂紋、 車(chē)輪型面誤差和磨損狀況以及車(chē)輪不圓度和

29、擦傷。</p><p>　　（２）軸溫探測(cè)：通過(guò)紅外線軸溫探測(cè) 系統(tǒng)，利用車(chē)軸發(fā)生熱切以前軸溫急劇上升的原理來(lái)預(yù)報(bào)車(chē)軸的事故。</p><p>　　（３）潤(rùn)滑油分析： 利用潤(rùn)滑油光譜和鐵譜分析來(lái)判斷各摩擦副零件的磨損狀況和診斷潤(rùn)滑系統(tǒng)的有關(guān)故 障。 內(nèi)部診斷是使用固定安裝在機(jī)車(chē)車(chē)輛上的檢測(cè)診斷裝置，對(duì)主要零部件的工作狀況 進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，作出實(shí)時(shí)報(bào)道。</p><p>

30、;　　自２０世紀(jì)８０年代以來(lái)，隨著微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，已 經(jīng)形成了系統(tǒng)診斷，整臺(tái)機(jī)車(chē)或列車(chē)裝有一個(gè)內(nèi)部診斷系統(tǒng)。主要功能有：</p><p>　?。保?duì)所有 電子控制的范圍，包括制動(dòng)機(jī)的故障進(jìn)行檢測(cè)；（</p><p>　?。玻┩ㄟ^(guò)顯示屏給機(jī)車(chē)司機(jī)和列車(chē)員以 排除故障的提示；</p><p>　?。常┌凑諆?yōu)先等級(jí)和故障意義及時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)劃分故障等級(jí)；</p>

31、;<p>　?。矗┹斎?人們發(fā)現(xiàn)的其他故障；</p><p>　?。担┩ㄟ^(guò)履歷存儲(chǔ)、試驗(yàn)曲線、過(guò)程參數(shù)值的查詢和外部決策軟 件對(duì)維修提供幫助。</p><p>　　機(jī)車(chē)速度信號(hào)是機(jī)車(chē)監(jiān)控裝置、過(guò)渡裝置、車(chē)載軸承檢測(cè)裝置工作狀態(tài)良好的重要 條件，保證監(jiān)控裝置、過(guò)渡裝置、車(chē)載軸承檢測(cè)裝置速度通道的功能良好十分重要。該 項(xiàng)目的研制目的是通過(guò)鍵盤(pán)輸入相應(yīng)速度值時(shí)，模擬產(chǎn)生機(jī)車(chē)輪對(duì)的速

32、度轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，用 以對(duì)機(jī)車(chē)過(guò)渡裝置、監(jiān)控裝置、車(chē)載軸承檢測(cè)裝置等與速度信號(hào)有關(guān)的設(shè)備進(jìn)行在線測(cè) 試，以確認(rèn)這些設(shè)備是否需要下線檢修。</p><p><b>　　1.3研究的方法</b></p><p>　　本課題主要研究開(kāi)發(fā)一個(gè)基于51單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，不但成本較低而精度較高，最重要的是開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單易于調(diào)試，具有一定社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。</p>

33、<p>　　包括以下五個(gè)模塊：電源模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)、按鍵模塊、顯示模塊、輸出模塊。電源模塊將AC110V轉(zhuǎn)換成DC24V供給整個(gè)系統(tǒng)和DC5V供給單片機(jī)，以單片機(jī)為核心通過(guò)按鍵和顯示程序使單片機(jī)模擬速度信號(hào)使輸出電路產(chǎn)生信號(hào)波形，通過(guò)連接示波器觀測(cè)波形與機(jī)車(chē)速度傳感器波形一致，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)在停止?fàn)顟B(tài)下模擬速度信號(hào)方便檢修人員工作。</p><p><b>　　1.4研究意義:</b&

34、gt;</p><p>　　機(jī)車(chē)過(guò)渡裝置、監(jiān)控裝置、防空裝置、車(chē)載軸承檢測(cè)裝置所需要的機(jī)車(chē)速度信號(hào)，是由安裝在機(jī)車(chē)輪對(duì)上的速度傳感器提供的 。當(dāng)司機(jī)回段檢修時(shí)，由于不能啟動(dòng)機(jī)車(chē)或者機(jī)車(chē)速度不夠，沒(méi)有速度信號(hào)或輸出速度信號(hào)不強(qiáng)，因而不能判斷這些裝置的運(yùn)行狀態(tài)是否完好，給檢修機(jī)車(chē)工作帶來(lái)不便，因此，研制機(jī)車(chē)專(zhuān)用運(yùn)行信號(hào)發(fā)生器，能為靜止?fàn)顟B(tài)下的機(jī)車(chē)提供模擬信號(hào)，進(jìn)行檢測(cè)。</p><p>　　隨

35、著列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置更新?lián)Q代，監(jiān)控裝置的監(jiān)控手段和功能都進(jìn)一步完善。其中，為有效防止列車(chē)溜逸事故的發(fā)生，對(duì)機(jī)車(chē)速度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的部分增加了對(duì)機(jī)車(chē)速度相位的檢測(cè)功能。在列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置工作過(guò)程中，各類(lèi)傳感器一旦出現(xiàn)異常，監(jiān)控裝置就無(wú)法正確檢測(cè)機(jī)車(chē)速度及各部件實(shí)時(shí)狀況，對(duì)機(jī)車(chē)冒進(jìn)、冒出、溜逸事故及超速等問(wèn)題失去了監(jiān)控作用，從而嚴(yán)重威脅了行車(chē)安全。因此，監(jiān)控裝置檢測(cè)人員必須對(duì)每臺(tái)入庫(kù)機(jī)車(chē)監(jiān)控裝置的附屬設(shè)備進(jìn)行全面檢測(cè)，尤其是機(jī)車(chē)速度傳感器和

36、壓力傳感器，確保監(jiān)控裝置正常工作。</p><p>　　而目前檢測(cè)人員只能根據(jù)日常工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)，并通過(guò)“雙人替換法”將可能的故障設(shè)備進(jìn)行替換，即一人在車(chē)上觀察，另一人在車(chē)下手動(dòng)操作。兩人配合才能完成相關(guān)功能的檢測(cè)。這樣不僅增加了檢測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且作業(yè)效率低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)降低機(jī)車(chē)周轉(zhuǎn)率，影響運(yùn)輸秩序。</p><p>　　能否模擬機(jī)車(chē)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行測(cè)試、進(jìn)而準(zhǔn)確判斷、排查

37、故障點(diǎn)，就顯得尤為重要了。</p><p><b>　　第二章 總體方案</b></p><p>　　2.1系統(tǒng)方案的選擇</p><p>　　方案一：直接利用單片機(jī)編程產(chǎn)生方波。采用這種方案可以大大簡(jiǎn)化產(chǎn)生波形的軟硬件電路，設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單，然而該方案的缺點(diǎn)是編程過(guò)于復(fù)雜，產(chǎn)生的頻率低，調(diào)節(jié)范圍窄，滿足不了機(jī)車(chē)檢修的需求。</p>

38、<p>　　方案二：采用分立元件等純硬件電路搭接，然后通過(guò)積分電路產(chǎn)生方波，該方案不需要軟件電路，但產(chǎn)生的波形質(zhì)量差，不易調(diào)節(jié)且穩(wěn)定性也不好。</p><p>　　方案三：利用單片機(jī)與電源轉(zhuǎn)換模塊及TLP521等外圍設(shè)備，能產(chǎn)生占空比和頻率可調(diào)的方波，具有輸出信號(hào)精度高、信號(hào)穩(wěn)定可靠、性價(jià)比高以及操作方便特點(diǎn)。</p><p>　　綜上所訴，鑒于方案一、二有諸多缺點(diǎn)，所以決定采用

39、方案三的設(shè)計(jì)方法。它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)軟硬件相結(jié)合，而且變成不復(fù)雜，硬件設(shè)計(jì)電路較為容易，產(chǎn)生的波形穩(wěn)定性好、頻率高、所需元件都比較容易買(mǎi)到、成本低等特點(diǎn)，符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　2.2 控制芯片的選擇</p><p>　　方案一：AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C5

40、1產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單片上擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活超有效的解決方法。</p><p>　　方案二：AVR單片機(jī)具有高性能、保密性好I/O口功能強(qiáng)，具有A./D轉(zhuǎn)換等電路，但是由于功能寄存器多，功能過(guò)于復(fù)雜，需要花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間熟悉該芯片不適合課題設(shè)計(jì)，操作指令多，編程復(fù)雜。&

41、lt;/p><p>　　鑒于方案一的優(yōu)點(diǎn)，且比方案二的單片機(jī)便宜，故采用方案一。</p><p>　　2.3電源模塊的方案選擇</p><p>　　方案（一） 通過(guò)逆變器將110V轉(zhuǎn)化成交流電壓，然后再通過(guò)變壓器降壓，然后再整流出直流24V和5V電壓。成本過(guò)高，過(guò)程冗余，并且工作過(guò)程復(fù)雜，電路焊接難度相對(duì)較高，性價(jià)比最小，不利于實(shí)際使用。</p><

42、;p>　　方案（二） 采用兩個(gè)電源模塊；首先電源模塊輸入110VDC—輸出DC24V，然后再用一個(gè)輸入24VDC—輸出5VDC電源模塊直接給單片機(jī)供電。材料簡(jiǎn)單，布局清晰，但從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)三個(gè)方案中價(jià)格費(fèi)用最高，不利于節(jié)省資金，同時(shí)也不利于在實(shí)際中使用。</p><p>　　方案（三） 采用一個(gè)輸入110VDC—輸出24VDC電源模塊，然后采用一個(gè)LM2596開(kāi)關(guān)管輸出直流5V給單片機(jī)供電。一方面從經(jīng)濟(jì)

43、方面費(fèi)用適中，且布局簡(jiǎn)單，另一方面，LM2596開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路，能夠輸出3A的驅(qū)動(dòng)電流，同時(shí)具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性，可以輸出小于37V的各種電壓。該器件內(nèi)部集成頻率補(bǔ)償和固定頻率發(fā)生器，開(kāi)關(guān)頻率為150KHz，與低頻開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器相比較，可以使用更小規(guī)格的濾波元件。由于該器件只需4個(gè)外接元件，可以使用通用的標(biāo)準(zhǔn)電感，這更優(yōu)化了LM2596的使用，極大地簡(jiǎn)化了開(kāi)關(guān)電源電路的設(shè)計(jì) </p>&

44、lt;p>　　綜上所訴，采用第三種方案的性價(jià)比最高，更符合設(shè)計(jì)要求。。</p><p>　　2.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)組成及原理</p><p>　　該系統(tǒng)由五個(gè)部分組成。即電源模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)、按鍵模塊、顯示模塊、輸出模塊。其設(shè)計(jì)原理是：</p><p>　　電源模塊外接DC110V，先經(jīng)過(guò)MDL30-S24D將DC110V轉(zhuǎn)換成DC24V為整個(gè)系統(tǒng)供電，下面的轉(zhuǎn)換

45、電路將一部分DC24V轉(zhuǎn)換成DC5V為單片機(jī)學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)板供電。單片機(jī)內(nèi)已預(yù)先寫(xiě)入按鍵程序以及顯示程序，通過(guò)人員操作按鍵輸入一個(gè)在5-160km/h的速度信號(hào)，經(jīng)過(guò)顯示程序在LCD上顯示已輸入的速度值。</p><p>　　而頻率信號(hào)的產(chǎn)生是本設(shè)計(jì)的核心之一，運(yùn)用延時(shí)的方法實(shí)現(xiàn)，只用一個(gè)計(jì)時(shí)程序即可，因?yàn)楫a(chǎn)生一個(gè)方波只需要高低兩個(gè)數(shù)。只要給一個(gè)頻率，再計(jì)算所需的延時(shí)即可。由于機(jī)車(chē)速度傳感器是當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)一圈時(shí)輸出200個(gè)

46、脈沖信號(hào)，然后根據(jù)輪徑大小（以1050mm計(jì)算）,可以推出速度信號(hào)從0-200km/h變化，脈沖頻率計(jì)算見(jiàn)公式：</p><p>　　采用單片機(jī)定時(shí)器延時(shí)的方法實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)的模擬，將輸入的速度值模擬成脈沖信號(hào)，然后輸出給輸出模塊。在輸出電路中，驅(qū)動(dòng)光耦TLP521接受到來(lái)自單片機(jī)的脈沖信號(hào)進(jìn)而處理后輸出給示波器，從示波器中就能顯示在輸入的該速度下產(chǎn)生的波形，進(jìn)而進(jìn)行查詢和排除故障。</p><

47、p><b>　　第三章 硬件部分</b></p><p><b>　　3.1硬件總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元（如ROM、I/O、定時(shí)/計(jì)數(shù)器等）容量不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必須在單片機(jī)外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒O(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)碾娐?。二是系統(tǒng)配置，即按照功

48、能要求配置外圍設(shè)備如LCD顯示、D/D轉(zhuǎn)換等，要設(shè)計(jì)合適的電路。</p><p>　　系統(tǒng)的擴(kuò)展和模塊設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下列原則：</p><p>　　盡可能選擇標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的典型電路，提高設(shè)計(jì)的成功率，結(jié)構(gòu)的靈活性。</p><p>　　系統(tǒng)的擴(kuò)展與外圍設(shè)備配置的水平應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求。</p><p>　　硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一并考

49、慮。硬件結(jié)果與軟件方案會(huì)產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實(shí)現(xiàn)的功能盡可能的由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，以簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)。但必須注意，由軟件實(shí)現(xiàn)的硬件功能，其響應(yīng)時(shí)間要比直接用硬件響應(yīng)來(lái)的長(zhǎng)，而且占用CPU時(shí)間。所以選擇方案時(shí)，要考慮這些因素。</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)中相關(guān)的器件要盡可能做到性能匹配，例如選用晶振頻率較高時(shí)，存儲(chǔ)器的存取時(shí)間有限，就應(yīng)該選擇允許存取速度較高的芯片。</p><p>　

50、　可靠性及抗干擾性設(shè)計(jì)是硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)不可缺少的部分，它包括芯片、器件選擇等。</p><p>　　單片機(jī)外接電路較多時(shí)，必須考慮其驅(qū)動(dòng)能力，改善電路設(shè)計(jì)等。</p><p>　　系統(tǒng)的擴(kuò)展及各功能模塊的設(shè)計(jì)在滿足系統(tǒng)功能要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)適當(dāng)留有余地，以備將來(lái)修改、擴(kuò)展之需。</p><p>　　在考慮硬件總體結(jié)構(gòu)的同時(shí)要注意通用性問(wèn)題。</p><

51、;p><b>　　3.2 信號(hào)發(fā)生器</b></p><p>　　3.2.1信號(hào)發(fā)生器的簡(jiǎn)介：</p><p>　　信號(hào)發(fā)生器也稱(chēng)信號(hào)源，是用來(lái)產(chǎn)生振蕩信號(hào)的一種儀器，為使用者提供需要的穩(wěn)定、可信的參考信號(hào)，并且信號(hào)的特征參數(shù)完全可控。所謂可控信號(hào)特征，主要是指輸出信號(hào)的頻率、幅度、波形、占空比、調(diào)制形式等參數(shù)都可以人為地控制設(shè)定。隨著科技的發(fā)展，實(shí)際應(yīng)用到的信

52、號(hào)形式越來(lái)越多，越來(lái)越復(fù)雜，頻率也越來(lái)越高，所以信號(hào)發(fā)生器的種類(lèi)也越來(lái)越多，同時(shí)信號(hào)發(fā)生器的電路結(jié)構(gòu)形式也不斷向著智能化、軟件化、可編程化發(fā)展。</p><p>　　3.2.2信號(hào)發(fā)生器的工作原理：</p><p>　　信號(hào)發(fā)生器用來(lái)產(chǎn)生頻率為20Hz～200kHz的正弦信號(hào)（低頻）。除具有電壓輸出外，有的還有功率輸出。所以用途十分廣泛，可用于測(cè)試或檢修各種電子儀器設(shè)備中的低頻放大器的頻率

53、特性、增益、通頻帶，也可用作高頻信號(hào)發(fā)生器的外調(diào)制信號(hào)源。另外，在校準(zhǔn)電子電壓表時(shí)，它可提供交流信號(hào)電壓。</p><p>　　低頻信號(hào)發(fā)生器的原理：系統(tǒng)包括主振級(jí)、主振輸出調(diào)節(jié)電位器、電壓放大器、輸出衰減器、功率放大器、阻抗變換器（輸出變壓器）和指示電壓表。主振級(jí)產(chǎn)生低頻正弦振蕩信號(hào)，經(jīng)電壓放大器放大，達(dá)到電壓輸出幅度的要求，經(jīng)輸出衰減器可直接輸出電壓，用主振輸出調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。</p>

54、;<p>　　3.2.3信號(hào)發(fā)生器應(yīng)用：</p><p>　　信號(hào)發(fā)生器又稱(chēng)信號(hào)源或振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來(lái)表示。能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱(chēng)為函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器在電路實(shí)驗(yàn)和設(shè)備檢測(cè)中具有十分廣泛的用途。例如在通信、廣播、電視系統(tǒng)中，都需要射頻（高頻）發(fā)射，這里的射頻波就是載波，把音頻（低

55、頻）、視頻信號(hào)或脈沖信號(hào)運(yùn)載出去，就需要能夠產(chǎn)生高頻的振蕩器。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、頻率或高或低的振蕩器。</p><p><b>　　3.3 單片機(jī)模塊</b></p><p>　　3.3.1單片機(jī)簡(jiǎn)介：</p><p>　　單片機(jī)，全稱(chēng)單片微型計(jì)算機(jī)（英語(yǔ)：

56、Single-Chip Microcomputer），又稱(chēng)微控制器（Microcontroller），是把中央處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器（Timer/Counter）、各種輸入輸出接口等都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。與應(yīng)用在個(gè)人電腦中的通用型微處理器相比，它更強(qiáng)調(diào)自供應(yīng)（不用外接硬件）和節(jié)約成本。它的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小，可放在儀表內(nèi)部，但存儲(chǔ)量小，輸入輸出接口簡(jiǎn)單，功能較低。</p><p>　　現(xiàn)代人

57、類(lèi)生活中所用的幾乎每件有電子器件的產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電子產(chǎn)品中都含有單片機(jī)。 汽車(chē)上一般配備40多片單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百片單片機(jī)在同時(shí)工作。單片機(jī)的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)PC機(jī)和其他計(jì)算機(jī)的總和。</p><p>　　3.3.2 單片機(jī)的開(kāi)發(fā)</p><p>　　單片機(jī)的軟件開(kāi)發(fā)中，以往多使用匯編語(yǔ)言，如今越來(lái)越多

58、的使用C語(yǔ)言，又或者使用BASIC語(yǔ)言等更適合初學(xué)者的語(yǔ)言，部分集成開(kāi)發(fā)環(huán)境支持C++。單片機(jī)的軟件測(cè)試需要使用單片機(jī)開(kāi)發(fā)器或模擬器。</p><p>　　隨著技術(shù)的發(fā)展，2000年后已經(jīng)有很多單片機(jī)自帶了ISP（在線編程設(shè)計(jì)）或支持IAP，徹底地改變了傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式，使得開(kāi)發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)不會(huì)損壞芯片的引腳，加速了產(chǎn)品的上市并降低了研發(fā)成本，縮短了從設(shè)計(jì)、制造到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的時(shí)間，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，大大提高了工作效率。

59、這類(lèi)單片機(jī)包括AT89S系列單片機(jī)、AVR系列單片機(jī)等。</p><p>　　Proteus軟件是初學(xué)者入門(mén)的首選軟件，它是Labcenter Electronics公司的一款商業(yè)版電路設(shè)計(jì)與仿真軟件。內(nèi)包括ISIS、ARES等軟件模塊。ARES模塊主要用來(lái)完成PCB的設(shè)計(jì)，ISIS模塊用來(lái)完成電路原理圖的布圖與仿真。</p><p>　　Proteus的軟件仿真基于VSM技術(shù)，它與其他軟

60、件最大的不同也是最大的優(yōu)勢(shì)就在于能仿真大量的單片機(jī)芯片，比如MCS-51系列、PIC系列等等，甚至ARM處理器，以及單片機(jī)外圍電路，比如鍵盤(pán)、LED、LCD等等。該軟件還附帶了一些案例和豐富的幫助文件。</p><p>　　3.3.3 AT89S52芯片介紹</p><p>　　AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash儲(chǔ)器。使用Atmel公司高

61、密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單片上擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活超有效的解決方法。</p><p><b>　　性能介紹：</b></p><p>　　??與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容　　　　　　　　　

62、　　　　　　　　　　</p><p>　　??8K字節(jié)在線系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器</p><p>　　??1000次擦寫(xiě)周期</p><p>　　??4.0V-5.5V工作電壓</p><p>　　??全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz</p><p>　　??三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器</p><p>

63、　　??256*8字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器</p><p>　　??32個(gè)可編程I/O口線</p><p>　　??三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p>　　??八個(gè)中斷源 </p><p>　　?

64、?全雙工UART串行通道 </p><p>　　??低功耗空閑和掉電模式</p><p>　　??掉電后中斷可喚醒</p><p>　　??看門(mén)狗定時(shí)器 圖 3-1 </p><p><b>　　??雙數(shù)據(jù)

65、指針</b></p><p><b>　　??掉電標(biāo)識(shí)符</b></p><p><b>　　??快速編程周期</b></p><p>　　??靈活I(lǐng)SP編程（字節(jié)和 模式）</p><p>　　??綠色（-免費(fèi)）工作包操作</p><p><b>　　

66、性能描述：</b></p><p>　　AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在線系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈

67、活、超有效的解決方案。</p><p>　　AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)

68、方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。</p><p><b>　　引腳結(jié)構(gòu)：</b></p><p><b>　　引腳圖3-2：</b></p><p><b>　　圖 3-2</b></p><p>　　3.4 按鍵操作顯

69、示模塊</p><p>　　3.4.1 按鍵電路</p><p>　　按鍵種類(lèi)；一般分為兩種，獨(dú)立式按鍵、矩陣式鍵盤(pán)。 本課題采用獨(dú)立式按鍵，獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它I/O口線的狀態(tài)。</p><p><b>　　按鍵接口電路：</b></p>

70、<p><b>　　圖 3-3 </b></p><p>　　3.4.2 顯示電路：</p><p>　　數(shù)碼管顯示：設(shè)計(jì)主要使用數(shù)碼管的現(xiàn)實(shí)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，顯示部分硬件用4只數(shù)碼管為顯示管。這些數(shù)碼管的陽(yáng)極是互相連接在一起的，所以稱(chēng)為共陽(yáng)極數(shù)碼管。通過(guò)在這4只數(shù)碼管的陽(yáng)極加+5V或0V的電壓是數(shù)碼管形成不同的數(shù)字。如2-4圖：</p>

71、<p><b>　　圖 3-4</b></p><p>　　液晶顯示：1602字符型液晶顯示模塊（如圖3-5）是一種專(zhuān)門(mén)用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，本設(shè)計(jì)采用16列*2行的字符型LCD1602帶背光的液晶顯示屏。由于它具有體積小、功耗低內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，在很多低功耗的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，市面上絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44

72、780寫(xiě)的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。字符型LCD1602通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來(lái)的2條線是背光電源線VCC（15腳）和地線GND（16腳）。本設(shè)計(jì)采用的背光的LCD1602其主要技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　1.顯示容量:16×2個(gè)字符</p><p>　　2.芯片工作電壓:4.5—5.5V </p><p&

73、gt;　　3.工作電流:2.0mA(5.0V) </p><p>　　4.模塊最佳工作電壓:5.0V </p><p>　　5.字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm</p><p>　　1602引腳功能說(shuō)明:</p><p><b>　　寄存器選擇控制表</b></p><p

74、><b>　　如圖3-5所示:</b></p><p><b>　　圖 3-5</b></p><p><b>　　3.5電源模塊</b></p><p>　　3.5.1 電源模塊（DC 110V-DC 24V）部分：</p><p>　　運(yùn)用MDL30-S24D直流電源

75、模塊，將輸入DC110V電壓轉(zhuǎn)換成DC24V</p><p>　　型號(hào)：L型: 70-140Vdc 或 85-132Vac (47-440HZ)； </p><p>　　輸出特性：初始電壓精度: ±1.0%電壓調(diào)節(jié): 0紋波、噪聲：＜1% p-p效率：79%（典型）源效應(yīng)(標(biāo)稱(chēng)負(fù)載，全電壓輸入范圍): ±0.2%負(fù)載效應(yīng)(標(biāo)稱(chēng)輸入，10%-100%標(biāo)稱(chēng)負(fù)載)

76、: ±0.5%瞬態(tài)響應(yīng)(25%的標(biāo)稱(chēng)負(fù)載階躍): ±5%/500US</p><p><b>　　一般特性</b></p><p>　　開(kāi)關(guān)頻率(典型值): 100KHz絕緣強(qiáng)度: 輸入與輸出 2500VAC輸入與FG 2000VAC輸出與FG 500VAC工作溫度: -20～+75℃存儲(chǔ)溫度: -40～+105℃MTBF(MIL-H

77、DBK-217): 200,000h溫度系數(shù): ±0.03%/℃安全規(guī)程: UL1950/IEC950/CCEE電磁兼容(EMC)標(biāo)準(zhǔn): IEC1000/EN61000</p><p>　　冷卻方式: 自然冷卻</p><p>　　3.5.2 電源模塊(DC 24V-DC 5V)部分：</p><p>　　LM2596簡(jiǎn)介：LM2596系列是美國(guó)國(guó)家

78、半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的3A電流輸出降壓開(kāi)關(guān)型集成穩(wěn)壓芯片，它內(nèi)含固定頻率振蕩器（150KHZ）和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器（1.23v），并具有完善的保護(hù)電路、電流限制、熱關(guān)斷電路等。</p><p>　　LM2596開(kāi)關(guān)器件引腳圖3-6： </p><p><b>　　圖 3-6</b></p><p><b>　　LM2596參數(shù)</b>

79、;</p><p>　　1、+VIN；輸入，電壓為40V</p><p>　　2、out put；輸出，電壓在1.2V至37v</p><p><b>　　3、Gnd；接地</b></p><p>　　4、feed back；穩(wěn)壓取樣電壓輸入端，（與輸出電壓相連）；與輸出電壓同增同減，與內(nèi)部基準(zhǔn)穩(wěn)壓值1.23V相比較，自

80、動(dòng)調(diào)節(jié)振蕩器的輸出占空比，使輸出電壓穩(wěn)定在額定值上；</p><p>　　5、on/of使能控制端，控制著輸出端電壓的有無(wú)，高于1.23V時(shí)，內(nèi)部開(kāi)關(guān)管被關(guān)斷，輸出電壓為OV，當(dāng)?shù)陀?.23V時(shí)，輸出為額定電壓。</p><p>　　電源模塊（DC 24V-DC 5V）電路圖3-7：</p><p><b>　　3.6 輸出模塊</b><

81、/p><p>　　3.6.1 TLP521介紹：</p><p>　　TLP521是可控制的光電藕合器件，電路之間的信號(hào)傳輸，使之前端與負(fù)載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路干擾，減化電路設(shè)計(jì)。</p><p>　　TLP521－1組成的砷化鎵紅外發(fā)光二極管耦合到光三極管，該TLP521－1提供了1個(gè)孤立的光耦4引腳塑料封裝。</p><p>

82、;<b>　　引腳圖3-8：</b></p><p><b>　　1腳正極</b></p><p><b>　　2腳負(fù)極</b></p><p>　　3腳發(fā)射極

83、 </p><p>　　4腳集電極。 </p><p>　　3.6.2 輸出模塊工作原理:</p><p>　　驅(qū)動(dòng)光耦TLP521接收來(lái)自單片機(jī)(OUT1)的脈沖信號(hào)，因?yàn)槊}沖信號(hào)一個(gè)連續(xù)的方波（高低電平），高

84、電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)光耦TLP521中的發(fā)光二極管得到信號(hào)從而發(fā)光，從而觸發(fā)光敏三極管的導(dǎo)通，將得到的信號(hào)放大給予示波器（OUT2），一個(gè)脈沖信號(hào)，低電平時(shí)，因?yàn)殡妷禾』蚋緵](méi)有電壓，不能使發(fā)光二極管發(fā)光，因?yàn)楣饷羧龢O管接收不到光源信號(hào)，所以光敏三極管并不導(dǎo)通。從而達(dá)到輸出波形給示波器顯示，因?yàn)樗鼘?duì)輸入、輸出信號(hào)的良好隔離作用，信號(hào)傳輸具有單向性，因而有良好的絕緣能力和抗干擾能力，所以在輸出電路中采用驅(qū)動(dòng)光耦設(shè)計(jì)完成。</p>

85、<p>　　3.6.3 輸出模塊電路圖</p><p><b>　　圖 3-9</b></p><p><b>　　第四章 軟件部分</b></p><p>　　4.1 軟件總體設(shè)計(jì)</p><p>　　應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件是根性系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)的，應(yīng)該可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。一個(gè)優(yōu)秀

86、的應(yīng)用系統(tǒng)軟件應(yīng)具有下列特點(diǎn)：</p><p>　　根據(jù)軟件功能的要求，將系統(tǒng)軟件分成若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，設(shè)計(jì)出軟件的總體結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)清晰、簡(jiǎn)潔、流程合理。</p><p>　　要樹(shù)立結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，各功能程序?qū)崿F(xiàn)模塊化、子程序化。即便于調(diào)試、鏈接，又便于移植、修正。</p><p>　　為提高軟件設(shè)計(jì)的總體效率，以簡(jiǎn)明、直觀的方法對(duì)任務(wù)進(jìn)行描述，在編寫(xiě)應(yīng)用

87、軟件之前，應(yīng)繪制出程序流程圖。</p><p>　　建立正確的數(shù)學(xué)模型。即根據(jù)功能要求，描繪出各個(gè)輸入和輸出變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，它是關(guān)系到系統(tǒng)性能好壞的重要因素。</p><p>　　要合體分配系統(tǒng)資源，包括ROM、RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷資源等。</p><p>　　注意在程序的有關(guān)位置處寫(xiě)上功能注釋?zhuān)岣叱绦虻目勺x性。</p><p>

88、;　　加強(qiáng)軟件的抗干擾設(shè)計(jì)，它是提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可靠性的有利措施。</p><p>　　4.2 軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明</p><p>　　本課題采用的是AT89S52單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的中央處理器。通過(guò)按鈕輸入一個(gè)“速度值”，單片機(jī)自動(dòng)處理并輸出相對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)再經(jīng)過(guò)光耦元件的電平轉(zhuǎn)換，將得到的脈沖信號(hào)輸出到示波器上顯示波形，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車(chē)速度頻率的模擬。</p><

89、;p><b>　　其軟件流程圖如下：</b></p><p>　　主程序流程圖： 頻率產(chǎn)生流程圖：</p><p><b>　　系統(tǒng)整體運(yùn)作圖：</b></p><p><b>　　第五章 制作與調(diào)試</b></p>

90、<p><b>　　5.1 制作</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用Keil uVision4軟件編寫(xiě)程序，用萬(wàn)用板焊接電路。</p><p>　　5.1.1 電源模塊實(shí)物圖：</p><p>　　5.1.2 單片機(jī)模塊實(shí)物圖：</p><p>　　5.1.3 輸出模塊實(shí)物圖：</p>&l

91、t;p><b>　　5.2 調(diào)試</b></p><p>　　問(wèn)題分析1：?jiǎn)纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)板按鍵抖動(dòng)。抖動(dòng)產(chǎn)生因?yàn)闄C(jī)械固有的物理特性，在瞬間接觸的時(shí)候會(huì)有力學(xué)的回彈，造成2-8毫秒內(nèi)信號(hào)不穩(wěn)定。</p><p>　　解決辦法1：采用軟件延時(shí)去抖。</p><p>　　問(wèn)題分析2：頻率校正。由于中斷內(nèi)執(zhí)行程序造成的頻率誤差</p>

92、<p>　　解決方法2：更改定時(shí)器初始化值。</p><p>　　本課題在硬件調(diào)試的時(shí)候，需要準(zhǔn)備好所需的DC110V電源，按照原理圖將硬件電路連接好，之后接通電源后進(jìn)行硬件調(diào)試，并通過(guò)示波器觀察產(chǎn)生的波形。其實(shí)際產(chǎn)生的波形圖。如下圖所示：</p><p><b>　　5.3 元器件展示</b></p><p>　　5.3.1 電源模

93、塊MDL30-S24D:</p><p>　　5.3.2 電源模塊LM2596</p><p>　　5.3.3 液晶顯示1602：</p><p>　　5.3.4 驅(qū)動(dòng)光耦TLP521：</p><p><b>　　第六章 總結(jié)</b></p><p>　　機(jī)車(chē)速度信號(hào)在機(jī)車(chē)檢修工作中至關(guān)重要，

94、原來(lái)的工作需要到正線試運(yùn)行才能夠完成，既影響鐵路運(yùn)輸效率，又浪費(fèi)人力物力，且運(yùn)行中又不利于故障點(diǎn)的查詢，因此，研制出機(jī)車(chē)檢修專(zhuān)用的信號(hào)發(fā)生器具有重要的實(shí)際意義和使用價(jià)值。</p><p>　　信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)中只采用一片AT89C51芯片，具有4Kbyte內(nèi)存，內(nèi)部CMOS結(jié)構(gòu)，工作頻率位24MHz，整體電路簡(jiǎn)單明了，調(diào)試簡(jiǎn)易，功耗小，且整個(gè)系統(tǒng)有很高的可靠性和精度。適用性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，只需按鍵輸入就能完成信號(hào)模擬

95、。</p><p>　　本文介紹了機(jī)車(chē)檢修專(zhuān)用的信號(hào)發(fā)生器的總體組成以及各個(gè)部分的詳細(xì)數(shù)據(jù)。此裝置的運(yùn)用可以為監(jiān)控裝置的故障檢測(cè)和快速維修提供了很大的方便，彌補(bǔ)了過(guò)去機(jī)車(chē)因速度或信號(hào)發(fā)生部件故障而回段以及機(jī)車(chē)在停止?fàn)顟B(tài)下時(shí)無(wú)法判斷故障點(diǎn)的現(xiàn)象。</p><p>　　這次課題的設(shè)計(jì)雖然做出了實(shí)物，并且符合任務(wù)設(shè)計(jì)的要求，但是還是有很多欠缺與不足之處，首先電源模塊AC-DC所用的MDL30-S

96、24D模塊成本較高，體積和重量占據(jù)了整個(gè)系統(tǒng)的百分之三十，并且沒(méi)有對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行系統(tǒng)的封裝，只能用于學(xué)習(xí)交流，實(shí)用性很小，希望從實(shí)用性和性價(jià)比方面繼續(xù)努力。</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　在論文即將付梓之際，思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。三年的學(xué)院生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，未來(lái)我將面對(duì)又一次征程。三年的

97、求學(xué)生涯在師長(zhǎng)、親友的支持下，走得雖然辛苦卻也感到十分充實(shí)。</p><p>　　經(jīng)過(guò)六個(gè)多月的努力，本論文也終于完成，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，出現(xiàn)過(guò)許許多多的難題難點(diǎn)，但都在老師和同學(xué)的幫助下順利解決了，在不斷的學(xué)習(xí)過(guò)程受益匪淺，發(fā)現(xiàn)寫(xiě)論文就是一個(gè)不斷加深學(xué)習(xí)的過(guò)程，自6月份剛接到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目之后的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我都一直對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目感到迷茫和模糊，查閱資料時(shí)，大量的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)和復(fù)雜的電路圖紙都讓我感到深深的壓力。

98、在不斷的研究畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)實(shí)踐考察讓我對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目逐漸的熟悉，發(fā)現(xiàn)以前學(xué)習(xí)時(shí)只是明白理論，沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)踐活動(dòng)，對(duì)知識(shí)的理解不夠明確，通過(guò)這次的課題研究，真正做到實(shí)踐與理論相結(jié)合。在這個(gè)知識(shí)慢慢積累的過(guò)程中，并不是一帆風(fēng)順，途中的挫折不斷，但在老師和同學(xué)的互相幫助下，披荊斬棘，克服了一個(gè)個(gè)難關(guān)。</p><p>　　總之，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深刻體會(huì)到要做好一個(gè)完整的事情，就需要有系統(tǒng)的思維方式和方法，對(duì)待要

99、解決的問(wèn)題，要耐心、要善于運(yùn)用已有的資源來(lái)充實(shí)自己。同時(shí)我也深刻的認(rèn)識(shí)到，在對(duì)待一個(gè)新事物時(shí)，一定要從整體考慮，完成一步之后再作一步，這樣才能有效率的解決問(wèn)題。</p><p>　　感謝命運(yùn)給我安排了這樣一位看似平凡卻受人尊敬的導(dǎo)師，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，有教無(wú)類(lèi)，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。我知道，導(dǎo)師是充分相信我們的專(zhuān)業(yè)水平和學(xué)識(shí)，所以對(duì)我們并沒(méi)有其他畢業(yè)設(shè)計(jì)小組那么的嚴(yán)格和嚴(yán)厲，并沒(méi)有手把手的指導(dǎo)我們?cè)撛趺?/p>

100、做，而是耳濡目染，潛移默化的讓我們自己去尋找解決方法的途徑，會(huì)悉心解答我們每一個(gè)問(wèn)題，授人以魚(yú)不如授人以漁，是導(dǎo)師的做法讓我不僅接受了全新的思想觀念，還樹(shù)立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，通過(guò)您的點(diǎn)撥，再經(jīng)過(guò)深刻思考之后，常常讓我有一種頓悟的感覺(jué)。</p><p>　　感謝我的爸爸媽媽?zhuān)B(yǎng)育之恩，無(wú)以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂(lè)是我最大的心愿。從開(kāi)始到進(jìn)入課題設(shè)計(jì)的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)

101、言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意。同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。</p><p>　　最后，再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)們，以及在設(shè)計(jì)中參考的論著的作者。</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p&g

102、t;　　模擬電子技術(shù) 高等教育出版社 </p><p>　　數(shù)字電子技術(shù) 高等教育出版社</p><p>　　單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 北京航空航天大學(xué)出版社</p><p>　　單片機(jī)原理及應(yīng)用 中南大學(xué)出版社</p>

103、<p><b>　　圖紙：</b></p><p><b>　　程序：</b></p><p>　　#include <reg51.h></p><p>　　#include <stdio.h></p><p>　　#define Data P0</p>

104、<p>　　sbit RS=P2^0;</p><p>　　sbit RW=P2^1;</p><p>　　sbit E=P2^2;</p><p>　　sbit out1=P2^5; //out1輸出口</p><p>　　sbit up_botton=P1^0; //向上按鍵</p><p&g

105、t;　　sbit down_botton=P1^1; //向下按鍵</p><p>　　unsigned int conter,conter_set;</p><p>　　unsigned char conter_display[16];</p><p>　　void timer0() interrupt 1 </p><p><b

106、>　　{ </b></p><p><b>　　TR0=0;</b></p><p>　　TH0=0xfc ;</p><p>　　TL0=0x17 ;</p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p>　　conter++ ;</p

107、><p>　　if(conter==500/conter_set) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　out1=!out1; //翻轉(zhuǎn)端口，50%占空比方波</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}&

108、lt;/b></p><p>　　void Delayms(unsigned int count)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int i;</p><p>　　for(i=0;i<count*1000;i++);</p><p>&l

109、t;b>　　}</b></p><p>　　void WriteCommand(unsigned char Com) //寫(xiě)命令</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　E=0;RS=0;RW=0;E=1;</p&

110、gt;<p><b>　　Data=Com;</b></p><p>　　E=0;RS=0;RW=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void WriteData(unsigned char Dat) //寫(xiě)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　

111、{</b></p><p><b>　　E=0;</b></p><p>　　RS=1;RW=0;E=1;</p><p><b>　　Data=Dat;</b></p><p>　　E=0;RS=0;RW=0; </p><p><b>　　}<

112、/b></p><p>　　void Init1602(void) //1602初始化</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Delayms(5);</p><p>　　WriteCommand(0x38); //不檢查忙信號(hào)</p><p>　　De

113、layms(2);</p><p>　　WriteCommand(0x38);</p><p>　　Delayms(2);</p><p>　　WriteCommand(0x38);</p><p>　　Delayms(14);</p><p>　　WriteCommand(0x38);</p><

114、p>　　Delayms(14);</p><p>　　WriteCommand(0x0f); //顯示關(guān)閉</p><p>　　Delayms(14);</p><p>　　WriteCommand(0x01);//清屏</p><p>　　Delayms(14);</p><p>　　WriteCo

115、mmand(0x06); ///顯示光標(biāo)移動(dòng)位置</p><p>　　Delayms(14);</p><p>　　WriteCommand(0x0C);//顯示開(kāi)及光標(biāo)設(shè)置</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Show_Text(char *Text,char r

116、ow)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i;</p><p>　　if(row==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　WriteCommand(0x80);</p><p

117、>　　Delayms(14);</p><p>　　for(i=0;i<16;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　WriteData(Text[i]);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>

118、　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　WriteCommand(0xC0);</p><p>　　Delayms(14);</p><p>　　for(i=0;i<16;i+

119、+)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　WriteData(Text[i]);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b><

120、/p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　TMOD=0x01; //定時(shí)器0，16bit模式</p><p>　　TH0=0xfc; // 1ms延時(shí)</p><p><b>　　TL0=0X17;</b>