汽車實(shí)驗(yàn)臺(tái)電路控制系統(tǒng)論文

1、<p><b>　　1 引言</b></p><p>　　隨著我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車的擁有量急劇增加，最新統(tǒng)計(jì)顯示我國(guó)汽車保有量已超過5300萬(wàn)輛，汽車進(jìn)入家庭也已成為一種時(shí)尚。21世紀(jì)對(duì)汽車市場(chǎng)人才的需求將越來(lái)越大，特別是對(duì)掌握汽車新技術(shù)的應(yīng)用維修人才的需要更為迫切，教育部、勞動(dòng)和社會(huì)保障部等六部委聯(lián)合公布的《緊缺人才報(bào)告》顯示，目前國(guó)內(nèi)汽車維修人才的需求量至少存在80萬(wàn)的

2、缺口，汽車維修技術(shù)人員已成為我國(guó)四大緊缺的應(yīng)用型人才之一。汽車維修技術(shù)人員的培養(yǎng)特別強(qiáng)調(diào)實(shí)踐動(dòng)手能力，而這就必須依靠充足的實(shí)踐教學(xué)設(shè)備的支持，但是現(xiàn)有汽車電控類教學(xué)設(shè)施發(fā)展相對(duì)滯后，功能單一，更不具備多媒體功能，已無(wú)法滿足現(xiàn)代汽車人才培養(yǎng)的要求，為解決這種矛盾，急需增加一批技術(shù)含量高，與生產(chǎn)結(jié)合緊密的新技術(shù)設(shè)備。我校作為職業(yè)院校的領(lǐng)頭羊，在汽車維修專業(yè)的建設(shè)上同樣處于領(lǐng)先地位，利用我系的教學(xué)資源，開發(fā)研制的汽車類教學(xué)設(shè)備更具有代表性、更

3、能體現(xiàn)出汽車的先進(jìn)技術(shù)、更能貼近的實(shí)際使用需求。</p><p><b>　　圖1-1 系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　21世紀(jì)對(duì)汽車維修從業(yè)人員無(wú)論在數(shù)量上還是質(zhì)量上都提出了更高的要求，隨著汽車電子技術(shù)在汽車維修中比重日益增大，開發(fā)出集電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障設(shè)置與排除、工作原理演示、實(shí)物動(dòng)畫演示、檢測(cè)與分析、解碼器、考核系統(tǒng)、微機(jī)控制教學(xué)研究系統(tǒng)等功能于一體的綜合性多

4、媒體實(shí)物動(dòng)態(tài)教學(xué)研究實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)于提高汽車維修技術(shù)人員在汽車新技術(shù)領(lǐng)域的技能，培養(yǎng)符合汽車新技術(shù)條件下的應(yīng)用型人才。</p><p>　　2 Atmega16L單片機(jī)</p><p>　　2.1 單片機(jī)的概述</p><p>　　ATmega16是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega16

5、的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。</p><p>　　AVR內(nèi)核具有豐富的指令集和32個(gè)通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算邏單元(ALU)相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的數(shù)據(jù)吞吐率。ATmega16 有如下特點(diǎn):16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash(具有同時(shí)

6、讀寫的能力，即RWW)，512字節(jié)EEPROM，1K字節(jié)SRAM，32 個(gè)通用I/O口線，32個(gè)通用工作寄存器，用于邊界掃描的JTAG接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(T/C),片內(nèi)/外中斷，可編程串行USART，有起始條件檢測(cè)器的通用串行接口，8路10位具有可選差分輸入級(jí)可編程增益(TQFP 封裝)的ADC ，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器，一個(gè)SPI串行端口，以及六個(gè)可以通過軟件進(jìn)行選擇的省電模式

7、。 工作于空閑模式時(shí)CPU停止工作，而USART、兩線接口、A/D轉(zhuǎn)換器、SRAM、T/C、SPI端口以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；ADC噪聲抑制模式時(shí)終止CPU 和除了異步定時(shí)器與ADC以外所有I/O模塊的工作，以降低ADC轉(zhuǎn)換時(shí)的開關(guān)噪聲；Stand</p><p>　　本芯片是以Atmel高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)生產(chǎn)的。片內(nèi)ISP Flash允許程序存儲(chǔ)器通過ISP串行接口，或者通用編程器進(jìn)行編程，也可以通過運(yùn)行于

8、AVR內(nèi)核之中的引導(dǎo)程序進(jìn)行編程。引導(dǎo)程序可以使用任意接口將應(yīng)用程序下載到應(yīng)用Flash存儲(chǔ)區(qū)(Application Flash Memory)。在更新應(yīng)用Flash存儲(chǔ)區(qū)時(shí)引導(dǎo)Flash區(qū)(Boot Flash Memory)的程序繼續(xù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了RWW操作。 通過將8位RISC CPU與系統(tǒng)內(nèi)可編程的Flash集成在一個(gè)芯片內(nèi)，ATmega16成為一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了靈活而低成本的解決方案。</p

9、><p>　　ATmega16 具有一整套的編程與系統(tǒng)開發(fā)工具，包括：C語(yǔ)言、編譯器、宏匯編、 程序調(diào)試器/軟件仿真器、仿真器及評(píng)估板。為了獲得最高的性能以及并行性，AVR采用了Harvard結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)和程序總線。程序存儲(chǔ)器里的指令通過一級(jí)流水線運(yùn)行。CPU在執(zhí)行一條指令的同時(shí)讀取下一條指令(在本文稱為預(yù)取)。這個(gè)概念實(shí)現(xiàn)了指令的單時(shí)鐘周期運(yùn)行。程序存儲(chǔ)器是可以在線編程的FLASH。</p>

10、<p>　　圖2-1 Atmega16L單片機(jī)</p><p>　　2.2 單片機(jī)的復(fù)位電路 </p><p>　　復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其作用是使CPU中的各個(gè)部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。</p><p>　　ATmega16有5個(gè)復(fù)位源：</p><p>　　1.JTAG AVR復(fù)位：復(fù)位寄存器為1

11、時(shí)MCU復(fù)位。</p><p>　　2.上電復(fù)位：電源電壓低于上電復(fù)位門限 VPOT時(shí)，MCU復(fù)位。</p><p>　　3.看門狗復(fù)位：看門狗使能并且看門狗定時(shí)器溢出時(shí)復(fù)位發(fā)生。</p><p>　　4.外部復(fù)位：引腳 RESET上的低電平持續(xù)時(shí)間大于最小脈沖寬度時(shí)MCU復(fù)位。</p><p>　　5.掉電檢測(cè)復(fù)位：掉電檢測(cè)功能使能，且電源

12、電壓低于掉電檢測(cè)電壓時(shí)復(fù)位。</p><p>　　ATmega16單片機(jī)5個(gè)復(fù)位源中，最常用的是外部復(fù)位和看門狗復(fù)位電路。外部復(fù)位電路由外加于RESET 引腳的低電平產(chǎn)生。當(dāng)復(fù)位低電平持續(xù)時(shí)間大于最小脈沖寬度時(shí)即觸發(fā)復(fù)位過程，即使此時(shí)并沒有時(shí)鐘信號(hào)在運(yùn)行。當(dāng)外加信號(hào)達(dá)到復(fù)位門限電壓VTOUT延時(shí)周期開始。延時(shí)結(jié)束后MCU即啟動(dòng)。（見圖2-2）</p><p>　　圖2-2 外部電路復(fù)位時(shí)

13、序圖</p><p>　　圖2-3 外部電路復(fù)位原理圖</p><p>　　看門狗定時(shí)器由獨(dú)立的1 MHZ片內(nèi)振蕩器驅(qū)動(dòng)，看門狗定時(shí)器溢出時(shí)將產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間為1個(gè)CK周期的復(fù)位脈沖。在脈沖的下降沿，延時(shí)定時(shí)器開始對(duì)Tout記數(shù)。這是VCC電平下的典型值。通過設(shè)置看門狗定時(shí)器的預(yù)分頻器可以調(diào)節(jié)看門狗復(fù)位的時(shí)間間隔?？撮T狗復(fù)位指令WDR用來(lái)復(fù)位看門狗定時(shí)器。此外，禁止看門狗定時(shí)器或發(fā)生復(fù)位時(shí)定

14、時(shí)器也被復(fù)位。復(fù)位時(shí)間有8個(gè)選項(xiàng)。如果沒有及時(shí)復(fù)位定時(shí)器，一旦時(shí)間超過復(fù)位周期，ATmega16就復(fù)位，并執(zhí)行復(fù)位向量指向的程序。（見圖2-4） </p><p>　　圖2-4 看門狗復(fù)位電路時(shí)序圖</p><p>　　2.3 單片機(jī)的晶振電路</p><p>　　ATmega16芯片有如下幾種通過Flash熔絲位進(jìn)行選擇的時(shí)鐘源。時(shí)鐘輸入到AVR時(shí)鐘發(fā)生器，再分

15、配到相應(yīng)的模塊。</p><p>　　表2—1 熔絲配置模式</p><p>　　晶體振蕩電路：XTAL1與XTAL2分別為用作片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸入和輸出，如圖2-5所示，這個(gè)振蕩器可以使用石英晶體，也可以使用陶瓷諧振器。熔絲位CKOPT用來(lái)選擇這兩種放大器模式的其中之一。當(dāng)CKOPT被編程時(shí)振蕩器在輸出引腳產(chǎn)生滿幅度的振蕩。這種模式適合于噪聲環(huán)境，以及需要通過XTAL2驅(qū)動(dòng)第二個(gè)

16、時(shí)鐘緩沖器的情況。而且這種模式的頻率范圍比較寬。當(dāng)保持CKOPT為未編程狀態(tài)時(shí)，振蕩器的輸出信號(hào)幅度比較小。其優(yōu)點(diǎn)是大大降低了功耗，但是頻率范圍比較窄，而且不能驅(qū)動(dòng)其他時(shí)鐘緩沖器。對(duì)于諧振器，CKOPT未編程時(shí)的最大頻率為8 MHz，CKOPT編程時(shí)為16 MHz。C1和C2的數(shù)值要一樣，不管使用的是晶體還是諧振器。最佳的數(shù)值與使用的晶體或諧振器有關(guān)，還與雜散電容和環(huán)境的電磁噪聲有關(guān)。</p><p>　　圖2-

17、5 外部晶體振蕩電路</p><p>　　表2-2 晶體振蕩器工作模式</p><p>　　注：此選項(xiàng)不適用于晶體，只能用于陶瓷諧振器。</p><p>　　標(biāo)定的片內(nèi)RC振蕩電路：標(biāo)定的片內(nèi)RC振蕩器提供了固定的1.0、2.0、4.0或8.0 MHz的時(shí)鐘。這些頻率都是5V、25°C下的標(biāo)稱數(shù)值。這個(gè)時(shí)鐘也可以作為系統(tǒng)時(shí)鐘，只要對(duì)熔絲位CKSEL進(jìn)行編

18、程即可。擇這個(gè)時(shí)鐘(此時(shí)不能對(duì)CKOPT進(jìn)行編程)之后就無(wú)需外部器件了。復(fù)位時(shí)硬件將標(biāo)定字節(jié)加載到OSCCAL寄存器，自動(dòng)完成對(duì)RC振蕩器的標(biāo)定。在5V，25°C和頻率為1.0 MHz時(shí)，這種標(biāo)定可以提供標(biāo)稱頻率 ± 1%的精度。當(dāng)使用這個(gè)振蕩器作為系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)，看門狗仍然使用自己的看門狗定時(shí)器作為溢出復(fù)位的依據(jù)。</p><p>　　標(biāo)定的振蕩器用來(lái)為訪問EEPROM和Flash定時(shí)。有寫EE

19、PROM和Flash的操作時(shí)不要將頻率標(biāo)定到超過標(biāo)稱頻率的10%，否則寫操作有可能失敗。要注意振蕩器只對(duì)1.0、2.0、4.0和8.0MHz這四種頻率進(jìn)行了標(biāo)定，其他頻率則無(wú)法保證。</p><p>　　表2-3片內(nèi)標(biāo)定的RC振蕩器工作模式</p><p>　　外部RC振蕩：對(duì)于時(shí)間不敏感的應(yīng)用可以使用（圖2-6）外部RC振蕩器。頻率可以通過f=1/(3RC)進(jìn)行粗略地估計(jì)。電容C至少要2

20、2 PF。通過編程熔絲位CKOPT，用戶可以使能XTAL1和GND之間的片內(nèi) 36pF電容，從而無(wú)需外部點(diǎn)燃。</p><p>　　圖2-6 外部RC振蕩</p><p>　　2.4單片機(jī)的程序下載</p><p>　　程序存儲(chǔ)器的更新以頁(yè)的方式進(jìn)行。在用臨時(shí)頁(yè)緩沖器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)一頁(yè)存儲(chǔ)器進(jìn)行編程時(shí)，首先要將這一頁(yè)擦除。SPM指令以一次一個(gè)字的方式將數(shù)據(jù)寫入臨時(shí)頁(yè)

21、緩沖器。臨時(shí)頁(yè)緩沖器的寫入可以在頁(yè)擦除命令之前完成，也可以在頁(yè)擦除和頁(yè)寫操作之間完成。通過電腦上的下載軟件將*.HEX文件傳輸?shù)剑▓D2-7示）USB下載線板上的ATmega8芯片里，程序代碼在這里經(jīng)過處理后從固定的I/O管腳中輸出燒寫到單片機(jī)的Flash存儲(chǔ)器中。此外單片機(jī)一般采用5V以下的電源供電，USB接口也采用5V電源，所以，該下載線還可以通過電腦向單片機(jī)提供工作電源。該下載線采用先進(jìn)的USB2.0接口技術(shù)解決了筆記本不帶并口的遺

22、憾，還有它小巧精致，攜帶方便，下載程序速度快等優(yōu)點(diǎn)得到了眾多編程愛好者的青睞而被廣泛的使用著。</p><p>　　圖2-7 USB下載線實(shí)物圖</p><p>　　方案一：在頁(yè)擦除前寫緩沖器;方案二：在頁(yè)擦除后寫緩沖器.如果只需要改變頁(yè)的一部分，則在頁(yè)擦除之前必須將頁(yè)中其他部分存儲(chǔ)起來(lái)(如保存于臨時(shí)頁(yè)緩沖區(qū)中)，然后再寫回Flash。使用方案1時(shí)，Boot Loader提供了一個(gè)有效的

23、讀-修改-寫特性，允許用戶軟件首先讀取頁(yè)中的內(nèi)容，然后對(duì)內(nèi)容做必要的改變，接著把修改后的數(shù)據(jù)寫回Flash。如果使用方案2，則無(wú)法讀取舊數(shù)據(jù)，因?yàn)轫?yè)已經(jīng)被擦除了。臨時(shí)頁(yè)緩沖區(qū)可以隨機(jī)尋址。保證在頁(yè)擦除和頁(yè)寫操作中尋址相同的頁(yè)是很關(guān)鍵的。我們現(xiàn)在用的是AVR-Stdio4.0軟件平臺(tái)進(jìn)行編程然后生成目標(biāo)代碼*.HEX文件。然后再通過AVR-fighter下載軟件將程序燒到單片機(jī)的Flash程序存儲(chǔ)器中。</p><p&

24、gt;　　3 數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片TLC5618</p><p>　　3.1 TLC5618功能特性</p><p>　　TLC561*系列轉(zhuǎn)換器是美國(guó) Texas Instrument公司生產(chǎn)的串行可編程D／A轉(zhuǎn)換器，包括TLC5615、TLC5617和 TLC5618三種。TLC5615為10位單路D／A轉(zhuǎn)換器，TLC5617為10位雙路D／A轉(zhuǎn)換器，TLC5618為12位雙路D／A轉(zhuǎn)換器。它

25、們均采用3線串行方式輸入，輸出帶有緩沖放大器，直接輸出所轉(zhuǎn)換的電壓，采用8腳封裝，單一5V電源工作，此外，還有可編程的建立時(shí)間和軟件斷電、內(nèi)部上電復(fù)位功能。高精度雙通道D／A轉(zhuǎn) 換器TLC5618和微處理器之間采用串行接口，其接口電路和外圍電路簡(jiǎn)單，占用口線少，加之它具有較高的性能價(jià)格比，因此，在微型控制器、智能儀表、控制面板和家用電器等領(lǐng)域中日益獲得廣泛的應(yīng)用。 </p><p>　　圖3-1 TLC5618

26、管腳圖</p><p>　　DIN(1腳)為串行數(shù)據(jù)輸入端SCLK(2腳)為串行時(shí)鐘輸入端；CS(3腳)為芯片選擇端，低電平有效，當(dāng)CS為低電平時(shí)，允許SCLK將DIN數(shù)據(jù)輸入內(nèi)部移位寄存器，而CS的上升沿把數(shù)據(jù)送到 DAC寄存器，CS為高電平時(shí)，SCLK禁止，為低電平；OUTA(4腳)為DACA模擬輸出端，其輸出電壓極性與基準(zhǔn)輸入相同，其滿度輸出為基準(zhǔn)電壓輸出的兩倍，且小于(電源電壓-0.4V)。AGND(5腳

27、)為模擬地；REFIN(6腳)為基準(zhǔn)電壓輸入端，其內(nèi)部為一高阻(10MQ)的輸入緩沖器，REFIN的輸入電壓范圍為1～ Vdd-1．1V，典型值為2.048V；OUTB(7腳)為DACB模擬輸出，同OUTA；Vdd(S腳)為電源電壓端，典型值為5V，工作電流為0.6～2.5mA，掉電方式時(shí)為1A。上電時(shí)，內(nèi)部電路將DAC寄存器的值復(fù)位到0。另外，為提高精度，在Vdd與AGND之間應(yīng)接0.1uF的濾波電容。</p><

28、p><b>　　（3.1）</b></p><p>　　注：D為輸入的二進(jìn)制數(shù)；REFIN為基準(zhǔn)電壓輸入端</p><p>　　3.2 TLC5618芯片結(jié)構(gòu)</p><p>　　LC5618的功能方框圖如圖3-2所示，TCL5618主要由16位串行接收寄存器、12位DAC鎖存器A、鎖存器B、權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)A、網(wǎng)絡(luò)B、輸出緩沖放大器、基準(zhǔn)源輸

29、入緩沖器、雙緩沖鎖存器、上電復(fù)位電路及控制邏輯電路等部分組成。16位串行接收寄存器中接收的數(shù)據(jù)包括12位數(shù)據(jù)位和4位編程位。12位數(shù)據(jù)位將根據(jù)編 程命令的不同而被寫入鎖存器B或雙緩沖鎖存器，而4位可編程位則用以實(shí)現(xiàn)包括上述功能在內(nèi)的各種控制功能，數(shù)據(jù)的傳送順序及時(shí)序關(guān)系如圖3-3所示，而可編程位的功能如表3-1所示。</p><p>　　圖3-2 TLC5618功能方框圖</p><p&g

30、t;　　圖3-3 TLC5618芯片的時(shí)序圖</p><p>　　表3-1 TLC5618芯片的指令圖</p><p>　　由表3-1可見，D15和D12用于控制串行接口寄存器的數(shù)據(jù)向鎖存器A、鎖存器B或雙緩沖鎖存器傳送，當(dāng)D15=l時(shí)，實(shí)現(xiàn)串行接口寄存器向鎖存器A和雙緩沖鎖存器向鎖存器B之間的傳送。這一功能可用于同時(shí)更新二個(gè)DAC的輸出。而 D15=0，且D12=0時(shí)，串行接口寄存器

31、數(shù)據(jù)同時(shí)向雙緩沖寄存器和鎖存器B傳送。而鎖存器A的內(nèi)容不受影響，當(dāng)D15=0而D12=1時(shí)，串行接口寄存器的數(shù)據(jù)僅向雙緩沖寄存器傳送，鎖存器A和鎖存器B均不受影響。通過利用雙緩沖寄存器和上述功能，可容易實(shí)現(xiàn)在單次寫操作之后使兩個(gè)DAC輸出同時(shí)改變。具體辦法是先用“0X01”命令將要送往DACB的數(shù)據(jù)送至雙緩沖鎖存器，然后用“1XOX”命令將要送往DACA的數(shù)據(jù)直接送至鎖存器A，同時(shí)將存于雙緩沖寄存器的內(nèi)容送往鎖存器B，從而實(shí)現(xiàn)二個(gè)DAC

32、輸出同時(shí)改變。D14用于選擇輸出電壓的建立時(shí)間，D14=1時(shí)為15s，D14=0時(shí)為3s。而 D13～I(xiàn)用于實(shí)現(xiàn)軟件斷電操作，以減小芯片的功耗(1A)。</p><p>　　3.3 TLC5618的C語(yǔ)言程序</p><p>　　void TLC5618(uchar nn)</p><p><b>　　{</b></p><

33、p>　　uchar i=0;</p><p><b>　　uint dm;</b></p><p>　　dm=js[2]*16;</p><p>　　dm|=0x9000;//DAC_A路 4腳</p><p>　　DDRA|=_BV(1)|_BV(2)|_BV(3)|_BV(4)|_BV(5)|_BV(0);&

34、lt;/p><p>　　PORTA=0xff;</p><p>　　for(i=0;i<16;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　CLK_1;</b></p><p>　　if(dm&0x8000) DIN_1;&l

35、t;/p><p>　　else DIN_0;</p><p><b>　　CLK_0;</b></p><p>　　asm("nop");</p><p><b>　　dm=dm<<1;</b></p><p><b

36、>　　} </b></p><p>　　for(i=0;i<16;i++)//因?yàn)橛芯彌_器，所以必須推移16位數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　CLK_1;</b></p><p><b>　　DIN_0;</b>

37、</p><p><b>　　CLK_0;</b></p><p>　　asm("nop");</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　4 串口轉(zhuǎn)并口芯片74HC595<

38、;/p><p><b>　　4.1 功能特性</b></p><p>　　74HC595芯片是一款串口轉(zhuǎn)并口芯片，它有八個(gè)數(shù)據(jù)輸出端，每個(gè)數(shù)據(jù)輸出端口都有自己的寄存器，可以存儲(chǔ)前一個(gè)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，直至下一個(gè)數(shù)據(jù)的到來(lái)，數(shù)據(jù)狀態(tài)才會(huì)更新，另外該芯片的驅(qū)動(dòng)能力比較強(qiáng)，是一款非常不錯(cuò)的串轉(zhuǎn)并芯片。</p><p>　　74HC595的控制端說(shuō)明：</

39、p><p>　　1. SCLR(10腳): 低點(diǎn)平時(shí)將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零。通常將它接Vcc。2. SCK (11腳)：上升沿時(shí)數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位。QA-->QB-->QC-->……-->QH；下降沿移位寄存器數(shù)據(jù)不變。</p><p>　　3. RCK(12腳)：上升沿時(shí)移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器，下降沿時(shí)存儲(chǔ)寄存器數(shù)據(jù)不變。通常將RCK置為低點(diǎn)平，當(dāng)移位

40、結(jié)束后，在RCK端產(chǎn)生一個(gè)正脈沖更新顯示數(shù)據(jù)。4. /G(13腳): 高電平時(shí)禁止輸出（高阻態(tài)）。如果單片機(jī)的引腳不緊張，用一個(gè)引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過數(shù)據(jù)端移位控制要省時(shí)省力。</p><p><b>　　4.2 芯片結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　圖4-1 74HC595管腳結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖4-2

41、 74HC595內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　表4-1 74HC595管腳定義圖</p><p><b>　　4.3 時(shí)序圖</b></p><p>　　圖4-3 74HC595芯片時(shí)序圖</p><p>　　4.4 74HC595的C語(yǔ)言程序</p><p>　　void send_74

42、595_oneword(uint dat)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i=0;</p><p>　　DDRB|=_BV(0)|_BV(1)|_BV(2); </p><p>　　SER_0;SCK_0;RCK_0;</p><p>　　for(

43、i=0;i<16;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　SCK_0;</b></p><p>　　if(dat&0x8000) SER_1;</p><p>　　else SER_0;</p><p>

44、<b>　　SCK_1;</b></p><p>　　dat=dat<<1;</p><p><b>　　} </b></p><p>　　RCK_1;asm("nop");RCK_0;</p><p><b>　　}</b></p>

45、<p>　　5 繼電器驅(qū)動(dòng)芯片ULN2084</p><p><b>　　5.1 功能特性</b></p><p>　　ULN2084驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部有八路驅(qū)動(dòng)電路,每路都自帶一個(gè)續(xù)流二極管,它可以有效地解決因?yàn)殡姼芯€圈而產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì),有效地避免了反向電勢(shì)對(duì)電路的影響，這款芯片采用+12Ｖ電壓驅(qū)動(dòng),初級(jí)采用數(shù)字信號(hào)控制，使用起來(lái)不僅方便而且電路穩(wěn)定系數(shù)高

46、。本系統(tǒng)采用串轉(zhuǎn)并芯片74HC595對(duì)UIN2084進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)，其后面的繼電器就會(huì)有相應(yīng)的動(dòng)作。</p><p>　　5.2 ULN2084的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖5-1 ULN2804內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　6 單片機(jī)串口電路</b></p><p>　　6.1 串口

47、通信簡(jiǎn)介</p><p>　　RS-232已經(jīng)成為PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的串行通信接口之一，盡管近年來(lái)隨著USB技術(shù)的成熟與發(fā)展，RS-232串口的地位將逐步被USB接口協(xié)議取代，但是在工業(yè)控制與嵌入式系統(tǒng)中，RS-232串口通信以其低廉的實(shí)現(xiàn)價(jià)格，較長(zhǎng)的通信距離，優(yōu)異的抗干擾能力，仍然占有十分大的應(yīng)用比例。</p><p>　　RS-232是一種在低速率串行通信中增加通信距離的單端

48、標(biāo)準(zhǔn)，其采用了不平衡的傳輸方式，典型的RS-232信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng)，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器的輸出正電平范圍在+5～+15V之間，負(fù)電平范圍在-5～-15V之間，與TTL電平相對(duì)應(yīng)時(shí)，邏輯1對(duì)應(yīng)RS-232通信的負(fù)電平，邏輯0對(duì)應(yīng)RS-232通信的正電平。MAX232采用單5V供電，內(nèi)部有兩個(gè)電荷泵，通過充電電容的作用將+5V電壓轉(zhuǎn)換為+10V的電壓，第一個(gè)電荷泵利用充電電容C1將+5V電壓加倍提升到+10V，第二個(gè)電荷泵利用充電

49、電容C2和C4將+10V電壓變換為-10V的電壓，為RS-232通信提供工作電平。</p><p>　　圖6-1 MAX232芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　由于單片機(jī)采用的是TTL電平，而接RS-232通信的典型工作電平為+3～+12V與-3～-12V，是不能夠直接和單片機(jī)進(jìn)行連接的，否則有可能損害單片機(jī)，因此，要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的RS-232通信，就必須采用相應(yīng)的接口芯片。

50、</p><p>　　MAX232產(chǎn)品是由美國(guó)Maxim公司推出的一款兼容RS-232標(biāo)準(zhǔn)的芯片，該器件包含兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器、兩個(gè)接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平，該器件符合TIA/EIA-232-F標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成5TTL/CMOS電平，每一個(gè)發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平，有從貼片到直插等不同的封裝類型供選擇。&l

51、t;/p><p>　　6.2 MAX232電路連接圖</p><p>　　MAX232產(chǎn)品是由美國(guó)Maxim公司推出的一款兼容RS-232標(biāo)準(zhǔn)的芯片，該器件包含兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器、兩個(gè)接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平，該器件符合TIA/EIA-232-F標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成5-V TTL/CMOS電平，每一個(gè)發(fā)送器將TTL/CMOS電平

52、轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平，有從貼片到直插等不同的封裝類型供選擇。MAX232采用單5V供電，內(nèi)部有兩個(gè)電荷泵，通過充電電容的作用將+5V電壓轉(zhuǎn)換為+10V的電壓，第一個(gè)電荷泵利用充電電容C1將+5V電壓加倍提升到+10V，第二個(gè)電荷泵利用充電電容C2和C4將+10V電壓變換為-10V的電壓，為RS-232通信提供工作電平。對(duì)于MAX232來(lái)說(shuō)，推薦采用1.0uF的充電電容</p><p>　　圖6-2

53、 MAX232與電腦連接</p><p>　　6.3 實(shí)物串口連接線示意圖</p><p>　　圖6-3 MAX232與電腦連接線接法</p><p>　　9針串口功能一覽表：　　1. 載波檢測(cè) （DCD）　　2. 接收數(shù)據(jù) （RXD）　　3. 發(fā)送數(shù)據(jù)（TXD）　　4. 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 （DTR）　　5. 信號(hào)地 （GND）　　6. 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好 （

54、DSR）　　7. 發(fā)送請(qǐng)求 （RTS）　　8. 發(fā)送清除 （CTS）　　9. 振鈴指示 （RI）</p><p>　　數(shù)據(jù)連接線主要在設(shè)備中起橋梁的作用，使PC機(jī)與單片機(jī)，PC機(jī)與PC機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，串口間通信只要連接三條線就可以了.即接收數(shù)據(jù)線.發(fā)射數(shù)據(jù)線和信息地線.在某某時(shí)刻.對(duì)一臺(tái)機(jī)來(lái)說(shuō)是發(fā)送數(shù)據(jù).對(duì)另一臺(tái)機(jī)就是接收數(shù)據(jù).所以接收數(shù)據(jù)線與發(fā)射數(shù)據(jù)線要換接. 具體連接方法如6-3圖示。</p&

55、gt;<p><b>　　7 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)</b></p><p>　　系統(tǒng)干擾來(lái)源分析：必要的防干擾措施對(duì)于任何一個(gè)復(fù)雜的電路系統(tǒng)都很重要，在本系統(tǒng)中也不例外。在直流電源電路中由于單片機(jī)及一些存儲(chǔ)器、接口電路等都是數(shù)字電路，所以在電源電路會(huì)產(chǎn)生峰值很大的尖峰電流，直接干擾單片機(jī)正常工作。為解決上述對(duì)系統(tǒng)不利的干擾，我們分別從硬件設(shè)計(jì)、軟件編寫、芯片選擇等方面解決干擾問題，力

56、求降低干擾。</p><p>　　電路設(shè)計(jì)防干擾在電路板的布線中，電源與地、不同電位之間、都接有去耦電容。去藕電容有兩個(gè)作用：一方面是本集成電路的蓄能電容，提供和吸收集成電路開門關(guān)門瞬間的充放電能；另一方面是旁路掉該器件的高頻干擾。當(dāng)信號(hào)線上產(chǎn)生信號(hào)突變時(shí)可將突變信號(hào)濾去。在驅(qū)動(dòng)電路中，由單片機(jī)引出的信號(hào)電壓只有 5V，很容易被驅(qū)動(dòng)電路的 12V 電壓所干擾且一旦12V電壓被錯(cuò)誤加載到單片機(jī)引腳上，必然造成芯片燒

57、壞的情況。為此在開發(fā)板上明確標(biāo)注了12V和5V電源的引腳。</p><p>　　在軟件設(shè)計(jì)上我們采用數(shù)字濾波技術(shù)，主要就是對(duì)多次采樣值進(jìn)行平均后輸出，提高測(cè)量精度，在硬件設(shè)計(jì)方面我們主要采用以下幾種濾波方式：</p><p>　　1.電容濾波：電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的倉(cāng)庫(kù)。在電路中，當(dāng)有電壓加到電容器兩端的時(shí)候，便對(duì)電容器充電，把電能儲(chǔ)存在電容器中；當(dāng)外加電壓失去（或降低）之后，電容器將把儲(chǔ)

58、存的電能再放出來(lái)。充電的時(shí)候，電容器兩端的電壓逐漸升高，直到接近充電電壓；放電的時(shí)候，電容器兩端的電壓逐漸降低，直到完全消失。電容器的容量越大，負(fù)載電阻值越大，充電和放電所需要的時(shí)間越長(zhǎng)。這種電容帶兩端電壓不能突變的特性，正好可以用來(lái)承擔(dān)濾波的任務(wù)。</p><p>　　2.電感濾波：利用電感對(duì)交流阻抗大而對(duì)直流阻抗小的特點(diǎn)，可以用帶鐵芯的線圈做成濾波器。電磁濾波輸出電壓較低，相對(duì)輸出電壓波動(dòng)小，隨負(fù)載變化也很小

59、，適用于負(fù)載電流較大的場(chǎng)合。</p><p>　　3.復(fù)式濾波器：把電容按在負(fù)載并聯(lián)支路，把電感或電阻接在串聯(lián)支路，可以組成復(fù)式濾波器，達(dá)到更佳的濾波效果這種電路的形狀很象字母π，所以又叫π型濾波器。由電磁與電容組成的LC濾波器，其濾波效能很高，幾乎沒有直流電壓損失，適用于負(fù)載電流較大、要求紋波很小的場(chǎng)合。但是，這種濾波器由于電感體積和重量大（高頻時(shí)可減?。?，比較笨重，成本也較高，一般情況下使用得不多。此外還有電

60、阻與電容組成的RC濾波器，這種復(fù)式濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能兼起降壓、限流作用，濾波效能也較高，是最后用的一種濾波器。上述兩種復(fù)式濾波器，由于接有電容，帶負(fù)載能力都較差。</p><p><b>　　8 電路分析</b></p><p>　　8.1 驅(qū)動(dòng)電路分析</p><p>　　由于該系統(tǒng)設(shè)置的故障點(diǎn)比較多，單片機(jī)僅有32個(gè)I/O口，因此經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間

61、的方案論證和比較決定使用串行轉(zhuǎn)并行的數(shù)據(jù)芯片，而且該芯片自帶數(shù)據(jù)寄存器，其狀態(tài)只有在下一個(gè)數(shù)據(jù)到來(lái)之后才會(huì)改變，這樣也加強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，其次為了觀察方便我們還在每個(gè)小單元電路中加入了指示發(fā)光二極管，實(shí)時(shí)顯示電路的狀態(tài)。</p><p>　　圖8-1 74HC595與UIN2084的連接圖</p><p>　　8.2 模擬故障分析</p><p>　　模擬電路由兩

62、個(gè)繼電器、一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換芯片和一個(gè)普通的二極管組合而成。因?yàn)槟M故障電路不僅要產(chǎn)生模擬故障而且還要設(shè)置開路故障和短路故障。因此，模擬故障板采用了兩個(gè)繼電器組合的方法。當(dāng)模擬故障產(chǎn)生時(shí)D/A芯片產(chǎn)生的電壓會(huì)通過繼電器送入到汽車的CPU中，使汽車產(chǎn)生出故障現(xiàn)象。二極管的作用主要是防止電壓倒流，損壞器件。（如圖8-2所示）</p><p>　　K9 1-3 、K10 1-2接通時(shí)D/A轉(zhuǎn)換芯片向CPU 輸入電壓，實(shí)現(xiàn)模

63、擬故障功能。</p><p>　　K9 1-2 、K10 1-3接通時(shí)實(shí)現(xiàn)開路故障功能。</p><p>　　K9 1-2 、K10 1-2接通時(shí)實(shí)現(xiàn)短路故障功能。</p><p>　　圖8-2 模擬故障連接圖</p><p>　　8.3 PCB板故障代碼分布圖</p><p>　　第一層 模擬板電路故障代碼圖

64、 </p><p>　　故障名稱 故障編號(hào) 接線端子</p><p>　　氧傳感器信號(hào) 1號(hào) 13號(hào)</p><p>　　空氣流量計(jì)信號(hào) 3號(hào) 11號(hào)</p><p>

65、;　　節(jié)氣門電位計(jì) 5號(hào) 9號(hào)</p><p>　　進(jìn)氣溫度傳感器 7號(hào) 7號(hào)</p><p>　　水溫傳感器 9號(hào) 5號(hào)</p><p>　　待定（沒裝芯片）

66、 11號(hào) 3號(hào)</p><p>　　待定 13號(hào) 1號(hào)</p><p>　　待定（沒裝芯片） 15號(hào)（此路模擬接地） 12號(hào)</p><p>　　第二層 開路板電路故障代碼圖 </p><p>　　燃

67、油泵電源 32號(hào) 5號(hào)</p><p>　　氧傳感器搭鐵 33號(hào) 4號(hào)</p><p>　　氧傳感器加熱 34號(hào) 3號(hào)</p><p>　　活性炭罐電磁閥 35號(hào)

68、 2號(hào)</p><p>　　空氣流量計(jì)電源 36號(hào) 1號(hào)</p><p>　　四缸噴油器 37號(hào) 25號(hào)</p><p>　　三缸噴油器 38號(hào) 24號(hào)&

69、lt;/p><p>　　二缸噴油器 39號(hào) 23號(hào)</p><p>　　一缸噴油器 40號(hào) 13號(hào)</p><p>　　ECU常電源 41號(hào) 12號(hào)</p><p&g

70、t;　　燃油器繼電器 42號(hào) 11號(hào)</p><p>　　S123 43號(hào) 10號(hào)</p><p>　　曲軸轉(zhuǎn)速信號(hào) 44號(hào) 9號(hào)</p><p>　　曲軸轉(zhuǎn)速搭鐵

71、 45號(hào) 8號(hào)</p><p>　　爆震傳感器2 46號(hào) 7號(hào)</p><p>　　爆震傳感器1 47號(hào) 6號(hào)</p><p>　　第三層 開路板電路故障代碼圖 </p><p>

72、　　節(jié)氣門電位計(jì) 48號(hào) 5號(hào)</p><p>　　怠速開關(guān) 49號(hào) 4號(hào)</p><p>　　節(jié)氣門控制器 50號(hào) 3號(hào)</p><p>　　霍爾傳感器信號(hào)

73、 51號(hào) 2號(hào)</p><p>　　霍爾傳感器電源 52號(hào) 1號(hào)</p><p>　　一四缸點(diǎn)火信號(hào) 53號(hào) 25號(hào)</p><p>　　二三缸點(diǎn)火信號(hào) 54號(hào) 24號(hào)&

74、lt;/p><p>　　ECU電源 55號(hào) 23號(hào)</p><p>　　點(diǎn)火線圈電源 56號(hào) 13號(hào)</p><p>　　點(diǎn)火開關(guān)15號(hào)線 57號(hào) 12號(hào)</p><p>

75、　　起動(dòng)機(jī)電源 58號(hào) 11號(hào)</p><p>　　點(diǎn)火線圈30號(hào)線 59號(hào) 10號(hào)</p><p>　　開關(guān)機(jī) 60號(hào) 9號(hào)</p><p>　　啟動(dòng)機(jī)按鈕

76、 61號(hào) 8號(hào)</p><p>　　待定 62號(hào) 7號(hào)</p><p>　　待定 63號(hào) 6號(hào)</p><p>　　注：接線端子是指插入的子插頭上面寫的編號(hào)</p>

77、<p><b>　　9 VB軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　9.1 VB6.0軟件的介紹</p><p>　　Visual basic 是在Basic語(yǔ)言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，因此它有Basic語(yǔ)言簡(jiǎn)單而又不貧乏的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　1.Basic語(yǔ)言的發(fā)展歷史</p><p>　　Basic相

78、對(duì)于其他的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，可以成為古老的編程語(yǔ)言了。它最初由美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家John kemeny和Thomas Kurtz設(shè)計(jì)，誕生于1964年，迄今為止經(jīng)歷了40多年。其間經(jīng)歷了GW-Basic、True Basic、Turbo Basic、Quick Basic C等很多版本。隨著Windows 的流行，微軟的工程師們著眼于未來(lái)在改進(jìn)Quick Basic的基礎(chǔ)上開發(fā)了Visual Basic的第一個(gè)版本。其后，Visual

79、Basic 一發(fā)不可收拾，被世界各地的許多程序員所愛。微軟在1991年推出Visual Basic 1.0以后，于1992年、1993年、1995年、1997年、1998年接連發(fā)布了Visual Basic 2.0 、3.0、 4.0、5.0、6.0版本。</p><p>　　2.Visual Basic的特點(diǎn)</p><p>　　Visual Basic是一種可視化的、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?/p>

80、驅(qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)化高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可用于開發(fā)Windows環(huán)境下的各類應(yīng)用程序。</p><p><b>　　(1)可視化編程</b></p><p>　　與傳統(tǒng)程序化設(shè)計(jì)語(yǔ)言相比，Visual Basic提供了可視化設(shè)計(jì)工具，程序員再也不用為編寫大量的界面代碼而犯愁，取而代之的是只需要按屏幕布局的設(shè)計(jì)要求，用系統(tǒng)提供的工具，在屏幕上面畫出各種圖形對(duì)象，并設(shè)置這些圖形

81、對(duì)象的屬性之后，Visual Basic會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生界面代碼，從而大大提高程序設(shè)計(jì)的效果。</p><p>　　(2)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)</p><p>　　Visual Basic 4.0 以后的版本都支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，但它與一般的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，入C++又完全不一樣。在設(shè)計(jì)對(duì)象時(shí)，不必編寫建立和描述每個(gè)對(duì)象的程序代碼，而是用工具把它們畫在界面上，由Visual Basic自

82、動(dòng)生成對(duì)象的程序代碼并封裝起來(lái)。每個(gè)對(duì)象以圖形方式顯示在界面上，都是可視的。</p><p>　　(3)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言</p><p>　　Visual Basic由于是在Quick Basic的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，所以具有高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)句結(jié)構(gòu)，接近于自然語(yǔ)言和人類的邏輯思維方式，其語(yǔ)言簡(jiǎn)單易懂。</p><p>　　Visual Basic是解釋型語(yǔ)言，在

83、輸入代碼的同時(shí)，解釋系統(tǒng)將高級(jí)語(yǔ)言分解翻譯成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的機(jī)器指令，并判斷每個(gè)語(yǔ)句的語(yǔ)法錯(cuò)誤。在設(shè)計(jì)Visual Basic程序的過程中，隨時(shí)可以運(yùn)行程序，而在整個(gè)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)好之后，可比編譯生成可執(zhí)行文件，脫離Visual Basic環(huán)境，直接在Windows環(huán)境下運(yùn)行。</p><p>　　(4)事件驅(qū)動(dòng)編程機(jī)制</p><p>　　Visual Basic通過事件來(lái)執(zhí)行對(duì)象的操作。

84、一個(gè)對(duì)象可能會(huì)有多個(gè)事件。例如，用鼠標(biāo)單擊窗體，鼠標(biāo)在窗體上移動(dòng)，改變窗體的大小等。Visual basic事件驅(qū)動(dòng)的思想是如果用戶單擊了窗體，就會(huì)觸發(fā)窗體的單擊事件。而這個(gè)事件被編程人員寫入的代碼也會(huì)隨之執(zhí)行。如果不單擊窗體，窗體單擊事件就永遠(yuǎn)不會(huì)被觸發(fā)，里面的程序也不會(huì)被執(zhí)行。因此，開發(fā)大型軟件時(shí)，不必建立具有明顯開始和結(jié)束的程序，而是編寫若干微小的子程序，即過程，這些過程分別面向不同的對(duì)象，由用戶操作觸發(fā)某個(gè)事件來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行某種特定

85、的功能，或者由事件驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用通用過程來(lái)執(zhí)行指定的操作。這樣可以方便編程人員提高工作效率。</p><p><b>　　(5)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問</b></p><p>　　Visual Basic具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能。利用數(shù)據(jù)控件和可視化數(shù)據(jù)管理器窗口直接建立活處理Microsoft Access格式的數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)黑可以訪問FoxPro、Paradox等其他外部數(shù)據(jù)庫(kù)。

86、</p><p><b>　　9.2 功能介紹</b></p><p><b>　　電路分析實(shí)驗(yàn)?zāi)K</b></p><p>　　1.傳感器執(zhí)行器檢測(cè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K</p><p>　　2.電腦控制設(shè)置斷路、短路模擬及綜合故障實(shí)驗(yàn)?zāi)K</p><p>　　3.嵌入式解碼器模塊<

87、;/p><p>　　4.動(dòng)畫演示傳感器動(dòng)作原理模塊</p><p>　　5.視頻演示故障檢測(cè)模塊</p><p>　　6.具有考核系統(tǒng)和題庫(kù)模塊</p><p>　　9.3 VB6.0軟件的編程思想</p><p>　　首先運(yùn)行軟件進(jìn)入的是開機(jī)畫面，用戶必須輸入正確的密碼才能進(jìn)入主界面，主界面顯示的是一張與故障實(shí)驗(yàn)臺(tái)相配套

88、的整車電控圖，在這張電路圖中放置了許多的隱形控件，他們分布在各自的單元電路附近，用戶在需要設(shè)置時(shí)用鼠標(biāo)單擊就會(huì)彈出設(shè)置窗口，該窗口中可以設(shè)置開路故障、短路故障、模擬故障，設(shè)置故障完畢后點(diǎn)擊確定相應(yīng)的數(shù)據(jù)就會(huì)通過電腦的串口發(fā)送出去，另外標(biāo)題欄中還設(shè)置解碼器、故障查看、故障排除、開機(jī)、啟動(dòng)、考核系統(tǒng)、故障檢修等，開機(jī)、關(guān)機(jī)是兩個(gè)按鈕當(dāng)鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕時(shí)，實(shí)車就會(huì)像駕駛員拿鑰匙啟車時(shí)發(fā)出哧哧的響聲，實(shí)車點(diǎn)著就可以松開該按鈕了。故障查看主要

89、是顯示該實(shí)驗(yàn)臺(tái)所設(shè)置的故障內(nèi)容，方便故障排除。解碼器是一個(gè)嵌入式的軟件，通過調(diào)用該軟件可以得知該車的各種使用參數(shù)。故障檢測(cè)里面包含了各種故障的分析，方便操作者在排障時(shí)進(jìn)行資料的查看，考核系統(tǒng)是一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)，它里面裝載了100多道與汽車維修相關(guān)的試題供操作員自己檢測(cè)自己對(duì)知識(shí)掌握的程度，也可以是老師通過該系統(tǒng)來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行檢測(cè)。</p><p>　　9.4 VB6.0程序（附錄1）</p><

90、p>　　10 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　10.1 單片機(jī)的編程思想</p><p>　　本系統(tǒng)采用AVR系列單片機(jī)，它一款八位的單片機(jī)，內(nèi)部采用哈佛結(jié)構(gòu)，這樣使處理數(shù)據(jù)的能力得到很大的提高，我在上位機(jī)軟件中設(shè)置了三個(gè)不同的數(shù)據(jù)，分別是地址數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)，地址數(shù)據(jù)主要是區(qū)分人機(jī)交互時(shí)控制的是具體的哪一路繼電器在軟件后臺(tái)會(huì)有相應(yīng)的記錄，當(dāng)操作者點(diǎn)擊設(shè)置故障按鈕時(shí)下位機(jī)

91、就可以通過這些數(shù)據(jù)來(lái)找相應(yīng)的電路進(jìn)行設(shè)置。狀態(tài)數(shù)據(jù)是指在上位機(jī)的設(shè)置欄中具體設(shè)置內(nèi)容包括開路故障、短路故障、模擬故障，模擬故障是用幾路高精度高速的D/A芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它切斷原有的傳感器信號(hào)人為的模擬出汽車CPU能識(shí)別的病態(tài)信號(hào)，讓實(shí)車123在接收到信號(hào)后產(chǎn)生出各種各樣的奇怪的故障現(xiàn)象供維修人員參考。模擬數(shù)據(jù)是指如果操作者選擇的是模擬故障那么就會(huì)有相應(yīng)的模擬數(shù)據(jù)量窗口彈出供操作者選擇。他的大小關(guān)系到D/A芯片輸出電壓的高低。在上位機(jī)與下位

92、機(jī)通信過程中主要就是依靠這三個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)內(nèi)容來(lái)執(zhí)行不同任務(wù)。</p><p>　　10.2 單片機(jī)程序流程圖</p><p>　　圖10-1 單片機(jī)程序流程圖</p><p>　　串口在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)的格式規(guī)定要求如下：</p><p><b>　　故障狀態(tài)：</b></p><p>　　010

93、0 0000 ：此代碼代表的是開路故障</p><p>　　1000 0000 ：此代碼代表的是短路故障</p><p>　　1100 0000 ：此代碼代表的是模擬故障</p><p><b>　　故障地址：</b></p><p>　　1—15（奇數(shù)）：第一層板子的故障地址</p><p>　

94、　32—47：第二層板子的故障地址(注1)</p><p>　　48—63：第三層板子的故障地址</p><p><b>　　模擬故障數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　0X0000—0X0FA0：模擬故障的數(shù)據(jù)范圍(注2)</p><p>　　注1：16—31這段數(shù)據(jù)在編寫程序時(shí)不符合要求因此沒用</p>

95、<p>　　注2：所用的D/A轉(zhuǎn)換芯片精度是12位</p><p>　　10.3 單片機(jī)程序（附錄2）</p><p><b>　　11 調(diào)試及結(jié)果</b></p><p><b>　　11.1 調(diào)試過程</b></p><p>　　對(duì)于本設(shè)計(jì)的調(diào)試分為三部分，硬件調(diào)試，軟件調(diào)試，軟硬連

96、調(diào)。</p><p>　　硬件調(diào)試：主要是針對(duì)D/A轉(zhuǎn)換元件及繼電器的好壞，單片機(jī)程序的執(zhí)行情況等進(jìn)行調(diào)試。以便于在接受到PC機(jī)發(fā)送過來(lái)的數(shù)據(jù)后，保證能夠正確的進(jìn)行處理及執(zhí)行。焊好電路板后，連接好電路，先編寫一段讓繼電器依次移位動(dòng)作的程序燒到單片機(jī)里，觀察電路的執(zhí)行情況，然后進(jìn)一步的檢查。第二步就是開始用實(shí)驗(yàn)程序測(cè)試D/A轉(zhuǎn)換芯片的輸出電壓變化情況。第三步則是利用電腦上的串口助手軟件對(duì)單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，觀察結(jié)果并改

97、正。通過以上三步的調(diào)試這塊模擬故障板基本上就可以算是調(diào)試成功了。</p><p>　　軟件調(diào)試：程序可以運(yùn)用C語(yǔ)言進(jìn)行編寫，在這次設(shè)計(jì)中我用了AVR Stdio4.0軟件進(jìn)行C語(yǔ)言的編寫和調(diào)試。AVR Stdio4.0是很好的單片機(jī)C語(yǔ)言的調(diào)試工具，編譯過程中的信息將出現(xiàn)在輸出窗口中的Build頁(yè)中，如果源程序中有語(yǔ)法錯(cuò)誤，會(huì)有錯(cuò)誤報(bào)告出現(xiàn)，雙擊該行，可以定位到出錯(cuò)的位置，對(duì)源程序修改之后再次編譯，直到?jīng)]有錯(cuò)誤和

98、警告出現(xiàn)。該軟件還支持在線仿真，點(diǎn)擊菜單欄中的Debug項(xiàng)，再打開相應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器點(diǎn)擊運(yùn)行就可以觀測(cè)數(shù)據(jù)的變化情況了，十分的方便。編譯全部通過后軟件會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生后綴為*.HEX的文件，該文件即可被編程器讀入并寫到芯片中。</p><p>　　軟硬連調(diào)：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試雖然都完成了，但是這并不意味著整個(gè)系統(tǒng)就能按我們的要求運(yùn)行了，還必須進(jìn)行軟硬連調(diào)。把硬件連接好以后，設(shè)置好偉福仿真器，比如所用的單片機(jī)芯片，路徑，以

99、及端口等參數(shù)。啟動(dòng)偉福仿真器，把程序下載到偉福仿真器中，然后查看實(shí)驗(yàn)板上的現(xiàn)象，我們可以通過實(shí)驗(yàn)板上的現(xiàn)象來(lái)初步判斷程序存在的問題。舉個(gè)例子，剛開始的時(shí)候，我們觀測(cè)到單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上顯示的數(shù)據(jù)閃爍得太快，我們就估計(jì)是延時(shí)程序的延時(shí)的值設(shè)置地不恰當(dāng)，修改中果然效果好得多了。</p><p><b>　　11.2 結(jié)果</b></p><p>　　程序設(shè)計(jì)完成后，運(yùn)用自制的

100、USB下載線將*.HEX文件燒錄到ATmega16L單片機(jī)中。采用+12V電源供電測(cè)試得到如下結(jié)果：</p><p>　　1．通過測(cè)量該D/A轉(zhuǎn)換芯片，得到的轉(zhuǎn)換電壓范圍為：0—4.5V。</p><p>　　2．硬件電路能正常接受數(shù)據(jù)并按照程序要求執(zhí)行。</p><p>　　3．PC機(jī)軟件部分運(yùn)行穩(wěn)定并能夠正常的通過電腦的串行數(shù)據(jù)接口發(fā)送數(shù)據(jù)。</p>

101、<p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　通過半個(gè)學(xué)期地全心投入和辛苦努力，終于完成了汽車實(shí)驗(yàn)臺(tái)電路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的過程就是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和學(xué)習(xí)新知識(shí)的過程。由于經(jīng)驗(yàn)不足，難免出現(xiàn)一些小的失誤，但無(wú)論怎樣，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我來(lái)說(shuō)都是一次難得的鍛煉機(jī)會(huì)，使我積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　本文對(duì)汽車實(shí)驗(yàn)臺(tái)電路控制系

102、統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了分析，全面、詳細(xì)地闡述了汽車實(shí)驗(yàn)臺(tái)電路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的要求，但在設(shè)計(jì)上還留有進(jìn)一步改善的余地，如可使完成更多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、使系統(tǒng)的抗干擾能力進(jìn)一步的提高，使電腦軟件運(yùn)行更加穩(wěn)定。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)開發(fā)過程是曲折的，首先在硬件設(shè)計(jì)上，由于開始對(duì)汽車電路控制系統(tǒng)不熟悉，加之這是一個(gè)汽車與電子結(jié)合的產(chǎn)品，所以，在設(shè)計(jì)的過程中，不免有些困難，通過我多方面的

103、查找資料，并不斷的向老師和同學(xué)請(qǐng)教，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源，最終找出比較完善的方案，在理論上能夠?qū)崿F(xiàn)功能要求。經(jīng)過幾個(gè)月的前期學(xué)習(xí)，我積累了很多的關(guān)于汽車方面和VB6.0軟件設(shè)計(jì)方面的資料，并對(duì)電路的整合有了一個(gè)基本的概念，最后設(shè)計(jì)出總的電路圖，經(jīng)過不斷的測(cè)試與修改，最終完善了硬件電路的設(shè)計(jì)。</p><p>　　對(duì)于軟件設(shè)計(jì)，因?yàn)橐郧暗木幊探?jīng)驗(yàn)不夠，再加上對(duì)ATmega16這一芯片的了解不是很徹底，因此，在這方面花費(fèi)了很

104、多的精力和時(shí)間。當(dāng)然這個(gè)過程不乏有同學(xué)的幫助，我要非常感謝實(shí)驗(yàn)室同學(xué)的幫助在我的軟件調(diào)試過程中給了我至關(guān)重要的幫助，并給了我很多非常好的建議。</p><p>　　當(dāng)然由于我在理論和實(shí)踐方面存在一定的不足，所以在設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)功能上難免有不足和沒有想到的地方，還請(qǐng)各位老師給予指正。最后我要感謝所有給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b&

105、gt;</p><p>　　[1] 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版,1999.</p><p>　　[2] 徐維祥.單片微型機(jī)原理及應(yīng)用.大連:大連理工大學(xué)出版,1996.</p><p>　　[3] 曹巧媛.單片機(jī)原理及應(yīng)用.武漢:電子工業(yè)出版社,1997.</p><p>　　[4] 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ).北京:北

106、京航空航天大學(xué)出版,1994.</p><p>　　[5] 肖時(shí)江.MCS-51單片機(jī)與18M-PC的串行通訊.北京:清華大學(xué)出版社,2004.</p><p>　　[6] 劉守義.智能卡技術(shù).西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004. </p><p>　　[7] 求是科技. 單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航.北京:人民郵電出版社,2004.</p>

107、<p>　　[8] 源江科技編著. VB編程技巧280例.上海:上海科學(xué)普及出版社,2002.</p><p>　　[9] 吳鳳翔.Visual Basic 程序設(shè)計(jì)教程.吉林:中國(guó)林業(yè)出版社,2002.</p><p>　　[10] 龔沛增.Visual Basic 程序設(shè)計(jì)教程.北京:清華大學(xué)出版社,2004.</p><p>　　[11] 譚浩強(qiáng)

108、.Visual BASIC程序設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社,2000.</p><p>　　[12] 劉新民.Visual Basic 6.0程序設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社,2004.</p><p>　　[13] 羅朝盛.Visual Basic 程序設(shè)計(jì)教程.西安:人民郵電出版社,2005.</p><p>　　[14] 劉炳文.Visual Basic 程序設(shè)計(jì)

109、教程.北京:清華大學(xué)出版社,2000.</p><p>　　[15] 劉大瑋, 王永皎, 鞏志強(qiáng). Access數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目案例導(dǎo)航.北京:清華大學(xué)出版社,2005.</p><p>　　[16] 神龍工作室編著. Access 2003公司數(shù)據(jù)庫(kù)管理范例應(yīng)用.西安:人民郵電出版社,2006.</p><p>　　[17] 沈建蓉, 單貴. 大學(xué)VB程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教程.

110、上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,2006.</p><p>　　[18] E.H. Armstrong.The superheterodyne-its origin, development, and some recent improvements[C]. Pro.IRE.vol,1983,56(18):152-155.</p><p>　　[19] Sha Zhanyou,Pang Zhifen