电脑加油机控制板.doc

第1章 1.1 课题分析 1.1.1 课题的来源及意义 近年来随着我国经济的不断发展，人们的生活水平逐渐提高，汽车更多的走进了人们的生活。由于汽车数量的急剧增加，所以对加油站的工作效率提出了新的挑战。传统的机械式控制的加油机由于自动化程度比较低，在计算油量时误差会比较大，所以这种机械式控制的加油机已经不再适用。而本课题利用单片机技术设计的电脑加油机控制板具有较大的现实意义。电脑加油机控制板能够准确的计量出所加油的油量，同时能够精确的计算出金额。这种加油机控制板可以随时修改油的单价、可以按照不同的方式加油。此外，电脑加油机控制板的操作十分简单，使用非常方便，因此在现代社会当中具有非常广泛的应用。 1.1.2 市场现状 目前在国内市场上，机械式控制的加油机已经基本上被淘汰（此种加油机在很多发展中国家仍然在使用），从中小城镇到大城市大多数使用的都是电脑控制板控制的加油机。电脑加油机控制板使用灵活方便、计量准确、功能较多，因此有着较为广阔的市场发展前景。 1.2 设计方案 1.2.1 设计任务 本课题的主要任务是设计一个基于单片机控制的电脑加油机控制板，该控制板具有：加油量的计量、单价的显示、金额的计算、键盘输入、与上位机进行通信等功能。该控制板主要由键盘电路、显示电路、霍尔计数器电路、存储器扩展电路和串行通信接口电路等组成。 1.2.2 设计方案 电脑加油机控制板系统主要由单片机、键盘、显示屏、存储器、霍尔计数器和串行通信接口等几部分系统组成。其各部分主要功能如下： （1）单片机 单片机是电脑加油机控制板的核心部分，通过对外围各个接口电路的数据信号的采集分析及处理，来控制整个加油机系统的工作。本课题采用51系列单片机。 （2）键盘 本加油机控制板采用4×4行列式键盘。键盘作为加油机控制板的输入设备。 （3）显示 显示部分主要是将所加油的容积值、单价以及最后总的金额显示出来。本课题在设计时采用LED数码管。 （4）霍尔计数器 霍尔计数器部分主要应用霍尔传感器来测量所加油量的容积值。 （5）存储器 存储器部分应用24C02芯片。此芯片采用的是I2C总线技术，主要用于程序存储的扩展。24C02芯片通过SDA（串行数据线）及SCL（串行时钟线）两根线在连到总线上的器件之间传送信息，并根据地址识别每个器件。 （6）串行通信接口 串行通信接口主要采用RS-232通信协议。RS-232是一个串行通信协议，主要是完成电脑加油机与主控计算机之间的数据传送。 1.2.3 电脑加油机的工作原理 电脑加油机工作原理如下：当加油时，首先摘下油枪，油枪开关为一挂油枪的机械开关，摘下油枪时弹簧起作用自动接通电源开关。此时，只需按下油枪上的手柄开关便可以进行加油。加油时油通过流量计使流量计旋转从而产生脉冲信号。然后根据计算脉冲信号数便可以计算出油量的容积值，然后把油量的容积值通过显示屏显示出来。如果按照定量容积值加油时，当加油油量到达预先设置的容积值时，加油机将通过单片机控制自动关闭油泵并停止加油计数，然后单片机系统会把单价乘以容积值计算出总金额，并通过显示屏显示出来。如果按照预置金额值加油时，单片机系统将会用预置的金额值除以单价先计算出相应的容积值，然后进行加油。当加油量达到预置值时，系统将自动关闭油泵。当进行非定量加油时（不预置容积值和金额值），如想随时结束加油，将加油枪挂上即可，然后根据显示的容积值单片机将自动计算出总金额，同时通过显示屏显示出来。电脑加油机控制板系统框图如图1.1所示。 图1.1 电脑加油机控制板系统工作框图 第2章 硬件电路部分设计是本课题的主要部分之一，本章着重介绍硬件部分电路的设计原理，各部分电路的组成以及外围电路器件的功能等等。 2.1 MCS-51单片机简介 单片机是电脑加油机的核心部分，通过对外围各个接口的数据信号的采集分析及处理，来控制整个加油机系统的工作。本课题采用51系列单片机。 MCS-51单片机的片内结构如图2.1所示。如果按功能划分，它由8个部件组成，即微处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EPROM）、I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）、串行通信接口、定时器/计数器、中断系统以及特殊功能寄存器（SFR）。它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依然是采用CPU加上外围芯片的传统结构模式。但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR）的集中控制方式。图2.1.1中的程序存储器部件如为ROM，则为8051单片机；如为EPROM，则为8751单片机；如无程序存储器，则为8031单片机。 图2.1 MCS-51单片机片内结构 下面对各功能部件作进一步的说明： 1.数据存储器（RAM）