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1、 毕 业 设 计设计题目：汽车油量检测器的设计与实现 系 别： 信息工程系 班 级： 电子信息工程 姓 名： 指 导 教 师： 年 月 日汽车油量检测器的设计与实现摘 要随着社会的不断进步和经济的不断发展，越来越多的汽车已经进入了千家万户，汽车已经成为很多家庭的代步工具。燃油是汽车行驶的必要条件，人们在驾车出行时，油量的多少是必须要考虑的重要因素，所以时刻可以掌握油箱里油量的多少是每个司机的愿望。传统的油量检测仪表依然是三刻度式的仪表，这种仪表油量的显示是受油量传感器的约束的，驾驶员只能定性的了解油量的多少，没有精度可言。为了方便，必须开发出一种新型的汽车油量检测系统，驾驶员可以通过这个检测系
2、统形象、直观的看出汽车油箱内剩余的油量，还可以在油箱剩余油量降低或者高达到一定值时发出声光报警，以提醒驾驶员做出正确的处理措施。本设计汽车油量检测器以protel和proteus为开发工具，并且采用C语言编程设计。本设计以STC89C52为核心器件，辅以压力传感器、AD转换器、LCD1602显示电路、报警电路等组成，压力传感器的压力采样值的范围只有05mv，而ADC0832只能识别伏级电压，所以在压力传感器和ADC0832之间必须接入一个信号放大器AD620AN，将电压放大到05v，然后通过传感器压力变化与电位差变化的对应关系，将油量的剩余量转换成电信号，经过AD转换器后，由单片机处理后的油量
3、值通过LCD电路显示出来。本设计经过硬件调试后，已经实现了本设计的所有要求。当压力传感器采集到压力信号时，油量值可以通过LCD液晶屏显示出当前的油量，并且随着压力的增大油量值依次显示050L。同时当油量值大于45L时，电路自动声光报警，提醒驾驶人来处理;而当存油量小于10L时，电路声光报警，提醒司机加油，以保护油泵，并于液晶显示当前油量的标准差。关键词 压力传感器 油量 检测 单片机The Design And Implementation of Automobile Oil Amount Detector AbstractWith the continuous development of
4、society and economy，more and more vehicles have entered thousands of households and the cars has become a lot of families walking tools.Because fuel is a necessary condition for the automobile，so when people are driving the amount of the oil is a necessary factor。And it is a wish to master the amoun
5、t of the automobile oil at every time。The traditional instrument for oil measuring is still the instrument of three dial.For convenience，we must develop a new type of vehicle oil detection system，with which the drivers can know the oil reminded amagely and intutively。In addition，when the residual oi
6、l volume down or up to a certain value the circuit alarms with light and sound,so that the driver can deal with it correctly. The design of the automobile oil amount detector is designed with Protel dxp and Proteus and programmed with the C language。The signal chip microcomputer STC89C52 is treated
7、as the core device in the design of the automobile oil amount detector,which is consist of a pressure sensor、a AD converter、a LCD display circuit and a alarm circuit。The range of the pressure sample of the pressure sensor is only 0 mv to 5 mv .Because the ADC0832 can only identify the level of volt,
8、we must connect the AD620AN which is a signal amplifier between the pressure sensor and the ADC0832,which can enlarge the voltage to the range from 0 v to 5 v.And then,the system converted the residual oil volume into electrical signals with the relationship between the pressures change and the pote
9、ntial difference of the sensor.Then,the electrical signals are handled with the AD converter and the signal chip microcomputer STC89C52.While finished,the data will show through the LCD circuit at a real-time.The design has achieved at all the requirements.When the pressure sensor collects the press
10、ure signal ,the oil value will show by the LCD.With the increase of pressure,the oil value will show from 0 L to 50 L.At the same time,when the oil is more than 45 L,the circuit will alarm with light and sound,so than it can remind the driver to handle.And and when the oil is less than 10 L,the circ
11、uit will remind the driver gas.At the same time, the amount of the oils standard deviation will show with the LCD circuit. Key words: pressure sensor；oil quantity; detection ；microcomputer目 录1 引言12 系统简介32.1 设计方案简介32.2 芯片的选择及介绍32.2.1 压力传感器32.2.2 单片机STC89C5252.2.3 A/D转换器ADC083282.2.4 LCD1602的介绍93 硬件设计
12、133.2 单片机最小系统的设计133.2.1 复位电路的设计133.2.2 晶振电路的设计143.3 数据采集模块的设计153.4 AD620AN电压放大电路的设计163.5 A/D转换模块的设计163.6 LCD显示电路的设计173.7 报警电路的设计173.8 硬件的焊接与调试183.8.1 硬件概述183.8.2 硬件调试与焊接193.8.3 硬件调试结果及分析204 软件设计224.1 PROTUES软件224.1.1 PROTUES软件介绍224.1.2 PROTUES软件开发流程224.2 KEIL C51软件224.2.1 KEIL C51开发软件介绍224.2.2 KEIL软
13、件开发流程234.3 系统软件程序设计274.3.1 主程序设计流程图274.3.2 ADC0832采集数据子程序流程图284.3.3 LCD1602显示子程序流程图294.3.4 声光报警模块子程序流程图30结论31谢辞32参考文献33附录一 器件清单34附录二 程序设计35附录三 电路原理图40 毕 业 设 计1 引言随着经济的飞速发展和汽车的快速更新换代，家家户户已经离汽车越来越近，同时随着人们生活水平的逐渐提高，人们需要的不再仅仅是拥有一辆普通的车，而是对汽车的质量和性能有了更好的要求。人们对汽车的需求日益增大，汽车产业的迅速发展同时也带动了汽车各项技术的发展，汽车传感器是汽车电子技术
14、领域研究的核心内容，传统的传感器逐渐被微型化、多功能化、集成化和智能化得传感器取代。汽车在行驶过程中离不开燃油，因为汽车油箱剩余油量过多或过少都会影响车辆的性能和汽车的正常使用，所以驾驶员时刻掌握油箱剩余的油量是必须的。目前在大多数轿车上使用的汽车仪表内的燃油表仍为三刻度式仪表，这种燃油表由于受油量传感器的限制，驾驶人员只能定性地了解油箱内剩余的燃油量，毫无精度可言。汽车的油箱油量检测通常是由水平检测器 (一个与仪表板油量计串接的由浮标控制的浮筒式电位器系统)来完成的。当油箱储满燃油时，浮标动臂升起，将电位器的阻值调至最小(也有部分车型是将电位器的阻值调至最大)，使油量计 (实际上是一只毫安表
15、)的指针作满标度的偏转;当油箱中的油量水平下降时，可变电阻器的阻值被调高 (或调低)，流过系统回路的电流将随之变化，油量计的指针读数也变小。这种传统检测油量的方式电路简单易行，但是耗电量大，元件老化快，最主要的问题是测量和显示精度不够，只能对油料的液位进行检测。随着电子技术的飞速发展，电子控制电路在日常生活中有着大量的应用，各种报警专用集成电路、LCD油量数字显示电路、传感器的不断推出，我们完全可以克服传统检测手段中不能直接读出实时油量的弊端，我们的研究方向是开发出一种新型的方便人们使用的汽车油量检测器，驾驶员通过这个检测器可以实时的、形象直接的读出油箱剩余的油量，并且当油量过多或者过少时检测
16、器都可以发生实时报警，提醒驾驶员做出相应正确的处理方法。本设计以STC89C52为核心，辅以压力传感器、A/D转换器、LCD显示模块、电源模块、报警模块等组成。本测量系统由电源模块向单片机供电，通过传感器压力变化与电位差变化的对应关系，将油位高度转换成电信号，经过A/D转换器后，由单片机处理，经过CPU的计算，得到各项参数的实际值，并定时地存入E2PROM中,且通过LCD模块显示出实时油箱里的油量。当油量过多或过少时，信号通过A/D转换器接入单片机，经单片机处理后，控制报警模块发出灯光闪烁和报警声。本设计给出了系统的总体方案，系统的方案论证，系统的软、硬件设计。其中方案论证中具体论证了单片机、
17、数据采集、模数转换、显示器件的选择理由；硬件设计包括了电源电路、单片机最小系统、模数转换电路、显示电路和报警电路；软件设计包括了系统主程序、模数转换子程序、显示子程序和报警子程序。本设计预期结果可以通过LCD显示模块将压力传感器得到的压力信号以数字的形式显示出来，随着压力的增大，即油箱内油量的增多，LCD可以依次显示050L;并且当油量过多或过少时声光报警，这样的设计将会方便驾驶员随时对油箱剩余油量的了解，做出相应的措施，以保护油箱和保证车辆的正常运行。2 系统简介2.1 设计方案简介本设计以单片机STC89C52为核心器件，系统检测电路主要包括电源模块、数据采集模块、单片机及最小系统、LCD
18、1602显示模块、报警模块等，主要器件包括压力传感器、信号放大器AD620AN、ADC0832、STC89C52、LCD1602、蜂鸣器、LED灯等。本设计设计框图如图2-1所示：单片机STC89C52LCD显示模块声光报警模块ADC0832模数转换电源模块信号放大AD620AN压力传感器图2-1 系统设计总框图2.2 芯片的选择及介绍2.2.1 压力传感器压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。称重传感器的原理及
19、使用1平行梁称重传感器的外形：实验电子秤、邮政电子秤、厨房电子秤等一般选用双孔悬臂平行梁应变式称重传感器。它的特点是:精度高、易加工、结构简单紧凑、抗偏载能力强、固有频率高,其典型结构如图 2-2 所示。2称重传感器的工作原理：图2-2 双孔悬臂平行梁应变式称重传感器应变式力传感器的受力工作原理如图 2-3所示。图2-3 称重传感器工作原理图 将应变片粘贴到受力的力敏型弹性元件上,当弹性元件受力产生变形时,应变片产生相应的应变,转化成电阻变化。力引起的电阻变化将转换为测量电路的电压变化,通过测量输出电压的数值,再通过换算即可得到所测量物体的重量,将应变片接成电桥如图 2-4所示：图2-4 应变
20、式力传感器的内部连接图2.2.2 单片机STC89C521 STC89C52单片机简介STC89C52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CMOS8位微处理器，俗称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的STC89C52
21、是一种高效微控制器。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。2 STC89C52单片机主要特性 与MCS-51 兼容 4K
22、字节可编程闪烁存储器 寿命:1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24MHz三级程序存储器锁定1288位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路3 STC89C52单片机管脚说明12345678910112121314151661721819204039383736353433323130292827262524232221STC89C52P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/
23、P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1GNDVCCP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7EA/VPPALE/PROGPSENP2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A8图2-5 STC89C52引脚图 STC89C52单片机具有40个管脚，38个I/O口和2个电源端口，其管脚分配如图2-5所示：VCC：供电输入电压。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
24、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。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的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。 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
25、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。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。 P3口也可作为STC89C52的一些特殊功能口，如下所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3
26、.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 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。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外
27、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/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。 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。2.2.3 A/D转换器ADC0832ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种 8 位分辨率、双
28、通道 A/D 转换 芯片。由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎， 其目前已经有很高的普及率。学习并使用 ADC0832 可是使我们了解 A/D 转换器 的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。ADC0832具有以下特点：8 位分辨率；双通道 A/D 转换；输入输出电平与 TTL/CMOS 相兼容；5V 电源供电时输入电压在 05V 之间；工作频率为 250KHZ，转换时间为 32S；一般功耗仅为 15mW；8P、14PDIP（双列直插）、PICC 多种封装；商用级芯片温宽为0C to +70C，工业级芯片温宽为40C to +85C； 芯片引脚分配图如图2-6所示：VC
29、C(Vref)1 8 2 73 64 5CSCH0CH1GNDCLKD0D1ADC0832图2-6 ADC0832引脚分配图 芯片接口说明：CS_ 片选使能，低电平芯片使能。CH0 模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。CH1 模拟输入通道1，或作为IN+/-使用。GND 芯片参考0电位（地）DI 数据信号输入，选择通道控制DO 数据信号输出，转换数据输出CLK 芯片时钟输入VCC/REF 电源输入及参考电压输入（复用）ADC0832与单片机的接口电路：ADC0832 为 8 位分辨率 A/D 转换芯片，其最高分辨可达 256 级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，
30、使得芯片的模拟电压输入在 05V 之间。芯片转换时间仅为 32S，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过 DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。单片机对 ADC0832 的控制原理：正常情况下 ADC0832 与单片机的接口应为 4 条数据线，分别是 CS、CLK、DO、DI。但由于 DO 端与 DI 端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将 DO 和 DI 并联在一根数据线上使用。当 ADC0832 未工作时其 CS 输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和D
31、O/DI 的电平可任意。当要进行 A/D 转换时，须先将 CS 使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端 CLK 输入时钟脉冲，DO/DI 端则使用 DI 端输入通道功能选择的数据信号。在第 1 个时钟脉冲的下沉之前 DI 端必须是高电平，表示启始信号。在第 2、3 个脉冲下沉之前 DI 端应输入 2 位数据用于选择通道功能。作为单通道模拟信号输入时 ADC0832 的输入电压是 05V 且 8 位分辨率时的电压度为 19.53mV。如果作为由 IN+与 IN-输入的输入时，可是将电压值设定在某一个较大范围之内，从而提高转换的宽度。但值
32、得注意的是，在进行 IN+与 IN-的输入时，如果 IN-的电压大于 IN+的电压则转换后的数据结果始终为00H。2.2.4 LCD1602的介绍液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。字符型液晶模块是一种用点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行6个字、2行20个字等等。1602液晶模块内部的字符发生存储器已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符包括了数字、英文字母大、小写，常用符号和日文假名等。每一个字符都有自己固定的代码，通过给1602液晶写入对应的程序代码来显示相应的字符。
33、其实物如图2-7所示：图2-7 LCD1602实物图1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC (15脚)和地线GND (16脚)，其控制原理与14脚的LCD完全一样。1602的引脚如图2-8所示：12345678910111213141516VSSVCCV0RSR/WED0D1D2D3D4D5D6D7BLABLKLCD1602图2-8 LCD1602引脚图第1脚：VSS为地电源。第2脚：VCC接+5V电源。第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的
34、电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端工作在脉冲的下降沿时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：BLA为背光电源线。第16脚：BLK为地线。1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令。如表2-1所示。表2-1 1602指令表指令RSRWD7D6D5D4D3D2D1D01清屏000
35、00000012光标返回000000001-3输入模式00000001S-4显示控制0000001DCB5光标/字符移位000001S/CR/L-6功能00001DLNF-7置字符发生器地址0001字符发生存储器地址8置字符存储器地址001显示数据存储器地址9读忙地址和标志01BF计数器地址10写数据到指令7、8所设地址10要写的数据11从指令7、8所设的地址读数据11读出的数据指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置；指令2：光标复位，光标返回到地址00H； 指令3：光标和显示模式设置 I/D，光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示
36、有效，低电平则无效； 指令4：显示开关控制，D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁；指令 5：光标或显示移位 S/C，高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标；指令6：功能设置命令 DL，高电平时为4位总线，低电平时为8位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F， 低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符 （有些模块是 DL：高电平为8位总线，低电平为4位）。 指令7：字符发生器RAM地址设置；指令8：DDRAM地址设置； 指令9：读忙信
37、号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙；指令10：写数据； 指令11：读数据。3 硬件设计3.1 总体方案设计本设计以STC89C52为核心，辅以压力传感器，A/D转换器，LCD显示模块，电源模块，报警模块等组成，其中报警模块由蜂鸣器和LED灯组成。本测量系统由电源模块向单片机供电，通过传感器压力变化与电位差变化的对应关系，将油位高度转换成电信号，本设计采用的压力传感器对电压的采样值范围只有05mv，因为ADC0832只能识别伏级以上的电压，所以在压力传感器之后必须接入一个信号放大器AD620AN，将传感器的压力采样值扩大一千倍，使得电
38、压值的范围变为05v，本数据经过A/D转换器后，由单片机处理，经过CPU的计算，得到各项参数的实际值，并定时地存入E2PROM中,且将油量值通过LCD模块显示出油箱里的实时油量。给单片机上电后，若压力传感器没有压力采样值，LCD上显示油量数据为0L。随着压力采样值的增大，油量值以050L的顺序逐渐上升，当油量大于45L或者小于10L时，报警模块启动，发出灯光闪烁和报警声，同时将油量通过LCD液晶屏显示出来。整体框图如图3-1所示：单片机STC89C52LCD显示模块声光报警模块ADC0832模数转换电源模块信号放大AD620AN压力传感器图3-1汽车油量检测系统整体框图3.2 单片机最小系统的
39、设计3.2.1 复位电路的设计复位操作完成单片机片内电路的初始化，让单片机从一种确定的状态开始运行。当单片机的复位引脚RST出现5ms以上的高电平时，单片机就完成了复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态，而无法执行程序。因此要求单片机复位后能脱离复位状态12。根据应用要求，复位操作通常有两种形式：上电复位、开关复位。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。开关复位要求在电源接通的调节下，在单片机运行期间，如果发生死机，用按钮开关操作使单片机复位。常用的上电且开关复位电路如图3-2所示。上电后，由于电容充电，使RST持续一段高电平时间。当单片机已在运行之中时，按下复位键也能
40、使RST持续一段时间的高电平，从而实现上电且开关复位的操作。通常选择C=1030pf，R=110。图3-2 复位电路3.2.2 晶振电路的设计STC89C52中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，其中单片机的XTAL1和XTAL2引脚分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器，图3-3是STC89C52内部时钟方式电路。在使用外部时钟时，需将外部震荡信号接入XTAL1端，XTAL2端悬空，这种方式主要用于实现多片单片机之间的同步13。图3-3 晶振电路外接晶体（或陶瓷谐振器）及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路
41、。对外接电容C1、C2典型值通常选择32PF-40PF，电容容量的大小会影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性，本设计选用的电容值为22PF。晶振振荡器的频率范围通常是在1.212MHz。随着制作工艺的提高，STC89C52的最高时钟频率已达40MHz。频率越高，系统的时钟频率越高，单片机的运行速度越快。越高的速度，要求电路版的制作工艺也越高，要求导线间的寄生电容要小。晶振和电容的安装要尽可能的靠近单片机，以减小导线间的寄生电容，保证晶振的稳定、可靠的工作。单片机所执行的指令均是在CPU控制器的时序控制电路的控制下进行的，各种时序均与单片机的时钟周期有关。时钟周期是
42、单片机运行的最基本时间单位，CPU完成一条基本指令所需要的时钟周期为一个机器周期，单片机的每个12时钟周期称为一个机器周期，6MHz晶振对应的时钟周期为2us。12MHz晶振对应的时钟周期为1us。3.3 数据采集模块的设计本设计的数据采集通过压力传感器实现在本次设计中压力传感器选用应变式力传感器，即5kg的称重传感器，它的核心器件是应变片，将应变片粘贴到受力的力敏型弹性元件上,当弹性元件因为受力产生变形时，应变片也产生相应的应变，这种应变同时转化成电阻的变化，力引起的电阻变化转化为测量电路的压力采样值。由于5kg传感器的基本原理，若供电电压为5V时，5kg重力只能产生5mv的电压，所以本压力
43、传感器的压力采样范围为05mv。本设计数据采集模块的电路如图3-4所示：图3-4 数据采集模块电路图3.4 AD620AN电压放大电路的设计综上3.3所述，本设计的压力信号采样通过压力传感器实现，而压力传感器的压力采样范围只有05mv，因为A/D转换模块的ADC0832只能识别伏级电压，所以必须得把05mv电压扩大一千倍，本设计采用的信号放大器为AD620AN，它是一款高精度仪表放大器，是电子秤和传感器接口等精密数据采集系统的理想之选。AD620AN采用8引脚SOIC和DIP封装，本设计只需要在1引脚和8引脚中间连接一个外部电阻就可设置增益，且增益范围为1至10000。如图3-5所示即为本设计
44、AD620AN的连接图：图3-5 数据采集模块电路图3.5 A/D转换模块的设计综上3.3、3.4所述，压力传感器和AD620AN采集到压力值的范围为05v，该压力值为模拟信号，需经过A/D转换模块进行模数转换，将模拟信号转换成数字信号，再将数据存储在CPU中。本设计进行A/D转换的器件选用ADC0832，该芯片的模拟输入电压为05v，压力采样值经过信号放大器AD620AN放大后，可以作为输入电压，下图为从压力信号的采样到模数转换的总过程，如图3-6所示：图3-6 数据采集模块电路图3.6 LCD显示电路的设计本次设计采用LCD1602来显示油箱剩余油量的数值。控制端口RS、E分别接在单片机的P2.0、P2.1两个引脚，LCD的控制端口RW接地，RW是盲判断控制端口，本设计不需要进行盲判断，所以直接接地。数据端口D0D7分别接在P0.0P0.7口。由于液晶显示器对比度调整端V0直接接地电源时对比度较高，可能会产生“鬼影”，因而在V0与地之间接2.2K的上拉电阻，用端口VDD控制，用来调整对比度。引脚1和引脚16接地线，