電器電子 課程設(shè)計(jì)自動(dòng)變速器電控系統(tǒng)的硬件電路

1、山東科技大學(xué) 目錄一、課程設(shè)計(jì)目的2二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)3三、系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)方案4四、電路結(jié)構(gòu)框圖、元器件清單5 1、車速傳感器介紹5 2、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的介紹8 3、節(jié)氣門傳感器10 4、冷卻水溫度傳感器135、MCS-51單片機(jī)芯片的介紹16 6、電磁閥介紹24五、軟件流程圖28主要參考資料29一、課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生在學(xué)習(xí)完本門課后綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用問題的能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，它具有動(dòng)手、動(dòng)腦和理論聯(lián)系實(shí)際的特點(diǎn)，是培養(yǎng)在校工科大學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、敢于動(dòng)手、善于動(dòng)手和獨(dú)立自主解決設(shè)計(jì)實(shí)踐中遇到的各種問題能力的一種較好方法。汽車電子控制課程設(shè)計(jì)是學(xué)完汽

2、車電子控制課程之后，讓學(xué)生綜合運(yùn)用單片機(jī)、微機(jī)原理及應(yīng)用等知識(shí)，進(jìn)行汽車電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以加深對(duì)汽車電子控制基本知識(shí)的理解，提高綜合應(yīng)用知識(shí)的能力、分析解決問題的能力，初步培養(yǎng)研制使用汽車電子控制的能力。通過設(shè)計(jì)過程，要求學(xué)生熟悉和掌握汽車電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法、設(shè)計(jì)步驟，使學(xué)生得到汽車電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用方面的初步訓(xùn)練。讓學(xué)生獨(dú)立或集體討論設(shè)計(jì)題目的總體設(shè)計(jì)方案、硬件和軟件的設(shè)計(jì)及調(diào)試、編寫設(shè)計(jì)報(bào)告等問題，真正做到理論聯(lián)系實(shí)際，提高動(dòng)手能力和分析問題、解決問題的能力，實(shí)現(xiàn)由學(xué)習(xí)知識(shí)到應(yīng)用知識(shí)的過渡。二、設(shè)計(jì)任務(wù)選擇適當(dāng)?shù)膯纹瑱C(jī)作為系統(tǒng)的CPU，選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅鱽慝@取車速信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)

3、，節(jié)氣門信號(hào)和冷卻水信號(hào)，選擇適當(dāng)?shù)膿Q擋電磁閥作為驅(qū)動(dòng)器，設(shè)計(jì)出自動(dòng)變速器電控系統(tǒng)的硬件電路。三、系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案1、選擇車速傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門開度傳感器、冷卻水溫度傳感器來采集信號(hào)。將測(cè)定的物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并把信號(hào)輸送到單片機(jī)。2、選擇了51單片機(jī)作為系統(tǒng)的CPU，將來自傳感器的電信號(hào)轉(zhuǎn)變成運(yùn)算處理所需要的信號(hào)，即模數(shù)轉(zhuǎn)換。按照芯片中的程序運(yùn)算處理，輸出運(yùn)算結(jié)果電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電磁閥。ECU將汽車在不同使用要求下的最佳換擋規(guī)律以自動(dòng)換檔圖的形式儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。ECU根據(jù)傳感器傳送來的信號(hào)與自動(dòng)換擋規(guī)律比較，如果達(dá)到相應(yīng)的換擋車速，電子控制單元ECU將向換擋閥發(fā)出信號(hào)，由電磁閥

4、的動(dòng)作決定壓力油通往各換擋閥元件的流向，直至作用于自動(dòng)變速器中相應(yīng)的換擋離合器、制動(dòng)器等執(zhí)行件上，以最終實(shí)現(xiàn)檔位的自動(dòng)變換。 3、電磁閥作為電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行元件也是液壓控制系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)生原件.換擋電磁閥的動(dòng)作可控制液壓系統(tǒng)中換擋閥的油路接通位置，以使相應(yīng)的換擋離合器、制動(dòng)器等執(zhí)行元件工作，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋、調(diào)節(jié)主油路壓力及液力變矩器的鎖止功能。 四、電路結(jié)構(gòu)框圖、元器件清單 1、 車速傳感器車速傳感器類型：常用的傳感器有電磁式、霍爾式、光電式。我們用的是光電式的車速傳感器。光電式車速傳感器：光電式車速傳感器是固態(tài)的光電半導(dǎo)體傳感器，它由帶孔的轉(zhuǎn)盤兩個(gè)光導(dǎo)體纖維，一個(gè)發(fā)光二極管，一個(gè)作為光傳感

5、器的光電三極管組成。 一個(gè)以光電三極管為基礎(chǔ)的放大器為發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦或點(diǎn)火模塊提供足夠功率的信號(hào)，光電三極管和放大器產(chǎn)生數(shù)字輸出信號(hào)(開關(guān)脈沖)。發(fā)光二極管透過轉(zhuǎn)盤上的孔照到光電二極管上實(shí)現(xiàn)光的傳遞與接收。轉(zhuǎn)盤上間斷的孔可以開閉照射到光電三極管上的光源，進(jìn)而觸發(fā)光電三極管和放大器，使之像開關(guān)一樣地打開或關(guān)閉輸出信號(hào)。從示波器上觀察光電式車速傳感器輸出波形的方法與霍爾式車速傳感器完全一樣，只是光電傳感器有一個(gè)弱點(diǎn)即它們對(duì)油或贓物在光通過轉(zhuǎn)盤傳遞的干涉十分敏感，所以光電傳感器的功能元件通常被設(shè)計(jì)成密封得十分好，但損壞的分電器或密封墊容器在使用中會(huì)使油或贓物進(jìn)入敏感區(qū)域，這會(huì)引起行駛性能問題并產(chǎn)生故

6、障碼。光電式速度傳感器工作原理 光電式速度傳感器由光學(xué)系統(tǒng)及大面積梳狀硅光電池組合構(gòu)成。將傳感器安裝在汽車上，鏡頭對(duì)準(zhǔn)燈光照射的地面（晴朗天氣可以不用燈光照射），如圖所示。 汽車行駛時(shí)，地面雜亂花紋通過光學(xué)系統(tǒng)，在光電器件上成像，并掃描梳狀硅光電池，經(jīng)廣電裝換和空間濾波等處理后，廣電傳感器輸出周期性的餓隨機(jī)窄帶信號(hào)，該信號(hào)的基波頻率正比于汽車行駛速度，并且每一周期嚴(yán)格對(duì)應(yīng)地面上走過的一段距離，經(jīng)過帶通跟蹤濾波器和整形等預(yù)處理后，即可得到隨車速變化的脈沖信號(hào)。光電式速度傳感器特點(diǎn)。1. 精確度高、密封性好、抗震動(dòng)性好、檢修方便、造價(jià)高、信號(hào)處理復(fù)雜2. 特性曲線2）結(jié)構(gòu)電路3）車速信號(hào)調(diào)理電路圖

7、2、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器這種傳感器用于柴油機(jī)上，目的是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，傳感器的結(jié)構(gòu)如圖1，在永久磁鐵的周圍繞有線圈，即采用的是電磁式工作原理，當(dāng)鐵材齒輪在永磁鐵附近旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過線圈的磁力線發(fā)生變化，在線圈中就會(huì)產(chǎn)生圖2所示的感應(yīng)電壓。圖1 轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu) 圖2 傳感器的輸出波形1-永磁鐵 2-線圈 3-M14*1.25螺紋 4-齒輪柴油機(jī)用轉(zhuǎn)速傳感器就裝在噴油泵的飛錘齒輪處，當(dāng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油泵工作時(shí)，傳感器的齒輪旋轉(zhuǎn)，因此在信號(hào)線圈中就會(huì)產(chǎn)生交流電壓。交流電壓的頻率與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。把此交流電壓作為輸入信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)速表內(nèi)的IC電路放大、整形后就可以使轉(zhuǎn)速表指示出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖3 轉(zhuǎn)速表電

8、路方框圖圖3所示的是轉(zhuǎn)速表電路的方框圖，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)每一個(gè)齒，就會(huì)產(chǎn)生圖4（a）所示的一個(gè)周期的電壓，此電壓經(jīng)放大、整形電路之后，就變?yōu)閳D4（b）所示的矩形波。然后再通過單穩(wěn)態(tài)電路變換，使脈寬為一定值，經(jīng)電流放大器放大后就可以輸入到轉(zhuǎn)速表中。又因輸出的脈沖數(shù)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化的，所以轉(zhuǎn)速表就能按照脈沖電流的平均值來指示發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖4 轉(zhuǎn)速表電路中有關(guān)部位的波形3、節(jié)氣門傳感器直線性式節(jié)氣門位置傳感器裝于節(jié)氣門及噴油泵等上，用于連續(xù)地檢測(cè)旋轉(zhuǎn)部件。利用設(shè)于傳感器內(nèi)的開關(guān)檢測(cè)出移動(dòng)原點(diǎn)，因此可準(zhǔn)確地檢測(cè)出絕對(duì)角度。 這種傳感器安裝于被檢測(cè)件上（例如節(jié)氣門）通過驅(qū)動(dòng)臂的動(dòng)作，使動(dòng)觸點(diǎn)在電

9、阻膜上作華東旋轉(zhuǎn)。電阻膜具有開關(guān)輸出圖形及現(xiàn)行輸出圖形。圖1是線性式（也叫滑動(dòng)電阻式）節(jié)氣門位置傳感器的結(jié)構(gòu)。圖2是其電路原理圖，圖3是其輸出特性，其線性輸出可改為函數(shù)輸出。因?yàn)檫@種傳感器的輸出信號(hào)是電壓，所以，它具有以下特點(diǎn)：檢測(cè)及處理角度很方便；適于學(xué)習(xí)控制用，因?yàn)樗怯瞄_關(guān)找出確定絕對(duì)角度的原點(diǎn)；可直接安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)上；耐環(huán)境能力強(qiáng)；其內(nèi)設(shè)有回位彈簧，與被測(cè)定部件容易連接。下面說明豐田車用節(jié)氣門位置傳感器的工作過程，其結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。它檢測(cè)節(jié)氣門的開度并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸入到發(fā)動(dòng)機(jī)用控制微機(jī)中（ECU）。當(dāng)打開節(jié)氣門時(shí)，節(jié)氣門開度信號(hào)動(dòng)觸點(diǎn)（Vta）與怠速信號(hào)動(dòng)觸點(diǎn)（IDL）在電阻膜上

10、滑移。Vc端子上一直加有穩(wěn)定的5V電壓,動(dòng)觸點(diǎn)則依照節(jié)氣門的開度在電阻體上滑移，由此在Vta端子上就會(huì)有與節(jié)氣門開度成比例的電壓輸出。當(dāng)節(jié)氣門全關(guān)閉時(shí)，檢測(cè)怠速狀態(tài)的動(dòng)觸點(diǎn)使IDLE2兩個(gè)端子導(dǎo)通，從而輸出怠速狀態(tài)信號(hào)。傳感器與ECU的連接方法如圖5所示。傳感器內(nèi)阻r的兩端一直加有ECU輸送來的5V電壓，動(dòng)觸點(diǎn)a根據(jù)節(jié)氣門開度的狀況在電阻r上滑移，由此改變ECU的Vta端子的電位。這一電壓信號(hào)經(jīng)A/D變換器變換成數(shù)字信號(hào)，再輸入到計(jì)算機(jī)中去。從圖中可以看出，傳感器通過Vta端ECU內(nèi)部的電阻R1與穩(wěn)壓電源電路相連，通過Vta電阻R2端與E2端子相連，但是因?yàn)镽1、R2都大于r，所以電流的流經(jīng)途

11、徑是Vc端子電阻rE2端子，Vta端的電位并不受電阻R1、R2的影響。當(dāng)節(jié)氣門全閉時(shí)，IDL觸點(diǎn)閉合，IDL端的電位為0，這樣就把節(jié)氣門全閉的這一情況通知了計(jì)算機(jī)。收到Vta端子、IDl端子傳來的信號(hào)之后，計(jì)算機(jī)根據(jù)這些信號(hào)判斷出車輛的行駛狀態(tài)，再?zèng)Q定進(jìn)行過渡時(shí)期的空燃比修正或者是輸出增量修正，或是切斷油路，或是進(jìn)行怠速穩(wěn)定修正。圖1節(jié)氣門傳感器簡化結(jié)構(gòu)圖圖2特性圖圖3圖54、冷卻溫度傳感器 PN結(jié)溫度傳感器PN結(jié)溫度傳感器是利用半導(dǎo)體材料和器件的某些性能參數(shù)的溫度依賴性，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)、控制和補(bǔ)償?shù)裙δ堋?shí)驗(yàn)表明，在一定的電流模式下，PN結(jié)的正向電壓與溫度之間具有很好的線性關(guān)系。根據(jù)PN結(jié)

12、理論，對(duì)于理想二極管，只要正向電壓UF大于幾個(gè)ksTe(kBT為波爾茲曼常數(shù)，e為電子電荷)。其正向電流I，與正向電壓u，和溫度T之間的關(guān)系可表示為：珥=q+爭h等一(3+手)加r)T(8)式中，Us,=EJe，E。為材料在T=一27315。C時(shí)的禁帶寬度(以ev為單位)，B和r為常數(shù)。由半導(dǎo)體理論可知，對(duì)于實(shí)際二極管，只要它們丁作的PN結(jié)空間電荷區(qū)中的復(fù)合電流和表面漏電流可以忽略，而又未發(fā)生大注入效應(yīng)的電壓和溫度范圍內(nèi)，其特性與上述理想二極管是相符合的。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于砷化鎵、鍺和硅二極管，在一個(gè)相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)，其正向電壓與溫度之間的關(guān)系與式(8)是一致的，如圖2所示實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)晶體管發(fā)射結(jié)上

13、的正向電壓隨溫度的上升而近似線性下降，這種特性與二極管十分相似，但晶體管表現(xiàn)出比二極管更好的線性和互換性。二極管的溫度特性只對(duì)擴(kuò)散電流成立，但實(shí)際二極管的正向電流除擴(kuò)散電流成分外，還包括空間電荷區(qū)中的復(fù)合電流和表面漏電流成分。這兩種電流與溫度的關(guān)系不同于擴(kuò)散電流與溫度的關(guān)系，因此，實(shí)際二極管的電壓一溫度特性是偏離理想情況的。由于三極管在發(fā)射結(jié)正向偏置條件下，雖然發(fā)射結(jié)也包括上述3種電流成分，但是只有其中的擴(kuò)散電流成分能夠到達(dá)集電極形成集電極電流，而另外兩種電流成分則作為基極電流漏掉，并不到達(dá)集電極。因此，晶體管的Ic-UBE關(guān)系比二極管的I，一U，關(guān)系更符合理想情況。所以表現(xiàn)出更好的電壓一溫度

14、線性關(guān)系。根據(jù)晶體管的有關(guān)理淪可以證明，NPN晶體管的基極一發(fā)射極電胝u晡與溫度T和集電極電流I。的函數(shù)關(guān)系與_極管的u，與T和I，函數(shù)關(guān)系式(8)相同。因此，在集電傲電流I。：恒定條件下，晶體管的基極一發(fā)射極電壓u。與溫度T呈線性關(guān)系。但嚴(yán)格地說，這種線性關(guān)系是不完全的，因?yàn)殛P(guān)系式中存在非線性項(xiàng)。PN結(jié)溫度傳感器應(yīng)用電路如圖3所示，圖中的R1、R2、D、W1組成測(cè)溫電橋，其輸出信號(hào)接差動(dòng)放大器A1，經(jīng)放大后的信號(hào)輸入05V數(shù)字式電壓表(DVM)顯示。放大后的靈敏度10mV。A2接成電壓跟隨器，與W2配合可調(diào)節(jié)放大器A1的增益。通過PN結(jié)溫度傳感器的工作電流不能過大，以免二極管自身的溫升影響測(cè)

15、量精度。一般1二作電流為100300mA。采用恒流源作為傳感器的-T作電流較為復(fù)雜，一般采用恒壓源供電，但必須有較好的穩(wěn)壓精度。精確的電路調(diào)整非常重要，可以采用廣口瓶裝入碎冰渣(帶水)作為0。C的標(biāo)準(zhǔn)，采用恒溫水槽或油槽及標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)作為100或其它溫度標(biāo)準(zhǔn)。在沒有恒水槽時(shí)，可用沸水作為100的標(biāo)準(zhǔn)(由于各地的氣壓不同，其沸點(diǎn)不一定是100，可用O100的水銀溫度計(jì)來校準(zhǔn))。將PN結(jié)傳感器插人碎冰渣廣口瓶中，等溫度平衡，調(diào)整W1，使DVM顯示為0V，將PN結(jié)傳感器插人沸水中(設(shè)沸水為100)，調(diào)整W2，使DVM實(shí)現(xiàn)為100V，若沸水溫度不是100時(shí)，可按照水銀溫度計(jì)上的讀數(shù)調(diào)整W2，使DVM顯示

16、值與水銀溫度計(jì)的數(shù)值相等。再將傳感器插入0。C環(huán)境中，等平衡后看顯示是否仍為0V，必要時(shí)再調(diào)整W1使之為0V，然后再插入沸水，看是否與水銀溫度計(jì)計(jì)數(shù)相等，經(jīng)過幾次反復(fù)調(diào)整即可。采用PN結(jié)溫度傳感器的數(shù)字式溫度計(jì)，測(cè)溫范圍一50150，分辨率為01。5、MCS-51單片機(jī)MCS-51的信號(hào)引腳MCS-51微處理器采用40引腳的雙列直插封裝（DIP）方式，如圖所示，仔0條引腳中，有2條專用于主電源的引腳，2條外接晶振引腳，4條控制引腳和3條I/O引腳。下面分別敘述各引腳的功能。主電源引腳Vss和Vcc：Vss（20）接地，Vcc（40）正常操作時(shí)接+5V電源。外接晶振引腳XTAL1和XTAL2：當(dāng)

17、外接晶體振蕩器時(shí)，XTAL1和XTAL2分別接在外接晶體兩端；當(dāng)采用外部時(shí)鐘方式時(shí)，XTAL1接地，XTAL2接外來振蕩信號(hào)。引腳RST/VPD,ALE/ 、/Vpp。對(duì)于RST/VPD：當(dāng)振蕩器正常運(yùn)行時(shí)，在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平使微處理器復(fù)位；VCC掉電期間，此引腳可接備用電源，以保持內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)。ALE/ (30)：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，由微處理器的P2口送出地址的高8位，P0口送出地址的低8位，數(shù)據(jù)通過P0口傳送。：是程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，低電平有效。EA/VPP(31)：當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，訪問內(nèi)部程序存取器（4KB），但當(dāng)PC（程序計(jì)數(shù)器）值超過0FFFH時(shí)，將自

18、動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序；當(dāng)EA保持低電平時(shí)，則只訪問外部程序存儲(chǔ)器（從0000H地址開始），而不管微處理器內(nèi)部是否有程序存儲(chǔ)器。輸入輸出引腳P0.0P0.7（3932）：P0口是一個(gè)漏極開路型準(zhǔn)雙向I/O口。在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)多路轉(zhuǎn)換的地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線，在訪問期間激活了內(nèi)部的上拉電阻。在EPROM編程時(shí)，它接收指令字節(jié)，而在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。P1.0P1.7（18）：P1口是帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。在EPROM編程和程序驗(yàn)證時(shí)，它接收低8位地址。P2.0P2.7（2128）：P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。

19、在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，它送出高8位地址。在對(duì)EFROM編程和程序驗(yàn)證期間，它接收高8位地址。P3.0P3.7（1017）：P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。在MCS-51中，這8個(gè)引腳還兼有專用功能。MCS-51的I/O端口8051共有32根引腳全部為I/O端口，分為4個(gè)8位口。8051單片機(jī)的4個(gè)端口都是雙向的，每個(gè)端口都包含鎖存器（特殊功能寄存器中P0P3，地址分別為80H、90H、0A0H、0B0H）、輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器。每個(gè)端口的每一根引腳都可以獨(dú)立地用作輸入或輸出引腳。P0端口是三態(tài)雙向端口，稱為數(shù)據(jù)總線端口，因?yàn)橹挥性摱丝谀苤苯佑糜趯?duì)外部存儲(chǔ)器的讀/寫數(shù)據(jù)操作。P0端

20、口還用以輸出外部存儲(chǔ)器的低8位地址。P1端口是8位準(zhǔn)雙向端口，作通用I/O端口使用，在輸出驅(qū)動(dòng)器部分，P1端口有別于P0端口，它接有內(nèi)部上拉電阻。P1端口的每一位可以獨(dú)立地定義為輸入或者輸出，因此，P1端口既可以作為8位并行I/O端口，又可作為8位I/O端口。P2端口是8位準(zhǔn)雙向I/O端口，P2端口可作通用I/O端口使用。P2端口電路中比P1端口多了一個(gè)多路轉(zhuǎn)換電路MUX，這又正好與P0端口一樣。但通常應(yīng)用情況下，P2端口是作為高位地址線使用，此時(shí)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)倒向相反方向。當(dāng)外接程序存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，P3端口給出地址的高8位，此時(shí)不能用作通用I/O端口。P3端口是一個(gè)8位的準(zhǔn)雙向I/O端口。它具有

21、多種功能：可以作為一般準(zhǔn)雙向I/O端口，具有字節(jié)操作和位操作兩種工作方式；也可以用8條I/O線獨(dú)立地作為串行I/O端口和其他控制信號(hào)。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制寄存器MCS-51單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)如圖4-3所示，定時(shí)器T0由特殊功能寄存器TL0（低8位）和TH0（高8位）構(gòu)成，定時(shí)器T1由特殊功能寄存器TL1（低8位）和TH1（高8位）構(gòu)成。特殊功能能寄存器TMOD用于控制定時(shí)寄存器的工作方式，TCON用于控制定時(shí)器T0和T1的啟動(dòng)和停止計(jì)數(shù)，TCOM還用于管理定時(shí)器T0和T1的溢出標(biāo)志等。程序開始時(shí)需對(duì)TL0、TH0、TL1和TH1進(jìn)行初始化編程，以定義它們的工作方式和控制T0和T1

22、的計(jì)數(shù)器。TMOD和TCON這兩個(gè)特殊功能寄存器的格式如下。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式控制字TMOD，字節(jié)地址為89H；1.GATE門控位GATE=0 以運(yùn)行控制位TR0（TR1）啟動(dòng)定時(shí)器；GATE=1 以外部中斷請(qǐng)求信號(hào)（INT0和INT1）啟動(dòng)定時(shí)器。2.C/T定時(shí)方式或計(jì)數(shù)方式選擇位C/T=0 定時(shí)工作方式；C/T=1 記數(shù)工作方式。3.M1M0工作方式選擇M1M0=00 方式0；M1M0=01 方式1；M1M0=10 方式2；M1M0=11 方式3；定時(shí)器控制寄存器TCON，字節(jié)地址為88H，位地址為88H8FH4.TF0（TF1）計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)溢出時(shí)，該位置1.使用查詢方式

23、時(shí)，此位作狀態(tài)位供查詢，但應(yīng)注意查詢有效后應(yīng)以軟件方法及時(shí)將該位清0；使用中斷方式時(shí)，此位作中斷標(biāo)志位，在轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)由硬件自動(dòng)清0.5.TR0（TR1）定時(shí)器運(yùn)行控制位TF0（TF1）=0 停止定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作；TF0（TF1）=0 啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作；工作方式通常，MCS-51單片機(jī)有四種工作方式，如下：1.工作方式0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0（1）的工作方式是13位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)的工作方式，其計(jì)數(shù)器由TH的全部8位和TL的低5位構(gòu)成，TL的高3位沒有使用。當(dāng)C/=0時(shí)，多路開關(guān)接通振蕩脈沖的12分頻輸出，13位計(jì)數(shù)器依次進(jìn)行計(jì)數(shù)，這就是定時(shí)工作方式；當(dāng) 時(shí)，多路開關(guān)接通計(jì)數(shù)引腳（T0），外部

24、計(jì)數(shù)脈沖由引腳T0輸入，當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器加1，這就是我們常稱的計(jì)數(shù)工作方式。在工作方式0下，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍是：18192（213），當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：（213-計(jì)數(shù)初值）晶振周期12或（213-計(jì)數(shù)初值）機(jī)器周期，其時(shí)間單位與晶振周期或機(jī)器周期相同。2.工作方式1當(dāng)M1M0=01時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器處于工作方式1，方式0和方式1的區(qū)別僅在于計(jì)數(shù)器的位數(shù)不同，方式0為13位，而方式1則為16位，由TH0作為高8位，TL0為低8位，有關(guān)控制狀態(tài)字（GATE、TF0、TR0）和方式0相同。在工作方式1下，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值范圍是：165536（216）當(dāng)為定時(shí)工作方

25、式1時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：（216-計(jì)數(shù)初值）晶振周期12或（216-計(jì)數(shù)初值）機(jī)器周期，其時(shí)間單位與晶振周期或機(jī)器周期相同。3.工作方式2當(dāng)M1M0=10時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器處于工作方式2.工作方式0和工作方式1的最大特點(diǎn)就是計(jì)數(shù)溢出后，計(jì)數(shù)器全為0，因而循環(huán)定時(shí)或循環(huán)計(jì)數(shù)應(yīng)用時(shí)就存在反復(fù)設(shè)置初值的問題，這給程序設(shè)計(jì)帶來許多不便，同時(shí)也會(huì)影響計(jì)時(shí)精度。工作方式2就是針對(duì)這個(gè)問題而設(shè)置的，它具有自動(dòng)重裝載功能，即自動(dòng)加載計(jì)數(shù)初值，所以也有的文獻(xiàn)稱之為自動(dòng)重加載工作方式。在這種工作方式下，16位計(jì)數(shù)器分為兩部分，即以TL0為計(jì)數(shù)器，以TH0作為預(yù)置寄存器，初始化時(shí)把計(jì)數(shù)初值分別加載至TL0和T

26、H0中，當(dāng)計(jì)數(shù)溢出時(shí)，不再像工作方式0和工作方式1那樣需要“人工干預(yù)”，由軟件重新賦值，而是由預(yù)置寄存器TH以硬件方法自動(dòng)給計(jì)數(shù)器TL0重新加載。程序初始化時(shí)，給TL0和TH0同時(shí)賦以初值，當(dāng)TL0計(jì)數(shù)溢出時(shí)，置位TF0的同時(shí)把預(yù)置寄存器TH0中的初值加載給TL0，TL0重新計(jì)數(shù)。如此反復(fù)，這樣省去了程序不斷需給計(jì)數(shù)器賦值的麻煩，而且計(jì)數(shù)準(zhǔn)確度也提高了。但這種工作方式也有不利的一面，就是這樣一來的計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)只有8位，計(jì)數(shù)值有限，最大只能到255.所以這種工作方式很適合于那些重復(fù)計(jì)數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)合。4.工作方式3當(dāng)M1M0=11時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器處于工作方式3.在工作方式3模式下，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和定

27、時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的工作方式不同，下面我們分別討論。在工作方式3模式下，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0被拆成兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器TL0和TH0.其中TL0既可以作為計(jì)數(shù)器使用，也可以作為定時(shí)器使用，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的各控制位和引腳符號(hào)全歸它使用，其功能和操作與工作方式0或工作方式1完全相同。TH0就沒有那么多“資源”可利用了，只能作為簡單的定時(shí)器使用，而且由于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的控制位已被TL0占用，因此只能借用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的控制位TR1和TF1，也就是以計(jì)數(shù)溢出去置位TF1，TR1則負(fù)責(zé)控制TH0定時(shí)的啟動(dòng)和停止。由于TL0既能作為定時(shí)器也能作為計(jì)數(shù)器使用，而TH0只能作定時(shí)器使用而不能作計(jì)數(shù)器使用，因此在

28、工作方式3模式下，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0可以構(gòu)成兩個(gè)定時(shí)器或者一個(gè)定時(shí)器和一個(gè)計(jì)數(shù)器。如果定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0工作于工作方式3，那么定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的工作方式就不可避免的受到一定的限制，因?yàn)樽约旱囊恍┛刂莆灰驯欢〞r(shí)器/計(jì)數(shù)器借用，只能工作在工作方式0、工作方式1和工作方式2下。在這種情況下，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1通常作為串行口的波特率發(fā)生器使用，以確定串行通信的速率，因?yàn)橐褯]有TF1被定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0借用了，只能把計(jì)數(shù)溢出直接送給串行口。當(dāng)作波特率發(fā)生器使用時(shí)，只需設(shè)置好工作方式，即可自動(dòng)運(yùn)行。如果停止它的工作，需送入一個(gè)把它設(shè)置為工作方式3的方式控制字即可，這是因?yàn)槎〞r(shí)器/計(jì)數(shù)器本身就不能工作在工作方式3，如硬把它設(shè)置為工作方式5，自然會(huì)停止工作。6、自動(dòng)變速器電磁閥工作介紹1.電磁閥介紹 電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很