隧道式智能洗车 过程控制毕业设计0516.doc

北京联合大学 毕业设计 摘 要国内汽车美容行业蕴含着广阔的市场前景，本文以隧道式智能洗车系统为对象，主要进行自动洗车过程控制系统的设计与研制。首先，在进行充分调研和系统功能需求分析的基础上，完成了隧道式洗车控制系统的总体方案设计。系统由单片机、电机、传感器、液压阀等部件组成。为解决北方冬天气温低导致的洗车系统不能正常工作的问题，本设计特别增加了洗车房内温度检测和升温功能，以便在冬季低温时洗车房仍可运行。其次，完成了系统的硬件设计和软件设计。硬件设计包括所有元器件的选型和电路设计。软件设计包括控制洗车过程的所有程序，如温度检测、键盘扫描、中断处理等。最后，为验证设计的正确性，搭建了洗车模拟系统并进行了调试。模拟系统包括单片机最小系统板，控制板，洗车房模拟板和折叠板。经过软件和硬件的综合调试，模拟系统能够实现洗车过程的自动化。关键词：单片机 隧道式智能洗车 过程控制IIAbstractNowadays car beauty industry has a widely market prospect in domestic, then on the base of tunnel type car wash system, a automatic car wash process control system is researched and developmented in this paper. Firstly, after full literature search and analysis on systems function demands, the overall scheme of tunnel type car wash system is designed. The system is composed of micro-control unit (MCU), motors, sensors, hydraulic valves,etc. The problem that car wash system can not work in the winter due to the lower tempreture is considered, thus the special function of tempreture testing and increasing is add to the system.Secondly, hardware design and software design are finished. The hardware work includes choosing componets and devices, as well as designing circuits. The software work includes writing all programs used to control car wash process, such as tempreture testing, keyboard scanning, interrupt handling, etc. Lastly, to verify the design, a car wash simulation sytem is set up and debugged. The simualtion system includes a MCU least system board, a control board, car wash room simulation board and a fold board. The results of combined debugging between hardware and software prove the system can realize automatic control on car washing process.Keywords: MCU, tunnel type car wash, process control目 录摘 要IAbstractII引 言- 1 -1 隧道式智能洗车控制系统总体设计- 3 -1.1 系统功能设计- 3 -1.2 隧道式智能洗车控制系统概述- 3 -2 隧道式智能洗车控制系统的硬件设计- 5 -2.1 系统元器件选型及电路设计- 5 -2.1.1 单片机的选择- 5 -2.1.2 液位检测模块的设计- 5 -2.1.3 温度检测模块的设计- 6 -2.1.4 液压阀控制电路的设计- 8 -2.1.5 指示灯电路的设计- 9 -2.1.6 车到位检测电路的设计- 9 -2.1.7 烘干机控制电路的设计- 9 -2.1.8 洗车刷电机正反转控制电路的设计- 10 -2.1.9 急停电路的设计- 11 -2.2 隧道式智能洗车控制系统的主要板块设计- 12 -2.2.1 最小系统板- 12 -2.2.2 控制板- 12 -2.2.3 洗车房模拟板- 13 -2.2.4 折叠板- 14 -2.3 智能洗车系统元件清单- 15 -2.4 AT89S52单片机I/O端口分配- 15 -3 隧道式智能洗车控制系统的软件设计- 17 -3.1 程序总体设计- 17 -3.1.1 程序结构图- 17 -3.1.2 主程序设计- 18 -3.1.3 自动运行子程序设计- 19 -3.1.4 外部中断0子程序设计- 21 -3.1.5 定时器T0中断子程序设计- 21 -3.1.6 键盘扫描子程序设计- 22 -3.1.7 AD转换子程序设计- 23 -3.1.8 车到位检测子程序设计- 23 -3.1.9 加温子程序设计- 24 -4 隧道式智能洗车系统调试- 25 -4.1 硬件调试- 25 -4.1.1 硬件调试内容- 25 -4.1.2 调试方法- 25 -4.2 软件调试- 26 -4.3 软硬件综合调试- 26 -4.4 系统调试过程中遇到的问题- 27 -结 论- 28 -致 谢- 29 -参考文献- 30 - 30 -引 言我国“自动化洗车系统”制造业发展历程才20多年，还处于成长初期，众多品牌基本处于尝试阶段，网络建设的规范化程度、稳定性也不高。众多企业管理、控制、技术、服务能力不强，非常成功且具备真正意义上的领导品牌还没有成长起来。时至今日没有一家洗车机制造企业能够在汽车后市场行业中取得绝对的优势。目前国内自动化洗车设备制造公司，具备一定影响力的26家（注：上海9家，北京5家，浙江3家，江苏4家，淄博3家，西安1家，厦门1家）。随着近年来汽车工业的高速发展，市场对于自动化洗车设备的需求量呈逐年增长趋势，据统计国内经营汽车后市场商家达到30多万家，其中经营洗车项目的就达到十几万家。整个行业产品属性无任何差别化，产品特性主要集中在几类，隧道式、往复式、龙门式、相对而言，仿制性较强，技术壁垒弱，所以竞争角逐的范围呈现出当地性与区域性。随着我国汽车工业的飞速发展和人民生活水平的不断提高，中国已成为全球最大的汽车市场，据专家预测，未来的5-15年中，中国汽车保有量将增长4-6倍。汽车拥有量不断的增加就为汽车服务后市场带来了不可估量的财富。据国家统计局显示，2010年末全国民用汽车保有量为10619万辆，比上年末增长21.8%。现在您应该了解未来汽车服务后市场潜在的巨大商机，那么有一种产品可以让您轻松赢取汽车服务后市场所带来的巨大利润。曾作为身份地位象征的汽车，现已成为人们的代步工具，与之相配套的汽车服务市场必将成为未来中国新的经济增长点。投资汽车清洗及美容服务护理也日益成为一个极具潜力的新兴投资项目。 市场前景：由于汽车数量的日益增长以及人们对汽车观念的改变，今后的驾驶者与以往相比，其观念也将从以修车为主转变为护理为主，汽车保养护理的好，将会提高汽车的工作性能并延长汽车的使用寿命；因此汽车美容行业必将因其所蕴含的巨大利润和广阔的市场前景从而成为今后的投资点之一。市场现状：目前我国都市的大多数洗车站都是只能简单的擦洗或用高压水龙头冲洗或是手工洗车为主（水桶加抹布），没有自动清洗和打蜡设备，没有污水和污泥设备，洗车用水不能循环使用，从而耗费了大量城市原本就紧缺的水资源，污水漫流造成的环境污染也影响了都市的良好市容。这些洗车站点大多没有专业的汽车美容技师，无法对车辆进行科学、细致、全面的保养和护理服务，有些错误的洗车方法甚至会对汽车的漆面造成严重的损伤。传统的手工洗车方式，时间长，耗水量大，污染严重，与城市管理规划和高速发展的洗车需求不符。 代表时代发展的高科技产品全自动电脑洗车机应运而生，将代替传统的洗车方式，该设备造型美观、用水量小、洗车速度、高效节能、环保无污染并具有多种功能选择，是广大洗车业的最佳选择。因此建立一个环保型的以全自动电脑洗车机为龙头的综合型汽车美容保养护理中心，将会给都市的大量车辆带来优质、专业、高效的美容保养和护理服务，同时也将促进都市汽车服务的进一步发展。 目前市场：隧道式洗车机为龙门式洗车机的换代产品，也是目前国际市场的主流机型，其特点为：1) 全自动机清洗作业，降低企业人力资源运营成本，减少开支。2) 洗车速度快。3) 洗车成本低。4) 环保节约。5) 能耗低、噪声小和洗车快。隧道式洗车机可以再另行增加其他配置，如烘干加温系统、高压水刀系统和底盘清洗系统等。适用于洗车业务量大，经济实力雄厚的企业或洗车专营店。本项目是研究隧道式智能洗车控制系统。目前国内的洗车之类的汽车基础服务一直处于落后的人工原始状态，鉴于此，开发我们自主创新的隧道式洗车房很有市场价值。隧道式智能洗车控制系统的控制通过单片机实现，由电机、传感器、液压阀（洗车液和洗车水）等主要执行部件完成洗车过程。由传感器获得检测信号，通过单片机控制电机的启动、停止和正转、反转，实现洗车过程自动运行。1 隧道式智能洗车控制系统总体设计1.1 系统功能设计隧道式洗车设备运行过程概述：汽车进入洗车房到位，当温度检测低于5时，烘干机给洗车房加温后，洗车液和洗车水液压阀开启，向汽车喷射洗车液和水5s，然后洗车刷移位电机和自转电机启动，洗车刷从左向右运动，到达右侧限位开关后停止，洗车液供给阀关闭；经过延时，移位电机和自转电机的运转方向均改变，洗车刷由右向左运动，到达左侧限位开关后，移位电机和自转电机停止，此时水供给阀关闭，洗车完毕，汽车开出洗车房。由传感器对洗车液的液位进行实时检测，当液位处于储液罐的底部时，产生报警信号。1.2 隧道式智能洗车控制系统概述系统方案设计框图，如图1-1所示。5V电源单片机自转电机及驱动限位开关移位电机及驱动供水液压阀车到位传感器供液液压阀温度传感器烘干机和加热丝光电传感器指示灯4个按键图1-1 系统功能框图系统功能框图介绍：限位开关：即行程开关，为控制移位电机和自转电机的正反转开关。车到位传感器：为接近传感器，用于车到位的检测。温度传感器：用于给洗车房加温。当温度检测低于5时，烘干机给洗车房加温，主要为了解决冬季洗车的困难。液位传感器：为光电传感器，用于检测液位高度。按键：启动按钮和急停按钮，用于启停系统。电机：有自转电机和移位电机，为洗车刷的动力核心。指示灯：共4个，低液位报警灯和急停报警灯，会在报警后点亮；到位灯会指示车辆的前进和停止。本系统的硬件由四个模块实现，包括最小系统板，洗车模拟板，控制板，折叠板，各板设计如下：1) 最小系统板：为本系统的控制核心，市场上可直接买到。2) 洗车模拟板：直观形象的将各执行元件布局，如：限位开关，移位电机，自转电机，液压阀，车到位传感器，车到位指示灯，烘干机等，方便观看整个系统的运行。3) 控制板：为连接单片机最小系统和模拟板得中间板（纽带），单片机I/O口高低电平控制控制板上光耦，最终实现控制电机的正反转等。4) 折叠板：板上布置有按钮，指示灯，温度传感器等。折叠板是出于缩小整体硬件而设计的，此板处于模拟板和控制板的中间层，折叠后可方便携带。隧道式洗车房模拟板(包括主控核心板)，整块板完全是由模拟现实的洗车房的执行元件组成。核心板位于模拟板的下方，与控制板处在同一层上。整体构架是模拟板，折叠板，控制板三层组成，除单片机最小系统板外其余板都需要手工焊接搭建。2 隧道式智能洗车控制系统的硬件设计2.1 系统元器件选型及电路设计2.1.1 单片机的选择选择AT89s52单片机最小系统，方便直接给AT89s52下载程序及之后的调试，用8位单片机的IO端口完全可以完成整个系统的控制。本系统电源由最小系统电源提供。2.1.2 液位检测模块的设计液位检测有两种方案供选择：1) 液位传感器检测方式：在电路设计中液位传感器需要加AD转换，才可实现模拟量转换为数字量，但考虑到液位检测不需精确，只需要一个脉冲告警即可，加之AD转换需要软硬件的设计和编程，增加了系统的难度。2) 光电传感器检测方式：当液位下降到一定高度时，浮子挡住传感器的光束，立刻触发中断，报警，红色指示灯点亮。方案对比如表2-1所示。表2-1模拟量/数字量转换与光电传感器检测方案对比检测方法精确度实物安装成本预算方法一：液位传感器检测可以很精确的显示液位的高低状况简单固定液位传感器+AD转换器+数码显示共80元方法二：光电传感器检测可以在低液位时发出报警，需在洗车液容器上装连通器和浮子光电对射传感器8元基于以上原因，液位检测选择光电传感器检测方式可以节省成本。因此本系统选用光电对射传感器作为液位检测的检测传感器。通电后的液位传感器的信号端为高电平，当洗车液连通器内的浮子遮挡传感器时，表明洗车液量不足，传感器发出低电平信号，此时报警灯闪烁。液位检测电路如图2-1所示。图2-1 液位检测与指示电路2.1.3 温度检测模块的设计温度传感器选择热敏电阻，系统选择MZ2型热敏电阻。其优点有：成本低，反应灵敏，体积小。选用热敏电阻还需要选择AD转换芯片，选择目标有的ADC0809和ADC0804，以下进行对比，如表2-2所示。表2-2 ADC0809和ADC0804对比ADC0809ADC0804性能参数1. 8路输入通道，8位AD转换器，即分辨率为8位。2. 转换时间为100s(时钟为640kHz时)，130s（时钟为500kHz时）。3. 单个5V电源供电。4. 模拟输入电压范围05V，不需零点和满刻度校准。5. 工作温度范围为-4085摄氏度。6. 低功耗，约15mW。1. 1路输入通道，8位AD转换器，即分辨率为8位。2. 转换时间为100s(时钟为640kHz时)，130s（时钟为500kHz时）。3. 单个5V电源供电。4. 模拟输入电压范围05V，不需零点和满刻度校准。5. 工作温度范围为-4085摄氏度。6. 低功耗，约15mW。价格22元13元从列表中可以明确看出ADC0809与ADC0804 的区别在于AD转换的通道数，本系统用单路AD转换即可，综上ADC0804 的性价比较高，所以本系统选择ADC0804做AD转换芯片。ADC0804主要电气特性如下：1) 工作电压：5V，即VCC5V。2) 模拟输入电压范围：05V，即0Vin5V。3) 分辨率：8位，即分辨率为1/28=1/256，转换值介于0255之间。4) 转换时间：100us（fCK640KHz时）。5) 转换误差：±1LSB。6) 参考电压：2.5V，即Vref2.5V。ADC0804管脚定义如图2-2。图2-2 ADC0804硬件管脚定义ADC0804连接电路如图2-3。图中的可调电阻模拟半导体温度传感器。时钟信号由RC电路提供，频率计算方式是：f1/(1.1×R×C)。若以图2-3的R10K、C150PF为例，则内部的转换频率是：f1/（1.1×10 K×150PF）606KHz更换不同的R、C值，会有不同的转换频率，而且频率愈高代表速度愈快。但是需要注意R、C的组合，务必使频率范围是在100KHz1460KHz之间。图2-3 ADC0804连接电路2.1.4 液压阀控制电路的设计通过控制单片机I/O口的高低电平，可以实现控制液压阀的开闭，电路原理是通过控制光耦将两侧的电源隔离，被控端接DC+5V继电器，来控制液压阀。当P15给低电平时通过光耦使继电器吸合，+5V电流通过液压阀线圈，使液压阀打开，同时指示灯点亮。如图2-4所示。图2-4 液压阀控制电路2.1.5 指示灯电路的设计将LED的负极接入单片机I/O口，正极接1K的上拉电阻到+5V即可。图2-5为指示灯电路。图2-5 指示灯电路2.1.6 车到位检测电路的设计车到位检测使用红外线接近传感器来实现，当有车身接近时，D2发出的红外线由于物体遮挡而反射回来被红外接收管Q2接收，此时传感器信号由高电平转为低电平，并产生持续信号，传给单片机P05口，此时车到位。原理图如图2-6所示。图2-6 车到位传感器电路2.1.7 烘干机控制电路的设计电路选用光耦将控制端与被控端隔离，烘干机与电加温丝并联，方便给洗车间加温。当P14给低电平时通过光耦使继电器吸合，+5V电流流入烘干机，烘干机启动。继电器选一组常开触点的即可，风机转子相当于一个线圈，在电路设计中需要加续流二极管做电路保护。烘干机电路如图2-7所示。图2-7 烘干机控制电路2.1.8 洗车刷电机正反转控制电路的设计控制电机正反转的基本原理：是控制流过电机电流的方向，当电流从红色导线流入是电机假设是正转，当电流从黑色导线流入为电机反转。利用这一原理，本系统设计利用有两组常开触点的继电器作为控制电流流向的元件，控制正转一组电路，控制反转一组电路，如图2-8。在编程中一定注意，决对不能给控制同一个电机正反转的I/O口同时低电平，这样会导致控制电机正反转的两个继电器同时吸合，由电路原理图知，电源短路。图2-8 洗车刷电机正反转控制电路2.1.9 急停电路的设计本系统设有急停电路。为保证洗车过程的安全性，当洗车设备运行时遇到特殊情况时，可直接按下紧急停止按钮使设备急停。急停按键S0接入单片机P3.2口，此时面板上的控制灯P1点亮。当需要启动时，按下启动按钮，洗车重新开始。考虑到整个洗车过程仅只几分钟时间，没有必要专门还原原始状态，可直接重新开始。如图2-9所示。图2-9 急停电路2.2 隧道式智能洗车控制系统的主要板块设计隧道式智能洗车控制系统硬件包括四大部分：最小系统板，控制板，洗车房模拟板，折叠板。2.2.1 最小系统板最小系统板市场上直接买到，有下载软件可直接下载程序，并可控制I/O口，将I/O分配完后，就可直接接排线，控制执行设备。最小系统如图2-10所示。图2-10 最小系统2.2.2 控制板控制板为连接单片机最小系统和模拟板的中间板（纽带），上面布局有+5V继电器，TLP-2光耦，电阻，ADC0804模数转换芯片等按照原理图连接组成，单片机IO口高低电平控制控制板上光耦，最终实现控制电机的正反转等。控制板布局如图2-11所示。图2-11 控制板布局图2.2.3 洗车房模拟板洗车房模拟板布置了各执行元件，包括：自转电机，移位电机，液压阀模拟灯，行程开关，液位传感器，车到位传感器模拟开关，烘干机，电热丝模拟灯等。运行时需要手动按下传感器和行程开关。模拟板上的某些执行件选择用开关和LED灯模拟，如：1) 液压阀用LED灯做模拟；2) 车到位的传感器选用了带锁的开关来模拟传感器发出持续信号；3) 用LED灯代替加温丝；4) 选用电位器模拟温度传感器；5) 电加温丝用红色LED代替。洗车房模拟板上元器件的位置仿照洗车房的实际位置进行设计，很形象直观的呈现了整个洗车房的布局，如图2-12所示。图2-12 洗车房模拟板模拟板上接口说明如下：1) 行程开关12) 行程开关23) 车到位4) 液位检测5) 空6) 空7) +5V8) GND9) 自转电机110) 自转电机211) 移位电机112) 移位电机213) 洗车水14) 洗车液15) 烘干风机16) 车行绿灯2.2.4 折叠板折叠板，即折叠控制板上布置了系统启动按键，急停按键，急停报警灯，低液位报警灯，和温度模拟电位器等。设计初衷是为了在整个小型的模型上充分利用空间，减小模型体积，方便携带。在整体布局上看似乎有些像个小孩的脸蛋。折叠板布局如图2-13所示。图2-13 折叠板面板上接口说明如下：1) 故障灯低液位灯2) 急停按键3) 温度传感器（电位器）4) 程序按钮5) +5V6) GND2.3 系统元件清单系统元件清单如表2-3所示。表2-3 隧道式智能洗车控制系统元件清单序号材料/器件型号/规格数量单价(元)作用1单片机最小系统AT89S52160芯片2芯片架子8针20.5支撑作用3开关带自锁20.6代替接近传感器4点动按钮Omron b3f20.5开关6排线8线52连接作用7直流电机MOTMRDC5.9V25控制洗车刷电机8风机带风扇叶MOTMRDC5V18烘干机9LED指示灯AD16-22D/S80.4指示作用10铜柱10cm50.4支撑11电位器10K12调节模拟量12行程开关RENEW 5A250AC20.5开关量13光电传感器DC5V15产生脉冲跳变14电阻200101限流15电阻470101限流16电阻100101限流17二极管414850.2续流二极管18螺母和螺丝M3100.2连接作用19光电耦合器TLP521-236传输电信号20插针50pin20.5连接作用21电容RAD0.2 30PF50.3充放电22继电器12VHK19F DC44控制电机正反转23万能板13*8cm20.8支撑24AD转换器ADC0804112AD转换2.4 AT89S52单片机I/O端口分配I/O端口分配如表2-4所示。表2-4 I/O端口分配地址执行件功能P0.0B1移位电机左限位P0.1B2移位电机右限位P0.2B3车到位检测P0.3YW液位检测P0.4P1指示车停-红灯亮P0.5全部悬空P0.6P0.7P2.0D0D0P2.1D1D1P2.2D2D2P2.3D3D3P2.4D4D4P2.5D5D5P2.6D6D6P2.7D7D7P1.0M1自转电机1P1.1M1自转电机2P1.2M2移位电机1P1.3M2移位电机2P1.4M3供水液压阀P1.5M4供洗车液液压阀P1.6M5 & P5供干燥吹风机 & 加温丝指示灯亮P1.7P2指示车行-绿灯亮P3.0P3故障急停指示灯P3.1P4洗车液低位报警灯P3.2S2急停按扭中断接入(INT0)P3.3INTRINTRP3.4S1洗车程序运行P3.5CSCSP3.6RDRDP3.7WRWR3 隧道式智能洗车控制系统的软件设计3.1 程序总体设计隧道式洗车设备运行过程概述：汽车进入洗车房到位后，洗车液和水的供给阀开启，向汽车喷射洗车液和水5s；然后洗车刷驱动电机M1和M2开启，洗车刷从左向右运动，到达右侧限位开关后M2停止，洗车液供给阀M4关闭；经过延时，电机M1和M2的运转方向均改变，洗车刷由右向左运动，到达左侧限位开关后电机M1和M2停止，此时水供给阀M3关闭，洗车完毕，汽车开出洗车房。洗车自动控制过程：汽车进入洗车房，当光电传感器B3检测到遮挡信号，则指示灯P4点亮（红色），此时汽车停止前进，洗车过程开始；按下启动按钮S2，温度传感器先感应温度，当气温低于5时，烘干机自动给车表面加温5s，阀M4和M3开始向汽车喷射洗车液和水； 经过5秒钟延时，电机M1和M2启动，洗车刷动作，当洗车刷到达限位开关B2后电机M2停止；经过3秒钟延时，洗车液供给阀M4关闭，电机M1和M2的旋转方向均改变，直到达到限位开关B1后M1、M2停止，洗车水供给阀M3关闭，固定在洗车刷顶部的干燥机M5和加温丝开启。经过3s延时，洗车刷M2向前向后移动，汽车表面烘干，此时洗车和干燥过程完成。绿灯亮，表明车可以开出。 当传感器B3和B4未检测到信号，则洗车房准备好清洗另一辆汽车。指示灯P5点亮(绿色) ，可将汽车移入洗车房开始新一轮的洗车过程。3.1.1 程序结构图程序结构图如图3-1所示。主函数（分别调用）定时器中断0子程序外部中断0子程序定时器/中断初始子程序端口初始化子程序车到位子程序自动运行子程序图3-1 程序结构图主程序根据各种状态分别调用端口初始化子程序，定时器/中断初始化子程序，AD转换，车到位子程序，外部中断0子程序，定时器中断0子程序，及键盘扫描子程序，再经过模式选择子程序，分为低温和常温模式，低温模式先给洗车房内加温，再自动运行；常温模式直接自动运行。3.1.2 主程序设计主程序流程图如图3-2所示。开始自动运行子程序端口初始化定时器/中断初始化子程序调用车到位子程序图3-2 主程序流程图主程序流程图：在端口初始化程序中，给各端口初始值置1，P0口有3位悬空，故P0=0x1f;。定时器/中断初始化主程序中分别用到了定时器T0,外部中断0，外部中断1，主程序调用车到位子程序，再调用自动运行子程序，之后等待下一次的洗车。具体程序见附件4。3.1.3 自动运行子程序设计自动运行子程序流程图，如图3-3所示。自动运行子程序：汽车进入洗车房，当光电传感器B3检测到遮挡信号，则指示灯P4点亮（红色），此时汽车停止前进，洗车过程开始；按下启动按钮S2，温度传感器先感应温度，当气温低于5时，烘干机自动给车表面加温5s，阀M4和M3开始向汽车喷射洗车液和水； 经过5s秒钟延时，电机M1和M2启动，洗车刷动作，当洗车刷到达限位开关B2后电机M2停止；经过3s秒钟延时，洗车液供给阀M4关闭，电机M1和M2的旋转方向均改变，直到达到限位开关B1后M1、M2停止，洗车水供给阀M3关闭，固定在洗车刷顶部的干燥机M5和加温丝开启。经过3s延时，洗车刷M2向前向后移动，汽车表面烘干，此时洗车和干燥过程完成。绿灯亮，表明车可以开出。具体程序见附件4。NYYYM5停止，绿灯亮，总开关S1M1M2 M3停，M5启动M4关闭，M1M2换转向延时3sM2停M1M2启动延时5SM3M4启动B1到？B2到延时5s返回NNN模式选择加热子程序常温低温开始低液位灯点亮扫描液位检测Y图3-3 自动运行子程序3.1.4 外部中断0子程序设计外部中断0子程序如图3-4所示。开始暂停所有执行件，红灯亮返回图3-4 外部中断0子程序外部中断0子程序：直接可以暂停任何运行状态下的系统，当需要再次启动时，按启动按键即可。具体程序见附件4。3.1.5 定时器T0中断子程序设计定时器T0中断子程序如图3-5所示。图3-5 定时器T0中断子程序定时器T0子程序：运用在需要执行设备延时的部分，延时时间由参数决定。时间常数的计算：晶体振荡频率12MHz，定时基数50ms，则机器周期为12/12000000=0.000001s，设置初值为X，65536-X=（0.05/0.000001）=50000，X=65536-50000=15536=3CB0H，则初值(TH0)=3CH，(TL0)=0B0H。3CB0H为延时50ms时间值，循环20次，为1s延时。具体程序见附件4。3.1.6 键盘扫描子程序设计键盘扫描子程序如图3-6所示。YY返回端口值读端口值延时消抖返回零值读端口值返回端口低电平端口低电平NN开始图3-6 键盘扫描子程序键盘扫描子程序：由于电路内部原因，很多时候会有干扰，导致系统错误运行，为了防止干扰，采用软件延时消抖。具体程序见附件4。3.1.7 AD转换子程序设计AD转换子程序如图3-7所示。开始启动8位AD转换读高4位读低4位AD是否转换完？YN返回标志位图3-7 AD转换子程序AD转换子程序：将模拟量（温度）转换为数字量，通过控制各功能引脚的电平，读出端口值，并将值返回给主程序中。具体程序见附件4。3.1.8 车到位检测子程序设计车到位子程序如图3-8所示。开始绿的灭，红灯亮传感器B3=0？NY返回标志位图3-8 车到位子程序车到位子程序：当未检测有车辆到位信号，按启动键，设备不启动，只有车到位后，此时可以启动。增加了系统的安全系数。具体程序见附件4。3.1.9 加温子程序设计加温子程序如图3-9所示。开始启动M5和加热丝停止M5和加热丝延时返回图3-9 加温子程序加温子程序：在冬季，车开到位后洗车设备启动烘干机M5和加热丝给车辆和洗车房加温，延时一段时间后，关闭停止烘干机M5和加热丝，完成洗车房的加温过程。具体程序见附件4。4 隧道式智能洗车系统调试4.1 硬件调试4.1.1 硬件调试内容根据电路原理图，在面包板上搭建电路，通电源后,分别进行对开关部分、指示灯部分、电机正反转、烘干机部分的调试以及总体调试。4.1.2 调试方法搭建电路：在加电前,先用万用表等工具,按图纸仔细核对面包板线路是否正确,并对元器件的安装、型号、规格等进行仔细检查。通电调试：核实电源的正负极后，给电，电路运行正常。当没有出现预期的效果时，可按照原理图用万用表测量不同结点的电压，查明错误的位置后，改正电路。具体方法如下：1) 指示灯部分调试：准备元件电阻、光耦、发光二极管，搭建线路，脱机检查，无问题后，通电观察，指示灯正常点亮。2) 风扇部分调试：准备元件电阻、二极管、光耦、两个常开触点继电器、风扇，搭建电路，断电用万用表检查电源、各元件、连接线路是否正确，无误后，通电。通电后发现风扇不转，在通电的情况下，用万用表检测电源各段电路是否有电流通过，经检测，光耦处无电流通过，光耦被击穿，电阻过小，更换合适电阻和光耦后，风扇正常运行。3) 电机部分调试：准备元件：电阻、二极管、光耦、继电器、电机，搭建电路，用万用表检查整个线路连接是否正确，无误后，通电。通电后发现电机不能反转，经检测，继电器选型错误，应选择有两个常开触点的继电器控制，实现电机的正反转控制，更换继电器后，电机的正反转得到实现。4) P0口做输出时，需要接上拉电阻，从节约成本的角度看，在设计中不选P0口作为控制外设执行元件的端口。4.2 软件调试运用仿真系统调试，常用调试方法：单步运行调试，跟踪运行调试，全速运行至光标处调试，全速连续运行调试，设置断点调试，自动单步运行调试。1) 运用仿真系统调试简单程序结构、分支程序结构、循环程序结构、子程序结构和中断结构的关键在于如何将对程序的分析理解和开发系统提供的基本功能有机地结合起来，其前提条件是必须对源程序的作用、结构特点、运行过程与结果有较全面的认识，并能根据程序运行过程中出现的现象和结果分析并判断产生各种故障现象的原因，再运用排除法逐一检验各种判断是否准确。2) 在掌握程序结构特点的基础上，合理选择观测点，通过观察在观测点处参数及路径的变化检验程序运行的结果。3) 为提高调试程序的效率，应对单片机开发系统所提供的几种程序运行调试方式有足够的了解并能熟练地运用。例如在调试过程中，若要观察最终结果时，可选择全速运行调试；若要观察相关指令的运行结果或运行路径的变化过程时，可选择单步运行；若要检查子程序的运行过程时，可选择跟踪运行调试；若要检查循环程序或中断服务程序时，可选择断点运行调试；若要定点检查程序运行到某处的结果时，可选择快速运行到光标处调试。但实际中究竟选用哪种方法更适宜或哪几种方法结合使用更快捷将随着分析能力与操作的熟练程度逐步提高。4) 编制程序和调试程序时，需要多次反复的过程，并非一次就能排除全部故障，特别是单片机应用系统的硬件电路和汇编程序相结合的综合调试就更加复杂。因此，必须通过反复调试，不断修改硬件和软件，直到最终符合设计要求为止。如果在调试中能够根据实验现象预先