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编号：
CP-51-2021-026
设计简介：
本设计是基于单片机的加油机系统，主要实现以下功能：
- LCD12864显示当前加油机（92和95型号）油量
- 可通过按键设置当前单价（RMB/L）
- 可进行加油时计算已加油量以及总价
- 当前油量小于50L时，蜂鸣器报警
标签：51单片机、LCD12864、超声波测距模块
题目扩展：汽油机、汽油测量
中控部分概述
中控部分以STC89C52单片机为核心控制器，扮演着整个加油机系统的“大脑”角色。它负责接收来自输入部分的各种数据，包括温度值、超声波测距结果、用户通过独立按键输入的指令等。单片机内部对这些数据进行处理，根据预设的逻辑和算法，产生相应的控制信号，并发送给输出部分，以实现加油量的计算、显示、加油操作的控制以及报警提示等功能。STC89C52单片机的高效处理和稳定性能确保了整个加油机系统的稳定运行和精确控制。
输入部分概述
输入部分由四个关键模块组成：
- DS18B20温度检测模块：用于实时检测当前环境的温度值，这个温度数据被用作超声波测距模块的温度补偿，以提高测距的精确度。
- 超声波测距模块：通过发射和接收超声波信号，计算当前油箱中的剩余油量。这一模块是加油量计算和显示的重要依据。
- 独立按键：提供用户交互界面，用户可以通过三个独立按键切换显示界面、设置油价阈值等操作，增强了系统的灵活性和用户友好性。
- 供电电路：为整个加油机系统提供稳定可靠的电源，确保所有模块的正常工作。
输出部分概述
输出部分由三个主要模块构成：
- LCD1602显示模块：用于实时显示当前剩余油量、加油量、单价、总价等关键信息，使用户能够直观了解加油情况。
- 继电器控制加油电机：当用户按下特定按键时，继电器闭合，启动加油电机进行加油操作。这一模块实现了加油量的精确控制和加油过程的自动化。
- 蜂鸣器：当油箱剩余油位距离低于预设的安全阈值（如50cm）时，蜂鸣器发出报警声，提醒用户及时加油，避免油量不足导致的运行问题。这一模块增强了系统的安全性和可靠性。
5 仿真调试
5.1 仿真总体设计
如下图5.1所示为仿真总体设计，其中包括单片机的最小系统，LCD1602显示屏、测温模块、独立按键调整、蜂鸣器报警、超声波测距（92测量）、超声波测距（95测量）、继电器（加油）。其中，单片机最小系统包括主芯片STC89C52、外部晶振电路和外部复位电路；显示模块采用LCD12864显示余量、加油量、单价、总价、修改油价等；测温模块采用DS18B20检测温度，用于给超声波温度补偿；三个独立按键，设置键用于切换界面，加减键用于设置温度阈值、设置定时时间、切换92/95或加油；蜂鸣器在距离小于设置的距离时，报警提醒；超声波测距（92测量）用于测量92余量；超声波测距（95测量）用于测量95余量；继电器模块用于模拟加油。
图5.1 仿真总体设计
5.2 加92油仿真测试
如图5.2所示，显示初始的92余量、加油量、单价、总价。通过“加油”键开始进行加油，期间，可通过超声波（92测量）的“+”键进行加油，显示屏中的“92余量”、“加油量”由此改变，而总价等于加油量*单价。此外，继电器处于闭合状态，模拟加油操作。如图5.3所示为加油后的92余量、加油量、单价、总价。
图5.2 92初始仿真测试图
图5.3 92加油仿真测试图
5.3 加95油仿真测试
如图5.4所示，显示初始的95余量、加油量、单价、总价。通过“加油”键开始进行加油，期间，可通过超声波（95测量）的“+”键进行加油，显示屏中的“95余量”、“加油量”由此改变，而总价等于加油量*单价。此外，继电器处于闭合状态，模拟加油操作。如图5.5所示为加油后的95余量、加油量、单价、总价。
图5.4 显示95初始仿真测试图
图5.5 95加油仿真测试图
5.4 调整油价仿真测试
如图5.6所示，在界面0状态下，显示屏显示余量、加油量、单价、总价。在界面0向界面1切换时，可以通过按键设置模块中的“设置”键来完成。另外，如图5.7所示，也可以通过设置键中的“加”键和“减”键修改“修改92油价”的值，如图5.8、5.9所示，再次按下“设置”按键，可通过“加”键和“减”键修改“修改95油价”的值。
图5.6 92初始油价仿真测试图
图5.7 调整后92油价仿真测试图
图5.8 95初始油价仿真测试图
图5.9 调整后95油价仿真测试图
6 实物调试
6.1 实物总体设计
首先要做的是电路焊接，分为十一个模块，分别是电源模块、显示模块、单片机模块、复位电路模块、晶振电路模块、下载模块、独立按键模块、超声波测距模块、温度检测模块、继电器带动负载模块和蜂鸣器。下图6.1为焊接完整实物图：
图6.1 完整焊接实物图
6.2 加92油实物测试
如图6.2、6.3所示，接入电源，测试一切正常后，此时LCD12864显示92余量、加油量、单价、总价。按下“加油”键后，继电器闭合，绿灯亮，正在加油。若超声波测距模块测得的距离大于40，则蜂鸣器报警。
图6.2 92初始实物测试图
图6.3 92加油实物测试图
6.3 加95油实物测试
如图6-4、6-5，所示，接入电源，测试一切正常后，此时LCD12864显示95余量、加油量、单价、总价。按下“加油”键后，继电器闭合，绿灯亮，正在加油。若超声波测距模块测得的距离大于40，则蜂鸣器报警。
图6.4 95初始油量实物测试图
图6.5 95加油实物测试图
6.4 调整油价实物测试
如图6.6、6.7、6.8、6.9，显示屏显示修改92油价、修改95油价，通过按键中的“加”键和“减”键进行修改。
图6.6 92初始油价实物测试图
图6-7 调整后92油价测试图
图6.8 95初始油价测试图
图6.9 调整后95油价实物测试图
设计摘要：
本设计基于单片机的加油机系统以加油机为研究对象，该设计利用STC89C52进行时间的计数。利用流速检测模块，从而实现油的测量，在该系统中，为了使得对油量的准确测量，加入了温度补偿的功能，该系统由STC89C52为主控芯片，由流速检测模块、按键模块、LCD12864显示模块、电磁阀继电器控制模块、报警模块等组成外围电路。该系统具有较大的适应性，可以通过超声波测量油箱剩余油量，可以通过按键选择需要加不同种类的油量，对各种油进行油量计费，而且也可以通过按键调节单价，并通过LCD12864液晶屏显示邮箱剩余油量、加油量、单价以及总价。
关键词：超声波；单片机；温度补偿；测距
字数：9000+
内容预览：
目 录
1 绪 论
1.1 研究背景与课题来源
1.2 课题研究的意义和目的
1.3 课题研究的可行性
1.4 课题设计的功能简介
2 总体方案
2.1 总体方案确定
2.2 单片机部分
2.3 显示部分
3 硬件电路设计
3.1 电源电路
3.2 单片机最小系统设计
3.3 报警电路的设计
3.4 键盘电路的设计
3.5 继电器电路的设计
3.6 超声波及温度补偿电路的设计
4 系统软件设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 处理函数流程设计
4.5 显示函数流程设计
5 仿真调试
5.1 仿真总体设计
5.2 加92油仿真测试
5.3 加95油仿真测试
5.4 调整油价仿真测试
6 实物调试
6.1 实物总体设计
6.2 加92油实物测试
6.3 加95油实物测试
6.4 调整油价实物测试
7 结 论
参考文献
致 谢
