眾所周知，汽車上運動部件的潤滑是決定汽車運行工況和部件使用壽命的一個極其重要的因素。如果運動部件得不到及時和適當(dāng)?shù)臐櫥蜁荒p壞，導(dǎo)致汽車無法正常工作；而潤滑供油過量也會產(chǎn)生附加熱量，造成污染和浪費。實驗證明，周期定量供油，既可得到很好的潤滑又不會產(chǎn)生污染和浪費。傳統(tǒng)的手動潤滑無法滿足這個要求，因此設(shè)計了單片機集中潤滑系統(tǒng)。
1 智能控制器優(yōu)點
　　集中潤滑系統(tǒng)由控制器、潤滑泵、分油器、軟管、電源接線等組成^[1～3]。本文完成的是系統(tǒng)控制器部分設(shè)計。目前市場上的控制器有兩種，一種是由分列元件組成的控制器，其缺點是：(1)潤滑工作時間和休止時間固定，用戶不能根據(jù)車輛的工作環(huán)境和狀態(tài)調(diào)節(jié)供油量。(2)采用電容記憶，數(shù)據(jù)記憶時間短暫且容易丟失；另一種是由單片機構(gòu)成的智能控制器，其優(yōu)點是：(1)系統(tǒng)潤滑的工作時間和休止時間可調(diào)，用戶可根據(jù)汽車的不同潤滑要求自主設(shè)定。(2)采用鐵電存儲器，數(shù)據(jù)存儲記憶時間長，且掉電后不丟失。
2 硬件設(shè)計
　　硬件框圖如圖1所示，它由CPU、鍵盤、顯示器、報警器、晶振、存儲器、電源、繼電器、壓力開關(guān)" title="壓力開關(guān)">壓力開關(guān)等九部分組成。

2.1單片機
　　核心器件單片機選用PHILIPS公司的P87LPC768^[4]，它是一種80C51改進型CPU，有WDT(看門狗)、I2C總線、LED驅(qū)動輸出、模擬比較器、8位A/D轉(zhuǎn)換器、PWM(脈沖寬度調(diào)制器)、上電復(fù)位檢測、欠壓復(fù)位檢測等功能,20引腳封裝,可以在寬范圍的性能要求下實現(xiàn)高集成度、低成本的解決方案,指令執(zhí)行速度為標(biāo)準(zhǔn)80C51 MCU的兩倍。單片機本身的可靠性即電磁兼容特性很好，而且繼承了PHILIPS半導(dǎo)體的低功耗特性，工作溫度范圍為-40°～85℃（工業(yè)級）。P87LPC768在系統(tǒng)中的應(yīng)用如圖2所示。

　　其中：
　　(1)P0.1～P0.4接鍵盤電路，采用獨立結(jié)構(gòu)鍵盤。四個按鍵分別為設(shè)置鍵、計數(shù)增加鍵、位選擇鍵和運行鍵，用來設(shè)定潤滑工作時間和休止時間。
　　(2)P1.1（RXD）和P1.0(TXD)是顯示數(shù)據(jù)串行輸出端和時鐘輸出端。P0.7是74LS164的選擇位。顯示電路" title="顯示電路">顯示電路包括四片74LS164D（8位串入并出的移位寄存器），作為顯示接口驅(qū)動三個數(shù)碼管和四個發(fā)光管。三個數(shù)碼管用于顯示鍵盤設(shè)置的時間的個位、十位、百位，四個發(fā)光管用于顯示系統(tǒng)狀態(tài)：休息、工作、設(shè)置和運行。
　　(3)P0.0接報警指示燈，P0.5接蜂鳴器控制電路，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時發(fā)出聲光報警。
　　(4)P1.7接壓力信號電路,信號來自外部壓力開關(guān)，當(dāng)管路里面壓力低時壓力開關(guān)斷開，當(dāng)壓力高時壓力開關(guān)閉合。
　　(5)P1.6接電機控制，通過三極管導(dǎo)通或截止來控制繼電器。
　　(6)P1.4～P1.2口連接鐵電存儲器FM24CL04，使用I²C串行總線與主機通信。FM24CL04用來存儲鍵盤設(shè)定的潤滑工作時間和休止時間，并且可以記憶剩余時間。
　　(7)VDD接＋5V電源。該＋5V電源是通過電壓轉(zhuǎn)換芯片MC34063將車載12V電源進行轉(zhuǎn)換而得來。
2.2 FM24CL04鐵電存儲器
　　FM24CL04是Ramtron 公司推出的的低功耗4KB新型非易失性存儲器，串行方式工作，8引腳SOIC封裝，工作電壓范圍為2.7～3.3V，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行EEPROM兼容，但是工作電流只有75μA，比EEPROM低13倍，而編程速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比EEPROM快，極大延長了電池壽命，縮短了編程時間。它的寫入周期可高達100億次，數(shù)據(jù)可保存10年。
　　FM24CL04 用來存儲鍵盤設(shè)定的工作時間和休止時間以及當(dāng)前剩余的工作時間和休止時間，中途停機則CPU將數(shù)據(jù)自動保存，下次啟動時存儲器中數(shù)據(jù)為掉電前數(shù)據(jù)，對休止時間進行累計，以免因休止時間過長而造成潤滑不足。鐵電存儲器的應(yīng)用電路如圖3所示。

2.3 鍵盤和顯示電路
　　顯示電路主要由四片74LS164D驅(qū)動三個8段LED顯示器和四個發(fā)光二極管。74CL164D的A、B兩腳短接作為串行數(shù)據(jù)輸入端，串行輸入信號來自CPU的RXD端，CPU 的TXD腳輸出時鐘脈沖，四片74LS164D以前一片并行輸出最高位Q8連至后一片的A、B腳的方式串聯(lián)連接，且共用一個時鐘。顯示電路如圖4所示。

　　鍵盤采用獨立結(jié)構(gòu)，電路如圖5所示。鍵盤操作方法如下：(1)按下設(shè)置鍵S1，發(fā)光管D1亮，表示系統(tǒng)正處于設(shè)置狀態(tài)，同時若發(fā)光管D2亮表示設(shè)置的是休止時間，若發(fā)光管D3亮，表示設(shè)置的是工作時間。設(shè)置好休止時間（或者工作時間）后，按下運行鍵S4表示確定。再按一次設(shè)置鍵S1，則設(shè)置工作時間（或者休止時間），然后按S4鍵確定。(2)選擇鍵S3可以選擇設(shè)置的是LED數(shù)碼管的個位、十位、百位。連續(xù)按此鍵，三個數(shù)碼管逐次點亮。
　　(3)選擇好數(shù)碼管的某位，連續(xù)按下增加鍵S2，數(shù)碼管循環(huán)顯示0～9。
　　(4)設(shè)置好時間，按下運行鍵S4，發(fā)光管D4點亮，表示系統(tǒng)開始進入運行狀態(tài)。在系統(tǒng)運行中，任何時間按下設(shè)置鍵，系統(tǒng)將停止運行而進入設(shè)置狀態(tài)。
2.4 硬件抗干擾設(shè)計^[5]
　　抗干擾設(shè)計的基本原則是：抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾性能。本系統(tǒng)采用的抗干擾措施有：
　　(1)繼電器線圈增加續(xù)流二極管，消除斷開線圈時產(chǎn)生的反電動勢干擾。
　　(2)單片機的I/O口與噪聲源間加光耦隔離。
　　(3)把干擾源(電機、繼電器)遠(yuǎn)離敏感元件(單片機)。
　　(4)對單片機使用電源監(jiān)控及看門狗電路，可大幅提高整個電路的抗干擾性能。

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3 軟件設(shè)計
　　智能控制器程序采用匯編語言編寫，主程序流程圖如圖6所示。
　　工作過程說明：控制器設(shè)置的兩次休止時間間隔最長為999分鐘，工作時間最長為999秒。存儲器中休止時間每分鐘自動減1，工作時間每秒鐘自動減1。系統(tǒng)的主要功能控制是由T0中斷服務(wù)程序確定，如圖7所示。潤滑前后都需檢測油路壓力是否正常，不正常則蜂鳴器報警，提醒駕駛員排除障礙。障礙排除后，重新上電，系統(tǒng)開始工作。