（优秀毕业设计）基于超声波技术的汽车油耗检测仪器毕业设计CAD图纸全套资料

按键位于行列的交叉点上，这样就构成了个按键。

其中交叉点的行列线是不连接的，当按键按下的时候，此交叉点处的行线和列线导通。

图中的行线通过上拉电阻接到上。

当无键按下时，行线处于高电平状态当有键按下时，行列线在交点导通，此时行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。

这样就可以识别按键是否被按下。

然而，矩阵键盘中的每条行线与条列线相交，交点的按键按下与否均影响该键所在行线和列线的电平，各按键间将相互影响，因此键分析时必须将行线列线信号配合起来作适当处理，才能确定闭合键的位置。

这样就可以实现“↑”“←”八个按键的位置。

其使用方法为当按下“↑”“←”按键时光标移动，选择要进行的测试项目。

按键，进行测试。

等达到测试值后，测试结束，按键，测试结束，也可以进行下次测试。

按键，打印测试结果，当按下键时，将测试结果由口发送出去。

此时仪器显示测试的结果。

四个独立式按键按键键盘矩阵图.按键电路图然而如传统的矩阵键盘样，本系统中设计的键盘矩阵的输出端加了个四输入与门芯片。

当四路输入有个为低电平的时候，输出为低电平。

将的输出端接到单片机的.管脚的外部中断上，这样在实时性要求较高的情况下，设.与.为全低等待按键触发，当任何个按键按下的情况下，系统都会进入中断服务程序，提高了键盘响应时间，在系统实时性要求较高的情况下非常实用。

所以本文采用了这个连接结方法。

微型打印机的选择为了保留显示器显示的数据便于随时随地进行对试验数据的研究，也因为便携式的设计，本油耗仪器系统中需要安装个微型的打印机。

以这个理论思想为基础，其选择原则为换纸方便，最好能前端换纸体积要小操作简单结构紧凑能满足大部分非标准仪器仪表面板的使用要求兼容性能要好。

但是由于主单片机的管脚数目有限，所以在本设计中我选择了方便安装的面板式串口微型打印机。

通过比较，我选择了北京炜煌公司生产的型号的嵌入式微型打印机。

其主要特点及参数为低噪音的直接热敏打印方式打印速度秒当字符率为高速和低功耗自由选择支持.低压系统并且支持.电源串口与并口均可用丰富的图形曲线文字打印功能易装纸打印方式直接热敏行式打印纸宽打印宽度分辨率打印头寿命字符行外形尺寸安装尺寸嵌入深度。

通讯接口的选择智能仪器需要和其它智能仪器或计算机组成自动测量系统，所以需有通信接口。

在实际工作中，计算机的与外部设备之间常常要进行信息交换，台计算机与其它计算机之间也需要交换信息，所有这些信息交换均可称为通信。

通信方式有两种并通讯和串行通讯。

通常根据信息传送的距离决定采用哪种通信方式。

并行通信是指数据的各位同时进行传送的通信方式。

其优点是传送速度高缺点是数据有多少位，就需要多少根传送线，串口需求量大。

串行通信是指数据是位位按顺序传送的通信方式。

它的突出优点是只需对传输线，这样就大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信缺点是传送速度较低。

串行通信又有两种基本的通信方式异步通信和同步通信。

异步通信是指数据是帧帧传送的。

它的特点是存在空闲为和硬件结构简单。

同步通信是指数据开始传送前用同步字符来指示，并由时钟来实现发送和接收端同步。

在同步传送时，要求用时钟来实现发送端与接收端之间的同步。

为了保证接收正确无误，发送方除了传送数据外，还要同时传送时钟信号，同步传送可提高传输速率，但硬件比较复杂。

单片机串行口的输入输出均为晶体管晶体管逻辑电平电平，这种以电平传输数据的方式，干扰性差传输距离短。

为了提高串行通讯的可靠性，增大传输距离，工程设计人员般采用标准串行接口，如等标准串行口来进行串行通讯。

根据以上特点，本次设计选择了异步串行通信方式来进行数据传输。

串口的控制芯片为。

接口芯片是公司的种芯片。

采用单电源工作，额定电流为，采用半双工通讯方式。

它完成将电平转换为电平的功能。

芯片的结构和引脚都非常简单，内部含有个驱动器和接收器。

和端分别为接收器的输出和驱动器的输入端，与单片机连接时只需分别与单片机的和相连即可和端分别为接收和发送的使能端，当为逻辑时，器件处于接收状态当为逻辑时，器件处于发送状态，因为工作在半双工状态，所以只需用单片机的个管脚控制这两个引脚即可端和端分别为接收和发送的差分信号端，当引脚的电平高于时，代表发送的数据为当的电平低于端时，代表发送的数据为。

在与单片机连接时接线非常简单。

只需要个信号控制的接收和发送即可。

所以将和打印机的控制芯片的接收使能端连接于单片机的.口。

使单片机复用打印机和接口的控制。

电源模块电源是检测仪器仪器设的能源核心。

稳定电源是检测仪器系统稳定工作的基础。

基于，超声波，技术，汽车，油耗，检测，仪器，设计，毕业设计，全套，图纸摘要近年来，汽车工业有了突飞猛进的发展，由于全球高新技术的日新月异以及人们对环境保护与节约能源的更加关注，各种油耗检测仪器就应运而生，但是其中大部分为解体式油耗检测技术下的燃油消耗检测仪器，主要为容积法和质量法。

由于此种检测设备的结构复杂，特别是在我国颁布的第个关于乘用车燃料消耗量限制值的标准，使得汽车油耗检测的需求更加迫切，不解体油耗分析系统的开发研究是交通部重大科技攻关项目，此项目包括从方案确定硬件设计信号处理到软件编程等很多内容，本论文的目的就是设计套不解体燃油消耗检测仪器基于超声波技术的汽车油耗检测仪器。

基于超声波技术下的燃油消耗检测仪器是种利用超声波流量计技术测量燃油流量并通过计算电路得到燃油消耗情况的种新型的燃油消耗检测仪器。

超声波流量计具有不扰乱流场无可动部件无压力损失测量精度高性能稳定可靠测量范围宽等特点，广泛应用于液体和气体的计量。

关键词超声波换能器流量模块环鸣法串行通目录摘要第章绪论.燃油经济性的概念和意义.汽车油耗检测的发展概况.国内外汽车油耗仪检测研究现状.课题研究背景及意义.本设计主要研究内容第章超声波式燃油消耗检测仪的原理及方案的确定.汽车油耗仪器的测量方法与分类直接测量法间接测量法.超声波流量计发展历程与研究现状超声波测量技术发展概况超声波流量计国内外研究现状.管道流量测量的理论基础流量的基本概念管道内流体理论流速补偿系数对流速公式的修正.超声波流量测量的原理时差法多普勒法相关法.超声波测量方案的确定.本章小结第章超声波油耗检测仪器硬件电路的设计.系统硬件电路的总体设计系统硬件的结构设计系统工作原理及流程.系统硬件电路的模块设计微控制器模块看门狗电路的初设计超声波发射模块超声波接收及后续处理模块发射接收切换电路实时时钟看门狗及数据存储模块液晶显示模块键盘模块微型打印机的选择通讯接口的选择电源模块超声波换能器的选择.本章小结第章智能型汽车油耗仪机械部分设计.壳体材料的选择.外型尺寸的确定.控制面板的设计.数据线接口的设计.油耗仪器内部结构设计.超声波换能器装夹结构设计.本章小结第章的数字系统设计.的芯片选择.内部模块设计高速计数器模块时钟信号模块逻辑控制模块.的接口电路设计.本章小结第章软件系统的设计.系统软件整体结构及功能.主要功能模块的设计系统主程序模块中断服务程序模块计算模块的程序设计数据存储模块显示模块按键的去抖功能的程序流程图设计.本章小结第章试验研究及误差分析.试验的目的和意义.零流量下的相关实验换能器收发信号波形实验过零检测零速检测.实时流量实验实验方法.误差分析管道直径的影响固有延迟的影响测量时差的影响参数的影响流量修正系数的影响.温度和压力的修正.本章小结结论参考文献致谢第章绪论.燃油经济性的概念和意义在当前和今后相当长的段时期，汽车燃料仍将以石油产品为主。

例如西欧工业发达国家交通运输消耗石油产品的美国交通运输部门消耗国内石油产品的。

年，我国原油产量为.亿吨，进口石油则超过万吨，耗费多亿美元。

汽车燃油消耗量分别占我国汽油和柴油产量的和。

据统计年我国石油进口高达.亿吨。

此外，由于汽车运输的油耗占汽车运输成本的以上。

节约燃料就意味着汽车运输成本的降低，经济效益的提高。

显而易见，研究汽车燃料经济性对汽车节能的意义重大。

例如同年相比，年美国汽车平均油耗下降了。

为此世界各国都把降低汽车能耗作为项基本国策，并成为汽车制造和交通运输领域的重要课题。

在保证动力性的条件下，汽车以尽量小的燃油消耗量经济行驶的能力，称为汽车的燃油经济性.提高汽车的燃油经济性，从汽车的设计和生产上来讲，改进发动机结构如发动机的稀燃技术是个趋势，从而改善燃油的燃烧状况，提高发动机的热效率，来减少汽车的尾气对环境的污染。

并且，汽车燃油经济性与汽车的底盘和发动机的结构和技术状况密切联系，所以汽车的燃油经济性可以作为汽车技术性能的综合考查指标。

提高汽车的燃油经济性，即改进燃油的利用率，既可节约石油资源，又可降低我国对石油进口的依赖度既降低运输成本，又可提高运输效益并且可减少环境排放尾气污染量，从而改善环境质量。

世界各国对提高汽车的燃油经济性都有自己的方法。

在年年底，美国布什政府出台提高轻型车燃油经济标准的相关法规，它们的第步是从年的.，英里加仑提高到年的.，即等同于百公里油耗从.减少至.。

根据美国交通安全部的统计数据，此举意味着到年，美国的汽油消耗量可以减少亿加仑加仑.立方米相当于升。

在年月，日本在“能源合理消费法”中已经第二次颁布关于改善机动车性能的公告，在此公告中，分别规定了总质量小于.的载货汽车和乘用车的油耗限定值，要求和年相比，年汽油车油耗限定值至少要降低。

德国要求在汽车制造厂生产的汽车的平均燃油消耗量年的为.，年的为.，年比年降低。

综上可见，较好的燃油经济性可以减少汽车的油耗，从而降低汽车的使用费用进而降低国家总的石油消耗量，缓解国家能源危机。

良好的燃油经济性还可以降低汽车化合物及颗粒物的排放，有利于生活环境的改善。

.汽车油耗检测的发展概况上世纪七十年代中期以前，世界各国还没有强制执行汽车油耗法规或标准。

年中东石油危机后，世界石油价格飞涨。

此时，人们认识到石油资源的逐渐枯竭，也威胁到人类长远的正常生活。

许多工业发达国家同时也是石油主要进口国，他们进口的石油有相当大的部分消耗在汽车上，从能源的安全性考虑，如果不控制汽车的油耗，他们的经济发展可能会受控于石油出口国。

于是年美国政府首先颁布了能源保护法和能源政策，并制订了控制汽车燃油消耗量的法规，成为世界上第部强制执行的汽车油耗法规。

上世纪八十年代以来，世界各国开始关注温室效应引起的全球范围的气候变暖。

二氧化碳是造成温室效应的主要因素，各种温室气体中约分担了的责任，工业发达国家汽车排放的约占该国总排放量的。

由于汽车的燃油消耗量与的排放量有直接关系。

于是，油耗法规的意义不单是能源问题，还关系到环境问题。

显而易见，研究汽车燃料经济性对汽车节能环境保护的意义重大。

为此，世界各国都把降低汽车能耗作为项基本国策，并成为汽车制造和交通运输领域的重要课题。

我国汽车行业从八十年代初就开始了制定汽车油耗标准的工作，制定了测各类车辆燃油消耗量的统试验方法标准，并颁布了各类车辆的行业性燃油耗量限值标准，如汽车燃料消耗量试验方法载货汽车燃料消耗量限值重型载货汽车燃料消耗量限值.乘用车燃料消耗量试验方法由于这些都是行业性或推荐性的标准，加上油耗检测起来相对麻烦，所以国内多数检测站没有油耗检测项目或者是有而不用，所以把油耗检测真正纳入检测项目中来也是我国有待解决的问题。

.国内外汽车油耗仪检测研究现状燃油消耗量是评价汽油机经济性的重要指标，是汽车发动机的重要测量参数之。

因此，燃油消耗量的测量是汽车性能试验的重要组成部分，其测量精度直接影响汽车实际性能指标各项技术参数确定和