鼓式制动器温度监控系统设计鼓式制动器温度监控系统设计摘要：针对鼓式制动器失效问题设计了一套自动降温控制系统，主要是对制动器的温度控制，系统通过温度传感器测试刹车片实时温度，经过信号转换传给单片机进行分析处理，控制继电器淋水阀喷水降低制动器温度，以提高鼓式制动器的可靠性，保证行车制动安全。
关键词：鼓式制动器；降温；单片机目录序言 (1)第1章课题分析与方案论证 (2)1.1课题任务分析 (2)1.2设计方案 (2)第2章软件使用介绍 (3)2.1Keil软件 (3)2.2Proteus仿软真件的介绍 (3)第3章单片机最小系统 (4)3.1 STC89C51RC单片机 (4)3.2电源电路 (8)3.3时钟电路 (9)3.4复位电路 (9)第4章软件电路 (11)4.1程序流程图 (11)4.2软件程序 (11)4.3 程序编译 (16)4.2Protuse仿真 (18)第5章硬件电路 (21)5.1电阻 (21)5.2电容器 (21)5.3晶振 (21)5.4 1N4148二极管 (22)5.5 TIP41-NPN型三极管 (23)5.6温度传感器DS18B20 (23)第6章应用系统实现 (24)5.1硬件连接 (24)5.2程序下载 (25)参考文献 (28)致谢 (29)序言司机驾车，尤其是在长时间下坡、急转弯的盘山路上行驶时要频繁地使用刹车，这就对刹车片的性能提出了较高的要求，可以这样说：刹车系统是人身安全的重要保障。
众所周知，现在的刹车系统是利用刹车片之间的磨擦来实现减速的，但磨擦会产生热量，频繁的使用刹车，产生的大量热量不可能及时的散去，因此刹车片和车轮的温度迅速升高。
任何东西都有一个承受极限，当温度升高到一定程度时，汽车的制动效能就会下降。
尤其是鼓式制动器，由于其制动效能的稳定性较差，温度的升高很容易引起制动效能的下降。
因此可能发生刹车失灵的严重后果—直接威胁到车内人员的生命。
为此，我想到给车设计安装一个对车轮及刹车片温度进行实时监控，并能自动采取应对措施的系统来解决这个问题，从而达到提高行车的安全系数的目的。
本说明书共分为六章，第一章课题分析与方案论证；第二章对软件使用进行介绍；第三章对单片机最小系统进行分析；第四章对系统的软件进行了分析；第五章对硬件进行了分析；第六章介绍了应用系统的实现。
第1章课题分析与方案论证1.1课题任务分析本课题主要实现鼓式制动器温度监控，当制动器温度达到100℃时，水泵喷水，当温度达到120℃时，水泵大量喷水。
在Protuse仿真时，用电机代替水泵，当温度达到100℃时电机开始转动，当温度达到120℃时，电机快速转动。
本设计将介绍一种基于单片机的温度控制系统。
该系统采用STC89C51单片机为核心，通过STC89C51单片机驱动数字温度传感器DS18B20，从而驱动水泵。
1.2方案论证1.2.1方案一由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测试温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。
而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响出现较大的偏差。
1.2.2方案二进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测量温度值，进行转换，就可以满足设计要求。
从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。
第2章软件使用介绍2.1Keil软件Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。
用过汇编语言后再使用C语言来开发，体会更加深刻。
Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows 界面。
另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。
在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。
2.2Proteus仿软真件的介绍Proteus是一款Labcenter出品的电路分析实物仿真系统，可仿真各种电路和IC，并支持单片机，元件库齐全，使用方便，是不可多得的专业的单片机软件仿真系统。
该软件的特点：（1）全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准，并在同类产品中具有明显的优势。
（2）具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS一232动态仿真、1 C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
（3）目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、A VR系列、PIC12系列、PIC16系列、 PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。
（4）支持大量的存储器和外围芯片。
总之该软件是一款集单片机和SPICE 分析于一身的仿真软件，功能极其强大，可仿真51、A VR、PIC。
第3章单片机最小系统3.1 STC89C51RC单片机MCS-51系列单片机常用机型有8051、8751、89C51等，简称51单片机，均使用Intel8051内核，指令系统与引脚完全兼容，仅内片ROM形式有所不同：分别为PROM、EPROM、EEPROM。
而STC89C51RC单片机是新一代超强抗干扰/高速/低功率的单片机，指令代码完全兼容传统80C51单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择。
STC89C51RC具有以下特点：1)增强型 1T 流水线/精简指令集结构 8051 CPU 。
2)工作电压：5.5V - 3.4V（5V单片机）/ 3.8V - 2.0V（3V单片机）。
3)工作频率范围：0 - 35 MHz，相当于普通8051的 0～420MHz.实际工作频率可达48MHz。
4)用户应用程序空间12K / 10K / 8K / 6K / 4K / 2K 字节。
5) 片上集成 512 字节 RAM 。
6) 通用I/O口（27/23个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O 口）；可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏；每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不得超过55mA 。
7)ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器。
可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片。
8)EEPROM 功能。
9)看门狗。
10)内部集成MAX810专用复位电路（外部晶体20M以下时，可省外部复位电路）。
11)时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C 振荡器；用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C振荡器还是外部晶体/时钟；常温下内部R/C 振荡器频率为：5.2MHz ～ 6.8MHz；精度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有温漂，应认为是4MHz ～ 8MHz 。
12)共2个16位定时器/计数器。
13）外部中断2路,下降沿中断或低电平触发中断,Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。
14）PWM(4路）/PCA（可编程计数器阵列），也可用来再实现4个定时器也可用来再实现4个定时器或4个外部中断(上升沿中断/下降沿中断均可支持)。
15）ADC,10位精度ADC，共8路。
16）通用异步串行口(UART)。
17）SPI同步通信口，主模式/从模式。
18）工作温度范围：0 - 75℃ / -40 - +85℃。
19）封装：PDIP-28，SOP-28，PDIP-20，SOP-20，PLCC-32,TSSOP-20。
图3-1 STC89C51RC单片机图3-2 STC89C51RC单片机引脚图STC89C51RC有40条引脚，共分为端口线、电源线、控制线三类,现将各引脚分别说明如下：1.电源线。
Vcc：+5V电源电压。
Vss：+5V电源地端。
2.端口I/O(P0、P1、P2、P3)。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH 编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表1-1所示：表1-1 51单片机P3口引脚的第二功能P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
3.控制线。
1).外接晶体引脚:XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
2).RST：复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
3).ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时， ALE 只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
