机电一体化课程设计
班 级: 072104班
学 号: 20101000
姓 名:
指导老师: 吴来杰
2014年3月
一、选题背景 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3
二、设计要求 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3
三、选题目的 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3
四、方案论证 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4
五、系统工作原理 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 5
六、主要元器件的选择 ----------------------------------------------------------------------------------------- 6
1.单片机选择 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 6
2、变压电源 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
3、油压油温感测及放大电路 --------------------------------------------------------------------------- 8
4、A/D转换电路 -------------------------------------------------------------------------------------------- 9
5、复位电路 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 10
6、外接键盘 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 10
7、并行I/O口扩展 --------------------------------------------------------------------------------------- 11
8、报警系统 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 12
9、LED显示电路 ------------------------------------------------------------------------------------------- 12
10、PC接口电路 ------------------------------------------------------------------------------------------- 13
11、系统整体电路图 ------------------------------------------------------------------------------------- 13
七、电路原理图转化PCB板 ---------------------------------------------------------------------------------- 14
八、电路原理图报表与PCB图报表对比 ------------------------------------------------------------------- 14
九、电路板三维图 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 15
十、心得体会 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 十一、参考文献 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 16
机电一体化课程设计
一、选题背景
机电一体化技术是将机械技术、电子电工技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机结合，并综合运用到实际中去的综合技术，现代化的自动化生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。
机电一体化跟其他许多课程一样，在如今这个信息技术发达的时代，我们可以通过计算机进行模拟设计，并通过计算机程序来检查我们在设计中的问题并进行改正。
机电一体化课程设计作为机械专业的教学实践环节，考察和锻炼学生运用所学专业知识进行分析和解决问题的能力。科学合理的安排课程设计的内容与时间，使学生能在有限时间内掌握基本的解决问题的能力，也能训练学生抓住问题主要矛盾的敏锐观察力。本文针对课程设计教学过程中实际遇到的问题，探索机电一体化课程设计的内容设置，对于提高课程设计的教学质量有重要意义。
二、设计要求
设计一基于单片机的液压系统油温油压检测系统，其中：压力P=0~16MPa，油温T=0~120℃。要求设计并绘制电路原理图和印刷电路板（PCB图）。内容包括：
1.绘制电路原理图；
2.绘制印刷电路板图；
3.撰写设计报告书。
三、选题目的
当代数学信号处理的发展趋势之一是在通用的硬件上借助软件实现复杂的功能，伴随对软件依赖性的增加，软件的开发成本也相应提高，甚至出现赶超硬件投入的趋势。
机电一体化是指机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进了电子技术，并将机械装备和电子设备以及软件等有机的结合起来所构成的系统的总称。也就是说机电一体化的连接机械和电子、气压、液压等相关的的关键技术，在微电子技术、计算机技术、及信息处理技术的高速发展，消费者对高性能、高自动化的机械化产品提出了更高的要求，也就是要求我们从事机械设计制造及
自动化行业的技术人员掌握机电一体化技术的重要性所在。
机电一体化的关键技术有：（1）机械技术，（2）计算机及信息处理技术，（3）系统技术，（4）自动控制技术，（5）传感检测技术，（6）侍服传动技术。在新的历史背景下，同时因也是个知识爆炸的年代，不管是对祖国经济的发展，还是一个很现实的问题：对自己将来的发展，对于掌握、精通这门技术都尤为的显得重要。
而这次课程设计，一方面让我们从理论到实践的一个联系，另一方面也是温习和巩固所学的专业知识特别是单片机方面的知识，对于单片机系统能够从整体上认识和把握，能够从整体的高度上根据实际需求设计出有效的系统。接触和学习一种相当有效的电路设计软件PROTEL99，熟悉和了解基本的操作，能够根据设计需求独立设计和布局出合理的电路原理图（SCH）和电路板图（PCB）。系统化针对实际问题的解决和设计思路，掌握独立解决问题的方法，为即将面临的社会实践打好基础，都是非常必要的。
四、方案论证
1、 单片机控制的液压油温检测系统中，其要检测的指标有油压和油温两个。油压的检测要用压力传感器，而油温的检测要用温度传感器。传感器一般由敏感元件，转换元件和基本转换电路三部分组成。敏感元件直接感受被测量，并以确定的关系输出某一物理量。转换元件将敏感元件输出的非电物理量转换成电路参数量。基本转换电路将电路参数量转换成便于测量的电量。
2、 电量通过整流电路的输出电压不是理想的平滑直流，而是单方向的脉动直流，即除了直流分量以外还有许多交流分量。所以要针对电源的负载特性选择合适的滤波电路。滤波电路就是使单向脉动直流变成平滑直流的电路，常用电阻，电容和电感组合而成。
3、 由于传感器检测到的信号经整流，滤波放大电路后输出的是模拟信号，（如电压，电流，频率等）。这些信号计算机是识别不了的，所以要进行A/D转换。A/D转换电路的功能是将连续变化的模拟信号转换成数字信号，以适应计算机处理。
4、 通过A/D转换电路输出数字信号，该信号进入MCS-51单片机，通过单片机来实现检测和控制功能。本系统中要控制油温和油压，还要在油温和油压超过设定的额定值时，系统发出报警。所以要通过显示器，键盘和报警电路来实现。
其中：
1、液压压力传感器采用油压传感器选型为应变式压力传感器；
2、油温传感器选型为AD590油温传感器；
3、A/D转换芯片采用ADC0809；
4、单片机采用87C51（在软件库中未找到89C51，因此用87C51进行代替，两
单片机性能基本相同）；
5、I/0扩展采用8155；
6、 键盘、显示接口采用74LS138.
五、系统工作原理
整个系统拟采用压力传感器和温度传感器对所需的信号进行采集，当获取所需的信号之后，经过对信号的滤波和放大电路的放大号，传输至A/D转换器进行A/D转换，将采集到的模拟信号转化为数字信号，最后将数字信号读入87C51单片机（在软件库中未找到89C51，因此用87C51进行代替，两单片机性能基本相同）内，经过单片机的数据处理后，最后将处理后的结果显示出来。
在系统中，设置按键电路，当按键按下，向单片机输入信号，单片机接收信号后，可改变预设的压力和油温值，使系统能够在不同的状况下工作，增加了系统的灵活性。系统中还设计有显示电路部分，经单片机处理后的数据，可由显示模块将所测量的压力和油温显示出来，增强了系统的实用性。此外，当所测量的油温或压力超出了预设值之后，系统会自动触发报警装置，向外界发出警报。
在系统的设计过程中，经检查，系统的原理是可行的，方案布置的也比较合理，因此，该设计方案是可行的、合理的。
六、主要元器件的选择
1.单片机选择
单片机的选择在整个系统中至关重要，需要满足大内存、高速率、通用性、价格便宜等要求。在本次的设计中，选择最常用到的51系列单片机。而在用计算机设计过程中因为元器件库中无AT89C51，因此选择了与其性能相似的AT87C51，其特性如下：
（1）片内含有两个16位的定时器/计数器，用于实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对单片机进行控制；
（2）有4个8位并行I/O口（P0、P1、P2、P3），以实现数据的并行输入/输出；
（3）内部含有5个中断源，即外中断2个，定时/计数中断2个，串行中断1个；
AT87C51单片机共有40个管脚，介绍如下：
（1）4个8位的并行输入/输出口线：P0.0-P0.7/P1.0-P1.7/P2.0-P2.7/P3.0-P3.7
（2）地址锁存控制信号ALE，用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。
（3）外部程序存储器读选通信号PSEN，Z在读外部ROM时有效，实现外部ROM单元的读操作；
（4）访问程序存储器控制信号EA，当为低电平时，对ROM的读操作是针对外部程序存储器的；当信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器。
（5）复位信号RST，用于完成单片机的复位操作；
（6）外界晶体引线端XTAL1和XTAL2，当使用芯片内部时钟时，用于外接石英晶体谐振器和微调电容；当使用外部时钟时，用于接入外部时钟脉冲信号；
2、变压电源
由于电路电压为6V，故需把220V交流变成低压直流，由四个组成部分:降压—整流—滤波—稳压。
3、油压油温感测及放大电路
以油压检测及放大电路为例，插座J外接一应变式压力、检测传感器，插座上的1、2脚将控制板中的+6V及-6V电源引出向传感器供电，3、4脚为传感器输出的差动信号。三个运算放大器组成差动放大电路，对传感器输出信号进行放大，其中R36用于调节零点，R37用于调整放大倍数。油温检测系统采用相同系统，两套系统分别接在AD0809的p01和p06两个输口。
4、A/D转换电路
ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺，可实现8路模数信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码器电路，其转换时间为100us左右。IN-7-IN-0是模数输入通道，ADC0809对输入信号的电压要求是0-5V，若信号过小还需要进行放大。另外，模拟输入量在A/D转换过程中其值不应该有变化，对变化快的模拟量，在输入前应增加采样保持电路，本课题中的油压及油温的变化不会很快，所以不必采用采样保持电路。A、B、C是地址线，设置P0.1-P0.3口经过地址锁存后接A、B、C地址线。ALE地址锁存允许信号，A、B、C地址状态进入地址锁存器中，由P2.0及WR控制地址锁存。START转换启动信号，上跳沿时，所有内部寄存器清零，下跳沿时，开始进行A/D转换，在转换过程中应保持低电平，由P2.0及WR控制转换信号。
D7-D0数据输出线，和单片机的P0口直接连接。EOC输出允许信号，用于控制三态门。
5、复位电路
6、外接键盘
为了减少键盘和单片机接口时所占用I/O口线的数目，此系统采用了串行口控制的键盘接口，扩展了4×4的行列式键盘，用以输入油压、油温的报警设定值。采用8255可编程输入输出接口芯片，它具有3个8位的并行I/O口，具有三种工作方式，可通过程序改变其功能。
RESET:复位输入线，当该输入端外于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。
CS:片选信号线，当这个输入引脚为低电平时，表示芯片被选中，允许8155与CPU进行通讯。
RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时，允许8155通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。
WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时，允许CPU将数据或控制字写入。
7、并行I/O口扩展
单片机内部的硬件电路已基本上构成具有基本形式的微机系统，可以满足许多控制场合的需要。这些电路包括定时器、中断、串行接口、内部数据存储器、外部程序存储器等。但为了在应用中硬件电路还不够用，需要在单片机外增加新的电路（芯片），也就是所谓的扩展。本设计采用的扩展芯片是8155。
8、报警系统
单片机的PB4、PB5、PB6引脚通过限流电阻、容与三极管基极相连，三极管的集电极接有报警器。
9、LED显示电路
系统扩展八位共阳极LED静态显示电路，分时显示油压及油温检测值。
10、PC接口电路
11、系统整体电路图
七、电路原理图转化PCB板
八、电路原理图报表与PCB图报表对比
九、电路板三维图
十、心得体会
转瞬之间，两周的课程设计时间久这么结束了，回顾这两周的上机实习，所获颇多。
由于上学期准备考研的事情，对于机电一体化课程的学习投入很少，只是理解了一部分内容。二这次上机实习中，通过学习理解，在设计、绘图中对于之前学过的知识有了更好的掌握，也使自己将上学期欠下的内容补进不少。另外，通过这次实习也使自己又掌握一个对我们机械专业实用的软件protel99se，当然也知识掌握了一些基本的绘制电路图的技巧。这些也为以后的学习和工作提供了丰富的经验，奠定了一定的基础。
这是第一次接触这个软件，刚开始老师叫我们熟悉软件的时候，我是不知道从何下手，然后我就跑去一些之前接触过这个软件的同学旁边学习，通过两天向别人的请教，渐渐熟悉了一些基本知识。在后来绘制原理图的时候，还是遇到了一系列的错误、问题。比如在绘图过程中，本来设计时选择的是AT89C51，但是元器件库中没有，因此选择了功能相似的51系列单片机AT79C51。另外在元器
件的封装过程中遇到了很多问题，我是通过在网上查询的封装，但是发现其并非通用，很多按照网上所说的封装用在我的原理图中都会有问题。因此，通过问学长 和同学才将这些问题一个个的解决的。开始的时候我的原理图有好几十个错误，通过自己的寻找和同学的帮忙，最终一个个的解决掉错误，最后看到零个错误的时候终于松了一口气。在设计过程中遇到的另外一个问题是，在PCB图中，有的线未能接上，但是在原理图中却是没有问题的，最后通过询问学长才发现了问题，最终解决掉，并最终完成了这次课程设计。
总而言之，这次课程设计让我学习到了很多。最后感谢老师的辛勤指导。 十一、参考文献
[1] 柳淳、徐玮.《单片机开发应用技能与技巧》.中国电力出版社。
[2] 李广弟、朱月秀、冷祖祁：《单片机基础》北京航空航天大学出版社。
[3] 赵景波.
[4] 王煜东.《传感器应用电路400例》中国电力出版社。
[5] 清源计算机工作室《.PROTEL99SE 原理图与PCB及仿真》机械工业出版社。
机电一体化课程设计
班 级: 072104班
学 号: 20101000
姓 名:
指导老师: 吴来杰
2014年3月
一、选题背景 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3
二、设计要求 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3
三、选题目的 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3
四、方案论证 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4
五、系统工作原理 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 5
六、主要元器件的选择 ----------------------------------------------------------------------------------------- 6
1.单片机选择 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 6
2、变压电源 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
3、油压油温感测及放大电路 --------------------------------------------------------------------------- 8
4、A/D转换电路 -------------------------------------------------------------------------------------------- 9
5、复位电路 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 10
6、外接键盘 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 10
7、并行I/O口扩展 --------------------------------------------------------------------------------------- 11
8、报警系统 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 12
9、LED显示电路 ------------------------------------------------------------------------------------------- 12
10、PC接口电路 ------------------------------------------------------------------------------------------- 13
11、系统整体电路图 ------------------------------------------------------------------------------------- 13
七、电路原理图转化PCB板 ---------------------------------------------------------------------------------- 14
八、电路原理图报表与PCB图报表对比 ------------------------------------------------------------------- 14
九、电路板三维图 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 15
十、心得体会 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 十一、参考文献 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 16
机电一体化课程设计
一、选题背景
机电一体化技术是将机械技术、电子电工技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机结合，并综合运用到实际中去的综合技术，现代化的自动化生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。
机电一体化跟其他许多课程一样，在如今这个信息技术发达的时代，我们可以通过计算机进行模拟设计，并通过计算机程序来检查我们在设计中的问题并进行改正。
机电一体化课程设计作为机械专业的教学实践环节，考察和锻炼学生运用所学专业知识进行分析和解决问题的能力。科学合理的安排课程设计的内容与时间，使学生能在有限时间内掌握基本的解决问题的能力，也能训练学生抓住问题主要矛盾的敏锐观察力。本文针对课程设计教学过程中实际遇到的问题，探索机电一体化课程设计的内容设置，对于提高课程设计的教学质量有重要意义。
二、设计要求
设计一基于单片机的液压系统油温油压检测系统，其中：压力P=0~16MPa，油温T=0~120℃。要求设计并绘制电路原理图和印刷电路板（PCB图）。内容包括：
1.绘制电路原理图；
2.绘制印刷电路板图；
3.撰写设计报告书。
三、选题目的
当代数学信号处理的发展趋势之一是在通用的硬件上借助软件实现复杂的功能，伴随对软件依赖性的增加，软件的开发成本也相应提高，甚至出现赶超硬件投入的趋势。
机电一体化是指机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进了电子技术，并将机械装备和电子设备以及软件等有机的结合起来所构成的系统的总称。也就是说机电一体化的连接机械和电子、气压、液压等相关的的关键技术，在微电子技术、计算机技术、及信息处理技术的高速发展，消费者对高性能、高自动化的机械化产品提出了更高的要求，也就是要求我们从事机械设计制造及
自动化行业的技术人员掌握机电一体化技术的重要性所在。
机电一体化的关键技术有：（1）机械技术，（2）计算机及信息处理技术，（3）系统技术，（4）自动控制技术，（5）传感检测技术，（6）侍服传动技术。在新的历史背景下，同时因也是个知识爆炸的年代，不管是对祖国经济的发展，还是一个很现实的问题：对自己将来的发展，对于掌握、精通这门技术都尤为的显得重要。
而这次课程设计，一方面让我们从理论到实践的一个联系，另一方面也是温习和巩固所学的专业知识特别是单片机方面的知识，对于单片机系统能够从整体上认识和把握，能够从整体的高度上根据实际需求设计出有效的系统。接触和学习一种相当有效的电路设计软件PROTEL99，熟悉和了解基本的操作，能够根据设计需求独立设计和布局出合理的电路原理图（SCH）和电路板图（PCB）。系统化针对实际问题的解决和设计思路，掌握独立解决问题的方法，为即将面临的社会实践打好基础，都是非常必要的。
四、方案论证
1、 单片机控制的液压油温检测系统中，其要检测的指标有油压和油温两个。油压的检测要用压力传感器，而油温的检测要用温度传感器。传感器一般由敏感元件，转换元件和基本转换电路三部分组成。敏感元件直接感受被测量，并以确定的关系输出某一物理量。转换元件将敏感元件输出的非电物理量转换成电路参数量。基本转换电路将电路参数量转换成便于测量的电量。
2、 电量通过整流电路的输出电压不是理想的平滑直流，而是单方向的脉动直流，即除了直流分量以外还有许多交流分量。所以要针对电源的负载特性选择合适的滤波电路。滤波电路就是使单向脉动直流变成平滑直流的电路，常用电阻，电容和电感组合而成。
3、 由于传感器检测到的信号经整流，滤波放大电路后输出的是模拟信号，（如电压，电流，频率等）。这些信号计算机是识别不了的，所以要进行A/D转换。A/D转换电路的功能是将连续变化的模拟信号转换成数字信号，以适应计算机处理。
4、 通过A/D转换电路输出数字信号，该信号进入MCS-51单片机，通过单片机来实现检测和控制功能。本系统中要控制油温和油压，还要在油温和油压超过设定的额定值时，系统发出报警。所以要通过显示器，键盘和报警电路来实现。
其中：
1、液压压力传感器采用油压传感器选型为应变式压力传感器；
2、油温传感器选型为AD590油温传感器；
3、A/D转换芯片采用ADC0809；
4、单片机采用87C51（在软件库中未找到89C51，因此用87C51进行代替，两
单片机性能基本相同）；
5、I/0扩展采用8155；
6、 键盘、显示接口采用74LS138.
五、系统工作原理
整个系统拟采用压力传感器和温度传感器对所需的信号进行采集，当获取所需的信号之后，经过对信号的滤波和放大电路的放大号，传输至A/D转换器进行A/D转换，将采集到的模拟信号转化为数字信号，最后将数字信号读入87C51单片机（在软件库中未找到89C51，因此用87C51进行代替，两单片机性能基本相同）内，经过单片机的数据处理后，最后将处理后的结果显示出来。
在系统中，设置按键电路，当按键按下，向单片机输入信号，单片机接收信号后，可改变预设的压力和油温值，使系统能够在不同的状况下工作，增加了系统的灵活性。系统中还设计有显示电路部分，经单片机处理后的数据，可由显示模块将所测量的压力和油温显示出来，增强了系统的实用性。此外，当所测量的油温或压力超出了预设值之后，系统会自动触发报警装置，向外界发出警报。
在系统的设计过程中，经检查，系统的原理是可行的，方案布置的也比较合理，因此，该设计方案是可行的、合理的。
六、主要元器件的选择
1.单片机选择
单片机的选择在整个系统中至关重要，需要满足大内存、高速率、通用性、价格便宜等要求。在本次的设计中，选择最常用到的51系列单片机。而在用计算机设计过程中因为元器件库中无AT89C51，因此选择了与其性能相似的AT87C51，其特性如下：
（1）片内含有两个16位的定时器/计数器，用于实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对单片机进行控制；
（2）有4个8位并行I/O口（P0、P1、P2、P3），以实现数据的并行输入/输出；
（3）内部含有5个中断源，即外中断2个，定时/计数中断2个，串行中断1个；
AT87C51单片机共有40个管脚，介绍如下：
（1）4个8位的并行输入/输出口线：P0.0-P0.7/P1.0-P1.7/P2.0-P2.7/P3.0-P3.7
（2）地址锁存控制信号ALE，用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。
（3）外部程序存储器读选通信号PSEN，Z在读外部ROM时有效，实现外部ROM单元的读操作；
（4）访问程序存储器控制信号EA，当为低电平时，对ROM的读操作是针对外部程序存储器的；当信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器。
（5）复位信号RST，用于完成单片机的复位操作；
（6）外界晶体引线端XTAL1和XTAL2，当使用芯片内部时钟时，用于外接石英晶体谐振器和微调电容；当使用外部时钟时，用于接入外部时钟脉冲信号；
2、变压电源
由于电路电压为6V，故需把220V交流变成低压直流，由四个组成部分:降压—整流—滤波—稳压。
3、油压油温感测及放大电路
以油压检测及放大电路为例，插座J外接一应变式压力、检测传感器，插座上的1、2脚将控制板中的+6V及-6V电源引出向传感器供电，3、4脚为传感器输出的差动信号。三个运算放大器组成差动放大电路，对传感器输出信号进行放大，其中R36用于调节零点，R37用于调整放大倍数。油温检测系统采用相同系统，两套系统分别接在AD0809的p01和p06两个输口。
4、A/D转换电路
ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺，可实现8路模数信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码器电路，其转换时间为100us左右。IN-7-IN-0是模数输入通道，ADC0809对输入信号的电压要求是0-5V，若信号过小还需要进行放大。另外，模拟输入量在A/D转换过程中其值不应该有变化，对变化快的模拟量，在输入前应增加采样保持电路，本课题中的油压及油温的变化不会很快，所以不必采用采样保持电路。A、B、C是地址线，设置P0.1-P0.3口经过地址锁存后接A、B、C地址线。ALE地址锁存允许信号，A、B、C地址状态进入地址锁存器中，由P2.0及WR控制地址锁存。START转换启动信号，上跳沿时，所有内部寄存器清零，下跳沿时，开始进行A/D转换，在转换过程中应保持低电平，由P2.0及WR控制转换信号。
D7-D0数据输出线，和单片机的P0口直接连接。EOC输出允许信号，用于控制三态门。
5、复位电路
6、外接键盘
为了减少键盘和单片机接口时所占用I/O口线的数目，此系统采用了串行口控制的键盘接口，扩展了4×4的行列式键盘，用以输入油压、油温的报警设定值。采用8255可编程输入输出接口芯片，它具有3个8位的并行I/O口，具有三种工作方式，可通过程序改变其功能。
RESET:复位输入线，当该输入端外于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。
CS:片选信号线，当这个输入引脚为低电平时，表示芯片被选中，允许8155与CPU进行通讯。
RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时，允许8155通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。
WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时，允许CPU将数据或控制字写入。
7、并行I/O口扩展
单片机内部的硬件电路已基本上构成具有基本形式的微机系统，可以满足许多控制场合的需要。这些电路包括定时器、中断、串行接口、内部数据存储器、外部程序存储器等。但为了在应用中硬件电路还不够用，需要在单片机外增加新的电路（芯片），也就是所谓的扩展。本设计采用的扩展芯片是8155。
8、报警系统
单片机的PB4、PB5、PB6引脚通过限流电阻、容与三极管基极相连，三极管的集电极接有报警器。
9、LED显示电路
系统扩展八位共阳极LED静态显示电路，分时显示油压及油温检测值。
10、PC接口电路
11、系统整体电路图
七、电路原理图转化PCB板
八、电路原理图报表与PCB图报表对比
九、电路板三维图
十、心得体会
转瞬之间，两周的课程设计时间久这么结束了，回顾这两周的上机实习，所获颇多。
由于上学期准备考研的事情，对于机电一体化课程的学习投入很少，只是理解了一部分内容。二这次上机实习中，通过学习理解，在设计、绘图中对于之前学过的知识有了更好的掌握，也使自己将上学期欠下的内容补进不少。另外，通过这次实习也使自己又掌握一个对我们机械专业实用的软件protel99se，当然也知识掌握了一些基本的绘制电路图的技巧。这些也为以后的学习和工作提供了丰富的经验，奠定了一定的基础。
这是第一次接触这个软件，刚开始老师叫我们熟悉软件的时候，我是不知道从何下手，然后我就跑去一些之前接触过这个软件的同学旁边学习，通过两天向别人的请教，渐渐熟悉了一些基本知识。在后来绘制原理图的时候，还是遇到了一系列的错误、问题。比如在绘图过程中，本来设计时选择的是AT89C51，但是元器件库中没有，因此选择了功能相似的51系列单片机AT79C51。另外在元器
件的封装过程中遇到了很多问题，我是通过在网上查询的封装，但是发现其并非通用，很多按照网上所说的封装用在我的原理图中都会有问题。因此，通过问学长 和同学才将这些问题一个个的解决的。开始的时候我的原理图有好几十个错误，通过自己的寻找和同学的帮忙，最终一个个的解决掉错误，最后看到零个错误的时候终于松了一口气。在设计过程中遇到的另外一个问题是，在PCB图中，有的线未能接上，但是在原理图中却是没有问题的，最后通过询问学长才发现了问题，最终解决掉，并最终完成了这次课程设计。
总而言之，这次课程设计让我学习到了很多。最后感谢老师的辛勤指导。 十一、参考文献
[1] 柳淳、徐玮.《单片机开发应用技能与技巧》.中国电力出版社。
[2] 李广弟、朱月秀、冷祖祁：《单片机基础》北京航空航天大学出版社。
[3] 赵景波.
[4] 王煜东.《传感器应用电路400例》中国电力出版社。
[5] 清源计算机工作室《.PROTEL99SE 原理图与PCB及仿真》机械工业出版社。