眾所周知，汽車上運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑是決定汽車運(yùn)行工況和部件使用壽命的一個(gè)極其重要的因素。如果運(yùn)動(dòng)部件得不到及時(shí)和適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑就會(huì)被磨損壞，導(dǎo)致汽車無法正常工作；而潤(rùn)滑供油過量也會(huì)產(chǎn)生附加熱量，造成污染和浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)證明，周期定量供油，既可得到很好的潤(rùn)滑又不會(huì)產(chǎn)生污染和浪費(fèi)。傳統(tǒng)的手動(dòng)潤(rùn)滑無法滿足這個(gè)要求，因此設(shè)計(jì)了單片機(jī)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)。
1 智能控制器優(yōu)點(diǎn)
　　集中潤(rùn)滑系統(tǒng)由控制器、潤(rùn)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(jì)。目前市場(chǎng)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(diǎn)是：(1)潤(rùn)滑工作時(shí)間和休止時(shí)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(shí)間短暫且容易丟失；另一種是由單片機(jī)構(gòu)成的智能控制器，其優(yōu)點(diǎn)是：(1)系統(tǒng)潤(rùn)滑的工作時(shí)間和休止時(shí)間可調(diào)，用戶可根據(jù)汽車的不同潤(rùn)滑要求自主設(shè)定。(2)采用鐵電存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶時(shí)間長(zhǎng)，且掉電后不丟失。
2 硬件設(shè)計(jì)
　　硬件框圖如圖1所示，它由CPU、鍵盤、顯示器、報(bào)警器、晶振、存儲(chǔ)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(jī)
　　核心器件單片機(jī)選用PHILIPS公司的P87LPC768^[4]，它是一種80C51改進(jìn)型CPU，有WDT(看門狗)、I2C總線、LED驅(qū)動(dòng)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(cè)、欠壓復(fù)位檢測(cè)等功能,20引腳封裝,可以在寬范圍的性能要求下實(shí)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(jī)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(jí)）。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(dú)立結(jié)構(gòu)鍵盤。四個(gè)按鍵分別為設(shè)置鍵、計(jì)數(shù)增加鍵、位選擇鍵和運(yùn)行鍵，用來設(shè)定潤(rùn)滑工作時(shí)間和休止時(shí)間。
　　(2)P1.1（RXD）和P1.0(TXD)是顯示數(shù)據(jù)串行輸出端和時(shí)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(dòng)三個(gè)數(shù)碼管和四個(gè)發(fā)光管。三個(gè)數(shù)碼管用于顯示鍵盤設(shè)置的時(shí)間的個(gè)位、十位、百位，四個(gè)發(fā)光管用于顯示系統(tǒng)狀態(tài)：休息、工作、設(shè)置和運(yùn)行。
　　(3)P0.0接報(bào)警指示燈，P0.5接蜂鳴器控制電路，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警。
　　(4)P1.7接壓力信號(hào)電路,信號(hào)來自外部壓力開關(guān)，當(dāng)管路里面壓力低時(shí)壓力開關(guān)斷開，當(dāng)壓力高時(shí)壓力開關(guān)閉合。
　　(5)P1.6接電機(jī)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(chǔ)器FM24CL04，使用I²C串行總線與主機(jī)通信。FM24CL04用來存儲(chǔ)鍵盤設(shè)定的潤(rùn)滑工作時(shí)間和休止時(shí)間，并且可以記憶剩余時(shí)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(jìn)行轉(zhuǎn)換而得來。
2.2 FM24CL04鐵電存儲(chǔ)器
　　FM24CL04是Ramtron 公司推出的的低功耗4KB新型非易失性存儲(chǔ)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(zhǎng)了電池壽命，縮短了編程時(shí)間。它的寫入周期可高達(dá)100億次，數(shù)據(jù)可保存10年。
　　FM24CL04 用來存儲(chǔ)鍵盤設(shè)定的工作時(shí)間和休止時(shí)間以及當(dāng)前剩余的工作時(shí)間和休止時(shí)間，中途停機(jī)則CPU將數(shù)據(jù)自動(dòng)保存，下次啟動(dòng)時(shí)存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)為掉電前數(shù)據(jù)，對(duì)休止時(shí)間進(jìn)行累計(jì)，以免因休止時(shí)間過長(zhǎng)而造成潤(rùn)滑不足。鐵電存儲(chǔ)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(dòng)三個(gè)8段LED顯示器和四個(gè)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(hào)來自CPU的RXD端，CPU 的TXD腳輸出時(shí)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(gè)時(shí)鐘。顯示電路如圖4所示。

　　鍵盤采用獨(dú)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(shí)若發(fā)光管D2亮表示設(shè)置的是休止時(shí)間，若發(fā)光管D3亮，表示設(shè)置的是工作時(shí)間。設(shè)置好休止時(shí)間（或者工作時(shí)間）后，按下運(yùn)行鍵S4表示確定。再按一次設(shè)置鍵S1，則設(shè)置工作時(shí)間（或者休止時(shí)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(gè)位、十位、百位。連續(xù)按此鍵，三個(gè)數(shù)碼管逐次點(diǎn)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(shí)間，按下運(yùn)行鍵S4，發(fā)光管D4點(diǎn)亮，表示系統(tǒng)開始進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。在系統(tǒng)運(yùn)行中，任何時(shí)間按下設(shè)置鍵，系統(tǒng)將停止運(yùn)行而進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)。
2.4 硬件抗干擾設(shè)計(jì)^[5]
　　抗干擾設(shè)計(jì)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(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)干擾。
　　(2)單片機(jī)的I/O口與噪聲源間加光耦隔離。
　　(3)把干擾源(電機(jī)、繼電器)遠(yuǎn)離敏感元件(單片機(jī))。
　　(4)對(duì)單片機(jī)使用電源監(jiān)控及看門狗電路，可大幅提高整個(gè)電路的抗干擾性能。

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3 軟件設(shè)計(jì)
　　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(shí)間間隔最長(zhǎng)為999分鐘，工作時(shí)間最長(zhǎng)為999秒。存儲(chǔ)器中休止時(shí)間每分鐘自動(dòng)減1，工作時(shí)間每秒鐘自動(dòng)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(rùn)滑前后都需檢測(cè)油路壓力是否正常，不正常則蜂鳴器報(bào)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。