毕业设计汽车速度与里程表设计和实现.doc

汽车速度与里程表设计和实现 前言 汽车是现代生活中不可或缺的一种重要交通工具，传统的指针式里程表伴随着汽车的诞生就一直为人们喜爱，不过，新生事物不会因传统的存在而停止它前进的步伐。数码科技在今天已渗透到工业，农业，民用等产品的点点滴滴。新概念的汽车速度与里程表最直观的变化就是用大屏幕的液晶取代指针式表盘，直接用数字显示速度和里程，以及其他一些诸如油耗、时钟、环境温度等参数，直观的呈现给使用者。同时，它还具有成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。 由于单片机体积小，可以把它做到产品的内部，取代老式机械零件，缩小产品体积，增强功能，实现智能化。因此被广泛地用在智能产品中。Intel公司的MCS-51系列单片机近年来得到了广泛流行。本文即介绍一种基于AT89C2051单片机的汽车速度与里程表的设计和实现。 本设计以AT89C2051为核心，利用单片机的运算和控制功能，采用串口液晶显示模块实时显示所测速度和里程设计方案。由于使用了串口液晶显示模块和E2PROM，以及高效快速算法，因而可在节约系统资源和简化程序设计的基础上保证测量精度和系统实时性。速度和[1] 本系统设计由信号采集处理模块、单片机AT89C2051控制模块、系统化LCD显示模块、系统软件等组成。系统软件包括单片机和液晶模块的初始化模块、液晶模块的写数据命令子模块、周期测量模块、速度里程计算模块、数据存储模块、速度和里程显示数据转码模块、显示数据消多余零模块、数据显示模块以及实时中断服务模块等。速度显示部分采用串口液晶显示模块，所得的数据采用总线并通过来存储，因而节省了所需单片机的口线和外围器件，同时也简化了显示部分的软件编程。 图1-1 汽车速度与里程表系统原理框图 2 基本原理与设计方案 本设计能实时地将所测的速度显示出来，同时也能够累计显示总里程数。该速度里程表能将传感器输入到单片机的脉冲信号的宽度（传感器将车速转变成相应宽度的脉冲信号）实时地测量出来，然后通过单片机计算出速度和里程，再将所得的数据存储到串口数据存储器，并由串口液晶显示模块实时显示出所测速度。本设计用两个按键来控制显示速度或里程。考虑到信号的衰减、干扰等影响，在信号送入单片机前应对其进行放大整形，然后再输入到单片机进行测速。单片机利用定时器的控制功能测出输入信号的周期后，再利用单片机的算术运算功能将周期转换成速度，同时每秒钟进行一次里程累计，从而计算出总里程。最后将得出的速度里程值存储在中，并根据两个按键的选择情况来显示速度或里程。为了方便计算要显示数据值的段码，可再将其转换成压缩的码，然后通过查表将要显示的数据值中每一位的压缩码转换成段码送到显示缓冲区，最后经串口送至液晶显示模块以显示所测的速度或里程。[2] 霍耳效应1879年E.H. 霍尔发现，如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电压(v)，该磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH)，人们将这个电压叫做霍尔电压，产生这种现象被称为霍尔效应。霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的积累，从而形成附加的横向电场。通有电流I 的金属或半导体板置于磁感强度为B 的均匀磁场中，磁场的方向和电流方向垂直，在金属板的第三对表面间就显示出横向电势差 U H 的现象称为霍耳效应。U H 就称为霍耳电势差。实验测定，霍耳电势差的大小和电流I 及磁感强度B成正比而与板的厚度d 成反比。?霍尔传感器磁场由磁钢提供，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用霍尔传感器在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出圆盘的转速。霍尔电流传感器本身已经存在滤波电路，输出无须再加装滤波，可直接供单片机的0~5V的 AD采集或，信号非常稳定，而且抗干扰能力很强霍尔电流传感器反应速度一般在7微妙，不用考虑单片机循环判断的时间霍尔传感器的外形图和与磁场的作用关系如图所示霍尔传感器检测转速示意图如霍尔传感器检测转速示意图[3] AT89C2051是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的提供了高性价比的解决方案。????AT89C2051是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个1