汽车速度与里程表的设计和实现
汽车速度与里程表的设计和实现
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。新概念的车速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汽车的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。本文先对里程表设计中所需设备作详细介绍，再对设计中存在的问题进行了说明，对硬件部分和软件部分的设计和实现作认真的分析。
1 系统概述[1]
本系统由信号采集处理模块、单片机AT89C2051、系统化LCD显示模块、系统软件组成。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BCD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。
其中，信号采集处理模块以霍尔传感器为核心器件，将不同的转速信号转换成相应的脉冲信号，并送到单片机的T1引脚；对单片机进行设置，使内部的定时器/计数器timer0工作在定时状态，timer1工作在计数状态，利用内部定时器T0对脉冲输入引脚T1进行控制，这样就能精确地检测到设定时间内加到T1引脚的脉冲数，一个脉冲即代表着车子前进一个轮长，对脉冲数进行处理就可得到里程和速度的数据；将数据送到LCD 显示模块进行显示。
速度显示部分采用串口液晶显示模块，所得的数据采用I2C总线并通过E2PROM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。汽
车速度与里程表系统原理框图如图1-1所示。
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
该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T0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E 2PROM 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BCD 码，然后通过查表将要显示的数据值中每一位的压缩BCD 码转换成8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。
2.1 霍尔传感器简介[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(U H )，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。
霍尔转速传感器：霍尔转速传感器的外形图和与磁场的作用关系如图2.1-1所示。磁场由磁钢提供，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。霍尔传感器检测转速示意图如图2.1-2所示。在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器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采集或直接送到单片机的中断输入引脚，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，所以不用考虑单片机循环判断的时间。若在圆盘上贴上多块磁钢，则圆盘每转一圈，输出的脉冲信号将相应增加，单位时间内测到的脉冲数将增多，测出的转速也将更加精细。
图2.1-1 霍尔转速传感器的外形图
图2.1-2 霍尔传感器检测转速示意图
2.2 AT89C2051芯片简介[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AT89C2051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16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C2051可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
AT89C2051具有如下功能特性：
★兼容MCS—51指令系统；
★ 32个双向I/O口；
★两个16位可编程定时/计数器；
★ 1个串行中断；
★两个外部中断源；
★ 4k可反复擦写(>1000次）Flash ROM；
★ 128x8bit内部RAM；
★ 6个中断源；
★低功耗空闲和掉电模式；
★软件设置睡眠和唤醒功能。
2.3 液晶显示模块SED1520芯片介绍
SED1520液晶显示驱动器是一种点阵图形式液晶显示驱动器，它可直接与8位微处理器相连，集行、列驱动器于一体，因此使用起来十分方便，作为内藏式控制器被广泛应用于点阵数较少的液晶显示模块。
2.3.1 SED1520芯片介绍
本设计仿真实验系统采用的液晶显示屏内置控制器为SED1520，点阵为122x32,需要两片SED1520组成，由E1、E2分别选通，以控制显示屏的左右两半屏。图形液晶显示模块有两种连接方式。一种为直接访问方式，一种为间接控制方式。本设计采用直接控制方式。直接控制方式就是将液晶显示模块的接口作为存储器或I／O 设备直接挂在计算机总线上。计算机通过地址译码控制 E1和 E2的选通；读／写操作信号 R／W由地址线
A1控制；命令/数据寄存器选择信号 AO 由地址线 A0控制。实际电路如图2.3.1-1所示。地址映射如表2.3.1-1所示（地址中的X由LCD CS决定，可参见地址译码部分说明）。
表2.3.1-1 地址映射
图2.3.1-1 液晶屏显示控制电路
2.3.2 SED1520的特性
内置显示RAM区RAM容量为2560（32行80列）位。RAM中的1位数据控制液晶屏上一个点的亮灭状态：“1”表示亮，“0”表示暗。它具有16个行驱动口和16个列驱动口，并可级联两个SED1520实现32行驱动。还可直接与80系列微处理器相连，亦可直接与68系列微处理器相连。其驱动占空比为1／16或1／32。并可以与SED1520配合使用，以便扩展列驱动口数目。
2.3.3 SED1520指令与显示RAM结构
SED1520指令系统比较简单，共13条，除读状态指令、读显示RAM数据指令外，其他指令均为写操作，并且读写指令均为单字节指令。在送出每条指令时，必须进行控制器状态检测，状态字节的含义如下：
D7：1/0，模块忙/准备就绪；
D5：1/0，模块显示关/开；
D4：1/0，模块复位/正常；
D3-D0：未用。
在指令使用中，关键要分清显示行、列设置和显示页面设置的关系。单片SED1520可驱动61×16液晶屏，其内部显示RAM相对于COM0每8行为一个显示页面。本设计所用的字符液晶模块由两块SED1520级联驱动，其中一个工作在主工作方式下，另一个工作在从方式下，主工作方式SED1520负责上半屏16行的驱动和左半屏的61列驱动，从工作方式的SED1520则负责下半屏16行的驱动和右半屏的61列驱动，使能信号E1、E2用来区分具体控制的是那一片SED1520。这样两片SED1520级联可驱动122×32图形点阵液晶显示屏,可完成图形显示,也可显示七个半（16×16点阵）汉字。
2.4 定时器/计数器的结构[4]
16位的定时/计数器分别由两个8位专用寄存器组成,即:T0由TH0和TL0构成；T1由TH1和TL1构成。其访问地址依次为8AH-8DH。这些寄存器是用于存放定时或计数初值的。此外,其内部还有一个8位的定时器方式寄存器TMOD和一个8位的定时控制寄存器TCON。这些寄存器之间是通过内部总线和控制逻辑电路连接起来的。TMOD主要是用于选定定时器的工作方式；TCON主要是用于控制定时器的启动停止,此外TCON还可以保存T0、T1的溢出和中断标志。当定时器工作在计数方式时,外部事件通过引脚T0（P3.4）和T1（P3.5）输入。定时器/计数器的结构原理图如图2.4-1所示。
图2.4-1 定时器/计数器的结构原理图
2.5 定时计数器的原理
16位的定时器/计数器实质上就是一个加1计数器,其控制电路受软件控制、切换。当定时器/计数器为定时工作方式时,计数器的加1信号由振荡器的12分频信号产生,即每过一个机器周期,计数器加1,直至计满溢出为止。显然,定时器的定时时间与系统的振荡频率有关。因一个机器周期等于12个振荡周期,所以计数频率 fcount=1/12osc。如果晶振为12MHz,则计数周期为: T=1/（12×106）Hz×1/12=1μs 。这是最短的定时周期。若要延长定时时间,则需要改变定时器的初值,并要适当选择定时器的长度（如8位、13位、16位等）。当定时器/计数器为计数工作方式时,通过引脚T0和T1对外部信号计数,外部脉冲的下降沿将触发计数。计数器在每个机器周期的S5P2期间采样引脚输入电平。若一个机器周期采样值为1,下一个机器周期采样值为0,则计数器加1。此后的机器周期S3P1期间,新的计数值装入计数器。所以检测一个由1至0的跳变需要两个机器周期,故外部事件的最高计数频率为振荡频率的1/24。例如,如果选用12MHz晶振,则最高计数频率为0.5MHz。虽然对外部输入信号的占空比无特殊要求,但为了确保某给定电平在变化前至少被采样一次,外部计数脉冲的高电平与低电平保持时间均需在一个机器周期以上。
当CPU用软件给定时器设置了某种工作方式之后,定时器就会按设定的工作方式独立运行,不再占用CPU的操作时间,除非定时器计满溢出,才可能中断CPU 当前操作。CPU 也可以重新设置定时器工作方式,以改变定时器的操作。由此可见,定时器是单片机中效率高而且工作灵活的部件。
2.6 频率测量
本设计所采用的霍尔传感器是由一个磁钢和一个霍尔器件组成的。磁钢被贴在非磁性圆盘上，跟着圆盘一起旋转。此霍尔器件就固定在圆盘的附近，工作时，圆盘每转动一圈，霍尔器件就会产生一个脉冲。这里的一个脉冲就代表了一个圆盘的周长。在本设计中，霍尔传感器产生的脉冲将被送到单片机的内部定时计数器timer1的T1口。内部的定时计数器Timer0工作在定时状态，Timer1工作在计数状态。Timer0和Timer1均工作在模式1。本设计中，Timer0所产生的是0.5秒的定时。Timer1将对0.5秒内对加到T1脚的脉冲进行计数。假设0.5秒内timer1计数到N个脉冲，则圆盘的转动频率为N / 0.5=2N 。若是将磁钢贴于汽车的轮轴上，则汽车轮子每转一圈，霍尔器件产生一个脉冲。对脉冲频率进行处理，即可转化为车速。对脉冲数进行累加再乘以轮子的长度，即可得到里程数据。本设计中开辟了两个字节的数据区存储累加脉冲数据，最多能计数65536个脉冲，也即131072 米（假设车轮周长2m）。
3 系统硬件设计[5]
3.1 信号预处理电路
它由二级电路构成，第一级是由开关三极管组成的零偏置放大器，采用开关三极管可以保证放大器具有良好的高频响应。当输入信号为零或负电压时，三极管截止，电路输出高电平；而当输入信号为正电压时，三极管导通，此时输出电压随着输入电压的上升而下降，这使得速度里程表既可以测量任意方波信号的频率，也可以测量正弦波信号的频率。由于放大器的放大功能降低了对待测信号的幅度要求，因此，系统能对任意大于0.5V的正弦波和脉冲信号进行测量。预处理电路的第二级采用带施密特触发器的反相器CT74LS14来把放大器生成的单相脉冲转换成与COMS电平相兼容的方波信号 同时将输出信号加到单片机的P3.2口上。系统信号预处理电路如图3.1-1所示。
图3.1-1 系统信号预处理电路
3.2 施密特触发器
利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈，可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。输入的信号只要幅度大于VT+，即可在施密特触发器的输出端得到同等频率的矩形脉冲信号。从传感器得到的矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变。当传输线上的电容较大时，波形的上升沿将明显变坏；当传输线较长，而且接收端的阻抗与传输线的阻抗不匹配时，在波形的上升沿和下降沿将产生振荡现象；当其他脉冲信号通过导线间的分布电容或公共电源线叠加到矩形脉冲信号时，信号上将出现附加的噪声。无论出现上述的那一种情况，都可以通过用施密特反相触发器整形而得到比较理想的矩形脉冲波形。只要施密特触发器的VT+和VT-设置得合适，均能受到满意的整形效果。施密特触发器对脉冲整形图如图3.2-1所示。
图3.2-1 施密特触发器对脉冲整形图
3.3 液晶显示电路和数据存储电路[6]
本设计的显示部分采用液晶显示模块LCM0825，液晶显示模块与单片机接口电路图如图3.3-1所示。LCM0825是8位段码式液晶显示模块，它内部集成有LCD控制器、LCD驱动器和RAM，因而可方便显示数据的编程。液晶显示模块采用3-4线串行数据输入，可直接与单片机接口。由于串行接口方式节省了所需的口线和系统资源，因而使系统具有较高的资源利用率。该模块可在2.7V-5.2V电压下工作，其低功耗及背光可调特性使得设计更具有经济性和通用性。LCM0825能够显示8位数据，每一个数据均以8段码的形式放在其内部显示RAM区，并用模块内RAM的两个存储地址来放置一个数据的8段码。8位数据共占用内部16个地址。每一个数据位的8段码存放形式及高低地址存放段码的顺序都和表1所列的第8位数据的8段码存放格式一样，只是段码的存放地址不同。所以，编程时一定要考虑数据的存放地址和形式。在使用该液晶显示模块时，VCC与VLCD之间可用一个50KΩ的电位器来调整背光。
图3.3-1 液晶显示模块与单片机接口电路图
4 系统软件设计
整个程序的设计以GX-ARM-S3C2410试验箱为平台，其中速度和里程的计算都采取了近似处理。本系统软件采用模块化设计方法。整个系统由初始化模块、电机转速控制模块、电机转向显示模块、频率测量模块、速度，里程显示模块、汉字显示模块以及其他功能模块组成。系统程序流程总框图如图3-1所示。
程序设计中，以60H、61H、62H三个地址为数据缓冲区，60H（DATA1）用于存储每0.5s 计数到的脉冲数，用于计算速度；61H（DATA2）、62H(DATA3)两个地址用于存储计数到的脉冲的累加数据，用于计算里程。
3-1 系统程序流程总框图
4.1 电机转速控制模块程序设计[7]
电机转速的控制模块由指拨开关、单片机、DAC0832数模变换芯片组成。指拨开关K0-K7接单片机的P10-P17(P1口)，通过指拨开关可输入数据0-255，单片机将指拨开关输入的数据输出到DAC0832数模变换芯片，通过数模变换，转换成-8V－+8V的电压驱动直流电机。从而达到对电机转速的控制。输入数据等于128时，输出电压为0V；数据大于128时，输出电压大于0V；输入数据小于128时，输出电压小于0V。电机转速控制模块程序设计如下：
mov p1,#0ffh ；设置P1口为输入口
mov dptr,#cs0832
mov A, p1
movx @dptr,A
4.2 频率测量模块程序设计
霍尔传感器产生的脉冲被送到单片机的内部定时/计数器timer1的T1口。内部定时/计数器Timer0工作在定时状态，Timer1工作在计数状态。Timer0和Timer1均工作在模式1。本设计中Timer0产生0.5秒的定时。Timer1将对0.5秒内对加到T1脚的脉冲进行计数。我们假设0.5秒内timer1计数到了第N个脉冲。这时，圆盘的转动频率就为为 N / 0.5=2N。频率测量模块程序设计如下：
JISHU: MOV IE,#10001010B ；打开中断开关
MOV TMOD,#MODE ；设定内部定时器/计数器的工作模式
MOV SP,#70H
MOV 40H,#00H
MOV TH1,#00H ；将timer1的计数寄存器赋初值0
MOV TL1,#00H ；将timer1的计数寄存器赋初值0
SETB TR1 ；启动timer1
AA: CLR F1 ；标志位赋0
MOV TH0,#03CH ；定时器写入初值
MOV TL0,#0B0H
SETB TR0 ；打开定时器timer0
JNB F1 , $ ；等待50ms
INC 40H
MOV A, 40H
CJNE A, #09H,AA ；定时中断重复10次
CLR TR1 ；关闭计数器timer1
MOV DATA1,TL1 ；取出timer1计数值给DATA1
MOV A,DATA1
ADD A,DATA2
MOV DATA2,A ；将计数值累加到DATA2
JNC BB ；检查计数是否溢出
INC DATA3 ；有溢出则DATA3加1
BB: RET
；-----------------------------定时中断子程序
TIMER : CLR TR0
SETB F1
RETI
当Timer0工作在模式1时，TLO、THO计数寄存器各使用8位，从计算式 28 = 256，可以得出在设置计数初值时，把计数起点的值除以256，再将其余数放入TLO计数寄存器，将商数放入THO计数寄存器。这个实验系统所采用的是12MHz的晶振，定时器所计数的脉冲的周期为1us。由此，我们将这样设计：每50ms产生一次定时中断，就需要计数50000个脉冲，则装入计数寄存器的计数初值就为65536–50000 = 15536，这时，装入THO计数寄存器的初值就为15536/256 = 60(03CH), 装入TLO计数寄存器的初值为176(0B0H)。
Timer0中断子程序流程图如图3.2-1所示。
主程序流程图如图3.2-2所示。
4.3 液晶显示程序的设计[8]
本设计中速度和里程的数据由液晶显示模块显示，所用的液晶显示模块由SED1520芯片驱动，首先必须对液晶显示模块进行初始化，编写相应的字库，编写读写程序等。液晶显示程序的设计包括了初始化程序、清屏程序、写指令代码子程序、写显示数据子程序、读显示数据子程序、中文显示子程序、数字显示程序以及中文字库和数字字库的编写。
4.4 速度、里程显示程序的设计
本设计中霍尔传感器产生的脉冲被送到单片机的内部定时计数器timer1的T1口。内部定时计数器Timer0工作在定时状态，Timer1工作在计数状态。Timer0和Timer1均工作在模式1。本设计中Timer0产生0.5秒的定时。Timer1将对0.5秒内对加到T1脚的脉冲进行计数。假设0.5秒内timer1计数到N个脉冲。则圆盘的转动频率为 N / 0.5=2N 。若是将磁钢贴于汽车的轮轴上，则汽车轮子每转一圈，霍尔器件产生一个脉冲。对脉冲频率进行处理，即可转化为车速。对脉冲数进行累加再乘以轮子的长度，即可得到里程数据。
本程序对汽车运行的实际情况进行模拟。设计程序时假设汽车轮子的周长约为2m，最后在显示屏显示的速度单位是km/h，里程单位是km。
速度的计算如下：
若0.5秒计数到N个脉冲，则轮子的转动频率为2N,车速为2N×2 m/s，也即2N×2×3.6 km/h 。设计中作近似处理，处理为14N km/h 。
显示时先显示百位，再依次显示十位、个位。程序如下：
；--------------------------------速度处理显示子程序
SPEED: PUSH A
MOV A,DATA1
MOV B,#0EH ；计数值乘以14
MUL AB
MOV B, #64H ；除数赋值100
DIV AB ；得到百位显示数据代码
MOV CODE_ , A ；百位显示字库代码
MOV A,B
LCALL BB1 ；调用速度写显示数据程序
MOV B,#0AH ；除数赋值10
DIV AB ；得到十位显示数据代码
MOV CODE_ , A ；十位显示字库代码
MOV CTEMP, #08H ；显示后移8列
MOV A,B
LCALL BB1 ；调用速度写显示数据程序
MOV CODE_ , A ；个位显示字库代码
MOV CTEMP, #10H
LCALL BB1
MOV DATA1,#00H ；数据缓冲区清零
POP A
RET
DATA2,DATA3存储计数到的脉冲总数，DATA2能存储255个脉冲，每次计数溢出，则DATA3加1，DATA3里的数据权重为256.这样两个字节的数据能计数最多65536个脉冲，也即131072 米。130多公里。实际制作里程表时只要适当增加数据缓冲区的数量，即可对最大显示里程进行扩充。
程序设计过程中，对里程数据的显示作了近似处理。程序如下：
；---------------------------------里程处理显示子程序
MILAGE: PUSH A
MOV A,DATA3
MOV B,#0C8H ；除以200 显示百位里程数据
DIV AB
MOV CODE_, A
MOV CTEMP,#00H
MOV A,B
LCALL BB2
MOV B,#014H ；显示十位里程数据
DIV AB
MOV CODE_,A
MOV CTEMP, #08H
MOV A,B
LCALL BB2
MOV B, #02H ；显示个位里程数据
DIV AB
MOV CODE_ ,A
MOV CTEMP, #10H
MOV A,B
LCALL BB2
MOV CODE_ ,#0AH
MOV CTEMP, #17H ；显示小数点
LCALL BB2
CJNE A,#00H, M1
MOV A,DATA2 ；DATA2除以50得到小数点
MOV B,#032H 后第一位
DIV AB
MOV CODE_ , A
MOV CTEMP, #1EH
MOV A,B
LCALL BB2
MOV B,#05H ；余数再除以5得到小数点后第二位 DIV AB
MOV CODE_ ,A
MOV CTEMP, #26H
LCALL BB2
POP A
RET
M1 : MOV A,DATA2
MOV B,#032H
DIV AB
ADD A,#05H ；显示大于0.50公里时代码加5
MOV CODE_, A
MOV CTEMP, #1EH
MOV A,B
LCALL BB2
MOV B,#05H
DIV AB
MOV CODE_ ,A
MOV CTEMP, #26H
LCALL BB2
POP A
RET
；---------------------------------第二行速度数据显示调用子程序
BB1: PUSH A
MOV PAGE_,#00H
MOV A,CTEMP
ADD A,#3CH
MOV COLUMN,A
LCALL DIW_PR
POP A
RET
；---------------------------------第一行里程数据显示调用子程序
BB2: PUSH A
MOV PAGE_,#02H
MOV A,CTEMP
ADD A,#3CH
MOV COLUMN,A
LCALL DIW_PR
POP A
RET
4.5 模块程序设计
该程序对从指拨开关输入的数据作出反应，若输入的数据为128，则在LCD显示屏上显示“停止”的标志，若输入的数据大于128，则显示“正转”的标志，若输入的数
据小于128，则显示“反转”的标志。模块程序如下：fxb: MOV CTEMP ,#00H
CJNE A,#80h,fx
MOV PAGE_,#00H ；停止
MOV A,CTEMP
ADD A,#2AH
MOV COLUMN,A
MOV CODE_,#09H
LCALL CCW_PR
MOV PAGE_,#00H ；显示“0”
MOV A,CTEMP
ADD A,#3CH
MOV COLUMN,A
MOV CODE_,#00H
LCALL DIW_PR
MOV PAGE_,#00H ；显示“0”
MOV A,CTEMP
ADD A,#44H
MOV COLUMN,A
MOV CODE_,#00H
LCALL DIW_PR
MOV PAGE_,#00H ；显示“0”
MOV A,CTEMP
ADD A,#4CH
MOV COLUMN,A
MOV CODE_,#00H
LCALL DIW_PR
RET
fx: ANL a,#80h
CJNE a,#80h,fx1
MOV PAGE_,#00H ；正转
MOV A,CTEMP
ADD A,#2aH
MOV COLUMN,A
MOV CODE_,#07H
LCALL CCW_PR
RET
fx1: MOV PAGE_,#00H ；反转
MOV A,CTEMP
ADD A,#2aH
MOV COLUMN,A
MOV CODE_,#08H
LCALL CCW_PR
RET
5 软件调试[9]
程序的调试过程是一个比较复杂的过程，有些需要高度的技巧和一定的方法。一般的编程软件都提供单步、单步越过、断点、运行到光标处等基本方法，一般掌握这几种基本方法就可以解决绝大部分问题。经过长时间的调试实践之后自然就可以掌握一定的调试技巧，即熟能生巧。
5.1 程序的查错手段
单片机的应用系统均需借助对应的开发系统（或装置）进行在线仿真，对应用系统的软、硬件进行全面地检测与调试。各种开发系统或装置均提供以下查错手段。首先有单步执行。采用单步执行操作可对应用程序每步执行一条指令，可逐条检查这一段程序的执行过程是否符合原设计要求。可直接查出错误所在。宏单步可执行一段程序，如一步就可执行完整个循环程序段。再次，有断点设置全速运行可在程序有疑虑的地方设置断点，从设置的起始地址开始，以全速或非全速方式向设定的断点处运行。如果这段程序无语法或逻辑上的错误，则连续运行到设置的断点处停止运行，返回监控状态。如果有错误，则在错误处停止运行，如果进入死循环或者程序跑飞，就永远不会停止运行。全速断点运行为检查实时性及中断响应处理等提供了方便。另外，还有显示器窗口检查和实时跟踪记录等。除上述之外，还有以下功能：
★符号化调试
★程序的运行。
★自动生成目标代码和固化
5.2 源程序的检测
在源程序进行调试之前，硬件系统必须基本正确，重点对源程序进行检测。首
先是对照程序流程图，先对相对独立的功能模块，子程序，中断服务程序等进行仔
细地检查，然后对整个主程序按其功能划分成若干程序段进行分段检查，逐步扩大
到整个程序系统。检查时重点检查程序的逻辑功能、结构和算法，有关参量和初始
值是否完善，正确，关键性指令的选择是否合理，特别是借助开发系统也较难调试
正确的隐患，只有通过细心的检查加以排除。再次是硬件系统检查，硬件系统必须
排除电源短路和碰线故障，然后空板（没有插上芯片等器件）进行上电检查各电源
点是否正确，有关逻辑电平及信号是否正确。确认无误之后逐次插上芯片等器件，
借助开发系统可检查出是否有硬件故障。一旦有故障时，开发系统的监控程序将出
现不能正常工作的现象。故可采用此法排除硬件系统的一般性故障。有些故障只有
通过软件调试才能排除，有时还需通过软件调试修改硬件设计。
5.3 源程序的调试
源程序的调试一般可分为分调，联调和考机3步进行。
首先，分调；将基本独立的子程序调试正确，符合原设计要求，用模拟的方法
将中断服务程序初调，然后将主程序按相对独立的功能程序段，遵照应用系统运行
的逻辑顺序逐段进行调试。设置并输入一组符合要求的参量，启动程序段运行，观
察运行情况或故障的影响及现象。对出现的问题进行仔细地分析，合理推测，借助
开发系统的调试手段，逐步缩小疑点范围，直至找出问题所在进行修改。分析故障
原因。再次是联调；在分调基本完成的基础上进行联调，它将与整个系统的硬件，
软件，环境密切相关，必须联合在线调试。调试的重点在于主程序与各功能模块程
序段之间的连接处，按照整个软件系统的执行顺序，逐个相连进行调试。最后一个
环节是考机。
6 设计总结
本设计以AT89C2051为核心，利用单片机的运算和控制功能，并采用串口液晶显示模块实时显示所测汽车速度和里程。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的实时性。本设计完成的汽车速度与里程表性能稳定，效果好。由于该仪表具有体积小、功耗
电子车速里程表的设计
电子车速里程表的设计 摘要 随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用，现在很多轿车仪表已经使用电子车速里程表。本设计介绍一种基于AT89C51单片机的智能电子里程表。该电子式里程表是一种数字式仪表，主要由车速表和里程表两部分组成，其传感器采用霍尔传感器的脉冲信号检测与转换。此里程表不仅可显示车辆行驶的总里程，也可显示一段时间的阶段里程，还可显示车速，以及实现超速报警等功能，并具有较强的再开发能力。 本文详细描述了利用霍尔传感器和AT89C51单片机开发测速系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍，该系统可以方便的实现实时速度、里程的采集和显示，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，有利于我们日常生活和汽车生产业的发展，也可以当作测速处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行速度里程测量，有广泛的应用前景。 关键词：AT89C51，数码管显示器，霍尔传感器，速度里程表
目录 1 绪论 (1) 1.1 课题描述 (1) 1.2 基本工作原理及框图 (1) 2 相关芯片及硬件电路设计 (2) 2.1 AT89C51芯片 (2) 2.1.1 AT89C51的主要特性 (2) 2.1.2 AT89C51的管脚说明 (3) 2.2 霍尔速度传感器 (4) 2.2.1 霍尔传感器工作原理 (4) 2.2.2 霍尔效应 (4) 2.2.3 霍尔元件 (4) 2.3 单片机最小系统及电路 (5) 2.4 车速信号处理电路 (6) 2.5 显示电路 (8) 2.5 系统原理图 (9) 3 系统的软件及程序设计 (9) 3.1 主程序程序框图 (9) 3.2 调试及仿真 (11) 总结 (12) 致谢 (13) 参考文献 (14) 附录 (15)
汽车用车速表
GB 15082-1999 前言 为加强汽车安全行驶性能，提高汽车行驶速度的安全裕量，本标准参照采用欧洲经济共同体75／443／EEC指令：各成员国关于汽车倒车机构及车速表装置的协议附件Ⅱ《车速表装置》制定。对其中有关“申请认证”和“雪地用轮胎配备”条款因与本标准无关，未予采用。 本标准与GB 15082—1994相比，主要将标度盘的分度值由“5km／h”修改为“1、2、5、10 km／h中任一种” 本标准自实施之日起代替GB 15082—1994。 本标准由国家机械工业局提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：芜湖汽车仪表研究所。 本标准主要起草人：刘爱华、王世荣。 中华人民共和国国家标准 汽车用车速 表GB 15082-1999 代替GB 15082--94 Motor vehicles-Speed meters 1 范围 本标准规定了汽车用车速表在装车状态下的一般要求、指示误差和试验规范。
本标准适用于M、N类汽车用车速表。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB／T 12534-1990 汽车道路试验方法通则 3 一般要求 3．1 车速表标度盘应位于驾驶员的直接视野以内，且昼夜都能清晰易读。 3．2 车速表指示车速范围应能包容制造厂对该型汽车给出的最大车速。 3．3 车速表的速度单位以km／h表示。在20km／h以上至上限速度值之间，其分度值应表示成1、2、5、10 km／h中的任一种，标度盘上标明的车速值应为20km／h的倍数。 4 指示误差 车速表指示车速不得低于实际车速，在5．6规定的试验车速下，并在这些车速之间，其指示车速与实际车速之间应符合下列关系式： 0≤V1-V2≤V2/10＋4 km ／h 式中：V1——指示车速，km／h；V2——实际车速，km／h。 5 试验规范 5．1 试验用车速表处的基准温度为23℃＋5℃。 5．2 用以测量汽车车速的试验仪器的误差不得超过＋1.0％。 5．3 试验前汽车装备要求： a）汽车应为整备质量状态。 b）所配轮胎气压应为正常行驶用气压，即汽车制造厂规定的轮胎在冷状态的充气压力下再增加0.02MPa。 5．4 其它试验条件应符合GB／T 12534—1990中第3章的有关规定。 5．5 进行道路试验时，道路表面应平整干燥，并应有足够的附着力。
基于单片机的自行车速度里程表设计
摘要 随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。自行车速度/里程表能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车速度/里程表的设计。以AT89S52 单片机为核心，A04E 霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度的测量统计，并能将自行车的里程数及速度用LED实时显示。文章详细介绍了自行车速度/里程表的硬件电路和软件设计。硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。软件部分用C语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。 关键词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LED显示
Abstract With the developing of people’s life, the bicycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking, but becomes the first choice of entertainmenting and exercising. The bicycle mileage/speed can fulfill the basic need of people’s life, so that they can learn the speed and the mileage of the bicycle. In these paper, the bicycle mileage/speed design based on the Hall element is elaborated. By AT89S52 as kernel, using A04E Hall element to measure revolution, the measure and statistic are achieved. The bicycle speed can be displayed on LED. In this article, the hardware circuit and software design of bicycle mileage/speed instrument are introduced in detail. About the hardware, the pulse number is transmitted of one cycle of the bicycle into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. About the software, in C language, the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware, common sub-program, and meet the demand of design. Keywords: Mileage / speed; Hall element; Single Chip Microcomputer; LED
自行车里程表的设计【开题报告】
毕业设计（论文）开题报告 题目：自行车里程表的设计 专业：电子信息工程 一、选题的背景、意义 192个国家的谈判代表召开峰会，商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，即2012009年12月7日开是在丹麦首都哥本哈根召开的《哥本哈根世界气候大会》，来自2年至2020年的全球减排协议，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。气候变化已经成为全世界共同关注的焦点问题，节能减排迫在眉睫，全球各个国家都在为节能减排做进一步的努力。加之2008年爆发的经济危机的影响之深远，让每一个身处社会的人都心有余悸。但是在这经济危机爆发的时刻，人来面临的能源问题，远比经济危机要让大家头痛得许多，中国正在积极推动企业的节能减排，提高全社会节能减排的意识。 电电动自行车是绿色节能的交通工具，在城城市化发展的进程中电动自行车满足了消消费者出行半径增大的需求。经过15年的快速发展，电动自行车产业已经进入了成熟期，产品的质量不断提高，技术创新成果普遍应用。中国已成为全球电动自行车的制造、消费大国，目前中国市场年产销量超过2000万辆，整个产业链的经济规模达到1000亿以上，从业人员近500万人。整车企业1000余家、6000余家相关联配套企业、100000家经销商、市场保有量达 1.2亿辆，电动自行车成为中国一个重要的产业，也是中国老百姓主要的交通工具。目前平均每四户居民家庭中就有一辆电动自行车，电动自行车已经成为城乡人民生活中的一种重要的消费品。2009年以来，面对世界金融危机的挑战，电动自行车产业依然保持了平稳发展。中国自行车协会助力车专业委员会的统计，50家主要生产电动自行车的企业，1-8月份累计总产量为656万辆，同比增长13%。另外，根据国家统计局的统计，1-8月份行业规模以上企业电动自行车产量累计生产为445.5万辆，同比增长8.7%。两个不同口径的统计数字均说明，2009年的前8个月行业仍然是增长的态势。 1989年清华第一台电动自行车样机到现在二十年的时间，中国电动自行车行业经历了从无到有，从小到大的过程，目前年产量已达2000万辆以上，社会总需求量在5亿辆以上。随着城市扩大化的发展进程，电动自行车已经逐渐成为百姓出行不可或缺的代步工具。2009年10月，国家标准管理委员会公布了《电动摩托车和电动轻便摩托车
汽车车速里程表设计指南
汽车车速里程表设计指南
目次 1范围 (1) 2规范性引用文件 (1) 3设计流程 (2) 3.1 车速里程表的定义及实现方式 (2) 3.1.1 磁感应式 (2) 3.1.2 线圈式 (2) 3.1.3 步进电机式 (3) 3.1.4 液晶式 (3) 3.2 步进电机的选型和主要参数 (4) 3.3液晶屏选型及主要参数 (5) 3.4组合仪表步进电机的软硬件设计 (5) 3.5 液晶屏的软硬件设计 (6) 3.6 车速里程表的机械设计 (7) 3.7 法规校核 (8) 3.7.1 国内标准 (8) 3.7.2 欧盟标准 (8) 3.7.3 美国标准 (9)
前言 为满足公司车用组合仪表车速里程表的设计开发工作，保证其设计的准确性和统一性，特制定本设计指南。
汽车车速里程表设计指南 1 范围 本指南规定了车用组合仪表车速里程表设计的方法与要求。 本指南适用于指导公司车用组合仪表车速里程表的开发。 2 规范性引用文件 下列文件对本文件的引用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2423 电工电子产品基本试验 GB/T 4942.2 低压电器外壳防护等级 GB/T 12548—2016 汽车速度表、里程表检验校正方法 GB 15082 汽车用车速表标准 GB/T 17619 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法 GB/T 18655 车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法 GB/T 28046.1—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分：一般规定 GB/T 28046.2—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第2部分：电气负荷 GB/T 28046.3—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷 GB/T 28046.4—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷 QC/T 413 汽车电气设备基本技术条件 QC/T 727 汽车、摩托车用仪表 CISPR 25—2008 车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法 ISO 11452-2 道路车辆.窄带辐射的电磁能量产生的电干扰的部件试验方法.第2部分：吸波暗室ISO 11452-4 道路车辆来自窄带辐射电磁能的电气骚扰的组件试验方法第4部分捆束激励法（BCI大电流注入）传导辐射抗扰度（BCI） ISO 7637-2 道路车辆-来自传导和耦合的电干扰第2部分仅沿供电线路的电气瞬态传导 ISO 7637-3 道路车辆-由传导和耦合产生的电气干扰第3部分通过除供电线路之外的线路由电容耦合和电感耦合引起的瞬时电气传输 ECE R39 汽车车速表要求 CFR49 393.82 车速表 Q/J C069 车用组合仪表液晶屏设计指南
基于单片机的里程表设计
《单片机原理及应用A》课程设计学院：电气工程学院 题目：基于单片机的里程表设计 起止时间：2016年8月22日至2016年9月9日 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 教研室主任： 院长： 2016年8月20日
《单片机原理及应用A》课程设计 任务书 学院：电气工程学院 题目：基于单片机的里程表设计 起止时间：2016年8月22日至2016年9月9日 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 教研室主任： 院长： 2016年8月20日
摘要：本次设计是采用MSC-51系列单片机中的STC89C52RC和YL-57霍尔传感器模块以及24C02B(E2PROM)模块构成的低成本电子式里程表。单片机STC89C52RC是一款低功耗、高性能的CMOS8位单片机，由于它强大的功能和低价位，因此在很多领域都是用它。YL-57霍尔传感器模块是有磁场切割就有TTL 电平信号输出，该模块包括一个74HC04和一块3144霍尔传感器，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计。 硬件电路主要包括单片机、霍尔磁感应检测模块、显示模块、蜂鸣器以及控制设备等5部分。由LCD1602液晶模块构成系统显示模块；测速控制电路由YL-57霍尔传感器模块和预设速度值比较警告电路组成，同时将行驶里程数存入E2PROM使里程数断电不丢失；用户根据需要预先输入车轮周长和限速速速，测量实际行驶速度，发出警告信号（蜂鸣器蜂鸣），敦促驾驶员减速行驶。 软件部分包括了主程序、显示子程序、E2PROM读写子程序。 关键词：STC89C52RC；YL-57霍尔传感器模块；24C02B(E2PROM) 模块
汽车时速表与转速表区别
在汽车上时速表与转速表有啥不同？ （1）里程表 仪表板中最显眼的是车速里程表，它表示汽车的时速，单位是km/h。车速里程表实际上由两个表组成,一个是车速表，另一个是里程表。电子式里程表累积的里程数字存储在非易失性存储器内，在无电状态下数据也能保存。 (2)转速表 在国产汽车中，以前一般是不设置转速表的，但近十几年来各类型汽车安装转速表，有些厂商还将它作为汽车档次的配置内容。转速表单位是1/min1000,即显示发动机每分钟转多少千转。转速表能够直观地显示发动机在各个工况下的转速，驾驶员可以随时知道发动机的运转情况，配合变速器档位和油门位置，使之保持最佳的工作状态，对减少油耗，延长发动机寿命有好处。 至于什么时候转挡,就应该在2000~3000左右吧. 看转速表换挡好点 这个问题在网上也是一个颇有争议的话题。按照大众公司所提供的使用说明书的要求是当发动机转速达到2000转时（每分钟，以下同）就可以升挡。但也有很多网友说要在3000转以上。根据本人的驾驶习惯及经验在2200～2500转之间是最平顺的挂挡时机。低于这个数值挂挡发动机由于输出扭矩不够容易产生脱挡，长期如此会加快发动机的损耗。高于这个数值时虽然扭矩充沛提速加快，但是随之而来的是油耗增加。所以选择适当的升挡时机即可以保证发动机有良好的动力输出也有利于经济驾驶。所以驾驶者可以根据自己的实际情况予以对待。城市道路驾驶路况好的时候升挡转速可以略底，遇到路况较差时可以适当提高升挡转速，但总的范围应该控制在2000～3000转之间（这里均不考虑暴走行驶）。平顺的转速及速度的提升对增长车辆发动机的首次故障率里程是非常有益的 如果你想看时速表来转挡的话就照这样做吧，如果你的车是小汽车的话： 一、按照发动机转速换档时机为：2500转时换档。 二、如果按照车速度换档，那么：20换二档，40换三档，60换四档，80换五档。 三、减档也是这样，减到二的速度时才换档，这样不挫车。比如：你正
EDA设计汽车速度表
-- - 燕山大学 EDA课程设计报告书 题目：汽车速度表 - -
一、设计题目及要求 题目名称：汽车速度表* 要求： 1．能显示汽车速度，单位Km/h，最高时速小于360Km/h； 2．车轮每转一圈，有一传感脉冲，每个脉冲代表1m 的距离（用适当频率的时钟信号代替即可）； 3．采样周期设为10 秒； 4．用5 位数码管显示速度，要显示到小数点后边两位。 二、设计过程及内容 1、总体设计 我们设计的汽车速度表主要有四个模块组成，分别是单位转换电路，10s采样电路，计数电路，扫描电路。因为频率代表单位时间内完成周期性变化的次数，所以我们用n HZ的输入时钟脉冲表示汽车的速度为n m/s。首先利用单位转换电路将速度单位m/s转换为km/h，然后用计数电路对转换单位后的脉冲进行计数，并利用十秒采
样电路采集数据，最后将采集的数据用扫描电路驱动数码管显示出来。 2、主要模块 （1）单位转换电路（蓝天阳） 题目要求输出的速度单位是km/h，而我们的输入的速度单位是m/s，故需进行单位转换。1m/s=3.6km/h=0.01×360km/h（为保证输出的速度显示到小数点后两位），故输入脉冲数：输出脉冲数=1:360。由于采样时间是10s，为了让数码管直接显示出转换之后的速度，故令，输入脉冲数：输出脉冲数=1:36。 用两个十进制计数器74160构成三十六进制的计数器，并配合D触发器实现单位转换。 电路原理图： 注：clk的频率大于car频率的36倍 仿真波形图：
（2）十秒采样电路（黄林毅） 首先利用74161设计一个十一进制的计数器，输入时钟频率为1HZ，这样就可实现输出11s为周期的脉冲，前10s为低电平，最后1s为低电平，在10s时产生一个上升沿触发计数模块的D触发器。由于实验箱中没有1HZ的脉冲，故利用366HZ的脉冲进行366分频，使其输出1HZ的脉冲。先用三个74160构成366进制计数器，令其输出频率为1HZ的脉冲作为十一进制计数器的时钟。 电路原理图：
汽车速度里程表的设计
汽车速度里程表的设计 摘要：在车辆高速行驶的过程中，车速里程表是为驾驶员及时提供动态驾驶信息的重要仪表，它的好坏直接影响到车辆行驶安全。而传统的车速里程表存在两大缺陷：一是用软轴驱动的传统车速里程表在车辆高速行驶状态下，软轴高速旋转，由于软轴钢丝应力极限的限制，常常造成钢丝软轴的疲劳断裂，从而使车速里程表失效；二是由于软轴布线过长，出现形变过大和运动迟滞现象，导致动态指示迟钝或指示错误。为了更加及时可靠的为驾驶员提供动态驾驶信息，保证车辆行驶安全，客服传统软轴驱动车速里程表故障率高、动态指示迟钝等问题，运用先进的电子技术、传感器测量技术和计算机智能技术，改进传统的里程表是非常必要的。 关键字：单片机，霍尔传感器，车速里程表 Abstract:In the process of high-speed vehicles, vehicle speed odometer is important instrument driver to provide dynamic driving information, which directly affects the running safety of vehicles. The speedometer tradition has two defects: one is the traditional speedometer flexible shaft driving the vehicle high speed running condition, the shaft rotating speed, the flexible shaft steel wire stress limit, often resulting in fatigue fracture of the wire flexible shaft, so that the speedometer failure; two is a flexible wiring is too long due to deformation, appear too large and the motion lag, lead to dynamic indicating slow or indication error. In order to be more reliable and timely to the driver's driving dynamic information, guarantee the driving safety, the problem of high failure rate, the speedometer dynamic indicating slow traditional flexible shaft driving, the use of electronic technology, sensor technology and computer intelligence technology advanced, the improvement of the traditional odometer is very necessary. Key words:The microcontroller, hall sensors, memory，The speedometer
基于单片机的电动车里程表设计说明
《基于单片机的电动车里程表设计》 目录 引言 (1) 1.总体设计 (2) 2.设计任务及要求 (2) 3.电路原理 (2) 4.硬件系统模块 (3) 4.1芯片的选择 (6) 4.2结构框图 (7) 5.软件系统设计 (7) 5.1控制系统源程序 (11) 6.调试 (13) 7.参考文献 (13)
引言 里程表广泛应用于各类机车，传统的机械式里程表虽然稳定可靠，但功能单一、易受磨损。随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用，现在很多轿车仪表已经使用电子车速里程表，从保护环境和经济条件许可等因素综合来看，电动自行车目前乃至今后都有着广阔的发展空间。目前市面上电动自行车的速度表和里程表都是机械的，看起来不够直观与方便。如果能用液晶显示屏直接显示出来里程数和速度值，就可节省用户的时间及精力处理自行车行进过程中的突发事件。 本设计介绍一种基于单片机的智能电子里程表。该电子式里程表是一种数字式仪表，主要由车速表和里程表两部分组成，其传感器采用无接触测量的光电传感器。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用液晶显示器模块进行显示，使得电动自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。它不仅可显示车辆行驶的总里程，还可显示当前车速，以及实现超速报警等功能，并具有较强的再开发能力。它的实现方式是，通过安装在汽车转轴上的测量盘，用光电式转速传感器检测转速的脉冲信息，在脉冲状态下，将转速的变化转换成光通量的变化，再通过光电转换元件将光通量的变化转换成电量的变化，接着通过频率测量电路将脉冲信号输入到单片机中，然后依据电量与转速的函数关系实现转速测量，再通过计算，从而得出里程、车速的信息，并由液晶显示器显示出来。
汽车设计试题(详细答案)
汽车设计试题（ A） 姓名：得分： 一、判断题；（对的在括号内打√，错的在括号内打Ⅹ）15 1、汽车的型式是指汽车的轴数、驱动型式、布置型式、以及车身（或驾驶室）型式而言。 （） 2、动力系是满足汽车具有最佳的动力性和燃油经济性。（） 3、离合器压紧弹簧有圆柱弹簧、矩形弹簧、圆锥弹簧和膜片弹簧。 （） 4、同步器的种类有常压式、惯性式、惯性增力式三种型式。（） 5、变速器高档齿轮变位系数的选择是按等弯曲强度分配变位系数。 （） 6、用于变速箱和后桥之间的万向节的两万向节交角始终是相等的。 （） 7、衡量后桥承载能力的大小是后桥的主减速比。（） 8 、 9.00R20 表示轮胎断面高度9in ，轮辋直径20in ， R 表示子午线胎。 （） 9、悬架对汽车的行使平顺性、稳定性、通过性、燃油经济性等多种性能有影响。 （） 10、横梁的作用在于连接左右纵梁还可以为安装某些总成提供装置点。 （） 11、车身的结构形式可分为有车架式、非承载式、无车架式。（） 12、某一整体式前桥用在2m轴距车上，现又用在3m轴距的车上。 （） 13 、双轴汽车双回路制动系统的制动方式可分为II 型、 X 型、 HH 型、 LL 型、 HI 型。（） 14、汽车动力性参数是指D0max、DII max、比功率、比转矩、加速时间、最高车速、转向特性等。 （） 15、驻车制动器应能使汽车满载时可靠20%的坡道上。（） 二、单项选择题（把正确的写在括号内） 25 1、一般载货汽车的后悬与轴距的关系是（）。 A ≤60% B 一般在 55—60%之间 C ≤55% D ≤50% 2、汽车最小转弯半径是指转向盘转至极限位置时，从转向中心到（）接地的中心距离。 A、前外轮 B 、前内轮 C 、后外轮 D 、后内轮 3、在离合器中装设扭转减振器（）。 A、降低传动系峰值载荷B降低传动系固有频率 C 消除传动系振动 D 消除传动系噪音 4、选择变速器主要参数时，常以（）为根据。 A、发动机最大功率 B 发动机最高转速 C 发动机最大扭矩 D 传动系总传动比要求 5、液力机械变速器较广泛的应用于（）。 A 起重型自卸车 B 轻型载货汽车 C 微型客车 D 变型运输是机 6、为了降低传动轴的不平衡度，常在轴管上加焊平衡块，但不得超过（）块。 A 2 B 3C4 D 5 7、下列叙述正确的是（） A半浮式半轴可以用结构简单的圆锥面和键来固定。 B全浮式半轴常用在轿车或轻型汽车上。 C3/4 浮式半轴用在重型汽车上。 D驱动轴壳只是承载件。 8、制动蹄领蹄的效能因素（ A、小于 B 、大于 ）从蹄效能因素。 C 、等于 D 无法比 9、当汽车采用刚度不变的悬架时，汽车车身振动频率A、n∝f B 、n∝1/f C 、无关系 n 与悬架静挠度 f
电子车速里程表的设计开题报告综述
毕业(设计)论文 开题报告 论文题目电子车速里程表 院(系) 宁夏理工学院 专业自动化 学生姓名赵龙 班级自动化08102 指导教师牛少杰
开题报告 学号0810******** 姓名赵龙指导教师牛少杰系别电气信息工程系专业/班级自动化08102 毕业设计（论文）题目电子车速里程表 题目类型√工程设计□技术开发□软件工程□理论研究和方法应用□管理模式设计□其他 选题目的及意义本次设计的意义目的有以下几方面： 1、深刻理解单片机串口并口中断等方面的知识，微机小系统的设计。 2、学习并运用电路硬件方面的知识，如信号的放大过滤，如何让传感器存储芯片或其他器件在合适的电压电流下工作。 3、运用C语言在单片机上编程。如信号的检测，按键消抖，模数转换，液晶显示，子程序结构程序设计的运用。 4、设计一种体积小，功耗低，功能多，性能稳定，性价比高的电子车速里程表，促进汽车电子仪表的发展。
设计（研究）现状和发展趋势 随着汽车工业发展,电子式仪表及新型传感器是各类车型汽车的首选配套产品，市场前景广阔。目前国外汽车车速里程表已广泛采用电子式机芯结构，而国内汽车仪表一直是机械式车速里程表的天下，少数采用动圈式电子仪表。国外电子产品占整车成本的30%，然而我国汽车行业起步较晚，技术十分落后，电子产品仅占整车成本的5%。例如国外汽车早已装配电子式仪表，而我国汽车仍在应用传统的机械仪表，可靠性很差。目前汽车仪表控制电子化是一种发展趋势，由先进的传感器与显示装置构成的电子仪表已开始全面取代传统的机电式仪表，成为现代汽车的明显标志。 一般汽车的常规仪表有车速里程表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等。仪表板中最常用的是车速里程表，目前很多轿车仪表已经使用电子车速表，它通过变速器上的速度传感器获取信号，通过脉冲频率的变化使指针偏转或者显示数字。随着汽车电子半导体技术的发展，多功能、高精度、高灵敏度、读数直观的电子数字显示及图像显示的仪表已不断应用于汽车。汽车仪表的功能已不仅仅是单纯的显示，而是通过对汽车各部件参数的监测和计算机处理相配套，从而达到控制汽车各种运行工况的目的。因而电子式里程表的广泛应用将会很大的提高中国的汽车电子技术水平。
基于单片机的汽车里程表设计
电动自行车里程表的软件设计 序言 本文介绍里程表设计以单片机和霍尔传感器为核心。霍尔传感器将到来的低电平脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用LED模块进行显示，使得电动自行车的里程数据能直观的显示给使用者。 自行车里程表是用于远距离连续测量自行车行驶距离的仪表。它分为电源、霍尔传感器和显示器3部分。目前，里程表普遍使用在汽车和摩扦车上，是一种机械测量装置，测试精度相对低，自行车上使用里程表的还很少见。针对这种情况，研制新型的数字化里程表用于自行车上是非常必要的。本文介绍的自行车里程表是由电源稳压系统供电，AT89C52单片机为中央处理器，结合高精度的控制电路，方便地实现了智能化、高精度、高可靠性、高效率的自行车里程表的设计，并且使用方便。 里程表广泛应用于各类机车，包括厂矿企业所使用的电机车和汽车、摩托车等。传统的机械式里程表虽然稳定可靠，但功能单一，随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用。一种以单片机为核心的里程表，它不仅可以显示车辆行驶的总里程，也可显示一段时间的阶段里程，并且具有较强的再开发能力。这一切都是因为利用了单片机系统强大的数据存储和处理控制功能。里程表以单片机AT89C52为核心，由系统输入、单片机部分和系统输出组成。
第 1 章绪论 单片机自从推出以来，以其超小型化、结构紧凑、可靠性高、成本低等优点被人们广泛接受，从而应用于工业、电讯、数据处理、仪器仪表等多方面。电动自行车里程表是电动自行车的重要配件，在电动自行车仪表中占重要位置，但几十年来其发展变化并不大，现在国外很多车中使用了数字里程表，但在国内还并不多见。 1.1课题背景 里程表的原理很简单，因为汽车车轮的直径已知，车轮的圆周长便是恒定不变的。由此可以计算出每走一里路车轮要转多少圈，这个数也是恒定不变的。因此只要能够自动把车轮的转数积累下来，然后除以每一里路对应的转数就可以得到行驶的里程了。这样简单的原理古人就已经发现，并且开始使用了。“记里鼓车”就是这样的装置，它是利用上述原理，再加上巧妙的机构使得车轮每转一定圈数就自动敲一下鼓，此时只要有专人把它记下了，就可以得到所走里程。此装置十分巧妙无论白天、黑夜均可使用，而且盲人也可使用，体现出了我国古代劳动人民的聪明才智。不过，如果车上没有人默记鼓声数目的话，单靠记里鼓车本身还不能累计一共走了多少里。而且车停下来之后谁也不知道这车曾经走过多少里路，这是美中不足之处。 从保护环境和经济条件许可等因素综合来看，电动自行车目前乃至今后都有着广阔的发展空间。目前市面上电动自行车的速度表和里程表都是机械的，看起来不够直观与方便。如果能用LED直接显示出来里程数或速度值，就可节省用户的时间及精力处理自行车行进过程中的突发事件。 1.2里程表的发展 现在汽车上的里程表可就不一样了，它克服了“记里鼓车”的不足之处，既能告诉你这次走了多少公里，也能记忆自从出厂以来一共走了多少公里，于是，车辆是否需要
智能小车速度测量控制系统设计
毕业教学环节成果 （2012 届） 题目智能小车速度测量控制系统设计学院信息工程学院 专业电气自动化技术 班级 学号 姓名 指导教师 2012年5月17日
目录 摘要 (1) 英文摘要 (1) 引言 ................................................................. - 2 -1 方案设计与论证 .. (3) 1.1 主控系统 (3) 1.2 电机驱动模块 (3) 1.3 测速模块 (4) 1.4 显示模块 (4) 2 系统的硬件电路 (4) 2.1 总体设计 (4) 2.2 单片机控制系统设计 (5) 2.3 电机驱动电路设计 (6) 2.4 LCD显示电路设计 (7) 2.5 键盘电路设计 (8) 2.6 测速电路设计 (8) 2.7 电源电路设计 (8) 3 系统软件设计 (9) 3.1 测速程序 (10) 3.2 显示程序 (10) 4 调试 (12) 结论与谢辞 .......................................................... - 13 -参考文献 ............................................................ - 14 -附件1．程序清单..................................................... - 15 -附件2．整体原理图................................................... - 23 -
开题报告 电子式里程表.pdf
计算机系毕业设计 开题报告 报告日期：2004 年 3 月26日 姓名：李林学科专业：自动化 论文题目：电子式里程表 题目类型：工程设计 题目来源：结和生产实际 一、在选题过程中已查阅的文献资料（列出文献资料），还做了哪些调研、准备工作？ [1] 吴绍琳.孙祖达.检测与转换技术[M]. 西安：西安交通大学出版社，1990：432~437 [2] 梁森.王侃夫.黄杭美. 自动检测与转换技术[M].北京：机械工业出版社，2002：155~156 [3] 刘灿军.实用传感器[M].北京：国际工业出版社，2004：237~243 [4] 戴焯.传感与检测技术[M].武汉：武汉理工大学出版社，2003：123~124 [5] 宋文绪.杨帆.传感器与检测技术[M].北京：高等教育出版社，2004：269~272 [6] 陈润泰.许琨.检测技术与智能仪表[M]. 长沙：中南工业大学出版社，1995：79~167 [7] 张福学.传感器应用及其电路精选（上册）[M].北京：电子工业出版社，1992：48~53 [8] 白驹珩.雷晓平.单片计算机及其应用[M].成都：电子科技大学出版社，2003：18~145 [9] 朱定华. 微机原理与接口技术[M].北京:北方交通大学出版社， 2002：45~87 [10] 黄遵熹. 单片机原理接口与应用[M]. 西安：西北工业大学出版社，2000：113~114 [11] 徐惠明.安德宁.单片微型计算机原理[M].北京：北京邮电学院出版社，1992：147~149 [12] 田良.王尧. 综合电子设计与实践[M]. 南京：东南大学出版社， 2002：29~188 [13] Lyshevski，Sergey Edward，Control Systems Theory with Engineering Applications[M]， Boston：Birkhauser Boston，2001：63~128
电动车里程表课程设计报告书
目录 第一章概述 (2) 第二章硬件设计 (3) 2.1系统组成结构框图 (3) 2.2具体硬件电路及工作原理 (3) 2.3 AT89C2051单片机简介 (4) 2.3.1芯片概述 (4) 2.4其他外围硬件电路 (6) 2.4.1电源电路 (6) 2.4.2霍尔传感器 (6) 2.4.3 4位串行静态显示电路 (7) 第三章软件设计 (8) 3.1主程序设计 (8) 3.2 外中断0和T1定时溢出中断服务子程序设计 (9) 3.3 速度/里程显示控制子程序设计 (9) 3.4系统完整源程序 (10) 总结 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) 附录1 整体电路图 (13) 附录2 源程序 (14)
第一章概述 本设计介绍的速度与里程表设计以单片机和光电传感器为核心。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用LED模块进行显示，使得电动自行车的速度与里程数据能直接的显示给使用者。该设计能实时地将所测的速度与累计里程数显示出来，主要是将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率（传感器将不同车速转变成不同频率的脉冲信号）实时地测量出来，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LED显示模块交替显示所测速度与里程。本设计的里程数的算法是一种大概的算法（假设在一定时间内自行车是匀速行进，平均速度与时间的乘积即为里程数）。 本系统由信号预处理电路、单片机AT89C2051、系统化LED显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形。对待测信号进行放大的目的是降低对待测信号的幅度要求；波形变换和波形整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机相连的TTL信号；通过单片机的设置可使内部定时器T1对脉冲输入引脚T0进行控制，这样能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数；设计中速度显示采用LED 模块，通过速度换算得来的里程数采用I2C总线并通过E2PROM来存储，既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。 设计时，应综合考虑测速精度和系统反应时间。本设计用测量脉冲频率来计算速度，因而具有较高的测速精度。在计算里程时取了自行车的理想状态。实际中，误差控制在几米之内，相对于整个里程来说不是很大。为了保证系统的实时性，系统的速度转换模块和显示数据转BCD码模块都采用快速算法。另外，还应尽量保证其他子模块在编程时的通用性和高效性。本设计的速度和里程值采用6位显示，并包含两个小数位。
简易自行车数字里程表设计
本科毕业论文 题目：简易自行车数字里程表设计
摘要 本文对自行车里程表的结构、设计原理进行了介绍，并应用芯片LM339和AT89S51设计、制作了自行车里程表。文章介绍了所用芯片的存储结构、各管脚的功能，对各个模块的工作原理进行了分析。并对自行车里程表进行了展望。 本文先对里程表设计当中所需设备作了详细介绍，对设计中存在的问题进行了说明；而后对硬件和软件部分的设计和实现作了认真的分析；然后给出了系统的建模过程及相应的系统模型，在此基础上进行了控制仿真，并对仿真效果进行了比较。 本里程表的设计具有结构简单，成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。并且可进行扩充，加入时速表的功能，更加方便的了解你现在所处的情况。 【关键词】光电对管；单片机A T89S51 ；LM339；键盘；
Abstract In this paper, the structure and principle of traditional bicycle odometer are introduced, and applying LM339 and ATS89S51 has designed and made a bicycle odometer ．The article has introduced what be memory structure of used chip , every function of pin ,and has carried out analysis on operating principle of each modules, and has been in progress to design of bicycle odometer to look into the distance. This article first right Odometer designs required equipment, details of the design issues of; Later on hardware and software design and implementation carefully analyzed; Then the system modeling process and the corresponding model, based on the control simulation, Simulation results also were compared. Odometer the design of the structure is simple, low cost, showing clear, stable and reliable results. And can be expanded to speed the function table and more convenient understand you are now stand. Keywords: photoelectric cell; AT89S51;LM339; keys;
汽车车速、里程表的工作原理及速比的计算方法
汽车车速里程表的工作原理及速比的计算 车速里程表与水温表一起,成为汽车用组合仪表上最重要的两个仪表。车速里程表有机械式和电子式两种，右图所示为磁感应式车速里程表的结构简图，它由车速表和里程表两部份组成。 一、车速里程表的结构及工作原理 （一）机械式车速里程表 车速表主要由与主动轴固定在一起的U形永久磁铁、带有转轴与指针6的铝罩、罩壳、固定在车速里程表外壳上的刻度盘5等组成。主动轴由变速器或分动器传动蜗杆经软轴驱动。 不工作时，盘形弹簧4使指针6处于刻度盘的零位。当汽车行驶时，变速箱上蜗轮组件中的蜗杆带动里程表软轴旋转，再由软轴带动主动轴旋转，从而使主动轴上的永久磁铁1跟着旋转。由于蜗杆与软轴及车速里程表主动轴紧密连接在一起，它们的转速相同。永久磁铁的磁力线在铝罩上产生涡流，涡流产生的磁场与旋转的永久磁铁磁场相互作用产生转矩，使铝罩克服盘形弹簧的弹力向永久磁铁1旋转的方向旋转，直至与盘形弹簧弹力相平衡。车速越高，永久磁铁1旋转越快，转矩越大，使铝罩2带动指针6偏转的角度越大，车速的指示值越高。 里程表由蜗轮蜗杆机构和数字轮组成。汽车行驶时，主动轴经3对蜗轮蜗杆驱动里程表最右边的第一数字轮，使第一数字轮上和数字显示1/10Km。从第一数字轮向左，每两个相邻的数字轮之间,又通过本身的内齿和进位数字轮传动齿轮，形成1：10的传动比。当第一数字轮转动一周，由9转到0时，由内传动齿拔动左侧第二个数字轮转动1/10圈，形成1Km数递增；当第二数字轮转动一周，由9转到0时，其左侧第三个数字轮转动1/10，以10Km数递增。其余数字轮由低位到高位的显示，计数方式均依次类推，即可显示汽车行驶里程数。 （二）电子式车速里程表 车速表由车速传感器（安装在车轮上变速箱蜗轮组件的蜗杆上，有光电耦合式和磁电式）、微机处理系统和显示器组成。由传感器传来的光电脉冲或磁电脉冲信号，经仪表内部的微机处理后，可在显示屏上显示车速。里程表则根据车速以及累计运行时间，由微机处理计算并显示里程。 二、组合仪表速比的计算方法 （一）速比的定义 对机械式或传感器安装在变速器上的蜗轮组件的车速表来说，所指示车速与变速器蜗杆的转速之比即为速比。例如，车速表上的读数为60Km/h之时, 变速器蜗杆的转速为36000r/h，则仪表速比为60：3600=1：600。也就是说，当车速表上的读数显示为1Km/h之时，变速箱蜗杆的转速必须为600 r/h。 （二）求组合仪表的理论速比 理想状态下，即车速表上显示的读数与实测速度相等的情况下，所计算出来的速比称为理论速比， 其计算公式为K=1：［（k1/k2）×1000/（2πR）］,K为理论速比，k1为后桥主减速比，k2为变速箱蜗轮组件的传动比，R为轮胎的滚动半径。以下举一个例子来说明如何计算组合仪表的理论速比： 某轿车相关参数为：后桥主减速比5.125，变速箱蜗轮组件的传动比（即蜗轮转速与蜗杆转速之间的比值）14/3，轮胎型号为165/70R13LT 8PR 90/88Q，查《汽车标准汇编第五卷转向车轮其它》中的 《GB/T2978-1997 轿车轮胎系列》得轮胎滚动半径为273mm=0.273m。K=1：［(k1/k2)×1000/(2πR)］=1：［（5.125/(14/3)）×1000/(2×3.14×0.273)］=1:640.6 ,该速比即为所求的理论速比。 （三）求组合仪表的实际速比 如果按照理论速比来设计组合仪表，车速表往往会出现速度超差的现象，导致实测速度V2大于车速表读