电子车速里程表的设计.doc

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 1 绪论 1. 课题描述 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。以单片机为核心的智能电子里程表，不仅可以显示车辆行驶的总里程 ，还可以显示车速，以及实现超速报警等功能，并具有较强的再开发能力。本设计利用 霍尔传感器开发测速系统，完成速度信号采集电路的设计。其次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。该系统可以方便的实现 汽车速度、行驶里程的测量和显示，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。霍尔传感器与AT89C51结合 实现最简测速系统，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。 2. 基本工作原理及框图 根据系统的设计要求，利用矩形波触发脉冲代替霍尔传感器，从而对车轮转速进行模 拟。选择单片机AT89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示等功能。 该系统的总体设计思路如下：矩形波发生器产生矩形波脉冲发送到AT89C51单片机上，经 过51单片机处理，将速度和里程在显示电路上显示，本系统显示器用6位共阴LED数码管 以动态扫描法实现。 按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、检测电路和显示电 路[1]。 图1速度里程表的原理框图 本课题以是89C51单片机为核心设计的一种数字速度里程检测系统，系统整体硬件电 路包括，传感器数据采集电路，速度里程显示电路，单片机主板电路等组成。系统框图 主要由控制模块、外部信号及其检测装置、外部存储器、LED显示组成。 速度里程表总体电路结构框图如图1所示。 2 相关芯片及硬件电路设计 2.1 AT89C51芯片 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机[2]。该器件采用ATMEL高密度 非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS- 51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，AT MEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉 的方案。AT89C51引脚图如图2所示。 图2 AT89C51引脚图 2.1.1 AT89C51的主要特性 与MCS-51 兼容；4K字节可编程FLASH存储器；寿命：1000写/擦循环；数据保留时间：10年；全静 态工作：0Hz-24MHz ；三级程序存储器锁定；128×8位内部RAM；32可编程I/O线；两个16位定时器/计数器； 5个中断源；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模