设计基于单片机的车用数字仪表的设计及实现.doc

基于单片机的车用数字仪表的设计及实现

摘 要：本设计是基于单片机的车用数字仪表，其中控制部分采用 at89c51rb 芯

片，外围电路采用全数字技术，实现了高效实用的车用数字仪表。它能够实时显示汽

车的速度，行驶里程，车内的温度，以及当前的时间。对于现在的汽车仪表是一个很

大的改进和升级。同时还能改善汽车仪表的美观性，为更方便的设计出各式各样的汽

车仪表提供基础。

本设计还完成了外围数据采集芯片的应用，驱动程序的编写，以及基于 protues

的整体仿真。实现了车用数字仪表的整个程序正常运行。

关键词：单片机，数字仪表，仿真

speed of cars, the mileages, the temperature in the cars and the current time, which not only

improved and upgraded significantly present motor meter, but beautified motor meter to

provide foundation for the easy design of various motor meter.

It also finished the application on chip of peripheral data acquisition, the

compiling of drive program, as well as the whole simulation of Protues, making the whole

program of vehicle digital operate normally.

Keywords: Single chip microcomputer，Digital instrument，Simulation

目 录

1 前言 .................................................................1

1.1 研究背景............................................................1

3.1 主控系统 ............................................................5

3.1.1 单片机选择 ........................................................5

3.1.2 最小系统设计 ......................................................5

3.2 外围硬件 ............................................................7

3.2.1 车速模块设计 ......................................................7

3.2.2 温度模块设计 ......................................................9

3.2.3 时间模块设计 .....................................................10

3.2.4 显示模块设计 .....................................................11

3.2.5 存储模块设计 .....................................................12

3.3 电源设计 ...........................................................14

4.2.3 里程算法设计 .....................................................18

4.3 驱动程序设计 .......................................................18

4.3.1 LCD 驱动程序......................................................18

4.3.2 DS18B20 驱动程序设计..............................................19

4.3.3 DS1302 驱动程序设计...............................................23

4.3.4 SPI 存储芯片驱动程序设计..........................................24

5 基于 PROTUES 模拟仿真 ................................................29

6 总结 ................................................................30

1 前言

1.1 研究背景

方法。然而，传统汽车仪表采用模拟电子技术，体积大，效率低，美观性差，故障率

高。为此，人们提出了很多方案来改善汽车仪表。但都不尽如人意。随着电子技术的

飞速发展，微处理器性能的不断提高，使得以微处理器为核心的电子控制技术飞速发

展。由此，车用数字仪表代替传统汽车仪表成为可能。

车用数字仪表应用单片机控制，数字电路设计实现。由于其单片机体积小，处理

速度非常快，所以可以设计出美观实用的车用数字仪表。并且单片机超长的寿命，和

1.2 国内外研究进展

汽车仪表从刚开始的机械式，到后来的模拟电子电路式经历了两个阶段的发展，

由此可见，国外相对国内发展领先，国内数字仪表存在很多问题，需要我们不断

努力创新改进，发展新型，可靠，高精度，数字化，集成化的车用仪表。

1.3 本课题研究内容

本设计研究以单片机为控制元件，由速度传感器，存储芯片，数字温度传感器，

显示器件，步进电动机，时钟芯片等外围元件组成数字仪表。系统主要由七部分组成，

日期时间模块，汽车速度采集模块，里程存储模块，电动机模块，计算控制模块，车

内温度采集模块，显示信息模块。

数据。

车速。

（5）计算控制模块，由单片机完成数据的计算和传递。

（6）车内温度采集模块，温度芯片完成温度信息采集。

（7）显示信息模块，显示汽车的车内温度，日期时间和里程信息。