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1、. . .单片机速度里程表设计毕业论文目 录摘要Abstract.第1章 绪论.11.1选题目的.11.课题背景1.3本文的容安排.31.4本章小结.4第2章 设计原理及硬件设计.42.1系统设计原理概述.42.1.1系统组成.42.1.2系统工作原理.422系统硬件设计72.2.1 信号预处理电路.72.2.2单片机的选择.82.2.3液晶显示电路. 162.2.4数据存储电路.232.3 本章小结.25第3章 系统软件设计.263.1数据处理过程.263.2系统软件框图.273.3液晶显示模块的初始化.273.4实现设计功能程序283.4.1初始化程序.283.4.2轮圈设置出错出理程序.
2、293.4.3 主程序里程显示或速度显示.313.4.4外中断1服务程序.333.5本章小结33第4章 调试过程与结果.344.1设计的安装与调试344.1.1调试过程344.2设计调试中的故障排除354.2.1故障排除354.3本章小结35第5章 展望与评价.36第6章 总结和体会.37结论.38致 谢.39参考文献.40附录1.41附录2.48附录3.58附录4.60附录5.61附录6.63.参考资料.第1章 绪论1.1选题目的为了更熟练地掌握学习到的单片机知识，更敏锐地抓住电子元件的发展方向，培养学生的动手实操能力，本设计以AT89C2051为核心,利用单片机的运算和控制功能,并采用LC
3、M0825串口液晶显示模块实时显示所测速度和里程的速度里程表设计方案。该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。1. 课题背景传统的汽车转速里程表的功能有两个，一是用指针指示汽车行驶的瞬时车速，二是用机械计数器记录汽车行驶的累计里程。现代汽车正向高速化方向发展，随着车速的提高，用软轴驱动的传统车速里程表受到前所未有的挑战，这是因为软轴在高速旋转时，由于受钢丝交变应力极限的限制而容易断裂，同时，软轴布置过长会出现形变过大或运动迟滞等现象，而且，对于不同的车型，转速里程表的安装位置也会受到软轴长度及弯曲度的限制。凡此种种，使得
4、基于非接触式转速传感器的电子式转速里程表得以迅速发展。单片机速度里程表设计，能自动显示自行车行驶的总里程数及行车速度，具有超信响的提醒功能，里程数据自动记忆，也可以应用于电动自行车，摩托车，汽车机动车仪表上。仪表板总成似一扇窗户，随时反映出车子部机器的运行状态，同时它又是部分设备的控制中心和被装饰的对象，是轿车车厢最引人注目的部件。可以这样说，仪表板总成既有技术的功能又有艺术的功能，它反映出各国轿车制作工艺和风格上的差异，是整车的代表作之一。 现代轿车的仪表板总成一般分成两部分，一部分是指方向盘前的仪表板和仪表罩及平台，另一部分是指司机旁通道上的副仪表板。其中仪表板是安装指示器的主体，集中了全
5、车的监察仪表，通过它们揭示出发动机的转速、油压、水温和燃油的储量，灯光和发电机的工作状态，车辆的现时速度和里程积累。有些仪表还设有变速档位指示，计时钟，环境温度表，路面倾斜表和地面高度表等。按照现时流行的款式，现代轿车多数将空调，音响等设备的控制部件安装在副仪表板上，以方便驾驶者的操作，同时也显得整车布局紧凑合理。 随着现代科学技术的发展，轿车仪表板用电子显示技术代替传统的机电式模拟仪表已成为发展的趋向。电子显示技术也就是薄型平面电子显示器技术，利用这种技术做成的汽车平面仪表板显示数字及信息，十分清晰明了，使驾驶者在开车的同时，仍然可以清楚地看到仪表数字及其它信息的变动。目前，平面仪表板主要采
6、用真空萤光管显示、液晶显示、电致发光显示和高压驱动器集成电路等技术，具有测试反应速度快、指示准确、图形设计灵活、数字清晰、可视性能好、集成化程度高、可靠性强、功耗率低等优点。例如有些平面仪表板的速度里程表采用全数字集成电路，既提高了测试精度，又可将数字信息输入计算机，实现了车速与里程的数据分析，使汽车具有更多的自控功能。其它如转速表、电压表、燃油表、油压表和水温表均采用线性集成电路，方便配接各类电子传感器件。 轿车仪表板总成在车厢里处于中心的位置，非常引人注目，它的任何疵点都会令人感到浑身不舒服，因此汽车制造商是非常重视轿车仪表板总成的制作水平，从制作工艺上可以表现出制造公司的设计与工艺水平，
7、从装饰风格上可以表现出这个国家或地区的文化传统。一种成功的轿车仪表板总成，既要融入轿车的整体，体现出它是轿车不可分割的一部分；又要体现出轿车的个性，使人看到仪表板就会想到车子的形象。正因如此，轿车仪表板总成的装饰材料是比较讲究的，一般轿车的仪表板总成是用PP(聚丙烯)材料做蒙皮，有些高级轿车的仪表板则是用真皮做蒙皮，令人感觉到一种华贵的气派。1.3 本文的容安排第一章 研究了单片机速度里程表的原理，并介绍了现有的里程表的技术特点和发展方向。第二章 分析了主要元器件的功能，根据系统需求，选择了芯片AT89C2051和液晶显示模块LCM0825，详细分析了这些芯片的功能。分别具体讲解了各个部份的元
8、件、功能和设计图。第三章 设计原理及软硬件设计。第四章 本章分析了在制板，调试的过程和碰到的问题，计论了解决方案。第五章 给出了对本设计的展望和改进方案。第六章 总结设计过程中的经验和心得体会。1.4本章小结本章简单地讲述了选择这个课题的目的，是为了巩固自己学习的知识和锻炼加强自身的动手能力。同时，讲述了有关这个课题与当今时代的发展背景与发展趋势。尽管单片机速度里程表设计看上去硬件真的比较简单，但是只要核心原理一致，硬件上不断地更新，丰富，就能够演变发展出各式各样的新的多功能产品。本章分为6章，分别从不同的容角度对本文进行分析说明。第2章 设计原理及硬件设计2.1系统设计原理概述2.1.1系统
9、组成本速度里程表由信号预处理电路、单片机、串口液晶显示电路、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。系统硬件框图如图所示。信号预处理电路中的放大器用于对待测信号进行放大，以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接口的信号；通过单片机的设置可使引脚能够对部定时器的工作进行控制，这样能精确地测出加到引脚的正脉冲宽度（即测出脉冲信号的周期）；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。系统软件包括单片机和液晶模块的初始化模
10、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。2.1.2系统工作原理2.1.2.1工作原理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
11、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。系统硬件框图如下图放大器波形变换波形整形单片机液晶显示电路数据存储电路2-1示： 图2-1 2.1.2.2（1）原理图如图2-2示： 图2-2 在输入端输入信号，经过信号预处理之后，在上拉电阻和三极管的影响下对输入波型进行整型，转换，最终在单片机的输入端形成带有一顶带宽的规则方波。AT89C2051单片机在运行程序的驱动下，对输入波型进行处理换算，将换算得到的数据传
12、输到EEPROM里面，同时，再将所得到的实时速度数据向LCM0825里输送，并做出显示。2.1.2.2（2）pcb图如图2-3示: 图2-3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。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。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码模块都采用快速算法。另外，还应尽量保证其它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位显示，并包含两个小数位。22系统硬件设计221 信号预处理电路系统的信号预处理电路如图2-4所示。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 ，图2-4 三极
