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1、湖南工业职业技术学院Hunan Industry Polytechnic毕 业 实 践类别项目承接与技术服务（毕业实践）题目智能汽车仪表的设计系名称电气工程系专业及班级学生姓名学号1指导教师毕业实践课题及任务课题简介智能仪器仪表是实现数据采集、记录分析、实时控制、网络监控、集成管理等功能于一体的微机系统。汽车数字式智能仪表以MCS-51系统系列单片机为核心，利用单片机面向控制、通用性、灵活性、可靠性高、抗干扰能力强，具有掉电保护等特点，对汽车仪表的小型化、数字化、智能化的设计。课题任务要求内容： 1、了解智能仪器仪表的功能，熟悉单片机开发步骤。2、设计电路原理图。3、设计主程序。要求： 1、熟
2、练运用单片机编程语言。 2、熟练运用Protel99软件。3、原理图正确。4、主程序调试正确。 工作量：1、开题报告一份。 2、图纸若干张。 3、单片机程序一份。 4、毕业论文。进程安排 寒假期间：调研、小组分工、收集资料 第一周至第二周：完成开题报告 第三周至第五周：根据课题要求，查阅相关理论书籍、设计参考书等，进一步加深对设计课题的理解和认识； 第六周至第九周：根据课题要求，写出系统方案，进行系统电路设计，画出硬件电路接线图及原理说明。 第十周至十二周：根据课题要求，进行系统软件设计，画出控制系统流程图，编写控制程序。 第十三周：设计资料的准备、修改、完善、装订。参考资料智能仪器仪表、汽车
3、数字式智能仪表、80C41单片机数据手册智能仪器原理及应用，赵茂泰，电子工业出版社智能仪表原理与设计，李昌禧，化学工业出版社MCS-51系列单片机实用接口技术，李华，电子工业出版社 MCS-51系列单片机接口电路与应用程序实例，沈德金，北京航空航天大学出版社湖南工业职业技术学院毕业实践开题报告书电气工程 系 电气自动化 专业学生姓名 班级 学号课题名称智能汽车仪表的设计 课题准备情况一接到这设计感觉很难，不过在老师和同学的帮助下，拟定了设计方案，查找了许多的资料，不断的进行修改和完善，终于完成了设计内容。思路和方法分析目前基智能汽车仪表的设计本情况，对该技术有了大概的了解。并以此为基础提出自己
4、的智能汽车仪表的设计初步方案。然后通过上网和查阅资料了解单片机及电路，确定以及完善自己的设计。拟重点解决的问题什么是智能汽车的仪表，以及智能汽车仪表的硬件设计和软件编写。计划进度（1)首先，通过查阅书籍和网络了解智能汽车仪表的知识；(2)然后，根据设计要求设计出任务和方案，先对智能汽车仪表系统的硬件部分思考和分析，再结合软件来进行设计；（3）最后向老师询问来不断的修改和完善自己的设计。指导教师意见 签名：年 月 日湖南工业职业技术学院毕业实践考核表电气工程 系 电气自动化 专业 学生姓名班级学号课题名称智能汽车仪表的设计课题成情况及自我评价本课题设计了智能汽车仪表的设计，让我对智能汽车仪表的硬
5、件、软件，都有了深刻的理解。同时让我更加熟悉了单片机的各种硬件组成以及软件编写能力，学好了Proteus软件。更重要的是本课题增强了自己独立思考和动手解决问题的能力，给我将来的工作和学习打好了良好的基础。指导教师评价评语评分 （共60分）签名： 年 月 日答辩小组评价评语评分 （共40分）组长签名： 年 月 日毕业实践评审组审核 经综合考核该学生毕业实践评定为 摘 要汽车仪表是汽车的重要部件之一，能集中、直观、迅速地反映汽车在行驶过程中的各种动态指标，如行驶速度、里程、电系状况、制动、压力、发动机转速、冷却液温度、油量、指示灯状态，它是驾驶员能够直接了解汽车状况的一个窗口，为驾驶员正确使用汽车
6、及安全驾驶提供了保证。随着电子技术的发展，越来越多的新技术在汽车制造业得到了广泛的应用。如微处理器在汽车上的应用，能使得各种数据的处理进一步加快，从而提高了实时性。相对于传统的动磁式和动圈式机芯汽车仪表的体积大、可靠性差、准度低的缺点，用步进电机来驱动指针的汽车仪表具有体积小、重量轻、可靠性高、抗千扰能力强、指示准确、兼容性和通用性强、生产和检测工艺简单等优点，该类仪表已成为当今世界汽车仪表的发展趋势。 在对新型汽车传感器、步进电机的工作原理还有单片机控制技术的了解和分析的基础上，结合传统的汽车仪表工作原理，设计一个由单片机控制步进电机驱动指针的汽车智能数字仪表。该智能数字仪表采用统一的步进电
7、机结构，所有传感器采集的车速、转速、燃油的模拟或数字信号量全部转换成驱动步进电机的数字信号，由单片机处理完后，将驱动量信号输送到各自的步进电机指示仪表。 实验结果表明，基于单片机的步进电机式汽车智能数字仪表有着很好的效果，能准确的显示车速、转速、燃油、机油压力等信息，还增强了仪表的适应性，其可靠性得到了提高。关键词:汽车仪表，步进电机，单片机。目 录第1章 绪论81.1 课题提出的背景81.2 国内外研究现状91.3 论文研究的主要内容10第2章 汽车智能数字仪表电子技术基础112. 1电子技术在汽车仪表技术中的应用112.2汽车智能数字仪表的基本结构122.2.1电子式转速表122.2.2
8、车速表122.2.3里程表122.2.4燃油表、机油压力表132.3基于步进电机的汽车智能数字仪表技术基础13第3章 汽车智能数字仪表的硬件设计163.1汽车智能数字仪表的设计目标163.2汽车智能数字仪表的设计技术路线163.3汽车智能数字仪表中关键器件的选择163.3.1微处理器的选择163.3.2步进电机的选择173.3.3 电源电路设计183.3.4时钟电路193.3.5复位电路203.4汽车智能数字仪表中主要电路的设计203.4. 1车速里程表203.4.2发动机转速表253.4.3燃油表273.4.4机油压力表303.5汽车智能数字仪表的设计323.5.1设计的基本思想323.5.
9、2智能数字仪表的设计框图323.5.3主要功能32第四章 汽车组合仪表的软件设计344.1软件设计思想344.1.1语言选择344. 1.2程序的模块化设计354.2主程序的设计374.2. 1初始化模块374.2.2主程序模块374.2.3中断处理模块384.3主要子程序的设计384.3. 1指针驱动子程序设计384.3.2车速里程表子程序394.3.3燃油表子程序414. 3. 4转速表子程序42结 论43致 谢44参考文献45第1章 绪论1.1 课题提出的背景随着电了技术的飞速发展和集成技术的日趋成熟以及芯片制造的产业化，为用单片机技术设计、制造的汽车仪表克服技术瓶颈和成木障碍创造了条件
10、。由于单片机具有高可靠性、高控制性能和高运行速度，并能很好地解决仪表中的误差修正和线性化处理等难题，同时便于实现数字信号与模拟信号间的转换，有利于:对数据进行计算、控制和存储，易于与仪表模块化模拟指小驱动机构相匹配，而且己在航空仪表及其它专用仪表上得到应用，因此，用单片机技术设计、制造汽车仪表正成为世界各先进汽车仪表制造厂家竞相发展的、最具潜力和优势的升级换代产.目前在我国奥迪A6、小红旗轿车上已采用了单片机技术的智能汽车仪表。为适应驾驶人员的视、读习惯，在保持汽车仪表原有表面特征的条件下，如智能数字仪表、模拟指针指示、整体透过式照明等，选用车速里程表、转速表、温度表、燃油表及左、右转向、远光
11、、蓄电池充放电、机油压力、驻车制动、制动器故障、真空报警、防抱制动、发动机预热、油水分离器、排气制动、机油液血、并速锁止等一系列报警指示显，对汽车仪表机芯进行个新开发设计。通过对汽车行驶过程中模拟量和开关量的合理采集和有效传递，采用专用线路板，在芯片上集成中央处理器(CPU)、只读存储器(ROM ),输入/输出接口(I/0)、A/D车专换器、串行通讯等，并经一系列运放、补偿、保护等电路的合成，来完成数字信号与模拟信号间的转换、处理和控制计算，再输出给指示驱动机构，从而带动指针转动，使仪表精确、灵敏、平稳、有效指示。即由温度传感器和燃油传感器将水温高低、燃油箱油面高度测量后得到的模拟量，通过A/
12、D转换器转换成数字量，经中央处理器的处理和控制计算，得到指针偏转的角度值，通过I/0接口直接输出给指示驱动机构，从而带动指针转动;车速传感器和转速传感器输出的为脉冲信号，经I/0接口读出脉冲信号，经过中央处理器的处理和控制计算，换算成车速(km/h)和里程(km),及转速(r/min)，其中车速(km/h)、转速(r/min)经I/0接口直接输出给指示驱动机构(带减速机构的微型电机)，从而带动指钊一转动;而里程计数(km)则采用液晶显示器指示。单片机的可读/写EEPROM,用于断电后保存行驶的士里程数和其它一些参数，用通讯方式把一些初始参数发送到智能数字仪表，保存在EEPROM里，同时，也可用
13、J-仪表的校对。这种用单片机技术设计、制造的汽车仪表，具有集成度高、功能强、体积小、速度快、存储量大、指令丰富、抗干扰性强、性能价格比高、通用性好、推广范围大、工作可靠、指示准确易于匹配、使用寿命长、标准化系数高等一系列优势和特点，完全可以替代传统原理设计制造的汽车仪表。同时，选用相应的模块化指不驱动机构和单片机集成芯片进行组合搭配，可通过调整套性能参数指标的编程，即可满足轿车、币型车、中型车、轻犁车、微型车等各种车型仪表的电子化、智能化、社愁成化的配套需求，能够适应汽车产品丁卜级换代对汽车仪表提出的高性能、高质量、多品种、大批量、经济适用的要求，代表了汽车仪表向功能多元化、机电一体化、系统工程化、高度集成化的发展方向发展。1.2 国内外研究现状七十年代后期，欧共体推出机电模拟式汽车行驶记录仪，用于记录汽车行驶的速度和距离。经欧共体各国推广使用后，证实在降低事故率，提高司机责任心和进行科学管理等方面收到良好效果。据德国、比利时和荷兰几家公司的统计，使用记录仪后交通事故率可降低30%-50%。进入九十年代，科学技术飞速发展，计算机日益普及，美国、欧共体相继推出性能更为优良的电子式汽车行驶记录仪，并得到美国国家运输安全委员会的支持
