单片机的电子式转速里程表的设计
目 录
一：绪论5
（一）研究的意义和目的6
（二）现状及发展趋势7
二：系统的总体设计8
（一）系统的总体结构10
（二）转速里程表的介绍11
三：系统的硬件设计12
(一) 系统CPU的选择13
（二）辅助芯片的选择14
（三）传感器的选择14
四：系统的软件设计15
（一）系统主程序设计15
（二）定时中断设计15
（三）显示服务程序16
五：系统调试16
（一）硬件单元电路测试 17
（二）软件程序调试18
（三）整体调试18
六：总结19
（一）小结19
（二）心得体会19
七：致谢20
八：参考文献21
九：附录22
一：绪论
（一）研究的意义和目的
里程表现在汽车上可就不一样了，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，车辆是否需要大修，发动机比例关系是否应该报废，全都有记录可依。汽车里程表由两部分组成包括本次本次历程以及总历程。同时取单片机控制，用一个六位LED数码管和一个四位LED数码管作为显示设备，从而得出里程、车速的信息。同时在里程信息的存储功能上也有优点。
（二）现状及发展趋势
随着科技的不断进步，如今里程表市场大多数被电子式里程表所占据主要地位。它不用软轴，而是在变速箱输出轴上安装脉冲发生器，用导线把电脉冲传到仪表里，用脉冲频率指示速度，用脉冲计数器累计里程。比起机械式里程表，电子 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
式里程表更加精确以及适合大众。车速里程表行业趋势研究报告是通过对影响车速里程表行业市场运行的诸多因素所进行的调查分析，掌握车速里程表行业市场运行规律，从而对车速里程表行业的未来的发展趋势特点、市场容量、竞争趋势、细分下游市场需求趋势等进行预测。本次里程的单独指示和清零对于出租车的计费十分不方便。本作品正是顺应了汽车电子发展的趋势，利用安装在汽车转轴上的测量盘，由光电传感器输出采样脉冲，采取单片机控制，用一个六位LED数码管和一个四位LED数码管作为显示设备，从而得出里程、车速的信息。在里程信息的存储功能上，在新型轿车中广泛使用。本作品廉价且功能较强，使用方便，实用价值较高，极容易得到推广。
二 ：系统的总体设计
（一）系统的总体结构
该电子式里程表AT89S51单片机主要模块有报警装置、键盘输入、光电传感器、显示、单片机以及EEPROM存储器。单片机采用美国ATME公司生产的标准51单片机AT89S51。AT89S51为20引脚小型封装，2K内部程序存储器，15个可编程I/O口线，没有P0口和P2口的16根I/O线，内部集成了一个模拟比较器。芯片共有20个引脚，引脚的排列顺序为从靠芯片的缺口左边那列引脚逆时针数起，依次为1、2、3。。。20，产品指令系统完全兼容，2k字节可重擦写闪速存储器，1000次擦写周期，2.7V－6V的工作电压范围，全静态操作：0Hz－24MHz，两级加密程序存储器，28×8字节内部RAM，15个可编程I／O口线，2个l6位定时／计数器6个中断源，可编程串行UART通道，可直接驱动LED的输出端口，内置一个模拟比较器，低功耗空闲和掉电模式。显示车辆行驶的总里程，用6位LED显示。
（二）转速里程表的介绍
转速里程表分为纯机械式、机械-电子式、纯电子式三种。纯机械式车速里程表中的软轴在高速下旋转,其运动的延迟经常导致车轮磨损，所以纯机械式很少人有人接触。机械里程表的好处在于方便以及节省资源便于修理，汽车在行驶过程中还可以节省汽油。车速传感器接在机械式里程表被动轮外,与被动轮直接接触。纯电子式车速里程表比较结实损坏较少。同时转速里程表的工作原理如下：
1.采用传感器件输出脉冲信号，经过放大整形作为移位寄存器的脉冲，实现数据存储及显示里程，但是考虑到这种电路过于简单，性能不够稳定，而且不能调节，电路不够实用。如图2－1所示：
图2－1脉冲显示流程
2.利用单片机丰富的 I O端口及计数器功能，及其控制的灵活性，实现基本的里程计数功能和数据存储、数字显示功能。如图2－2所示：
图2－2 IO计数显示流程
较对上两种计划，发现单片机方便对系统的升级所以我们采用单片机控制方案。具体电路参见附录中“里程计数器总体电路”。
三：系统的硬件设计
本系统以单片机AT89S51为核心,由液晶显示、WATCHDOG及复位电路等部分组成。
1.单片机
单片机采用美国ATMEL公司生产的AT89S51单片机。该芯片不仅具有MCS51系列单片机的所有特性,而且片内集成有2 K字节的电擦除闪烁存储器(Flash EPROM)。其价格低,引脚少(20 脚),是目前性能价格比较高的单片机芯片之一。AT89S51的工作频率为12/24 MHz 。
2.显示驱动电路
显示部分由驱动器LM1819驱动双线圈汽车转速表头显示转速。里程显示选用LCM1010串行控制业经显示模块，它具有以下独特特点：
(1) 它只有3个输入端: CS、LOAD、CLK
(2) 间接式提供数据: 显示器的本身没有色彩提供是根据外界光调和进行。
(3) 消耗极低: 仅有2～4V, 电流只有μA/(cm)2。
这显示器有两种分类；一种为六位用来显示全部里程行驶数据，MAX：99999km；另外一种提供本次里程数据本MAX: 999．9 km
3.WATCHDOG及复位电路
本电路直接选用Xicor公司的X25045芯片。其中具有的功能也别具一格：类似定时器以及控制器以及组合规律。它采用外接模式，信号源得到后也节约了资源；面对设计复位系统，根据周期循环改变。周期超过之后，X25045看门狗将以RESET 信号作出响应。X25045片还有一个显著的特点是它内部的闪烁存储器2 KX8 位的EEPROM，它采用Xicor公司Direct WriteT专利技术, 提供不少于100 00次的运用次数以及不低于10年的信息保存时间，最后在本系统中使用于保存汽车在路程行驶的里程数。
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六： 结论
（一）小结
在设计之前很担心这个设计任务，所以我很早就参考了许多相关的资料，从网络上下载了很多原理图。设计过程中，资料上的重要部分我会抄下来原理图看不懂的时候请教前辈，在这段时间里我的知识面得到了很大的提升，对电路部分的理解更加深刻。当遇到系统程序不懂的时候我会拿出上课时的书籍进行研究，有些涉及到语法上问题我都上网查阅，查阅不到的就去图书馆查询，不轻易放过任何一个难点以及重点。研究虽然经过这两个多星期来不懈的努力与奋斗，但我终于完成了我的单片机课程设计，虽然它还有诸多需要完善的地方，但是拿着这件设计，我仍然有止不住的兴奋。高兴之余，我仍需深思。
一：绪论5
（一）研究的意义和目的6
（二）现状及发展趋势7
二：系统的总体设计8
（一）系统的总体结构10
（二）转速里程表的介绍11
三：系统的硬件设计12
(一) 系统CPU的选择13
（二）辅助芯片的选择14
（三）传感器的选择14
四：系统的软件设计15
（一）系统主程序设计15
（二）定时中断设计15
（三）显示服务程序16
五：系统调试16
（一）硬件单元电路测试 17
（二）软件程序调试18
（三）整体调试18
六：总结19
（一）小结19
（二）心得体会19
七：致谢20
八：参考文献21
九：附录22
一：绪论
（一）研究的意义和目的
里程表现在汽车上可就不一样了，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，车辆是否需要大修，发动机比例关系是否应该报废，全都有记录可依。汽车里程表由两部分组成包括本次本次历程以及总历程。同时取单片机控制，用一个六位LED数码管和一个四位LED数码管作为显示设备，从而得出里程、车速的信息。同时在里程信息的存储功能上也有优点。
（二）现状及发展趋势
随着科技的不断进步，如今里程表市场大多数被电子式里程表所占据主要地位。它不用软轴，而是在变速箱输出轴上安装脉冲发生器，用导线把电脉冲传到仪表里，用脉冲频率指示速度，用脉冲计数器累计里程。比起机械式里程表，电子 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
式里程表更加精确以及适合大众。车速里程表行业趋势研究报告是通过对影响车速里程表行业市场运行的诸多因素所进行的调查分析，掌握车速里程表行业市场运行规律，从而对车速里程表行业的未来的发展趋势特点、市场容量、竞争趋势、细分下游市场需求趋势等进行预测。本次里程的单独指示和清零对于出租车的计费十分不方便。本作品正是顺应了汽车电子发展的趋势，利用安装在汽车转轴上的测量盘，由光电传感器输出采样脉冲，采取单片机控制，用一个六位LED数码管和一个四位LED数码管作为显示设备，从而得出里程、车速的信息。在里程信息的存储功能上，在新型轿车中广泛使用。本作品廉价且功能较强，使用方便，实用价值较高，极容易得到推广。
二 ：系统的总体设计
（一）系统的总体结构
该电子式里程表AT89S51单片机主要模块有报警装置、键盘输入、光电传感器、显示、单片机以及EEPROM存储器。单片机采用美国ATME公司生产的标准51单片机AT89S51。AT89S51为20引脚小型封装，2K内部程序存储器，15个可编程I/O口线，没有P0口和P2口的16根I/O线，内部集成了一个模拟比较器。芯片共有20个引脚，引脚的排列顺序为从靠芯片的缺口左边那列引脚逆时针数起，依次为1、2、3。。。20，产品指令系统完全兼容，2k字节可重擦写闪速存储器，1000次擦写周期，2.7V－6V的工作电压范围，全静态操作：0Hz－24MHz，两级加密程序存储器，28×8字节内部RAM，15个可编程I／O口线，2个l6位定时／计数器6个中断源，可编程串行UART通道，可直接驱动LED的输出端口，内置一个模拟比较器，低功耗空闲和掉电模式。显示车辆行驶的总里程，用6位LED显示。
（二）转速里程表的介绍
转速里程表分为纯机械式、机械-电子式、纯电子式三种。纯机械式车速里程表中的软轴在高速下旋转,其运动的延迟经常导致车轮磨损，所以纯机械式很少人有人接触。机械里程表的好处在于方便以及节省资源便于修理，汽车在行驶过程中还可以节省汽油。车速传感器接在机械式里程表被动轮外,与被动轮直接接触。纯电子式车速里程表比较结实损坏较少。同时转速里程表的工作原理如下：
1.采用传感器件输出脉冲信号，经过放大整形作为移位寄存器的脉冲，实现数据存储及显示里程，但是考虑到这种电路过于简单，性能不够稳定，而且不能调节，电路不够实用。如图2－1所示：
图2－1脉冲显示流程
2.利用单片机丰富的 I O端口及计数器功能，及其控制的灵活性，实现基本的里程计数功能和数据存储、数字显示功能。如图2－2所示：
图2－2 IO计数显示流程
较对上两种计划，发现单片机方便对系统的升级所以我们采用单片机控制方案。具体电路参见附录中“里程计数器总体电路”。
三：系统的硬件设计
本系统以单片机AT89S51为核心,由液晶显示、WATCHDOG及复位电路等部分组成。
1.单片机
单片机采用美国ATMEL公司生产的AT89S51单片机。该芯片不仅具有MCS51系列单片机的所有特性,而且片内集成有2 K字节的电擦除闪烁存储器(Flash EPROM)。其价格低,引脚少(20 脚),是目前性能价格比较高的单片机芯片之一。AT89S51的工作频率为12/24 MHz 。
2.显示驱动电路
显示部分由驱动器LM1819驱动双线圈汽车转速表头显示转速。里程显示选用LCM1010串行控制业经显示模块，它具有以下独特特点：
(1) 它只有3个输入端: CS、LOAD、CLK
(2) 间接式提供数据: 显示器的本身没有色彩提供是根据外界光调和进行。
(3) 消耗极低: 仅有2～4V, 电流只有μA/(cm)2。
这显示器有两种分类；一种为六位用来显示全部里程行驶数据，MAX：99999km；另外一种提供本次里程数据本MAX: 999．9 km
3.WATCHDOG及复位电路
本电路直接选用Xicor公司的X25045芯片。其中具有的功能也别具一格：类似定时器以及控制器以及组合规律。它采用外接模式，信号源得到后也节约了资源；面对设计复位系统，根据周期循环改变。周期超过之后，X25045看门狗将以RESET 信号作出响应。X25045片还有一个显著的特点是它内部的闪烁存储器2 KX8 位的EEPROM，它采用Xicor公司Direct WriteT专利技术, 提供不少于100 00次的运用次数以及不低于10年的信息保存时间，最后在本系统中使用于保存汽车在路程行驶的里程数。
Y
六： 结论
（一）小结
在设计之前很担心这个设计任务，所以我很早就参考了许多相关的资料，从网络上下载了很多原理图。设计过程中，资料上的重要部分我会抄下来原理图看不懂的时候请教前辈，在这段时间里我的知识面得到了很大的提升，对电路部分的理解更加深刻。当遇到系统程序不懂的时候我会拿出上课时的书籍进行研究，有些涉及到语法上问题我都上网查阅，查阅不到的就去图书馆查询，不轻易放过任何一个难点以及重点。研究虽然经过这两个多星期来不懈的努力与奋斗，但我终于完成了我的单片机课程设计，虽然它还有诸多需要完善的地方，但是拿着这件设计，我仍然有止不住的兴奋。高兴之余，我仍需深思。
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