简易的数字车用里程计的设计
简易的数字车用里程计的设计[20200406110518]
摘 要
随着电子化的发展，市场上数字化的应用越来越普及，在汽车行业也开始流行电子化系统。我所设计的是一款简易的数字车用里程表，主要是为了显示车速和里程。它通过霍尔传感器的电磁转换方式将车速转换成脉冲方式传给单片机，单片机通过计数器进行计数换算，最后通过液晶显示模块显示出来。在这过程中为了防止断电数据丢失，采用非易失性EEPROM实时保存用户信息。系统上电后，读取历史记录，累计计算总里程数。考虑汽车驾车安全，超速时系统将会启动报警装置，发光二极管及蜂鸣器提示驾驶员。电子里程计将会越来越普及，市场前景广阔。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:单片机LCD显示器霍尔传感器报警电路存储器
目录
第1章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2里程表的发展 1
1.3设计的主要内容 2
1.4章节的主要说明 2
第2章?系统设计 3
2.1?系统分析 3
2.2系统设计分析 3
2.3?设计软件和工具 4
第3章硬件设计 5
3.1系统硬件设计整体框图 5
3.2单片机最小系统 5
3.3里程计的供电设计 6
3.4里程及车速测量 6
3.5参数存储电路 7
3.6显示电路 8
3.7报警装置 9
第4章 软件设计 10
4.1 程序设计步骤 10
4.2 程序流程图 10
4.2.1 主程序流程图 10
4.2.2 计数设计 11
4.3 软件程序设计 12
4.3.1 主程序设计 12
4.3.2显示模块初始化及控制 13
4.3.4 转速程序的设计 14
4.3.5数据存储程序设计 15
第5章 总结 18
参考文献 19
附录 20
第1章 绪论
1.1课题背景
现在社会单片机应用已经相当广泛，电子产品在不断更新换代，很多的汽车已经开始使用数字车用里程计。液晶显示已经相当普及，数字电子表在汽车应用上已经开始越来越普及。但是国内外还是有差距的，国内还是机械表里程计居多。
机械式里程表结构过于复杂，精确度不高,价格很高。现在很多轿车都在使用数字里程表，它通过车速传感器获取信号，通过脉冲技术使指针偏转或者显示数字。
本作品比原来的机械里程表突出表现在结构简单，精度高，价格便宜，功能多，读数直观，可以替代原来的机械仪表。
1.2里程表的发展
车速里程表从以前的老式机械式，现在开始逐渐普及电子式。机械式里程表最常用的是通过一根软轴，软轴内放置一根钢丝缆，软轴同时和车轮里面的转轴的齿轮镶嵌，车轮转动带动软轴转动，钢丝缆也会转动，钢丝缆连接进里程计内的一个磁体，磁体绑在指针的一端转动会带动指针一起旋转。这种机械式里程计因为组成简单所以被广泛应用于汽车行业。但是，随着现代化的发展，现在在国外很多车已经在使用电子车用表，老式的机械式表已经慢慢的淘汰取而代之的是液晶显示仪表，不需要在通过转动来调节指针了。里程累加计数可以实现自动，这种设计结构小巧，运行稳定，适应现代化的发展。在国内也有一部分的轿车开始使用电子表了，最常见的就是通过霍尔传感器进行转换的数字数字车用里程计。
随着微型计算机的不断发展它的价格在不断下降，这样带来的就是单片机应用会越来越多。但是车速测量必须是越精准越好，所以就产生了很多的测量方法，我总结来看大概有这几种：测频法（测量频率），测周期法及测频率周期法。我采用的是霍尔传感器测车速的方式，采用测频法比较合适。
由于霍尔传感器现在在汽车、电机、手机和电脑方面应用广泛，据调市场调研，未来几年应用呈现上升趋势，每年的增长率保持在5%到10%之间。霍尔传感器脉冲测量结合单片机应用与测速方面前景相当广阔，国外的一些厂商已经在开始使用这种数字里程计了，这可以帮他们节省很多成本同时又精确方便。这样也带动了中国的汽车在数字里程计方面的应用。
1.3设计的主要内容
本系统由信号采集处理模块、单片机89s52、LCD显示模块、超速报警电路组成。设计整体思路是车轮在转动过程中车轮上的圆盘也会跟着转动，圆盘上的磁钢就会跟着转动，靠近圆盘外缘的霍尔传感器就会感应脉冲信号，通过电路将脉冲输送到单片机，单片机的计数器/定时器工作，可以很好的记录脉冲的次数，可以转换算出车轮的转速及行驶的里程数。再将算得的数据送往LCD显示器上显示。
1.4章节的主要说明
第二章是系统设计，重点是要概括出系统的总体框图，给出系统工作原理；第三章是硬件设计，与第二章内容对应，并对其进行简单的说明有关设计电路的原理及连接接口。第四章是针对硬件编程控制，设计代码，完善系统功能。最后就是设计的总结及参考文献。
第2章?系统设计
本系统设计的是一个简单的数字车用里程计。这种数字里程计的核心是单片机，主要是通过频率换算车速进行车速的测量及里程的显示，可以方便快捷的在液晶显示器上显示车速和里程。实际车速超过一定的限值，将会启动报警装置。这就是整个设计的系统设计。
2.1?系统分析
该数字里程计是由以下几个部分组成：
1）单片机
2）报警装置
3）霍尔传感器
4）液晶显示
5）EEPROM存储器
设计中单片机这个模块是我最先想到的。这个模块我为了方便防止端口不够就采用了AT89S52单片机。因为汽车有时在不用的时候会熄火，怎样才能保存住里程呢？可以设计AT24C04存储器，它保存里程数据在汽车断电的情况下不丢失。超速报警电路是通过三极管放大电路来实现的，采用了蜂鸣器及发光二极管构成。报警时蜂鸣器发出嘀嘀声，二极管会发亮。显示模块采用的是LCD显示屏，我设计的是在显示器上排成两行分别显示里程和速度。车速采集通过霍尔传感器进行脉冲信号的收发送往单片机进行处理。
具体设计要求：
（1）显示车辆行驶的总里程和车速，用LCD显示器显示；
（2）实现超速报警；
2.2系统设计分析
系统的框图如图2-1所示。
图2-1 系统组成框图
系统的设计怎么控制和管理都是通过系统软件编写来实现，我将整个设计分成几个模块包括超速报警装置，霍尔传感器模块，EEPROM存储器模快及液晶显示模块。
2.3?设计软件和工具
对系统框图和电路进行设计时可选的软件有很多，可用来进行电路仿真、原理图设计；像Multisim、Proteus、Protel等，这些软件可以在电子电路应用方面起到很大的作用。
我这里选用的是DXP来画，设计中各个部分的电路图。Protel DXP是一款用来绘制系统电路图的软件，它的功能强大，我们是学习电子化系统所必需的，这个软件也是最早接触到的，我们用它主要也是用来画电路原理图、PCB设计等。对于库里面没有的元器件，还可以自己建库画制，之后安装到库里面使用，所以有一个较完整的库是很重要的，可以大大提高画图效率。作为一个设计者使用这个电路图绘制软件，可以从最初的部分电路设计到整体设计，输入仿真，得出数据，较为统一清晰的分析设计方案。
第3章硬件设计
硬件设计是对系统的电路元器件的设计，包括：传感器的电路，显示电路，报警电路，存储电路。整个过程就是通过固定的传感器采集信号送给单片机，单片机进行处理，将频率转换为速度进行显示。超过设定的速度，系统发出报警信号。
3.1系统硬件设计整体框图
整个系统整个过程如下图所示从车轮测得数据开始到车速显示结束。整体结构如下图所示：
图3.1系统框图
摘 要
随着电子化的发展，市场上数字化的应用越来越普及，在汽车行业也开始流行电子化系统。我所设计的是一款简易的数字车用里程表，主要是为了显示车速和里程。它通过霍尔传感器的电磁转换方式将车速转换成脉冲方式传给单片机，单片机通过计数器进行计数换算，最后通过液晶显示模块显示出来。在这过程中为了防止断电数据丢失，采用非易失性EEPROM实时保存用户信息。系统上电后，读取历史记录，累计计算总里程数。考虑汽车驾车安全，超速时系统将会启动报警装置，发光二极管及蜂鸣器提示驾驶员。电子里程计将会越来越普及，市场前景广阔。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:单片机LCD显示器霍尔传感器报警电路存储器
目录
第1章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2里程表的发展 1
1.3设计的主要内容 2
1.4章节的主要说明 2
第2章?系统设计 3
2.1?系统分析 3
2.2系统设计分析 3
2.3?设计软件和工具 4
第3章硬件设计 5
3.1系统硬件设计整体框图 5
3.2单片机最小系统 5
3.3里程计的供电设计 6
3.4里程及车速测量 6
3.5参数存储电路 7
3.6显示电路 8
3.7报警装置 9
第4章 软件设计 10
4.1 程序设计步骤 10
4.2 程序流程图 10
4.2.1 主程序流程图 10
4.2.2 计数设计 11
4.3 软件程序设计 12
4.3.1 主程序设计 12
4.3.2显示模块初始化及控制 13
4.3.4 转速程序的设计 14
4.3.5数据存储程序设计 15
第5章 总结 18
参考文献 19
附录 20
第1章 绪论
1.1课题背景
现在社会单片机应用已经相当广泛，电子产品在不断更新换代，很多的汽车已经开始使用数字车用里程计。液晶显示已经相当普及，数字电子表在汽车应用上已经开始越来越普及。但是国内外还是有差距的，国内还是机械表里程计居多。
机械式里程表结构过于复杂，精确度不高,价格很高。现在很多轿车都在使用数字里程表，它通过车速传感器获取信号，通过脉冲技术使指针偏转或者显示数字。
本作品比原来的机械里程表突出表现在结构简单，精度高，价格便宜，功能多，读数直观，可以替代原来的机械仪表。
1.2里程表的发展
车速里程表从以前的老式机械式，现在开始逐渐普及电子式。机械式里程表最常用的是通过一根软轴，软轴内放置一根钢丝缆，软轴同时和车轮里面的转轴的齿轮镶嵌，车轮转动带动软轴转动，钢丝缆也会转动，钢丝缆连接进里程计内的一个磁体，磁体绑在指针的一端转动会带动指针一起旋转。这种机械式里程计因为组成简单所以被广泛应用于汽车行业。但是，随着现代化的发展，现在在国外很多车已经在使用电子车用表，老式的机械式表已经慢慢的淘汰取而代之的是液晶显示仪表，不需要在通过转动来调节指针了。里程累加计数可以实现自动，这种设计结构小巧，运行稳定，适应现代化的发展。在国内也有一部分的轿车开始使用电子表了，最常见的就是通过霍尔传感器进行转换的数字数字车用里程计。
随着微型计算机的不断发展它的价格在不断下降，这样带来的就是单片机应用会越来越多。但是车速测量必须是越精准越好，所以就产生了很多的测量方法，我总结来看大概有这几种：测频法（测量频率），测周期法及测频率周期法。我采用的是霍尔传感器测车速的方式，采用测频法比较合适。
由于霍尔传感器现在在汽车、电机、手机和电脑方面应用广泛，据调市场调研，未来几年应用呈现上升趋势，每年的增长率保持在5%到10%之间。霍尔传感器脉冲测量结合单片机应用与测速方面前景相当广阔，国外的一些厂商已经在开始使用这种数字里程计了，这可以帮他们节省很多成本同时又精确方便。这样也带动了中国的汽车在数字里程计方面的应用。
1.3设计的主要内容
本系统由信号采集处理模块、单片机89s52、LCD显示模块、超速报警电路组成。设计整体思路是车轮在转动过程中车轮上的圆盘也会跟着转动，圆盘上的磁钢就会跟着转动，靠近圆盘外缘的霍尔传感器就会感应脉冲信号，通过电路将脉冲输送到单片机，单片机的计数器/定时器工作，可以很好的记录脉冲的次数，可以转换算出车轮的转速及行驶的里程数。再将算得的数据送往LCD显示器上显示。
1.4章节的主要说明
第二章是系统设计，重点是要概括出系统的总体框图，给出系统工作原理；第三章是硬件设计，与第二章内容对应，并对其进行简单的说明有关设计电路的原理及连接接口。第四章是针对硬件编程控制，设计代码，完善系统功能。最后就是设计的总结及参考文献。
第2章?系统设计
本系统设计的是一个简单的数字车用里程计。这种数字里程计的核心是单片机，主要是通过频率换算车速进行车速的测量及里程的显示，可以方便快捷的在液晶显示器上显示车速和里程。实际车速超过一定的限值，将会启动报警装置。这就是整个设计的系统设计。
2.1?系统分析
该数字里程计是由以下几个部分组成：
1）单片机
2）报警装置
3）霍尔传感器
4）液晶显示
5）EEPROM存储器
设计中单片机这个模块是我最先想到的。这个模块我为了方便防止端口不够就采用了AT89S52单片机。因为汽车有时在不用的时候会熄火，怎样才能保存住里程呢？可以设计AT24C04存储器，它保存里程数据在汽车断电的情况下不丢失。超速报警电路是通过三极管放大电路来实现的，采用了蜂鸣器及发光二极管构成。报警时蜂鸣器发出嘀嘀声，二极管会发亮。显示模块采用的是LCD显示屏，我设计的是在显示器上排成两行分别显示里程和速度。车速采集通过霍尔传感器进行脉冲信号的收发送往单片机进行处理。
具体设计要求：
（1）显示车辆行驶的总里程和车速，用LCD显示器显示；
（2）实现超速报警；
2.2系统设计分析
系统的框图如图2-1所示。
图2-1 系统组成框图
系统的设计怎么控制和管理都是通过系统软件编写来实现，我将整个设计分成几个模块包括超速报警装置，霍尔传感器模块，EEPROM存储器模快及液晶显示模块。
2.3?设计软件和工具
对系统框图和电路进行设计时可选的软件有很多，可用来进行电路仿真、原理图设计；像Multisim、Proteus、Protel等，这些软件可以在电子电路应用方面起到很大的作用。
我这里选用的是DXP来画，设计中各个部分的电路图。Protel DXP是一款用来绘制系统电路图的软件，它的功能强大，我们是学习电子化系统所必需的，这个软件也是最早接触到的，我们用它主要也是用来画电路原理图、PCB设计等。对于库里面没有的元器件，还可以自己建库画制，之后安装到库里面使用，所以有一个较完整的库是很重要的，可以大大提高画图效率。作为一个设计者使用这个电路图绘制软件，可以从最初的部分电路设计到整体设计，输入仿真，得出数据，较为统一清晰的分析设计方案。
第3章硬件设计
硬件设计是对系统的电路元器件的设计，包括：传感器的电路，显示电路，报警电路，存储电路。整个过程就是通过固定的传感器采集信号送给单片机，单片机进行处理，将频率转换为速度进行显示。超过设定的速度，系统发出报警信号。
3.1系统硬件设计整体框图
整个系统整个过程如下图所示从车轮测得数据开始到车速显示结束。整体结构如下图所示：
图3.1系统框图
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