汽车运行参数信号采集与发送装置设计(附件)
摘 要熟知汽车电子信号的类型，采集电控信号经转换电路转换成标准频率信号输入单片机处理，输出在1602LCD上显现，并利用无线技术传输到终端。首先，输入电路设计，利用LM331设计相应电压/频率信号转换电路，之后设计滤波整形电路，测量信号处理转换使单片机方便测量。单片机电路的设计，需要加入时钟电路、复位电路电源模块几部分，信号通过单片机内部的计数器定时器进行测量计算，参数信号显现在液晶显示屏上，显示模块采用1602LCD元件。发送模块采用蓝牙无线技术，以BF10A为芯片设计相应的电路图，完成对数据的发送。此次课题设计，要求对对电压、频率信号的处理，信号特征参数的测量，将参数显示和发送的功能。本装置采用无线传输，简捷方便，减少汽车繁琐的线束，可以采集大部分类型的信号，对于运行中的车辆可以进行实时采集实时发送。但在精度，稳定性抗干扰，传输距离方面受到自身知识的局限性，需要进行经一部完善。
目 录
第一章 绪论 1
1.1设计背景及意义 1
1.2发展现状 1
1.3主要设计内容 1
第二章 装置总体方案设计 2
2.1车辆电子控制信号种类 2
2.2无线通信技术 2
2.3总体设计方案 2
第三章 硬件电路设计 3
3.1输入电路设计 3
3.1.1电压频率信号转换模块 3
3.1.2基于LM331实现V/F转换原理 4
3.1.3理论计算 4
3.1.4电路图 4
3.2滤波整形模块 5
3.3单片机电路设计 6
3.3.1 AT89S52介绍 6
3.3.2电源模块 7
3.3.3时钟电路 7
3.3.4复位电路 8
3.3.5 单片机最小系统 8
3.4显示模块 9
3.4.11602LCD介绍 9
3.4.21602LCD特征 9
3.4.3引脚功能介绍 10
3.4.4硬件电路原理图 10
3.5发送模块 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3.5.1BF10A介绍 11
3.5.2BF10A电路设计 11
第四章 系统的软件设计 13
4.1Keil和Proteus软件 13
4.2软件设计 13
第五章 仿真调试 17
5.1滤波整形电路的仿真 17
5.2电压/频率转换电路仿真 18
5.3单片机模块仿真 18
第六章 总结与展望 20
6.1总结 20
6.2展望 20
结束语 21
致谢 22
参考文献 23
附录A整体电路图 24
附录B程序图 25
绪论
1.1设计背景及意义
电子控制系统在现代汽车技术上有很好的应用，汽车运行的很多参数信号由传感器采集处理后输入至单片机，经过内部程序的计算和判断后，再由执行器控制各项功能，利用网络实现车辆各系统间的联络，也能同车外系统进行联络传输。有一些常见应用如无线故障诊断，门禁系统和自动收费系统等等，信号采集与传输技术在其中起到至关重要的作用。
目前，单片机应用在生活中已随处可见，作为现阶段工科大学生一个能力的提升，有必要掌握一定的电子、单片机、计算机编程和无线通讯技术的应用功能，也对日后从事类似的产品研发和技术应用方面工作，有一定的技术基础。
1.2发展现状
现今关于信号处理已有很多讲解书籍，关于传统的信号讲解文献大多关注点在理论和推导，但是在实践方法和最终应用上很少涉列，而且将信号处理结合具体软件来做实例向学生或者人们展现基本概念达到理解理论并根号的掌握处理技能的书籍还很少。
现今的信号采集和分析的装置在不断发展的科学技术下呈现更智能、更轻盈、更便捷的形态，软件部分分析速度也更加强大。但总体碍于技术成本的因素，一般的信号采集分析装置价格比较昂贵，操作起来也相对复杂，需要定期更新升级平增成本费用，在使用过程中，需要匹配高性能数据采集卡和通用型分析设备，在测定范围上体现了一定的局限性，有些仪器只能分析特定的测量项目。
微电子集成电路技术以及工艺在上世纪60年代以来取得巨大的发展，为处理复杂信号提供可行的平台，将信号处理推向了更高的台阶。在实现方面走的也越来越成熟，不单单地局限于原始理论的研究，也出现了很多新的实现方法和更完善的理论。在日常检测中，新型装置系统体现出很好的时代性和智能性。
在信号的采集和调理方面国内外的研究状况稳步向前，信号的处理上，国内的技术较国外有一定的差距。在市场上，8位单片机是主角，可列举的一些芯片有英特尔的8048、8051等，摩托罗拉的6801、6805等。在科技发展技术进步的信息化社会，单片机的目标是能耗更低，体积更轻盈容量更大，外部电路简捷化，内置化。
现如今，采集信号处理信号的技术已经相对完善，单片机技术的迅猛发展使得信号采集处理更加的方便、快速、准确。社会的进步带来科技的发展，可将无线发送装置参与其中。
1.3主要设计内容
汽车运行参数信号主要研究对象是电压信号，频率信号，此次课题设计将信号输入至设计好的电压/频率转换电路和滤波整形电路中，得到标准矩形频率信号。核心芯片是以AT89S52，赋予相应的程序对输入信号进行特征参数的计算测量，传输到1602LCD上。在发送模块中，处理完的信号传输至蓝牙无线传输装置中并发送给其他终端得到相应效果。
装置总体设计
2.1车辆电子控制信号种类
直流信号，交流信号，频率调制信号，脉宽调制信号，串行数据信号是现今车辆电子信号的五要素，即为车辆电子控制信号的基本类型。他们各具特点，执行着各自的职能达到各类型不同的结果。此次所要求研究的运行参数信号的电子控制信号可分为电压信号和频率信号，设计好电路原理进行信号采集和分析。
2.2无线通信技术
无线通信技术在人们生活中带来很多好处，使人们生活，交流上升到多维的空间。在学校可接触到的知识有限，对于此次课题要求的接收发送装置，我采用的是传送范围较小的蓝牙无线技术。对于在校学生研究一些课题涉及到无线传输方面设计是一个很不错的选择。蓝牙技术发展至今已经比较完善，其芯片设计也趋于模块化，使用起来简捷，在小范围内亦然能达到所需要的效果。
蓝牙无线技术特征；
（1）组成相对简单，是FM调制技术。
（2）不需要额外频率准许，因为其在2.4HZ的特殊频段工作。
（4）可以自寻可匹配设备完成无线连接，可向多点进行通信。
（5）拥有主从等多种工作模式，无线通讯协议完善，更可支持高层协议。
（6）数据网可以识别其特性，实现连入互联网。
2.3总体方案设计
此次设计装置分为五个大模块；电压频率转换、单片机处理、滤波整形、显示、接收发送模块。各模块结构作用：
电压频率转换模块：将电压信号转换成单片机可处理的频率信号。
单片机处理模块：当信号传入到AT89S52单片机后，控制核心对信号进行处理。信号的周期频率通过单片机的定时器和计数器测量，需要对内部的2个16位定时/计数器进行编程已达到工作的目的。
目 录
第一章 绪论 1
1.1设计背景及意义 1
1.2发展现状 1
1.3主要设计内容 1
第二章 装置总体方案设计 2
2.1车辆电子控制信号种类 2
2.2无线通信技术 2
2.3总体设计方案 2
第三章 硬件电路设计 3
3.1输入电路设计 3
3.1.1电压频率信号转换模块 3
3.1.2基于LM331实现V/F转换原理 4
3.1.3理论计算 4
3.1.4电路图 4
3.2滤波整形模块 5
3.3单片机电路设计 6
3.3.1 AT89S52介绍 6
3.3.2电源模块 7
3.3.3时钟电路 7
3.3.4复位电路 8
3.3.5 单片机最小系统 8
3.4显示模块 9
3.4.11602LCD介绍 9
3.4.21602LCD特征 9
3.4.3引脚功能介绍 10
3.4.4硬件电路原理图 10
3.5发送模块 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3.5.1BF10A介绍 11
3.5.2BF10A电路设计 11
第四章 系统的软件设计 13
4.1Keil和Proteus软件 13
4.2软件设计 13
第五章 仿真调试 17
5.1滤波整形电路的仿真 17
5.2电压/频率转换电路仿真 18
5.3单片机模块仿真 18
第六章 总结与展望 20
6.1总结 20
6.2展望 20
结束语 21
致谢 22
参考文献 23
附录A整体电路图 24
附录B程序图 25
绪论
1.1设计背景及意义
电子控制系统在现代汽车技术上有很好的应用，汽车运行的很多参数信号由传感器采集处理后输入至单片机，经过内部程序的计算和判断后，再由执行器控制各项功能，利用网络实现车辆各系统间的联络，也能同车外系统进行联络传输。有一些常见应用如无线故障诊断，门禁系统和自动收费系统等等，信号采集与传输技术在其中起到至关重要的作用。
目前，单片机应用在生活中已随处可见，作为现阶段工科大学生一个能力的提升，有必要掌握一定的电子、单片机、计算机编程和无线通讯技术的应用功能，也对日后从事类似的产品研发和技术应用方面工作，有一定的技术基础。
1.2发展现状
现今关于信号处理已有很多讲解书籍，关于传统的信号讲解文献大多关注点在理论和推导，但是在实践方法和最终应用上很少涉列，而且将信号处理结合具体软件来做实例向学生或者人们展现基本概念达到理解理论并根号的掌握处理技能的书籍还很少。
现今的信号采集和分析的装置在不断发展的科学技术下呈现更智能、更轻盈、更便捷的形态，软件部分分析速度也更加强大。但总体碍于技术成本的因素，一般的信号采集分析装置价格比较昂贵，操作起来也相对复杂，需要定期更新升级平增成本费用，在使用过程中，需要匹配高性能数据采集卡和通用型分析设备，在测定范围上体现了一定的局限性，有些仪器只能分析特定的测量项目。
微电子集成电路技术以及工艺在上世纪60年代以来取得巨大的发展，为处理复杂信号提供可行的平台，将信号处理推向了更高的台阶。在实现方面走的也越来越成熟，不单单地局限于原始理论的研究，也出现了很多新的实现方法和更完善的理论。在日常检测中，新型装置系统体现出很好的时代性和智能性。
在信号的采集和调理方面国内外的研究状况稳步向前，信号的处理上，国内的技术较国外有一定的差距。在市场上，8位单片机是主角，可列举的一些芯片有英特尔的8048、8051等，摩托罗拉的6801、6805等。在科技发展技术进步的信息化社会，单片机的目标是能耗更低，体积更轻盈容量更大，外部电路简捷化，内置化。
现如今，采集信号处理信号的技术已经相对完善，单片机技术的迅猛发展使得信号采集处理更加的方便、快速、准确。社会的进步带来科技的发展，可将无线发送装置参与其中。
1.3主要设计内容
汽车运行参数信号主要研究对象是电压信号，频率信号，此次课题设计将信号输入至设计好的电压/频率转换电路和滤波整形电路中，得到标准矩形频率信号。核心芯片是以AT89S52，赋予相应的程序对输入信号进行特征参数的计算测量，传输到1602LCD上。在发送模块中，处理完的信号传输至蓝牙无线传输装置中并发送给其他终端得到相应效果。
装置总体设计
2.1车辆电子控制信号种类
直流信号，交流信号，频率调制信号，脉宽调制信号，串行数据信号是现今车辆电子信号的五要素，即为车辆电子控制信号的基本类型。他们各具特点，执行着各自的职能达到各类型不同的结果。此次所要求研究的运行参数信号的电子控制信号可分为电压信号和频率信号，设计好电路原理进行信号采集和分析。
2.2无线通信技术
无线通信技术在人们生活中带来很多好处，使人们生活，交流上升到多维的空间。在学校可接触到的知识有限，对于此次课题要求的接收发送装置，我采用的是传送范围较小的蓝牙无线技术。对于在校学生研究一些课题涉及到无线传输方面设计是一个很不错的选择。蓝牙技术发展至今已经比较完善，其芯片设计也趋于模块化，使用起来简捷，在小范围内亦然能达到所需要的效果。
蓝牙无线技术特征；
（1）组成相对简单，是FM调制技术。
（2）不需要额外频率准许，因为其在2.4HZ的特殊频段工作。
（4）可以自寻可匹配设备完成无线连接，可向多点进行通信。
（5）拥有主从等多种工作模式，无线通讯协议完善，更可支持高层协议。
（6）数据网可以识别其特性，实现连入互联网。
2.3总体方案设计
此次设计装置分为五个大模块；电压频率转换、单片机处理、滤波整形、显示、接收发送模块。各模块结构作用：
电压频率转换模块：将电压信号转换成单片机可处理的频率信号。
单片机处理模块：当信号传入到AT89S52单片机后，控制核心对信号进行处理。信号的周期频率通过单片机的定时器和计数器测量，需要对内部的2个16位定时/计数器进行编程已达到工作的目的。
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