基于单片机的车速里程表设计(附件)【字数：12289】
摘 要目前，随着科技的发展，汽车的品种越来越多种多样。在汽车中车速里程表起着至关重要的作用，而目前的车速里程表功能单一，还容易磨损。因此设计一种智能的车速里程表，不仅可以避免因车速里程表磨损而导致车速或里程显示不清楚，还增加了车速里程表的功能，即可以显示里程还可以显示车速。这就给驾驶者带来很大的方便。本次设计首先介绍智能车速里程表将要实现的功能，根据将要设计的功能选择合适的方案，将整个设计过程分为硬件设计和软件设计，然后介绍本次设计各部分设计，其中硬件设计包括单片机MSP430最小系统、对射式光电传感器电路设计、LCD液晶显示屏电路设计；软件设计包括总流程图设计、中断子程序设计流程图、LCD显示流程图等。通过以上设计，可以实现基于单片机的控制车速里程表的设计。本次设计可以既可以显示里程（总里程）又可以显示车速，并在汽车超速时还可以提醒驾驶者减速。本系统设计原理简单，实现起来容易。
目 录
第一章 引言 1
1.1 课题背景意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 主要研究内容 2
第二章 系统总体方案选择设计 4
2.1 单片机的选择 4
2.2 显示器的选择 4
2.3 传感器的选择 4
2.4 设计要求 5
2.5 方案设计 5
第三章 系统硬件设计 6
3.1 MSP430单片机系统介绍 6
3.1.1 时钟电路设计 8
3.1.2 复位电路设计 9
3.1.3 电源电路设计 10
3.2 对射式光电传感器电路设计 11
3.3 LCD1602液晶显示 11
3.4 蜂鸣器报警电路设计 13
3.5 调节按钮电路设计 13
第四章 系统软件设计 15
4.1 测量算法概述 15
4.2 主程序设计 15
4.3 中断子程序设计流程 16
4.4 显示子程序设计流程 18
第五章 系统测试 19
5.1 软件测试总结 19
5.2 硬件测试总结 19
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
5.3 实物测试 23
5.4 实物测试总结 24
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
附录A 28
第一章 引言
1.1课题背景意义
随着我国科学技术快速发展，大量的电子科技产品也不断在更新。市场上尤其是单片机的发展趋势直线型上升，而且它的性能指标也在不断的提高。单片机的改善主要体现在下面几个方面：第一，它在原有芯片的基础上加强了抗电磁干扰。第二，它的工作温度范围和对工作电源稳定性也有所增强。第三，它的市场价格也在不断的下降。目前，它被使用在汽车行业，主要采用单片机来实现全数字汽车仪表的功能[1]。虽然在早期，汽车仪表已经出现了各种各样的款式，但是，专家和程序员等众多业内人士的一致认为“基于单片机的数字式汽车仪表”的发展空间相当的广泛。其中，单片机控制的汽车仪表主要是针对之前出现的模拟电子式汽车仪表存在的一些缺点来进行改良和改进的。从它的工作原理入手进行改进创新，将原本利用“动圈式”和“动磁式”的模拟电子式仪表进行彻底的摒弃。
其创新方式在于其工作方式得到了改进，该仪器由电磁转矩驱动指针在钢丝和磁钢之间进行操作。
该汽车仪表主要是通过对射式光电传感器采集测量的物理量，在经过公式换算后直接送入单片机，最后通过LCD将被测物理量显示出来。数字式汽车仪表虽然比传统的模拟电子式仪表先进，但还是在指示方式上保留了一些特点，比如：看起来一目了然、对驾驶员的开车习惯也相适应等[2]。而且，在同等条件下生产全新的数字式汽车仪表的价钱要有所下降。它在工作原理上的突破和创新从而也显得更有价值，从模拟域转换到数字域，带来了技术性能质的提高。在这种背景下，本次论文以MSP430系列单片机为核心器件，设计出一种精度高、可靠性高、价格合适、功能丰富的电子车速里程表。
通过将单片机与其它传感器以及液晶显示屏组合实现的智能电子里程表，不但可以显示汽车的实时车速，还可以显示汽车的行驶的里程，同时可以实现超速报警的功能，并且可以继续进行开发通过使用嵌入式的芯片。本次设计的实物具有较高的精确度和灵敏度、量程范围宽、身材小巧使用方便、功耗低等优点[3]。最主要的是该系统操作简单快捷，可以非常方便的通过编程对车速及里程进行简单测量以及显示。该设计的简便有利于我国汽车行业的发展，它也可以被用于其它需要测速的系统中，这一点可以突显出它的实用性较强。该系统具有较强的抗干扰能力，适用于各种环境下里程和速度的测量。具有广阔的应用前景。
1.2 国内外发展现状
目前，电子技术水平的发展越来越快，国际发达国家汽车工业已经达到了一个较高的水平。虽然我国汽车工业经过五十年的发展历程，但是与国际发达国家相比仍有一定的差距，所以为了将这个差距能不断的缩小，就需要在这些领域进行创新，如增加国内汽车电子装备的数量，以及适当地改善国内汽车的电子技术标准等等。全新数字汽车仪表（由新型的传感器及芯片构成）是每类汽车首选配套的仪器设备，简单明了，实行性强，在市场占有较高的比重，发展前景较为广泛[4]。目前，国外的汽车速度里程表绝大多数都是电子化的，而老式汽车仪表在国内仍然使用的较为广泛， 只有少数汽车公司使用电子式的。 通过对市场广泛的调查，发现20世纪以来电子技术的发展对于汽车行业如今的高速发展具有不可磨灭的作用。 国外百分之三十的汽车行业都来自电子产品。 但中国汽车行业起步较晚，技术支持滞后，导致电子产品占总成本的比例仅为百分之五。在未来科技的发展趋势下，汽车仪表控制电子化可能作为汽车工业重要考虑的指标之一。由显示装置组成的电子仪表、新型的传感器以及高质量的芯片已经渐渐的代替了传统的机械式仪表，电子式仪表成为如今汽车明显的象征。传统汽车的仪表包括燃油表、转速表、充电表、水温表、速度里程表、油压表等等[5]。其中车速里程表是人们在开车行驶过程中最常用到的表盘，目前电子式速度计已经应用于大量的汽车上，其工作原理主要是通过变速器上的速度传感器获得信号，最后通过脉冲频率的变化间接地改变指针的偏转角度来显示速度，通过数字显示驱动里程。
随着汽车电子化技术发展的越来越快，越来越成熟，灵活多样的功能、一流的灵敏度、一流的精度、直观的电子数显和图像显示仪表在汽车上得到了广泛的应用。汽车仪表可以实时监测各附件的参数，并且与计算机连接对车辆性能进行检测修复，从而使得汽车处在完美运行状态[6]。因此，数字电子式车速里程表的广泛应用对中国汽车电子技术水平的提升将会有很大的帮助。
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第一章 引言 1
1.1 课题背景意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 主要研究内容 2
第二章 系统总体方案选择设计 4
2.1 单片机的选择 4
2.2 显示器的选择 4
2.3 传感器的选择 4
2.4 设计要求 5
2.5 方案设计 5
第三章 系统硬件设计 6
3.1 MSP430单片机系统介绍 6
3.1.1 时钟电路设计 8
3.1.2 复位电路设计 9
3.1.3 电源电路设计 10
3.2 对射式光电传感器电路设计 11
3.3 LCD1602液晶显示 11
3.4 蜂鸣器报警电路设计 13
3.5 调节按钮电路设计 13
第四章 系统软件设计 15
4.1 测量算法概述 15
4.2 主程序设计 15
4.3 中断子程序设计流程 16
4.4 显示子程序设计流程 18
第五章 系统测试 19
5.1 软件测试总结 19
5.2 硬件测试总结 19
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
5.3 实物测试 23
5.4 实物测试总结 24
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
附录A 28
第一章 引言
1.1课题背景意义
随着我国科学技术快速发展，大量的电子科技产品也不断在更新。市场上尤其是单片机的发展趋势直线型上升，而且它的性能指标也在不断的提高。单片机的改善主要体现在下面几个方面：第一，它在原有芯片的基础上加强了抗电磁干扰。第二，它的工作温度范围和对工作电源稳定性也有所增强。第三，它的市场价格也在不断的下降。目前，它被使用在汽车行业，主要采用单片机来实现全数字汽车仪表的功能[1]。虽然在早期，汽车仪表已经出现了各种各样的款式，但是，专家和程序员等众多业内人士的一致认为“基于单片机的数字式汽车仪表”的发展空间相当的广泛。其中，单片机控制的汽车仪表主要是针对之前出现的模拟电子式汽车仪表存在的一些缺点来进行改良和改进的。从它的工作原理入手进行改进创新，将原本利用“动圈式”和“动磁式”的模拟电子式仪表进行彻底的摒弃。
其创新方式在于其工作方式得到了改进，该仪器由电磁转矩驱动指针在钢丝和磁钢之间进行操作。
该汽车仪表主要是通过对射式光电传感器采集测量的物理量，在经过公式换算后直接送入单片机，最后通过LCD将被测物理量显示出来。数字式汽车仪表虽然比传统的模拟电子式仪表先进，但还是在指示方式上保留了一些特点，比如：看起来一目了然、对驾驶员的开车习惯也相适应等[2]。而且，在同等条件下生产全新的数字式汽车仪表的价钱要有所下降。它在工作原理上的突破和创新从而也显得更有价值，从模拟域转换到数字域，带来了技术性能质的提高。在这种背景下，本次论文以MSP430系列单片机为核心器件，设计出一种精度高、可靠性高、价格合适、功能丰富的电子车速里程表。
通过将单片机与其它传感器以及液晶显示屏组合实现的智能电子里程表，不但可以显示汽车的实时车速，还可以显示汽车的行驶的里程，同时可以实现超速报警的功能，并且可以继续进行开发通过使用嵌入式的芯片。本次设计的实物具有较高的精确度和灵敏度、量程范围宽、身材小巧使用方便、功耗低等优点[3]。最主要的是该系统操作简单快捷，可以非常方便的通过编程对车速及里程进行简单测量以及显示。该设计的简便有利于我国汽车行业的发展，它也可以被用于其它需要测速的系统中，这一点可以突显出它的实用性较强。该系统具有较强的抗干扰能力，适用于各种环境下里程和速度的测量。具有广阔的应用前景。
1.2 国内外发展现状
目前，电子技术水平的发展越来越快，国际发达国家汽车工业已经达到了一个较高的水平。虽然我国汽车工业经过五十年的发展历程，但是与国际发达国家相比仍有一定的差距，所以为了将这个差距能不断的缩小，就需要在这些领域进行创新，如增加国内汽车电子装备的数量，以及适当地改善国内汽车的电子技术标准等等。全新数字汽车仪表（由新型的传感器及芯片构成）是每类汽车首选配套的仪器设备，简单明了，实行性强，在市场占有较高的比重，发展前景较为广泛[4]。目前，国外的汽车速度里程表绝大多数都是电子化的，而老式汽车仪表在国内仍然使用的较为广泛， 只有少数汽车公司使用电子式的。 通过对市场广泛的调查，发现20世纪以来电子技术的发展对于汽车行业如今的高速发展具有不可磨灭的作用。 国外百分之三十的汽车行业都来自电子产品。 但中国汽车行业起步较晚，技术支持滞后，导致电子产品占总成本的比例仅为百分之五。在未来科技的发展趋势下，汽车仪表控制电子化可能作为汽车工业重要考虑的指标之一。由显示装置组成的电子仪表、新型的传感器以及高质量的芯片已经渐渐的代替了传统的机械式仪表，电子式仪表成为如今汽车明显的象征。传统汽车的仪表包括燃油表、转速表、充电表、水温表、速度里程表、油压表等等[5]。其中车速里程表是人们在开车行驶过程中最常用到的表盘，目前电子式速度计已经应用于大量的汽车上，其工作原理主要是通过变速器上的速度传感器获得信号，最后通过脉冲频率的变化间接地改变指针的偏转角度来显示速度，通过数字显示驱动里程。
随着汽车电子化技术发展的越来越快，越来越成熟，灵活多样的功能、一流的灵敏度、一流的精度、直观的电子数显和图像显示仪表在汽车上得到了广泛的应用。汽车仪表可以实时监测各附件的参数，并且与计算机连接对车辆性能进行检测修复，从而使得汽车处在完美运行状态[6]。因此，数字电子式车速里程表的广泛应用对中国汽车电子技术水平的提升将会有很大的帮助。
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