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基于单片机的汽车数字里程表系统设计说明

计算机控制技术

课程设计

成绩评定表

设计课题：基于单片机的汽车数字里程表系统设计

学院名称：电气工程学院

专业班级：

学生：

学号：

指导教师：王黎

设计地点：中原路校区2号楼421

设计时间： 2010.6.27—2010.7.3

计算机控制技术课程设计

课题设计名称：基于单片机的汽车数字里程表系统设计

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：王黎

课程设计地点：中原路校区2号楼421 课程设计时间： 2010.6.27—2010.7.3

计算机控制技术课程设计任务书

摘要

随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用，现在很多轿车仪表已经使用电子车速里程表，本设计介绍一种基于单片机的智能电子里程表。该电子式里程表是一种数字式仪表，主要由车速表和里程表两部分组成，其传感器采用无接触测量的光电传感器。它不仅可显示车辆行驶的总里程，也可显示一段时间的阶段里程，还可显示车速，以及实现超速报警等功能。它的实现方式是，通过安装在汽车转轴上的测量盘，用光电式转速传感器检测转速的脉冲信息，在脉冲状态下，将转速的变化转换成光通量的变化，再通过光电转换元件将光通量的变化转换成电量的变化，接着通过频率测量电路将脉冲信号输入到单片机中，然后依据电量与转速的函数关系实现转速测量，再通过计算，从而得出里程、车速的信息，并由LED显示器显示出来。并且该电子式里程表累积的里程数字存储在非易失性的EEPROM存储器，在无电状态下数据也能保存。

关键词：AT89S51单片机；里程表；光电传感器；LED显示器；存储器

1引言 (1)

2 总体方案设计 (3)

2.1控制器的选择 (3)

2.2传感器的选择 (3)

2.3键盘模块的选择 (5)

2.4显示模块的选择 (5)

2.5存储模块的选择 (6)

3 硬件各单元电路设计 (7)

3.1 传感器的设计 (7)

3.2 单片机与光电传感器的接口设计 (8)

3.3 单片机与外部存储器的接口设计 (9)

3.4 单片机与超速报警电路的接口设计 (10)

3.5 单片机与键盘和7段显示器的接口设计 (10)

4 系统软件设计 (11)

4.1 脉冲测量部分 (13)

4.2 键盘输入部分 (13)

4.3 数据处理部分 (14)

4.4 存储器部分 (14)

4.5 超速报警部分 (15)

4. 6 显示部分 (16)

总结 (18)

参考文献 (19)

附录 (20)

1引言

随着经济的全球化,国外汽车零部件厂商也大举进入中国参与竞争。电子式仪表及新型传感器是各类车型汽车的首选配套产品，通用性好，市场前景广阔。目前国外汽车车速里程表已广泛采用电子式机芯结构，而国汽车仪表一直是机械式车速里程表的天下，少数采用动圈式电子仪表。

一般汽车的常规仪表有车速里程表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等。仪表盘中最常用的是车速里程表，目前很多轿车仪表已经使用电子车速表，它通过变速器上的速度传感器获取信号，通过脉冲频率的变化使指针偏转或者显示数字。随着汽车电子半导体技术的发展，多功能、高精度、高灵敏度、读数直观的电子数字显示及图像显示的仪表已不断应用于汽车。

本作品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，采用了新型轿车中广泛使用的串行EEPROM芯片24C16。

该电子式里程表以AT89S51单片机为核心，由系统输入、单片机部分和系统输出组成。其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。其系统组成框图如图2-1所示。

汽车里程表工作原理

机械式里程表通过一个由上紧的弹簧制成的柔性线缆驱动。该线缆环绕在金属保护管内，该管的外面覆有橡胶套。在自行车上，相对于自行车车轮转动的小轮会转动该线缆，里程表的齿数比必须按照这个小轮的大小进行校准。在汽车上，齿轮负责接合变速器的输出轴，进而转动该线缆。柔性线缆蜿蜒上行至仪表板，在那里连接到里程表的输入轴。传动装置该里程表使用一组（三个）蜗轮来实现里程表1690:1的齿轮比。输入轴驱动第一个蜗杆，蜗杆驱动另一个齿轮。蜗杆每转一圈只会使该齿轮转动一个齿。该齿轮继续驱动另一个蜗杆，该蜗杆驱动下一个齿轮，该齿轮又驱动最后一个蜗杆，进而驱动最后的齿轮。最后的齿轮与精度为1/10公里的指示器相连。此图显示了蜗轮减速的情况

最后一个蜗轮的输出将驱动一个轴，后者使精度为1/10公里的指示器发生转动。然后，每个转盘将由其前一个转盘上的销钉通过一个较小的辅助齿轮（白色）转动。

每个指示器都在一侧伸出一行销钉，而另一侧有两个销钉。当这两个销钉绕着白色塑料齿轮转动时，其中一个轮齿会落入这两个销钉之间并随指示器一起转动，直至销钉通过。该齿轮还与下一个较大指示器上的某个销钉相接合，将其转动1/10圈。在白色轮上的3和4之间，有两个销钉。每转动一次，白色齿轮上的某个轮齿就会落入这两个销钉之间一次，从而使得相邻黑色齿轮转动十分之一圈。现在您就会明白了，当里程表“翻过”很多位数字（假设从19999翻到20000公里）时，为什么读数最左侧的2可能没有与其他位对齐。白色辅助齿轮中的微小摆动使所有位无法精确对齐。通常，读数在达到21000公里时才能使它们再次对齐。您还会发现，类似这样的机械式里程表是可反转的。当您倒车时，里程表的计数会倒退——它只是一个齿轮传动链。在电影《春天不是读书天》（Ferris Bueller's Day Off）中，有个场景是他们把汽车抬起来并让车轮倒转。另一个伎俩是将里程表的柔性线缆接到一个钻头上并反向转动以回调里程。虽然这在老式的机械式里程表上确实可行，但对于新式的电子里程表却行不通。下一节我们将介绍电子里程表。里程表工作原理

数控机床单片机控制系统设计

简易数控机床控制系统设计学号：0601302009 专业：机械电子工程姓名：浦汉军 2007，9，10 南宁任务：设计以单片机为控制核心的简易数控机床的数字程序控制器。要求 1、能用键盘控制工作台沿+X、-X、+Y、-Y向运动，以校正工作台位置。 2、可用于加工直线和圆弧。 3、在运行过程中可人工干预而紧急停车。 4、能实现越界报警。 5、可与PC机通讯。总体方案设计一、数控系统硬件电路设计选用MCS-51系列的8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片EPROM用于存放控制程序、固定批量生产的工件加工程序和数据，再选用一片8kb的6264RAM作为存放试制工件或小批量生产的工件加工程序和数据。由于系统扩展，为使编程地址统一，采用74LS138译码器完成译码法对扩展芯片进行寻址的功能。还要考虑机床与单片机之间的光电隔离、功率放大电路。其设计框图如下图所示：图1.1 总体设计框图工作原理：单片机系统是机床数控系统的核心，通过键盘输入命令，数控装置送来的一系列连续脉冲通过环形分配器、光电耦合器和功率放大器，按一定的顺序分配给步进电动机各相绕组，使各相绕组按照预先规定的控制方式通电或断电，这样控制步进电动机带动工作台按照指令运动。1．各单元电路设计

CE ：片选信号，低电平有效，输入：读信号，低电平有效，输入 PGM ：编程脉冲输入端，输入 Vpp ：编程电压(典型值为12.5V) Vcc ：电源(+5V) GND ：接地(0V) D 0 11D 1 12D 2 13D 3 15D 4 16D 5 17D 6 18D 719A 010 A 19 A 28 A 37 A 46 A 55 A 64A 73 A 825 A 924 A 1021 A 1123 A 122 G ND 14 C E 20PGM 27V cc 28 V pp 1N C 26 O E 222764 ：片选信号输入线，低电平有效。输出允许编程逻辑译码输出缓冲 256 256存储矩阵 A12 A11 ``` A0 OE PGM CE D0 ``` D7

电动车里程表设计

本文介绍的速度与里程表设计以单片机和光电传感器为核心。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用LED模块进行显示，使得电动自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。系统概述本系统由信号预处理电路、单片机AT89C2051、系统化LED显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形。对待测信号进行放大的目的是降低对待测信号的幅度要求;波形变换和波形整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机相连的TTL信号;通过单片机的设置可使内部定时器T1对脉冲输入引脚T0进行控制，这样能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数;设计中速度显示采用LED模块，通过速度换算得来的里程数采用I2C总线并通过E2PROM来存储，既节省了所需单片机的口线和外围器件，同时也简化了显示部分的软件编程。系统的原理框图如图1所示。

图1 系统的原理框图工作原理该设计能实时地将所测的速度与累计里程数显示出来，主要是将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率(传感器将不同车速转变成不同频率的脉冲信号)实时地测量出来，考虑到信号的衰减、干扰等影响，在信号送入单片机前应对其进行放大整形，然后通过单片机计算出速度和里程，再将所得的数据存储到串口数据存储器，并由LED显示模块交替显示所测速度与里程。本设计的里程数的算法是一种大概的算法(假设在一定时间内自行车是匀速行进，平均速度与时间的乘积即为里程数)。设计时，应综合考虑测速精度和系统反应时间。本设计用测量脉冲频率来计算速度，因而具有较高的测速精度。在计算里程时取了自行车的理想状态。实际中，误差控制在几米之内，相对于整个里程来说不是很大。为了保证系统的实时性，系统的速度转换模块和显示数据转BCD码模块都采用快速算法。另外，还应尽量保证其他子模块在编程时的通用性和高效性。本设计的速度和里程值采用6位显示，并包含两个小数位。系统的硬件设计脉冲发生源本设计采用了ST1101红外光电传感器，进行非接触式检测。当有物体挡在红外光电发光二极管和高灵敏度的光电晶体管之间时，传感器将会输出一个低电平，而当没有物体挡在中间时则输出为高电平，从而形成一个脉冲。该系统在自行车后轮的轴处保持着与轮子旋转切面平行的方向延伸附加一个铝盘，在这个铝盘的边沿处挖出若干个圆形过孔，把传感器的检测部分放在圆孔的圆心位置。每当铝盘随着后轮旋转的时候，传感器将向外输出若干个脉冲。把这些脉冲通过一系列的波形整形成单片机可以识别的TTL电平，即可算出轮子即时的转速。

电子车速里程表的设计

电子车速里程表的设计摘要随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用，现在很多轿车仪表已经使用电子车速里程表。本设计介绍一种基于AT89C51单片机的智能电子里程表。该电子式里程表是一种数字式仪表，主要由车速表和里程表两部分组成，其传感器采用霍尔传感器的脉冲信号检测与转换。此里程表不仅可显示车辆行驶的总里程，也可显示一段时间的阶段里程，还可显示车速，以及实现超速报警等功能，并具有较强的再开发能力。本文详细描述了利用霍尔传感器和AT89C51单片机开发测速系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍，该系统可以方便的实现实时速度、里程的采集和显示，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，有利于我们日常生活和汽车生产业的发展，也可以当作测速处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行速度里程测量，有广泛的应用前景。关键词：AT89C51，数码管显示器，霍尔传感器，速度里程表

目录 1 绪论 (1) 1.1 课题描述 (1) 1.2 基本工作原理及框图 (1) 2 相关芯片及硬件电路设计 (2) 2.1 AT89C51芯片 (2) 2.1.1 AT89C51的主要特性 (2) 2.1.2 AT89C51的管脚说明 (3) 2.2 霍尔速度传感器 (4) 2.2.1 霍尔传感器工作原理 (4) 2.2.2 霍尔效应 (4) 2.2.3 霍尔元件 (4) 2.3 单片机最小系统及电路 (5) 2.4 车速信号处理电路 (6) 2.5 显示电路 (8) 2.5 系统原理图 (9) 3 系统的软件及程序设计 (9) 3.1 主程序程序框图 (9) 3.2 调试及仿真 (11) 总结 (12) 致谢 (13) 参考文献 (14) 附录 (15)

汽车车速里程表设计指南

目次 1范围 (1) 2规范性引用文件 (1) 3设计流程 (2) 3.1 车速里程表的定义及实现方式 (2) 3.1.1 磁感应式 (2) 3.1.2 线圈式 (2) 3.1.3 步进电机式 (3) 3.1.4 液晶式 (3) 3.2 步进电机的选型和主要参数 (4) 3.3液晶屏选型及主要参数 (5) 3.4组合仪表步进电机的软硬件设计 (5) 3.5 液晶屏的软硬件设计 (6) 3.6 车速里程表的机械设计 (7) 3.7 法规校核 (8) 3.7.1 国内标准 (8) 3.7.2 欧盟标准 (8) 3.7.3 美国标准 (9)

前言为满足公司车用组合仪表车速里程表的设计开发工作，保证其设计的准确性和统一性，特制定本设计指南。

汽车车速里程表设计指南 1 范围本指南规定了车用组合仪表车速里程表设计的方法与要求。本指南适用于指导公司车用组合仪表车速里程表的开发。 2 规范性引用文件下列文件对本文件的引用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2423 电工电子产品基本试验 GB/T 4942.2 低压电器外壳防护等级 GB/T 12548—2016 汽车速度表、里程表检验校正方法 GB 15082 汽车用车速表标准 GB/T 17619 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法 GB/T 18655 车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法 GB/T 28046.1—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分：一般规定 GB/T 28046.2—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第2部分：电气负荷 GB/T 28046.3—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷 GB/T 28046.4—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷 QC/T 413 汽车电气设备基本技术条件 QC/T 727 汽车、摩托车用仪表 CISPR 25—2008 车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法 ISO 11452-2 道路车辆.窄带辐射的电磁能量产生的电干扰的部件试验方法.第2部分：吸波暗室ISO 11452-4 道路车辆来自窄带辐射电磁能的电气骚扰的组件试验方法第4部分捆束激励法（BCI大电流注入）传导辐射抗扰度（BCI） ISO 7637-2 道路车辆-来自传导和耦合的电干扰第2部分仅沿供电线路的电气瞬态传导 ISO 7637-3 道路车辆-由传导和耦合产生的电气干扰第3部分通过除供电线路之外的线路由电容耦合和电感耦合引起的瞬时电气传输 ECE R39 汽车车速表要求 CFR49 393.82 车速表 Q/J C069 车用组合仪表液晶屏设计指南

单片机控制系统设计

成都大学工业制造学院实习报告课程名称：单片机实习班级名称：测控1班姓名：李金汉实习时间：2010-5-20—2010-5-26 学号：200810114103 指导老师:吴老师

一、系统工作原理图

1、AT89C51工作原理 AT89C51 (1) AT89C51引脚介绍 40只引脚按功能分为四类：电源引脚：VCC、GND

时钟引脚：XTAL1、XTAL2 输入/输出端口引脚： P0口：做双向I/O口使用；接片外存储器或扩展I/O接口时，分时复用为低8位地址总线和双向数据总线 P1口：做双向I/O口使用 P2口：做双向I/O口使用；接片外存储器或扩展I/O接口时，做高8位地址总线 P3口：做双向I/O口使用，还具有第二功能控制引脚：PSEN、EA等单片机中受引脚数目的限制，许多引脚都具有第二功能单片机依然是三总线形式（地址总线、数据总线、控制总线）： P0和P2组成16位地址总线； P0分时复用为数据总线；由ALE、PSEN、EA、RST组成控制总线。因为地址总线为16位，数据总线为8位，所以扩展片外存储器的寻址范围可达 216＝64KB （2）AT89C51内部结构 AT89C51系列单片机内部CPU是一个字长为二进制8位的中央处理单元，也就是说它对数据的处理是按字节为单位进行的。与微型计算机CPU类似，51系列单片机的CPU也是由运算器（ALU）、控制器和专用寄存器组三部分电路组成的。运算器ALU（又称算术逻辑部件）作用——进行加、减、乘、除的算术运算和与、或、非、异或等的逻辑运算。控制器（又称定时控制部件）作用——控制指令的译码和时钟的产生。专用寄存器组作用——指示当前要执行指令的内存地址、存放操作数和指示指令执行后的状态。专用寄存器组包括：程序计数器PC、累加器A、通用寄存器B、程序状态字PSW、堆栈指针SP、数据指针DPTR等。（3）AT89C51工作原理 AT89C51系列单片机的RST引脚为复位引脚，只要在RST引脚上出现一段时间的高电平，就可进行复位。上电开机时，或者因为程序本身错误，又或者运行中受到外部干扰而“死机”，都需要对计算机进行复位； AT89C51系列单片机芯片有4个8位准双向输入输出接口：P0、P1、P2、P3。属特殊功能寄存器，其口地址为80H、90H、A0H、B0H。 AT89C51单片机有P0、P1、P2和P3 4个8位并行I/O端口，每个端口各有8条I/O口线，每条I/O口线都能独立地用作输入或输出。各端口的功能不同，且结构上也有差异，通常P2口作为高8位地址线，P0口分时复用作为低8位地址线和8位数据线，P3口使用第二功能，P1口只能作为通用I/O口使用。P0口的输出级与P1～P3口的输出级在结构上不同，其输出级无上拉电阻，因此它们的负载能力和接口要求也不相同。时序就是CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序，其单位有振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期。时钟信号产生方式有内部振荡方式和外部时钟方式两种。

基于单片机的电动车里程表设计说明

《基于单片机的电动车里程表设计》目录引言 (1) 1.总体设计 (2) 2.设计任务及要求 (2) 3.电路原理 (2) 4.硬件系统模块 (3) 4.1芯片的选择 (6) 4.2结构框图 (7) 5.软件系统设计 (7) 5.1控制系统源程序 (11) 6.调试 (13) 7.参考文献 (13)

引言里程表广泛应用于各类机车，传统的机械式里程表虽然稳定可靠，但功能单一、易受磨损。随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用，现在很多轿车仪表已经使用电子车速里程表，从保护环境和经济条件许可等因素综合来看，电动自行车目前乃至今后都有着广阔的发展空间。目前市面上电动自行车的速度表和里程表都是机械的，看起来不够直观与方便。如果能用液晶显示屏直接显示出来里程数和速度值，就可节省用户的时间及精力处理自行车行进过程中的突发事件。本设计介绍一种基于单片机的智能电子里程表。该电子式里程表是一种数字式仪表，主要由车速表和里程表两部分组成，其传感器采用无接触测量的光电传感器。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用液晶显示器模块进行显示，使得电动自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。它不仅可显示车辆行驶的总里程，还可显示当前车速，以及实现超速报警等功能，并具有较强的再开发能力。它的实现方式是，通过安装在汽车转轴上的测量盘，用光电式转速传感器检测转速的脉冲信息，在脉冲状态下，将转速的变化转换成光通量的变化，再通过光电转换元件将光通量的变化转换成电量的变化，接着通过频率测量电路将脉冲信号输入到单片机中，然后依据电量与转速的函数关系实现转速测量，再通过计算，从而得出里程、车速的信息，并由液晶显示器显示出来。

基于单片机的设计

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基于单片机的汽车里程表设计

电动自行车里程表的软件设计序言本文介绍里程表设计以单片机和霍尔传感器为核心。霍尔传感器将到来的低电平脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用LED模块进行显示，使得电动自行车的里程数据能直观的显示给使用者。自行车里程表是用于远距离连续测量自行车行驶距离的仪表。它分为电源、霍尔传感器和显示器3部分。目前，里程表普遍使用在汽车和摩扦车上，是一种机械测量装置，测试精度相对低，自行车上使用里程表的还很少见。针对这种情况，研制新型的数字化里程表用于自行车上是非常必要的。本文介绍的自行车里程表是由电源稳压系统供电，AT89C52单片机为中央处理器，结合高精度的控制电路，方便地实现了智能化、高精度、高可靠性、高效率的自行车里程表的设计，并且使用方便。里程表广泛应用于各类机车，包括厂矿企业所使用的电机车和汽车、摩托车等。传统的机械式里程表虽然稳定可靠，但功能单一，随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用。一种以单片机为核心的里程表，它不仅可以显示车辆行驶的总里程，也可显示一段时间的阶段里程，并且具有较强的再开发能力。这一切都是因为利用了单片机系统强大的数据存储和处理控制功能。里程表以单片机AT89C52为核心，由系统输入、单片机部分和系统输出组成。

第 1 章绪论单片机自从推出以来，以其超小型化、结构紧凑、可靠性高、成本低等优点被人们广泛接受，从而应用于工业、电讯、数据处理、仪器仪表等多方面。电动自行车里程表是电动自行车的重要配件，在电动自行车仪表中占重要位置，但几十年来其发展变化并不大，现在国外很多车中使用了数字里程表，但在国内还并不多见。 1.1课题背景里程表的原理很简单，因为汽车车轮的直径已知，车轮的圆周长便是恒定不变的。由此可以计算出每走一里路车轮要转多少圈，这个数也是恒定不变的。因此只要能够自动把车轮的转数积累下来，然后除以每一里路对应的转数就可以得到行驶的里程了。这样简单的原理古人就已经发现，并且开始使用了。“记里鼓车”就是这样的装置，它是利用上述原理，再加上巧妙的机构使得车轮每转一定圈数就自动敲一下鼓，此时只要有专人把它记下了，就可以得到所走里程。此装置十分巧妙无论白天、黑夜均可使用，而且盲人也可使用，体现出了我国古代劳动人民的聪明才智。不过，如果车上没有人默记鼓声数目的话，单靠记里鼓车本身还不能累计一共走了多少里。而且车停下来之后谁也不知道这车曾经走过多少里路，这是美中不足之处。从保护环境和经济条件许可等因素综合来看，电动自行车目前乃至今后都有着广阔的发展空间。目前市面上电动自行车的速度表和里程表都是机械的，看起来不够直观与方便。如果能用LED直接显示出来里程数或速度值，就可节省用户的时间及精力处理自行车行进过程中的突发事件。 1.2里程表的发展现在汽车上的里程表可就不一样了，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

基于51单片机的温度控制系统的设计

基于单片机的温度控制系统设计 1.设计要求要求设计一个温度测量系统，在超过限制值的时候能进行声光报警。具体设计要求如下： ①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度； ②在不超过最高温度的情况下，能够通过按键设置想要的温度并显示；设有四个按键，分别是设置键、加1键、减1键和启动/复位键； ③DS18B20温度采集； ④超过设置值的±5℃时发出超限报警，采用声光报警，上限报警用红灯指示，下限报警用黄灯指示，正常用绿灯指示。 2.方案论证根据设计要求，本次设计是基于单片机的课程设计，由于实现功能比较简单，我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能，因此可以选用AT89C51单片机。温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。报警和指示模块中，可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯，报警鸣笛采用蜂鸣器。显示模块有两种方案可供选择。方案一：使用LED数码管显示采集温度和设定温度；方案二：使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。 LED数码管结构简单，使用方便，但在使用时，若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号，且显示时数码管不断闪动，使人眼容易疲劳；若采用静态显示则又需要更多硬件支持。LCD显示屏可识别性较好，背光亮度可调，而且比LED 数码管显示更多字符，但是编程要求比LED数码管要高。综合考虑之后，我选用了LCD显示屏作为温度显示器件，由于显示字符多，在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度，可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。LCD 显示模块可以选用RT1602C。

3.硬件设计根据设计要求，硬件系统主要包含6个部分，即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD 显示模块、报警与指示模块。其相互联系如下图1所示：图1 硬件电路设计框图单片机时钟电路形成单片机时钟信号的方式有内部时钟方式和外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式，如图2所示。单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出端，其频率范围为~12MHz ，经由片外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配电容一起形成了一个自激振荡电路，为单片机提供时钟源。复位电路复位是单片机的初始化操作，其作用是使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，以防止电源系统不稳定造成CPU 工作不正常。在系统中，有时会出现工作不正常的情况，为了从异常状态中恢复，同时也为了系统调试方便，需要设计一个复位电路。单片机的复位电路有上电复位和按键复位两种形式，因为本次设计要求需要有启动/复位键，因此本次设计采用按键复位，如图3。复位电路主要完成系统图2 单片机内部时钟方式电路图3 单片机按键复位电路

汽车速度里程表的设计

汽车速度里程表的设计摘要：在车辆高速行驶的过程中，车速里程表是为驾驶员及时提供动态驾驶信息的重要仪表，它的好坏直接影响到车辆行驶安全。而传统的车速里程表存在两大缺陷：一是用软轴驱动的传统车速里程表在车辆高速行驶状态下，软轴高速旋转，由于软轴钢丝应力极限的限制，常常造成钢丝软轴的疲劳断裂，从而使车速里程表失效；二是由于软轴布线过长，出现形变过大和运动迟滞现象，导致动态指示迟钝或指示错误。为了更加及时可靠的为驾驶员提供动态驾驶信息，保证车辆行驶安全，客服传统软轴驱动车速里程表故障率高、动态指示迟钝等问题，运用先进的电子技术、传感器测量技术和计算机智能技术，改进传统的里程表是非常必要的。关键字：单片机，霍尔传感器，车速里程表 Abstract:In the process of high-speed vehicles, vehicle speed odometer is important instrument driver to provide dynamic driving information, which directly affects the running safety of vehicles. The speedometer tradition has two defects: one is the traditional speedometer flexible shaft driving the vehicle high speed running condition, the shaft rotating speed, the flexible shaft steel wire stress limit, often resulting in fatigue fracture of the wire flexible shaft, so that the speedometer failure; two is a flexible wiring is too long due to deformation, appear too large and the motion lag, lead to dynamic indicating slow or indication error. In order to be more reliable and timely to the driver's driving dynamic information, guarantee the driving safety, the problem of high failure rate, the speedometer dynamic indicating slow traditional flexible shaft driving, the use of electronic technology, sensor technology and computer intelligence technology advanced, the improvement of the traditional odometer is very necessary. Key words:The microcontroller, hall sensors, memory，The speedometer

完整版单片机控制系统的设计

学号 07437230 常州大学硬件实习报告题目：步进电机单片机控制系统的设计学生：学院（系）：专业班级：指导教师：通信（怀）081单片机原理与应用实习任务书一、设计题目步进电机单片机控制系统的设计二、设计背景步进电机是工业过程控制及仪表中的主要控制元件之一。它可以在机械结构中把丝杆的角度变成直线位移，也可以用它带动螺旋电位

通信工程系指导教师：孙守昌1、前言 1.1课题的背景、目的和意义 1.1.1课题设计的背景：

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机也是工业过程控制及仪表中的主要控制元件之一。它可以在机械结构中把丝杆的角度变成直线位移，也可以用它带动螺旋电位器，调节电压和电流，从而实现对执行机构的控制。在数字控制系统中，由于它可以直接接收计算机输出的数字信号，而不需要进行D/A转换，所以使用起来十分方便。步进电机具有快速的启停能力和精度高的显著特点，在定位场合得到了广泛应用。 1.1.2 课题设计的目的：（1）了解步进电机的结构和工作原理。（2）掌握步进电机控制系统的设计方法及其调试技术。（3）能够使用电路仿真软件进行电路调试。步进电机驱动控制系统设计内容 1.1.3 课题设计的意义：随着工业自动化的发展，步进电机的应用越来越广泛。步进电机是用脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的微电动机，它最突出的优点是可以在宽阔的频率来实现调速，快速起停，正转反转控制及制动等，并且用其组成的开环系统既简单，廉价，又非常可行，因此在打印机等办公自动化设备以及各种控制装备等多领域有着极其广泛的应用。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，研制步进电机驱动器具有十分重要的意义。 1.1.4课题的现状与发展趋势步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，国外一般称为Stepping moter,pulse motor或Stepper servo,其应用发展已有80年的历史。正是由于步进电机具有突出的优点，所以成了机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展。步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。比如在数控系统中就得到了广泛应用。目前世界各国都在大力发展数控技术，我国的数控系统也取得了很大发展，我国已经能够自行研制开发适合我国数控机床发展需要的各种档次的数控系统。

汽车车速、里程表的工作原理及速比的计算方法

汽车车速里程表的工作原理及速比的计算车速里程表与水温表一起,成为汽车用组合仪表上最重要的两个仪表。车速里程表有机械式和电子式两种，右图所示为磁感应式车速里程表的结构简图，它由车速表和里程表两部份组成。一、车速里程表的结构及工作原理（一）机械式车速里程表车速表主要由与主动轴固定在一起的U形永久磁铁、带有转轴与指针6的铝罩、罩壳、固定在车速里程表外壳上的刻度盘5等组成。主动轴由变速器或分动器传动蜗杆经软轴驱动。不工作时，盘形弹簧4使指针6处于刻度盘的零位。当汽车行驶时，变速箱上蜗轮组件中的蜗杆带动里程表软轴旋转，再由软轴带动主动轴旋转，从而使主动轴上的永久磁铁1跟着旋转。由于蜗杆与软轴及车速里程表主动轴紧密连接在一起，它们的转速相同。永久磁铁的磁力线在铝罩上产生涡流，涡流产生的磁场与旋转的永久磁铁磁场相互作用产生转矩，使铝罩克服盘形弹簧的弹力向永久磁铁1旋转的方向旋转，直至与盘形弹簧弹力相平衡。车速越高，永久磁铁1旋转越快，转矩越大，使铝罩2带动指针6偏转的角度越大，车速的指示值越高。里程表由蜗轮蜗杆机构和数字轮组成。汽车行驶时，主动轴经3对蜗轮蜗杆驱动里程表最右边的第一数字轮，使第一数字轮上和数字显示1/10Km。从第一数字轮向左，每两个相邻的数字轮之间,又通过本身的内齿和进位数字轮传动齿轮，形成1：10的传动比。当第一数字轮转动一周，由9转到0时，由内传动齿拔动左侧第二个数字轮转动1/10圈，形成1Km数递增；当第二数字轮转动一周，由9转到0时，其左侧第三个数字轮转动1/10，以10Km数递增。其余数字轮由低位到高位的显示，计数方式均依次类推，即可显示汽车行驶里程数。（二）电子式车速里程表车速表由车速传感器（安装在车轮上变速箱蜗轮组件的蜗杆上，有光电耦合式和磁电式）、微机处理系统和显示器组成。由传感器传来的光电脉冲或磁电脉冲信号，经仪表内部的微机处理后，可在显示屏上显示车速。里程表则根据车速以及累计运行时间，由微机处理计算并显示里程。二、组合仪表速比的计算方法（一）速比的定义对机械式或传感器安装在变速器上的蜗轮组件的车速表来说，所指示车速与变速器蜗杆的转速之比即为速比。例如，车速表上的读数为60Km/h之时, 变速器蜗杆的转速为36000r/h，则仪表速比为60：3600=1：600。也就是说，当车速表上的读数显示为1Km/h之时，变速箱蜗杆的转速必须为600 r/h。（二）求组合仪表的理论速比理想状态下，即车速表上显示的读数与实测速度相等的情况下，所计算出来的速比称为理论速比，其计算公式为K=1：［（k1/k2）×1000/（2πR）］,K为理论速比，k1为后桥主减速比，k2为变速箱蜗轮组件的传动比，R为轮胎的滚动半径。以下举一个例子来说明如何计算组合仪表的理论速比：某轿车相关参数为：后桥主减速比5.125，变速箱蜗轮组件的传动比（即蜗轮转速与蜗杆转速之间的比值）14/3，轮胎型号为165/70R13LT 8PR 90/88Q，查《汽车标准汇编第五卷转向车轮其它》中的《GB/T2978-1997 轿车轮胎系列》得轮胎滚动半径为273mm=0.273m。K=1：［(k1/k2)×1000/(2πR)］=1：［（5.125/(14/3)）×1000/(2×3.14×0.273)］=1:640.6 ,该速比即为所求的理论速比。（三）求组合仪表的实际速比如果按照理论速比来设计组合仪表，车速表往往会出现速度超差的现象，导致实测速度V2大于车速表读

基于单片机的自行车里程表设计样本

摘要随着居民生活水平不断提高，自行车不再仅仅是普通运送、代步工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼首选。自行车里程表可以满足人们最基本需求，让人们能清晰地懂得当前速度、里程等物理量。重要阐述一种基于霍尔元件自行车里程表设计。以AT89C52 单片机为核心，A44E 霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度测量记录，采用24C02 实当前系统掉电时候保存里程信息，并能将自行车里程数及速度用LED实时显示。文章详细简介了自行车里程表硬件电路和软件设计。硬件某些运用霍尔元件将自行车每转一圈脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号通过解决送显示。软件某些用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简朴，子程序具备通用性，完全符合设计规定。核心词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LED显示

Abstract With the developing of people’s life，the bicycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking，but becomes the first choice of entertainmenting and exercising. The bicycle mileage/speed can fulfill the basic need of people’s life，so that they can learn the speed and the mileage of the bicycle. In these paper，the bicycle mileage/speed design based on the Hall element is elaborated. By AT89C52 as kernel，using A44E Hall element to measure revolution，the measure and statistic are achieved. The range informations are saved by 24C02 when the power is off，the bicycle speed can be displayed on LED. In this article，the hardware circuit and software design of bicycle mileage/speed instrument are introduced in detail. About the hardware，the pulse number is transmitted of one cycle of the bicycle into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. About the software，in assemble language，the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware，common sub-program，and meet the demand of design. Key words：Mileage / speed；Hall element；Single Chip Microcomputer；LED

电动车里程表课程设计报告书

目录第一章概述 (2) 第二章硬件设计 (3) 2.1系统组成结构框图 (3) 2.2具体硬件电路及工作原理 (3) 2.3 AT89C2051单片机简介 (4) 2.3.1芯片概述 (4) 2.4其他外围硬件电路 (6) 2.4.1电源电路 (6) 2.4.2霍尔传感器 (6) 2.4.3 4位串行静态显示电路 (7) 第三章软件设计 (8) 3.1主程序设计 (8) 3.2 外中断0和T1定时溢出中断服务子程序设计 (9) 3.3 速度/里程显示控制子程序设计 (9) 3.4系统完整源程序 (10) 总结 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) 附录1 整体电路图 (13) 附录2 源程序 (14)

第一章概述本设计介绍的速度与里程表设计以单片机和光电传感器为核心。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用LED模块进行显示，使得电动自行车的速度与里程数据能直接的显示给使用者。该设计能实时地将所测的速度与累计里程数显示出来，主要是将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率（传感器将不同车速转变成不同频率的脉冲信号）实时地测量出来，考虑到信号的衰减、干扰等影响，在信号送入单片机前应对其进行放大整形，然后通过单片机计算出速度和里程，再将所得的数据存储到串口数据存储器，并由LED显示模块交替显示所测速度与里程。本设计的里程数的算法是一种大概的算法（假设在一定时间内自行车是匀速行进，平均速度与时间的乘积即为里程数）。本系统由信号预处理电路、单片机AT89C2051、系统化LED显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形。对待测信号进行放大的目的是降低对待测信号的幅度要求；波形变换和波形整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机相连的TTL信号；通过单片机的设置可使内部定时器T1对脉冲输入引脚T0进行控制，这样能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数；设计中速度显示采用LED 模块，通过速度换算得来的里程数采用I2C总线并通过E2PROM来存储，既节省了所需单片机的口线和外围器件，同时也简化了显示部分的软件编程。设计时，应综合考虑测速精度和系统反应时间。本设计用测量脉冲频率来计算速度，因而具有较高的测速精度。在计算里程时取了自行车的理想状态。实际中，误差控制在几米之内，相对于整个里程来说不是很大。为了保证系统的实时性，系统的速度转换模块和显示数据转BCD码模块都采用快速算法。另外，还应尽量保证其他子模块在编程时的通用性和高效性。本设计的速度和里程值采用6位显示，并包含两个小数位。

基于单片机温度控制系统设计

中文摘要摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本文从硬件和软件两方面来讲述水温自动控制过程,在控制过程中主要应用AT89C51、ADC0809、LED显示器、LM324比较器，而主要是通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度，以单片机为核心控制部件，并通过四位数码管显示实时温度的一种数字温度计。软件方面采用汇编语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。而系统的过程则是：首先,通过设置按键,设定恒温运行时的温度值，并且用数码管显示这个温度值.然后,在运行过程中将采样的温度模拟量送入A/D 转换器中进行模拟-数字转换，再将转换后的数字量用数码管进行显示，最后用单片机来控制加热器,进行加热或停止加热，直到能在规定的温度下恒温加热。关键词：单片机系统；传感器；数据采集；模数转换器；温度 I

英文摘要 Abstract In recent years, with the computer penetration in the social field, the application of SCM is to keep at the same time, traditional control testing update on Crescent benefits. In real-time detection and automatic control system of single-chip applications, often as a single-chip core component to use only single-chip is not enough knowledge, but also the specific hardware structure and the specific features of application software objects combine to make perfect. In this paper, both hardware and software for automatic control of water temperature on the process, in the control of the main application of the process of AT89C51, ADC0809, LED display, LM324 comparator, but mainly through the digital temperature sensor DS18B20 collecting ambient temperature to single-chip microcomputer as the core control components, and through four real-time digital display of a digital thermometer temperature. Software using assembly language for programming, so that the implementation of Directive speed, to save storage space. In order to facilitate the expansion and changes to the design of modular software structure, so that the logic of the relationship between program design more concise,Hardware software co-operation under the control of it. And systematic process is: First of all, by setting the button, set the thermostat temperature at the time of operation, and digital display of the temperature. Then, in the running temperature of the process of sampling analog into the A / D converter in the simulation - digital converter, and then converted digital control with digital display, the last single-chip microcomputer to control the heater used for heating or stop heating until the temperature in the provisions under the constant temperature heating. Key words：Single-chip microcomputer system ；Sensor；Data Acquisition；ADC；Temperature I