电子车速里程表的设计
汽车速度里程表的设计原理
汽车速度里程表的设计原理一、机械车速里程表的设计原理机械车速里程表是一种传统的车速里程表,广泛应用于各种汽车中。
它主要由蜗轮、蜗杆、里程表芯和车速表等部件组成。
速度测量:机械车速里程表通过车轮上的蜗轮和蜗杆装置测量汽车速度。
蜗轮和蜗杆之间的传动关系使得车轮的转速与蜗轮的转速成一定比例。
根据这个比例关系,就可以计算出汽车的速度。
里程测量:机械车速里程表利用里程表芯来测量汽车的行驶里程。
里程表芯由一系列的齿轮组成,与车轮的齿数相对应。
当车轮转动时,齿轮带动里程表芯的指针转动,从而显示汽车的行驶里程。
二、电子车速里程表的设计原理电子车速里程表是一种现代化的车速里程表,它采用电子传感器和微处理器技术来测量和显示汽车速度和行驶里程。
速度测量:电子车速里程表通过在车轮上安装电子传感器来测量汽车速度。
传感器将车轮的转速转换成电信号,然后传输给微处理器进行处理。
微处理器根据传感器输入的信号计算出汽车的速度,并将其显示在仪表盘上。
里程测量:电子车速里程表利用内置的编码器或GPS信号来测量汽车的行驶里程。
编码器通过监测车轮的转动圈数来计算行驶里程,而GPS信号则通过接收卫星信号来确定车辆的位置和行驶轨迹,从而计算出行驶里程。
三、机械车速里程表与电子车速里程表的比较优缺点比较:机械车速里程表结构简单、维护方便、成本低,但精度相对较低,且易受机械磨损和误差影响。
电子车速里程表精度高、反应速度快、可实现多种功能(如行驶里程、平均速度等),但结构复杂、成本较高。
应用建议:对于一般经济型轿车,机械车速里程表足够满足使用需求;而对于中高档轿车或需要实现更多功能的车载信息系统,电子车速里程表则更具优势。
此外,在特殊应用场景(如赛车或其他需要高精度测速的场合)中,电子车速里程表也具有较大优势。
综上所述,机械车速里程表和电子车速里程表各有优缺点,应根据车辆类型、价格和应用需求等因素进行选择和使用。
【设计】毕业论文基于单片机的电子车速里程表的设计
【关键字】设计编号:____________审定成绩:____________毕业设计(论文)设计(论文)题目:基于单片机的电子车速里程表的设计单位(系别):自动化系学生姓名:专业:电气工程及其自动化班级:学号:指导教师:答辩组负责人:填表时间:20 15 年 6 月重庆邮电大学移通学院教务处制重庆邮电大学移通学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目基于单片机的电子车速里程表的设计学生姓名系别自动化系专业电气工程及其自动化班级七班指导教师职称副教授联系电话备注:此任务书由指导教师填写,并于毕业设计(论文)开始前下达给学生。
摘要自行车自1868年引入我国已有一百多个年头。
随着国内人均GDP的增长,自行车从普通的运输、代步工具发展成为人们休闲娱乐与锻炼的首选。
自行车凭借着高科技带来的高配置和它自身的优势,逐渐的又吸引了大家的眼球。
随着周边环境的破坏污染,自行车必然会有着大好的发展空间。
人们可以通过一些简单的仪器仪表了解实时里程、速度。
可是现在的汽车或者摩托车的仪表片都是机械式的,不方便驾驶员直接捕捉信息。
所以在此次设计中我们将想办法把速度时间等数据通过LED显示出来。
本论文主要阐述一种基于单片机的自行车速度/里程计的设计。
以AT89C51单片机为核心,采用ITR-9707光电传感器测转,A T24C02 实现在系统掉电的时候保存里程信息。
通过频率测量模块和转换模块将数据递给MCS,再通过数据存取模块与LED 模块显示速度和里程。
完成此次的测量显示。
文章详细介绍了自行车速度/里程计的硬件电路和软件设计。
在设计硬件电路的时候,将光电传感器采集的脉冲信号给单片机处理并显示出来。
在此还增加了时间显示功能和超速报警功能。
软件系统设计部分采用C++软件对每一个模块进行编程。
最终达到设计目的。
【关键词】:里程速度光电传感器单片机ABSTRACTBicycle has been introduced to our country more than one hundred years since 1868. As the growth of the domestic per capital the GDP, the bicycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking, but becomes the first choice of entertainment and exercising. Bicycle with high-tech brings high configuration and its own advantages, gradually attracted everybody's eyes again. With the destruction of the surrounding environment, bicycle is bound to have good development space. But now the car or motorcycle instrument are mechanical, the driver could not directly capture information. So we will think of some way to put speed in the design time, such as data displayed by LED.In these paper, the bicycle speed/mileage design based on the Hall element is Single Chip Microcomputer. By AT89C51 as kernel, using ITR-9707 Photoelectric sensor to measure revolution, the measure and statistic are achieved. The range information are saved by AT24C02 when the power is off. The date through frequency measurement module and data conversion module be passed to the MCS, and then the speed and mileage were displayed by access module and LED module. Complete the measurement display.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 second of the bicycle into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. And an increase of time display and speed alarm. Software system design part adopts C++ software for programming each module. Finally, we can achieve the design purpose.【Key words】: Mileage speed Photoelectric sensor Single Chip Microcomputer目录第四节数据存取模块..................................................................................... - 16 -一、AT24C02简要介绍................................................................................. - 16 -二、工作方式.................................................................................................. - 16 - 第五节显示模块............................................................................................. - 16 -一、外界芯片74LS245/74HC138 ................................................................. - 16 -二、工作原理.................................................................................................. - 17 -第六节超速报警电路模块............................................................................. - 17 - 第七节其他模块............................................................................................. - 17 -一、时钟电路的设计...................................................................................... - 17 -二、工作电源的设计...................................................................................... - 18 -三、开关电路的设计...................................................................................... - 18 - 第四章系统的软件设计..................................................................................... - 19 - 第一节测量算法概述..................................................................................... - 19 - 第二节中断子程序的设计............................................................................. - 19 - 第三节数据处理程序设计............................................................................. - 20 -一、里程计算服务程序.................................................................................. - 20 -二、速度计算服务程序.................................................................................. - 22 - 第四节显示服务程序的设计......................................................................... - 22 - 第五章系统可靠性设计和功能实现................................................................. - 24 - 第一节硬件系统的可靠性设计方法............................................................. - 24 - 第二节软件系统的可靠性设计..................................................................... - 24 - 第三节功能实现............................................................................................. - 26 - 结论..................................................................................................................... - 26 - 致谢..................................................................................................................... - 27 - 参考文献................................................................................................................. - 28 - 附录..................................................................................................................... - 29 -一、英文原文..................................................................................................... - 29 -二、英文翻译..................................................................................................... - 33 -三、电路图......................................................................................................... - 36 -四、PCB图 ........................................................................................................ - 37 -五、源程序.................................................................................错误!未定义书签。
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课题描述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。
以单片机为核心的智能电子里程表,不仅可以显示车辆行驶的总里程,还可以显示车速,以及实现超速报警等功能,并具有较强的再开发能力。
本设计利用霍尔传感器开发测速系统,完成速度信号采集电路的设计。
其次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。
该系统可以方便的实现汽车速度、行驶里程的测量和显示,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。
霍尔传感器与AT89C51结合实现最简测速系统,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。
电子车速里程表的单片机实现方案(2)
图1所示是LM1819驱动器的内部组成原理框图,它由电荷泵、整形器、函数发生器等组成 输入的转速信号通过内部的三极管缓冲后,输入到电荷泵即可进行F/V频率电压转换,两个输出端按输入量的正弦和余弦函数变化,2脚和12脚的最小驱动能力为±20mA(±4V),线圈的公共端接到1脚可为内部函数发生器提供反馈信号, 同时为5.1V齐纳二极管提供参考电压。
在该电路中,K=54°/V,输入Vin实际上是4脚和8脚的电位差,8脚既是诺顿放大器的输出,又是函数发生器的输入,一般4脚的电压是2.1V,所以有:θ=K(V8-Vref)=54(V8-2.1)由于V8是在2.1V~7.1V的范围内变化的,故LM1819可以驱动十字表头以使其在0°~270°范围内转动。
4电路原理图图2所示是一种汽车转速里程表的电路原理图。
这是一个典型的单片机最小应用系统。
单片机AT89C2051以其低价、低功耗、可靠性高和易于编程等特点著称,X25045则是MCS-51系列单片机电路的一个辅助芯片,主要担当复位、电压检测、看门狗和EEPROM功能,该芯片的采用大大提高了系统的可靠性,减少了外围芯片数,可实现里程累计的掉电存储。
LCM1010为十位八段式带背光液晶显示模块,采用三线串行接口,它具有功耗低和编程方便的特点。
该显示共分两行显示,第一行6位显示累计里程,第二行4位(1位小数)用于显示小计里程。
图中K1为小计里程清零键,R4用于调节液晶显示器的视角对比度。
芯片X25045是Xicor公司推出的带有可编程μP监控器的CMOS串行EEPROM,带有4096位,按512×8来组织。
它具有4字节页写方式和10万次使用周期,数据可保存100年。
为了保证累计里程单元的个位或小计单元的小数位可靠刷新,当这些单元接近极限使用周期时,可采取换页的办法来使这些数据移动到新单元以继续计数。
图2霍尔传感器发出的脉冲信号经过整形可分成两路,一路送到单片机的INT1端用于累计里程计数,另一路送到LM1819驱动器的转速信号输入端(10脚),然后由驱动电路根据输入信号的频率在2脚和12脚输出相应的正弦和余弦驱动信号,十字线圈产生的磁场共同作用于磁铁可使转轴组件偏转相应的角度。
电子车速里程表的设计开题报告综述
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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。仪表板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。汽车仪表的功能已不仅仅是单纯的显示,而是通过对汽车各部件参数的监测和计算机处理相配套,从而达到控制汽车各种运行工况的目的。因而电子式里程表的广泛应用将会很大的提高中国的汽车电子技术水平。
毕业(设计)论文
开题报告
论文题目电子车速里程表
院 (系) 宁夏理工学院
专 业自动化
学生姓名赵龙
班 级 自动化08102
指导教师牛少杰
开 题 报 告
学号
电子车速里程表的设计PPT2003教学提纲
1.3系统功能
• 本设计可以实现以下功能: • (1) 实时显示车速。每一秒钟更新一次车速。 • (2) 显示自安装使用以来车辆行驶的总里程。为车辆的定期保养维护和
零部件更换提供依据。 • (3)显示自系统上电到任意时刻的单个路程的里程。用户可以了解单次
行驶的里程。 • (4)可以显示驾驶环境的温度。 • (5)不同车速的报警。六个数码管分别在车速不小于40km/h、80km/h、
电子车速里程表的设计 PPT2003
论文的主要结构和内容
第一部分:系统总述 第二部分:硬件设计 第三部分:软件设计 第四部分:仿真演示
1.1系统原理
• 系统主要有六部分组成:霍尔传感器A44E、STC89C52RE单片机、 独立键盘、六位LED数码管、EEPROM芯片AT24C02、DS18B20 温度传感器
• (2)4(GND)-电源地。
SCL SDA
U2
6 5 7
SCK A0 SDA A1 WP A2
1 2 3
24C02C
• (3)5(SDA)-串行数据输入/输出端。在系统中与单片机的 P2^0口相接。
• (4)6(SCL)-串行时钟输入端。在系统中与单片机的P2^1口 相接。
• (5)7(WP)-写保护输入端。用于硬件数据保护。当其为低 电平时,可以对整个存储器进行正常的读写;当其为高电平时, 存储器具有写保护功能,但读操作不受影响,该引脚在系统中 接地。
•
AT24C02是ATMEL公司生产的串行EEPROM芯片,其
存储容量为256*8Bit。在断电情况下,仍可保存数据,可
对保存的数据存储100年,并可多次擦写,擦写次数可达
10万次以上。
• AT24C02的引脚(如图2.10)功能简绍如下:
毕业设计(论文)电子车速里程表的设计
摘要
车速里程表广泛应用于各种机车,传统的机械式车速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,电子式车速里程表得以广泛 应用,现在很多轿车仪表已经开始使用电子车速里程表。本设计介绍一种基于单 片机的智能车速里程表,该表是一种数字式仪表,不仅可以实时显示汽车的车速 及行驶的总里程,也可以显示一段时间的阶段里程,还可以显示温度,以及实现 超速报警功能。它的实现方式是:在车轮上安装一个很小的强力磁钢,在其侧正 对面安装霍尔传感器A44e,在车辆行驶过程中,车轮每转一圈,霍尔传感器便相 应产生一次高低电平变化,通过单片机记录处理这种电平变化的量,便知道一定 时间车轮的转数,通过设定车轮的周长,再由单片机处理这些数据便可知道汽车 的车速及里程了,并由LED显示器显示出来。由于单片机每一秒钟处理一次信号 量,并将相关的里程信息存储在非易失性EEPROM中,所以车速及里程信息是实时 更新的。
I-I
宁夏理工学院毕业设计(论文)
2.7报警电路 ........................................................................................................14 2.7.1发光二极管电路 ................................................................................14 2.7.2蜂鸣器电路 ........................................................................................15
1.1系统原理 ..........................................................................................................2 1.2系统功能及按键功能 ......................................................................................3 1.3产品设计参数及应用范围 ..............................................................................4 2硬件设计 ......................................................................................................................5 2.1单片机及时钟复位电路 ..................................................................................5
车速里程表课程设计
车速里程表课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解车速里程表的基本原理,掌握其组成结构及功能。
2. 学生能运用物理知识,解释车速里程表工作时所涉及的物理现象。
3. 学生了解车速里程表在汽车行驶过程中的重要性。
技能目标:1. 学生能够独立操作实验设备,进行车速里程表的模拟实验。
2. 学生能够分析实验数据,得出相应的结论,并解决问题。
3. 学生能够运用所学的知识,设计简单的车速里程表模型。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对物理学科的兴趣,增强探究精神和动手实践能力。
2. 学生认识到科技发展对社会生活的影响,增强科技创新意识。
3. 学生通过团队合作完成课程任务,培养团队协作能力和沟通能力。
课程性质:本课程为物理学科的一节实践课,结合实际生活中的车速里程表,让学生在实践中掌握物理知识。
学生特点:六年级学生具备一定的物理知识基础,对新鲜事物充满好奇,动手操作能力强,但可能对复杂原理理解有一定难度。
教学要求:课程要求教师以生动形象的方式讲解车速里程表原理,注重实践操作,鼓励学生提问、思考,培养学生解决问题的能力。
同时,关注学生的情感态度,引导他们形成正确的价值观。
通过分解课程目标为具体学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 车速里程表基本原理:介绍车速里程表的工作原理,包括电磁感应、齿轮传动等物理现象。
2. 车速里程表的结构与功能:分析车速里程表的组成部分,如永磁体、感应线圈、显示器等,并阐述各部分的功能。
3. 实践操作:组织学生进行车速里程表模拟实验,观察实验现象,记录数据,分析结果。
- 实验一:电磁感应原理实验- 实验二:齿轮传动实验- 实验三:车速里程表组装与测试4. 数据分析与问题解决:指导学生运用所学的物理知识,分析实验数据,解决实际问题。
5. 设计与制作:鼓励学生发挥创造力,设计简单的车速里程表模型,并进行展示和评价。
教学内容安排和进度:第一课时:介绍车速里程表基本原理,进行实验一和实验二。
电子车速里程表单片机控制电路设计
、
一
一
绨
2=* n , K Vi
图 1 电子 车速里 程表 设计 的 电路 原理 图 四 、 电子 车速 里程 表单 片机 控制 系统 总体 设计 通过 霍尔 型转 速传 感 器检 测汽 车的 转速 ,用 单片 机 A 8C 1 T 9 5 对霍 尔传 感器 的数据 进 行处 理并送 入 LD和 指针 型模 拟表 头进行 C 显示 和指 示 。霍尔 传感 器发 出的脉冲 信 号经 过整 形可 分成两 路 , 路送 到 单片机 的 I T 端用 于 累计里 程计 数 , N0 另一 路送到 L 1 1 M89 驱动 器 的转速 信 号输入 端 ( 0 脚 ) 1 ,然后 由驱动 电路 根据输 入信 号的频 率在 2脚和 1 脚 输 出相应 的正 弦和 余弦 驱动 信号 , 字线 2 十 圈产 生 的磁 场共 同作用 于磁铁 可使 转轴 组件 偏转 相应 的角 度 。
里程 累计 实现 原理 车速 里程 表 的转速 是车 速 里程 表转 轴 ( 软轴 )在 汽车 行驶 一 公里 时所 转过 的转 数 。基于 单 片机 的车速 里 程表 采用 霍 尔型 非接 触式 转速 传感 器 ,这种 车速 里 程表 转轴每 转 一 圈 ,霍 尔传 感器 将 感应 发出 8个 脉冲 。现在 以速 比为 l 6 4的车型 为例 , 车行 驶 : 2 汽 公里 ,则 霍 尔传感 器 发出 的脉冲 数共 为 8 2 = 9 2个 ,或 者 ×6 4 4 9 说 ,每 个脉 冲代 表 了 l 4 9 / 9 2公里 的里 程 。车辆 开动 后 ,监制 传 感器对 车轮 的转 动进 行采 样 , 脉冲 采样 信 号输入 到单 片机 引脚 , 将 单片机 的定 时计 数器 T 工作 于计 数器 方式 ,累计脉 冲个 数 , 据 l 根 段 时 间内的 脉冲 个数 和车 轮 的大小 ,就 可 以 由单片机 计 算 出运 行 的速 度和 公里 数 ,并驱 动显 示器 进行 显 示。 转速 的计算 公式 :v 4 9 / 6 O ( 代 表 霍尔传 感器 发 出的 = 9 2 30 f 脉 冲信 号的频 率 ) 里 程数 的计算 公式 :S x 4 9 x代表 读 出的脉冲 数 ) = / 9 2( 公式说 明 : 汽车 行驶 一公 里发 出 4 9 9 2个脉冲 , 假如 一 秒钟 发 出 1 0 个 脉冲 。那么 一小 时发 出 3 0 0 0 脉冲 ,那 么转速 、里 00 600 个 程 数 的公式就 如上 式所 述 。 二 、车 速测量 及指 示 原理 车 速指 示可 采用双 线 圈汽 车转 速表 头 ,它 由空 气轴 表 芯和 驱 动 电路 组成 , 空气轴表 芯 通常 由三 部分 组 成 :磁铁 、与 转轴 相 连 的指针和 两个 互成 九十 度 的线 圈 。转轴 是表 芯 唯一 的可动 部件 , 磁铁 的转 角总 是趋 向于 两 个线 圈 的磁场 强度 矢量 的合 成方 向,磁 场 强度 正 比于 加在 线 圈上 的 电压 ,因此 ,通 过 改变 电压 的极性 和 幅度 ,可 在理 论上 使转轴 组件 在 0 6  ̄3 0度范 围内转 动 。显然 , 只 要 能按 一定 的规律 驱动 两个 线 圈 ,就可 以 使指针 偏转 位置 与 输入 量 成线性 关系 ,即满足 下列 公式 :
基于霍尔传感器的电子式车速里程表设计
基于霍尔传感器的电子式车速里程表设计刘燕【摘要】随着社会的进步和人们生活水平的提高,汽车已普及到千家万户,车速里程表是汽车必不可少的重要仪表之一,为驾驶员提供车辆当前车速及里程信息.随着汽车电子技术的不断发展,目前市场上的车速里程表以电子式为主.基于霍尔传感器的工作原理,分析车速和里程的计算方法,并设计一种以STC89C52单片机为核心,由霍尔传感器检测、LCD液晶显示、蜂鸣器报警提示、按键输入、掉电存储等模块组成的新型电子式车速里程表,除了具有实时显示车速、里程功能、超速报警功能,并且增加手动设置传感器磁珠个数和轮胎直径,以及掉电存储数据功能,具有结构简单、体积小、实时性强、精度高、安全可靠等优点.【期刊名称】《现代计算机(专业版)》【年(卷),期】2017(000)026【总页数】4页(P36-38,42)【关键词】电子式转速里程表;3144霍尔传感器;STC89C52单片机;LCD1602【作者】刘燕【作者单位】山西大学商务学院信息学院,太原 030031【正文语种】中文车速里程表[1]是由指示汽车行驶速度的车速表和记录汽车所行驶过距离的里程计组成的。
目前有机械式和电子式两种。
传统的车速里程表是机械式的,当汽车行驶时,变速器输出主轴带动里程表主动齿轮运转,主动齿轮运转带动被动齿轮旋转,进而使软轴内钢丝转动,带动驱动轴[2]。
当汽车高速行驶时,容易使钢丝软轴疲劳断裂导致指示错误,软轴在高速容易变形以及迟滞,导致指示迟钝。
软轴中的钢丝长时间和汽车高速运行时容易受到磨损从而影响稳定性。
转速里程表对于汽车行驶时十分重要,特别是在限速路段、高速路段、减速路段,车速的错误显示或者延迟,可能会导致严重的交通事故。
而传统机械仪表价格昂贵,容易发生故障,并且精度也比较低,已不能满足现代汽车新技术、高度人性化、经济环保的要求,对其进行改进成为了必然,高性能转速里程表有着广阔的市场前景。
随着汽车电子技术的发展,电子式车速里程表慢慢取代传统机械式车速里程表,根据霍尔效应[3],将磁场信号转换为电信号,可以很好地对车速或者里程进行非接触式测量,从而增加电子车速里程表的稳定性、安全性和耐用性。
电子车速里程表的单片机实现方案
电子车速里程表的单片机实现方案【摘要】本文主要介绍了电子车速里程表的单片机实现方案。
在文章从背景介绍和研究意义两方面入手,为读者提供了基本的背景信息和研究动机。
在文章详细介绍了电子车速里程表的硬件设计、单片机的选择、传感器接口设计、显示模块设计以及里程计算算法。
在文章评价了实现效果,并展望了未来的发展方向。
通过本文的阐述,读者可以深入了解电子车速里程表的单片机实现方法,以及其在实际应用中的一些考虑和技术挑战。
本文对于研究领域的同行和相关从业者具有一定的参考价值。
【关键词】电子车速里程表、单片机、硬件设计、传感器接口、显示模块、里程计算算法、实现效果评价、未来展望1. 引言1.1 背景介绍电子车速里程表作为现代汽车上的一项重要装备,能够实时准确地显示车辆的速度和里程信息。
传统的机械式车速里程表已经逐渐被电子式车速里程表所取代,其具有精度高、体积小、功耗低等优点,受到广泛的应用。
随着社会的发展和科技的进步,人们对车辆的安全性和功能性要求越来越高,车辆配备电子车速里程表已经成为一种标配。
随着车载电子设备的普及,电子车速里程表也在不断地进行改进和创新,以提升用户体验和功能性。
本文将介绍电子车速里程表的单片机实现方案,着重探讨其硬件设计、单片机的选择、传感器接口设计、显示模块设计以及里程计算算法等方面内容,旨在为该领域的研究和应用提供参考和借鉴。
通过对电子车速里程表的研究,可以更好地理解其原理和功能,为未来的研究和实践工作奠定基础。
1.2 研究意义车速里程表作为车辆的重要配件,可以实时准确地显示车辆行驶的速度和里程,对驾驶员和车辆管理者都有着重要的意义。
在传统的机械车速里程表逐渐被电子车速里程表取代的今天,研究电子车速里程表的实现方案显得尤为重要。
电子车速里程表的出现不仅提高了车辆信息的准确性和可靠性,还能够实现更多功能的拓展,比如实时监测车辆的行驶状态、记录行驶路线等。
单片机作为电子车速里程表的核心控制器,通过精确的算法和稳定的硬件设计,可以实现对车速和里程的高效监测和计算。
电子车速里程表的单片机实现方案
电子车速里程表的单片机实现方案
实现电子车速里程表的单片机方案可以分为以下几个步骤:
1. 选择合适的单片机:根据项目的需求选择一款适合的单片机,例如常用的8051单片机、AVR系列单片机或者STM32系列单片机等。
选择单片机时需要考虑其性能、资源以及开发环境的支持等因素。
2. 设计硬件电路:根据里程表的功能需求,设计合适的硬件电路。
该电路需要包括车速传感器、里程传感器以及与单片机的连接电路等。
车速传感器一般采用霍尔传感器或者磁敏传感器,用于检测车辆的运动速度。
里程传感器可以使用编码器或者霍尔传感器等,用于测量车辆行驶的里程。
3. 编写程序:使用单片机开发工具,编写程序来实现车速和里程的计算和显示功能。
程序需要读取车速传感器和里程传感器的输入信号,并通过算法计算车速和里程,并将结果显示在数字显示屏或者液晶显示屏上。
4. 测试和调试:将单片机和电路连接后,进行测试和调试,确保程序能够正确运行并实现预期的功能。
测试过程中可以通过改变车速传感器和里程传感器的输入信号来模拟不同的情况。
5. 优化和改进:在测试和调试过程中,可以根据实际情况对程序进行优化和改进,提高系统的性能和稳定性。
需要注意的是,以上方案仅提供了一个基本的实现框架,具体的实施过程可能因为项目的需求和约束而有所不同。
因此,在开始实施之前,建议先进行详细的需求分析和系统设计,以确保项目的顺利进行。
汽车用车速里程表电路的设计
摘要随着计算机技术和微步进电机技术的不断发展这给汽车仪表的技术变革带来了可能和机遇。
微型步进电机是一种以脉冲信号作为驱动信号的一种特殊电机,它是一种基本上能满足所有车型的通用机芯,只要在软件中针对不同车型,将有关参数作适当修改,硬、软件主体结构并不需要作任何改动,便能满足其要求。
可以省去模拟电路电子式汽车仪表对不同车型需要重新设计电路、再调试,进而做可靠性实验等复杂过程,能最大限度地缩短产品开发的时间和费用。
更重要的是避免了可能出现的技术风险。
本设计主要完成对车速采集电路的设计、单片机控制器的选择和设计、步进电机仪表机芯设计、里程保存电路和显示电路的设计等。
本文论述了基于AT89S52的汽车仪表硬件设计,并给出了具体的解决方案,将仪表整体分为主控模块、传感器及信号处理模块、显示模块等进行模块化设计。
车速值由步进电机机芯指示,里程采用LCD显示。
由霍尔传感器完成车速和里程信号的采集,通过I2C总线完成LCD显示部分和E2PROM保存里程部分的数据传送。
本设计开发的系统LCD显示清晰,步进电机机芯指针运行平稳、响应速度快、无抖动、性能可靠。
只要对单片机中的软件做相应的修改,该机芯就可广泛的应用其它车型。
通过研制和开发,本系统在工作原理上的创新和突破,使得该产品的指示误差远低于国家标准、显示精确度高、有着不可替代的优点。
我们也有充分地理由相信,步进电机式车速里程表机芯将是未来一段时间内汽车仪表的主导产品。
关键词:步进电机;霍尔式传感器;LCD液晶屏显示引言当今国外发达国家普遍使用全数字式汽车仪表,而且绝大部分是步进电动机式汽车仪表,并且正积极准备向更高方向发展。
而国内汽车仪表厂,还没有批量生产出该类型的仪表,只有德国VDO公司和美国德科公司在我国设厂生产。
虽然国内汽车仪表界一致看好全数字式汽车仪表,特别是步进电动机式汽车仪表,但我国汽车仪表生产厂家从事汽车仪表设计的工程技术人员,绝大部分还不具备这方面的知识能力,自主开发还不具备条件。
电子车速里程表的单片机实现方案
电子车速里程表的单片机实现方案清晨的阳光透过窗帘,洒在键盘上,手指轻轻敲击,方案的大致轮廓在脑海中逐渐清晰。
10年的方案写作经验,让我对这类项目有了更深的理解和把握。
咱们就聊聊这个电子车速里程表的单片机实现方案。
这个方案的核心是单片机。
想象一下,单片机就像是一个微型的大脑,控制着整个电子车速里程表的工作。
我们选用的是ST公司的一款高性能、低功耗的单片机,具备丰富的外设接口,足以应对这个项目的需求。
一、硬件设计1.车速传感器车速传感器是整个系统的输入部分,它通过检测汽车车轮的转速,将车速信号传输给单片机。
我们采用的是霍尔效应传感器,具有响应速度快、精度高的特点。
2.里程计数器里程计数器负责记录汽车行驶的总里程数。
这里我们采用了一个32位的计数器,足以满足大多数汽车的使用需求。
3.显示模块显示模块是整个系统的输出部分,负责将车速、里程等信息显示给驾驶员。
我们选用的是一块高亮度的LCD显示屏,清晰度足够,即使在阳光直射下也能看得清楚。
4.电源模块电源模块为整个系统提供稳定的电源,保证系统的正常运行。
考虑到汽车电源的特殊性,我们采用了稳压电路,确保单片机和其他模块在稳定的电压下工作。
二、软件设计1.主程序框架(1)初始化:设置单片机的时钟、IO口、中断等。
(2)车速计算:根据车速传感器的输入信号,计算出汽车的速度。
(3)里程计数:实时更新汽车行驶的总里程数。
(4)显示更新:将车速、里程等信息显示在LCD屏幕上。
2.中断处理(1)车速传感器中断:当车速传感器检测到车轮转速变化时,触发中断,进行车速计算。
(2)按键中断:当驾驶员按下按键时,触发中断,进行相应的操作,如复位里程表、切换显示模式等。
三、系统调试与优化在硬件和软件设计完成后,需要进行系统调试和优化,确保系统在实际运行中的稳定性和可靠性。
1.硬件调试:检查各个模块的连接是否正确,确保电源稳定,传感器信号准确。
2.软件调试:通过模拟各种情况,检查程序的稳定性和可靠性,如车速突变、按键操作等。
电子车速里程表的单片机实现方案
电子车速里程表的单片机实现方案【摘要】本文介绍了电子车速里程表的单片机实现方案。
传感器模块设计是关键的一步,通过合适的传感器采集车辆的速度和行驶里程数据。
数据处理算法对采集到的数据进行处理和计算,确保准确性和稳定性。
接着,显示模块设计通过数字显示屏或液晶屏实时展示车速和里程信息。
系统集成将各模块进行整合,确保系统正常运行。
性能优化是不断迭代和改进系统,提高精度和效率。
通过本文的介绍,可以更好地理解电子车速里程表的工作原理和设计方法,为未来的研究提供参考。
【关键词】引言、概述、传感器模块设计、数据处理算法、显示模块设计、系统集成、性能优化、总结、展望、电子车速里程表、单片机、实现方案1. 引言1.1 概述电子车速里程表是一种常见的汽车仪表,用于显示车辆当前的速度和行驶里程。
传统的机械车速里程表已经逐渐被电子车速里程表取代,其精准度更高、可靠性更好,同时具有更多的功能和显示方式。
本文将介绍一种基于单片机的电子车速里程表实现方案。
我们将讨论传感器模块的设计,包括速度传感器和里程传感器的选择和布置。
然后,我们将深入探讨数据处理算法,包括速度和里程数据的采集、处理和存储。
接下来,我们将讨论显示模块的设计,包括LED显示屏和控制按钮的安装和布置。
在系统集成部分,我们将介绍如何将传感器模块、数据处理模块和显示模块整合到一个完整的系统中,并保证它们协调工作。
我们将讨论性能优化策略,包括如何提高系统的精准度、稳定性和响应速度。
通过本文的学习,读者将深入了解电子车速里程表的工作原理和实现方式,从而为未来的汽车电子仪表设计和开发提供参考。
2. 正文2.1 传感器模块设计传感器模块设计是电子车速里程表中非常关键的一部分,其准确性和稳定性直接影响到整个系统的性能。
在设计传感器模块时,首先需要选择合适的传感器类型。
常用的车速传感器包括霍尔效应传感器、磁性传感器和光电传感器等。
不同的传感器类型有不同的工作原理和特性,需要根据系统要求进行选择。
速度里程表课程设计报告.doc
速度里程表课程设计报告河南机电高等专科学校单片机课程设计题目电动自行车速度里程表课程名称单片机原理及应用系部电子系班级电信082 小组组长姚利涛小组成员姚利涛01 王鹏飞21 许鹏飞王素贞28 指导教师张亚华设计时间2010.12.10---12.24 电动自行车速度里程表1、设计内容及要求1.检测并显示电动自行车实时速度2.检测、显示并累计电动自行车行驶里程3.技术参数i. 电动自行车最高速度35km/h ii. 电动自行车轮胎直径14英寸iii. 电动自行车电池电压24V iv. 检测精度±1 v. 显示8位LED 4.设计要求(1)电路图(2)设计说明书(不少于2500字)(3)程序清单(4)运行结果2、方案设计与讨论1.速度测量原理测量一定时间间隔T内自行车转过的圈数Q。
假设车轮的周长为L,则速度VQ*L/T 2.开关型霍尔传感器霍尔传感器是利用霍尔效应把磁输入信号转换成电信号的器件。
把开关型霍尔传感器安装在自行车贴近车轮的支架上,磁钢安装在辐条上,当磁钢靠近霍尔传感器的时候,传感器输出一个无抖动的低电平,单片机根据此信号可计算里程、速度等。
霍尔传感器的优点是稳定和安装简易,缺点是成本较高。
本设计采用开关型霍尔传感器,但由于实验室设计所限,实际测速时并未采用,而是直接从信号发生器中产生低频脉冲代替霍尔传感器向单片机输入脉冲信号,从而显示相应的速度。
3.LED八段数码管显示8位LED显示。
其中低3位显示速度,要求保留1位小数。
高5位显示里程,同样要求保留1位小数。
速度即时显示,最大显示位35.0,里程每走100米计数一次,最高显示9999.9。
3、系统概述及工作原理1.本系统由信号预处理电路、单片机8051F410、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侧信号的幅度要求;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T0对脉冲输入引脚进行控制,这样能精确地算出加到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。
基于单片机的车速里程表的设计
黑龙江东方学院毕业论文(设计)题目:基于单片机的车速里程表的设计学生姓名学号专业班级指导教师学部答辩日期2012年5月19日黑龙江东方学院本科生毕业论文(设计)任务书基于单片机的控制车速里程表的设计摘要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,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,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,用霍尔传感器检测使转速物理量变换成脉冲电量,通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出圆盘的转速,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存储器内,在无电状态下数据也能保存。
关键词:AT89C52,数码管显示器,霍尔传感器,存储器Speedodometer designbased on single chip microcomputer controlAbstractPermeate in the social realm along with the calculatorin recent years,single slice the application of themachinejust atconstantlyalignment thorough, arouse a traditional control an examination a daya new moon benefit renewal in the meantime.Insolidly thehourthe e xamination the singleslice that controls with autothe machine th eapplication the system,single slice machine usually Be a core parts to use,onlysingleslice themachine aspect knowledge is not enough, return should according to concrete thehardware structure,and aim at concrete applicationthe software of[with]the object characteristics combine tomakeperfect. Imitating manypassage pressure systemses is to makeuseof pressure tospread the feelingmachine tocollect currentpressure combine thereflection iso nthe display,it can analyzethe pressure surfeit distance, erupting toreportto the police.Combinetheadoption electronics steelyardprinciple can according to input theamount of money that the unit pric ecomputesan object accuratelyThisthesis discuss that pour the design and creation ofthetimer in brief, for pour four LED figures displays in the timer to say, I am forthe sake of the simplificationcircuit,decline lowcost,adopttotake software astheconnect of lorda people's method, donot use specialized hardwaretotranslate the codemachinenamely, but adoptthe software procedureto carryontranslating codeKeywords:AT89C52,digitaltube display,countdown timer, Holz ersensor目录摘要 ........................................................................................................... 错误!未定义书签。
汽车速度里程表的设计论文.
汽车里程表课程设计论文班级:学号:姓名:指导老师: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,车速里程表目录前言 (2)一任务设计 (3)二功能扩展 (4)三设计电路 (6)3.1 转速测量原理 (6)3.2 实验电路设计 (7)四控制方法 (9)4.1 汽车速度控制 (9)4.2 速度、里程记录控制 (11)4.3 速度、里程显示控制 (12)五程序代码 (13)六设计中的问题 (24)七设计总结 (24)前言汽车是现代生活中不可或缺的一种重要交通工具,传统的指针式里程表伴随着汽车的诞生就一直为人们喜爱,不过,新生事物不会因传统的存在而停止它前进的步伐。
数码科技在今天已渗透到工业,农业,民用等产品的点点滴滴。
新概念的车速里程表最直观的变化就是用大屏幕的液晶取代指针式表盘,直接用数字显示速度和里程,以及其他一些诸如油耗、时钟、环境温度等参数,直观的呈现给使用者。
同时,它还具有成本低廉,显示清晰,稳定可靠等优点。
由于微处理机体积小,可以把它做到产品的内部,取代老式机械零件,缩小产品体积,增强功能,实现智能化。
因此被广泛地用在智能产品中。
Intel公司的MCS-51系列单片机近年来得到了广泛流行。
本文即介绍一种基于ES8086芯片的汽车速度与里程表的设计和实现。
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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)1 绪论1.1课题描述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。
以单片机为核心的智能电子里程表,不仅可以显示车辆行驶的总里程,还可以显示车速,以及实现超速报警等功能,并具有较强的再开发能力。
本设计利用霍尔传感器开发测速系统,完成速度信号采集电路的设计。
其次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。
该系统可以方便的实现汽车速度、行驶里程的测量和显示,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。
霍尔传感器与AT89C51结合实现最简测速系统,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。
1.2基本工作原理及框图根据系统的设计要求,利用矩形波触发脉冲代替霍尔传感器,从而对车轮转速进行模拟。
选择单片机AT89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示等功能。
该系统的总体设计思路如下:矩形波发生器产生矩形波脉冲发送到AT89C51单片机上,经过51单片机处理,将速度和里程在显示电路上显示,本系统显示器用6位共阴LED数码管以动态扫描法实现。
按照系统设计功能的要求,确定系统由3个模块组成:主控制器、检测电路和显示电路[1]。
图1速度里程表的原理框图本课题以是89C51单片机为核心设计的一种数字速度里程检测系统,系统整体硬件电路包括,传感器数据采集电路,速度里程显示电路,单片机主板电路等组成。
系统框图主要由控制模块、外部信号及其检测装置、外部存储器、LED显示组成。
速度里程表总体电路结构框图如图1所示。
2 相关芯片及硬件电路设计2.1 AT89C51芯片AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机[2]。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51引脚图如图2所示。
图2 AT89C51引脚图2.1.1 AT89C51的主要特性与MCS-51 兼容;4K字节可编程FLASH存储器;寿命:1000写/擦循环;数据保留时间:10年;全静态工作:0Hz-24MHz ;三级程序存储器锁定;128×8位内部RAM;32可编程I/O线;两个16位定时器/计数器;5个中断源;可编程串行通道;低功耗的闲置和掉电模式;片内振荡器和时钟电路[3]。
2.1.2 AT89C51的管脚说明VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P0口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的低八位。
在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须接上拉电阻[4]。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为低八位地址接收。
P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
RST:复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。
在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC 指令是ALE才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE 禁止,置位无效。
XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:来自反向振荡器的输出[5]。
2.2 霍尔速度传感器2.2.1 霍尔传感器工作原理霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。
后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。
通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数[6]。
2.2.2霍尔效应如图3所示为霍尔效应示意图。
在半导体薄片两端通以控制电流I,并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场,则在垂直于电流和磁场的方向上,将产生电势差为UH的霍尔电压。
图3霍尔效应示意图2.2.3霍尔元件根据霍尔效应,人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。
它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点,因此,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用,原理图如图4所示。
图4霍尔效应原理图2.3 单片机最小系统及电路单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。
对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、上电复位电路。
下面给出一个51单片机的最小系统电路图[7],如图5所示。
图5 51单片机最小系统复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合“电容电压不能突变”的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且这个高电平持续的时间由电路的RC 值来决定。
典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位。
所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位。
一般电容C 取10uF,电阻R取8.2K。
也有其他取法的,原则就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平。
如图5所示为复位电路。
图5复位电路晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作)。
2.4 车速信号处理电路车速里程表是用来指示汽车行驶速度和累计行驶里程的仪表,由车速表和里程表两部分组成,普通车速表一般为磁感应式,其结构如图6所示。
车速表主要由永久磁铁、铝罩、护罩、刻度盘和表针等组成,永久磁铁与主动轴紧固在一起,主动轴由来自变速器输出轴的挠性软轴驱动,指针、铝罩固接在中心轴上,刻度盘固定在表外壳上。
不工作时,铝罩在游丝的作用下,使指针位于“0”位。
当汽车行驶时,软轴驱动主动轴带动“U”形永久磁铁旋转,在铝罩上感应出电涡流而产生磁场,这个磁场与永久磁铁的旋转磁场相互作用产生钮矩,使铝罩向永久磁铁旋转方向转过一定角度,直到由游丝的弹力所产生的反方向扭矩与之平衡。
车速越高,产生的扭矩越大,指针在刻度盘上摆动的角度就越大,即指示的车速就越高。
里程表主要由蜗轮蜗杆和数字轮组成,当汽车行驶时,主动轴经三对蜗轮蜗杆驱动数字轮上的最右侧的第一个数字轮(一般为1/10Km),任一个数字轮与左侧相邻的数字轮传动比都为10:1,这样显示的数字呈十进位递增,便自动累积了汽车总的行驶里程。
图6 汽车速度里程表由于霍尔元件具有在静止状态下感受磁场的能力,且结构简单,形小体轻,频带宽(可从直流到微波),动态特性好、动态范围大,寿命长和可进行非接触测量等优点,所以选择霍尔传感器作为本次设计的要素。