【基于单片机的车载数字仪表设计】-开题答辩

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本科毕业论文开题辩论

题目：基于单片机的车载数字仪表设计指导老师：专业班级：通信09A-2班学号：姓名：日期：选题的目的和意义

随着大规模及超大规模集成电路技术的开展，数字系统测量得到普遍应用，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，使得全数字量系统越来越普及，其转速测量系统也可以用全数字化处理。车用仪表作为汽车的一个重要组成局部，是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面，使驾驶员能够迅速地掌握行驶信息，及时有效地采取相应操作，保证车辆正常平安工作。选题的目的和意义

前汽车仪表有两种技术，一是传统的模拟显示，目前在中国市场上应用份额还较大，但大多数用在前期引进的车型或货车、微型车上等；二是数字式仪表，数字式仪表采用步进电机结构形式，所有传感器的模拟或数字信号全部转化成驱动步进电机的数字信号，由中央处理器CPU处理完后，将驱动信号输送到各自的步进电机式指示仪表并使之工作，这种用全数字技术驱动的指示仪表精度高、统一机芯结构本钱低。目前我国车辆仪表数字化水平还不高，绝大局部仪表还是模拟式的，而大多数模拟仪表表头的体积较大、数量多，使得车载显示台拥挤不堪，影响美观；另外一些模拟仪表故障率高，增加了用户的经济负担，减小了车辆行使的平安系数。选题的目的和意义

随着汽车电子技术的不断开展，汽车仪表板上显示的信息不断增加，传统的机械指针式汽车组合仪表越来越无法满足使用的需要，特别是计算机和通讯技术的广泛应用，以嵌入式微处理器为核心的智能化数字式仪表将是汽车仪表开展的必然趋势。随着汽车电子的开展，数字式车用仪表即将开始广泛的投入使用。全数字式汽车仪表，尤其是步进电动机式汽车仪表显示装置，是当今和未来一段时间汽车仪表显示装置的主导技术，有着十分广阔的市场前景。所以，本课题提出并设计了基于单片机的车用数字仪表。本课题的完成有相当重要的价值。此题的根本内容本课题以STC89C52单片机为控制器件，模/数转换器件ADC0809及霍尔开关及数字式温度传感器DS18B20等对其进行技术改进，设计并实现了新型全数字仪表系统，该仪表系统有显示直观准确、灵敏度高、使用寿命长、灵巧美观、本钱低等优点主控器件的选择STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构〔兼容传统51的5向量2级中断结构〕，全双工串行口。模数转换器的选择ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片。该芯片特点〔1〕8路输入通道，8位A/D转换器，2〕具有转换起停控制端〔3〕转换时间为100μs(时钟为640kHz时)，130μs〔时钟为500kHz时〔4〕模拟输入电压范围0～+5V不需零点和满刻度校准〔5〕单个+5V电源供电〔6〕工作温度范围为-40～+85摄氏度〔7〕低功耗，约15mW。显示器件的选择HD44780〔1〕液晶显示屏是以假设干个5X8或5X11点阵块组成的显示字符群每个点阵块为一个字符位字符间距和行距都为一个点的宽度〔2〕主控制驱动电路为HD44780HITACHI及其他公司全兼容电路〔3〕具有字符发生器ROM可显示192种字符160个57点阵字符和32个510点阵字符见附录一〔4〕具有64个字节的自定义字符RAM可自定义8个58点阵字符或4个511点阵字符〔5〕具有80个字节的RAM〔6〕标准的接口特性适配M6800系列MPU的操作时序〔7〕模块结构紧凑轻巧装配容易数字温度传感器的选择DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。硬件框图设计系统设计的硬件框图如下所示：软件程序的实现

依据系统的定义，可把整个系统分解为假设干相对独立的操作，再考虑各操作之间的相互联系及时间关系而设计出一个合理的软件结构。此题目采用顺序结构设计方法，其系统软件由主程序、子程序和中断效劳程序构成。明确主程序、子程序和中断效劳程序完成的操作及指定各中断的优先级。该系统软件主要由主程序、中断子程序、数据采集与A/D转换子程序、显示子程序等五大模块组成完成期限和主要措施

完成期限：1、第1周~第3周：查找资料撰写开题报告，进行英文文献翻译。2、第4周：进行开题辩论。3、第5周~第6周：进行系统概要分析与设计，制定系统方案。4、第7周：进行根本系统设计。5、第8周~第10周：实现根本功能，中期检查6、第10周：中期检查。7、第11周~第13周：完成程序代码的设计和实现。8、第13周：进行系统测试和功能扩展。9、第14周：进行系统测试和功能扩展，准备毕业论文。10、第15周：验机，撰写毕业论文。11、第16周：制作PPT，准备辩论。12、第17周：进行毕业辩论。主要措施：文献检索：主要利用图书馆以及网络资源来查询和收集相关资料来完成。程序代码实现：主要软件开发工具是keil硬件实现：STC89C52预期到达的目标本课题预期到达的目标如下：本系统功能由硬件和软件两大部份协调完成硬件局部主要完成各种传感器信号的采集、转换，各种信息的显示等；软件局部主要完成信号的处理及控制功能等。本课题主要研究由单片机为处理器的车用仪表系统，单片机依次查询各传感器的输出信号〔气压等模拟传感器输出的模拟信号需要经过ADC0809进行模数转换〕；然后单片机对输入信号进行相应处理后通过显示模块输出，同时还可输出各种告警信号。预期到达的目标1)用温度传感器〔DS18B20〕测量水箱内水温并通过HD44780显示模块显示温度。该温度检测系统是以STC89C52单片机为核心，采用新型可编程温度传感器DS18B20进行温度检测，具有抗干扰能力强、温度采集精度高、不需要复杂的调理电路和AD转换电路等特点，该系统是由主机和从机两局部组成，从机的AT89S52单片机完成数据采集、处理和LCD显示，并通过串口与主机进行通信，主机〔电脑〕实时监控从机采集的数据状况、通过液晶显示温度和时间图形，同时将数据存储在电脑中，因而在掉电的情况下，系统同样能够记录每一时刻的数据，从而轻松地实现温度的检测。〔2〕利用霍尔效应对旋转物体进行检测的转速测量系统。该系统采用霍尔传感器把转速信息转换为电压输出，输出电压经整形电路送入AT89C51/STC89C52单片机进行数据处理并用四位7段LED显示器或LCD显示测量结果。主要参考文献1.张洪润，蓝清华等.单片机应用技术教程.北京：清华大学出版社，19982.余永权.ATMEL89系列Flash单片机原理及应用.北京：电子工业出版社，20003.腾世进.从AT89C51了解单片机.单片机速通教程4.何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京：北京航天航空大学出版社，19995.邹振春.MCS-51系列单片机原理及接口技术.北京：机械工业出版社，19996.雷廷武，许一飞等.自动灌溉控制器及其应用.果树调亏灌溉密植节水增产技术指南.北京：北京农业大学出版社，19947.柯南.非常电路图设计.北京：中国铁道出版社，20008.马志勇.常用自动化控制器件手册.北京：机械工业出版社，19969.余永