(完整版)基于AT89C51单片机的汽车数字仪表设计开题报告

1、长春大学电子信息工程学院毕业设计开题报告题目：汽车数字仪表装置的设计学院：电子信息工程学院专业：测控技术与仪器学生姓名：李春丰学 号：021041128指导教师： 张化勋（教授）开题时间：2014.03.19 一、文献综述研究目的随着汽车行业和电子技术的发展，汽车中各种系统和结构日趋复杂，汽车行驶 和各部分工作状况信息量增加，传统的汽车电子仪表一般是机电式模拟仪表，只 能提供给驾驶员在汽车行驶中必须的数据信息，而缺少很多辅助性的驾驶信息。 对于机电式仪表所用的传统技术而言， 由于无法克制低速度时的线性差并且提供 度精度很低，已经很难满足现代汽车新技术，高速度的要求，这就使汽车对汽车 电子仪表的

2、要求逐渐提高。由此，现在汽车仪表技术正向数字化方面，“综合信息系统”方向发展，汽车数字仪表代替传统的机电式仪表正在成为发展趋向。随着计算机技术在汽车上的应 用，电子显示系统得到了广泛的应用。电子显示系统与各种检测装置连接，可以对 车速、温度、里程等参数进行测量，并以数字型是显示出来。数字仪表具有精度高、 相应快、直观、读数清晰等特点。本课题在这种背景下提出的，研究的内容是汽车 仪表的数字化显示。研究意义在这个汽车电控化的时代，对仪表来说自然也有了更高的要求。 传统仪表一般 是机电式模拟仪表，只能给驾驶员提供汽车运行中必要而又少量的数据信息， 已远 远不能满足现代汽车新技术、高速度的要求。随着现

3、代电子技术的发展，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不断在汽车上应用。安全性不论何时都是汽车最关键的指标， 而对于仪表来说，通过新功能的开发 与应用对于驾驶安全来说有着很大的帮助与提升。 仪表板将能够向司机提供辅助屏 幕，尤其是用于显示多媒体内容，集成到仪表板中的数字技术和LCD显示器，将提 供合适的、容易配置的解决方案来满足汽车用户需求。国内外研究背景现状纵观汽车仪表的发展历程，按汽车仪表在工作原理上取得的重大技术创新来 分，可以划分为4个阶段，目前汽车仪表正在经历由第3代向第4代转型时期。现在 看来，十字交叉动磁式仪表肯定是第3代汽车仪表发展的尽头，必将让位于

4、第4代汽 车数字仪表。严格地说，第4代汽车数字仪表从其应用的技术手段上看，还是电子 技术范畴，但信号处理方式己从模拟变成数字。虽然该仪表的工作方式是全数字式， 并且技术水平和仪表的性能也远远超过了第 3代汽车仪表，目前我国的汽车仪表与 国外发达国家相比，技术水平有相当大的差距，主要表现在产品技术水平低、造型 设计单调，产品耐久性和可靠性差，数字化程度低，传统的模拟显示在中国市场上 应用份额还较大，但国内汽车仪表界一致看好汽车数字仪表。参考文献1张武，顾凯.基于51单片机的车用数字仪表设计以现实J.今日电子，2006 (5): 32-35.2连学东，邹晓菲.基于AT89C51的车用数字仪表的设计

5、J.科协论坛(下半 月),2013,(第 11 期).3薛小玲，刘志群.巧用单片机实现液晶的动态显示.闽江学院学报J.微计算机信息， 2006 ( 8) : 63 -65.4赵娜，赵刚，于珍珠 .基于51单片机的温度测量系统J.微计算机信息，2006(8) :63-65.5欧伟明.液晶显示模块 TC1602A与单片机的接口技术J.国外电子元器件，2003 (3): 63-65.6鲍满腔.基于单片机的车用数字仪表的设计与实现J.科技信息，2009,(第6期).7刘小明，柴苍修，黄静.数字化车速里程表的设计J.武汉理工大学报1999 (14):48 - 50.8雷跃.车用智能数字仪表系统的设计J.

6、电子测试，2007,(第7期).9顾雨.车用电子显示装置及数字仪表技术与现状J.汽车实用技术,2011,(第3期).10王安敏，刘国建.基于单片机的车用仪表的设计与实现J.微计算机信息杂 志,2007,(第 17 期).11 C. Villiam, Follmer. Electronic Speed Control. Advanced Development. IEEE Paper7893:36-5212 XI Y B.GU J.HE summarization for technology of networked measurementJ Chinese Jou rnal of Scien

7、tifi c Instrument,2002(S3):212 216.13 ZHANGS Y X. Single microcomputer principle application and interface technology M.Beijing:National De fence Industry Press,1993.14 ZHOU W,KENZO WATANABE. Technology development of instrumentation and measurement a broad in recent yearsJ.Chinese Journal of Scient

8、ific Instrument,20 05(7):765-770.15 National Semiconductor Corp.LM1117/LM1117I800mA Low-Dropout LinearRegulatorEB/OL.2002.二、课题的主要研究内容和实施方案方案一是CA%、线式全数字仪表系统。系统分为CANS信模块、数据处理模块、 数据显示模块等几个部分。主要优点体现在：具有高位速率，高抗电磁干扰性，而 且能够检测出产生的任何错误；大大减少了车身布线，并且具有反应快，可靠度高 的特性；有利于更好地消除行车中的安全隐患； 增大了仪表显示的信息量，还便于 扩充其他功能，满足了汽车

9、电子技术迅速发展的需求。方案二是单片机式数字仪表系统。其主要组成也包含以下几个部分：信息检测 模块，数据处理模块，LCEM示模块等。主要优点体现在：指示精度远远高于现行 国家标准；重复性好，分度均匀；响应速度快、无抖动；产品品质的稳定性和可靠 性有根本保证；适用范围广，基本上能满足所有车型。经分析，由于本设计面向的是大众化的传统汽车， 成本成为器件选用的最重要 标准。尽管方案一具备许多方案二没有的特点， 但是由于其技术还不十分成熟以及 存在的技术瓶颈。还有其昂贵的价格，使其仅在一些中高档轿车得到应用。 而单片 机控制的车用数字仪表其卓越的性能价格比已引起我国车用仪表界的广泛关注。具有集成度高、

10、功能强、体积小、速度快、存储量大、指令丰富、抗干扰性强、通用 性好、推广范围大、指示准确、易于匹配等特点，完全可以代替传统汽车仪表。基 于此，本系统中采用方案二作为本系统的最终总体设计方案。本设计阐述采用单片机为控制器件，以温度传感器，速度传感器，储存器，LCD 等主要外围元件的车用数字仪表的开发。 主要由五个部分组成，即CPUE控制模块， 温度采集模块，速度采集模块，储存器模块以及 LCES示模块。作为车用仪表，其 主要解决的问题是向用户提供数字显示的车速 （KM/h）、里程（KM）、车内温度（C） 等信息。图1基于单片机车用数字仪表装置系统框图图1给出了基于单片机的车用数字仪表系统的框图，

11、 本系统功能由硬件和软件 两大部分协调完成。整个系统主要包括：控制模块、LCD显示模块、温度传感器模块、速度传感器模块及储存器模块。其中单片机主要完成外围硬件的控制以及信息 处理功能；温度传感器完成温度信号的采集和转换； 速度传感器采集车辆行驶的圈 脉冲信号；储存器模块储存当前里程信息；LCD显示模块完成字符/数字转换、驱 动及显示功能。控制模块CPU控制模块采用单片机完成波形发生器的信号、变阻信号的采集，以及里程 信号、速度信号、温度信号的显示。AT89C51是ATME公司生产的比较经典的单片机芯片，工作稳定、能耗低、抗电磁干扰性强。温度传感器模块DS18B2比Dallas公司推出的单线数字

12、式测温芯片，它能在现场采集温度数据， 并将温度数据直接转换成数字量输出。而且温度传感器 DS18820转化温度的方法非 常简洁且精度高、测试范围较广。速度传感器模块速度传感器是车辆传感器中的易损器件，所以该系统应用的测速传感器由霍尔 开关、磁铁组成。其工作原理是将霍尔开关和磁铁分别安装在车架、车轮的适当位 置，车辆行驶时，在磁铁的作用下，霍尔开关产生开关信号，通过在单位时间对其 计数可计算出车辆的行驶的瞬时速度，累计开关信号可计算出车辆行使的距离。 它 具有灵敏度高、价格低廉、不易损坏等优点。存储器模块为了实现里程显示的连续性，系统必须选择掉电存储器存放里程信息： 掉电存 储单元的作用是存电源

13、断开的时候， 存储当前的里程信息。这里可以采用掉电保护 的 EEPROOMB 器。LCM示模块LCM示模块主要采用TC1602A字符型液晶显示芯片显示车内温度、车速及里程 信息。TC1602Att有 16个引脚。TC1602A内部主要由 DDRAMCGRQMCGRAMIR、DR BF、AC?太规模集成电路组成。其工作流程应为：系统启动时，单片机软件初始化，从 0000H开始执行程序， 开中断，单片机按工作周期输入速度传感器、温度传感器信号并进行处理，计算行 驶实时车速、行驶里程、并开中断，与温度数据一起输出到 LCD显示模块显示，且 将里程信息储存信息到储存器中。三、进度安排3.3-3.24

14、:通过各种渠道查阅有关汽车数字仪表系统的文献，进行方案论证, 初步撰写写开题报告。3.25-4.06 :进行整体的硬件，反复检查各个组成部分，以确保整个硬件系统 可行性和可靠性。4.07-4.14 :进行整体软件系统设计，实现软件系统对硬件系统的准确控制达 到设计要求。4.15-5.03 :整理设计过程的所有资料和数据，开始撰写论文。5.04-5.11 :进行中期硬件系统，软件系统的检查。5.12-5.19:修改完整论文，电路图，硬件系统图，确保能够准确达到设计要 求。5.20-5.27:提交修改后完整的论文。5.28-6.04:整理设计过程的思路，数据库，资料，准备答辩。6.05-6.08 :开始正式答辩。指导教师评语:指导教师：20 年 月 日审查意见：通过对该学生毕业论文开题报告的审查我们认为： 毕业论文题目：合适