【《基于STC89C52单片机的模拟汽车仪表设计（附图）》12000字】

基于STC89C52单片机的模拟汽车仪表设计摘要当前，社会发展日新月异。除了发展趋势，生活方式也追求完美、更好的发展趋势。如今，作为主要交通工具的车辆总数正在增加。汽车制造业也获得了第二次发展趋势。电子信息技术的发展趋势是融合现代社会的各个领域，促使产品的智能化系统越来越多，例如今天的语音广播、GPS定位、车载多功能仪表等。智能避险等，都是以上两种的融合，以更好地融入时代发展趋势的要求。在这种设计中，驾驶员可以在整个驾驶过程中及时处理车辆出现的问题。车载多功能仪表系统软件的设计。设计的关键控制模块为STC89C52单片机设计，采用3144霍尔元件精确测速，为了更好地达到计数的目的，选用超声波传感器控制模块，LCD1602指示当前速率。当车速或距离超过预设值时，会发出声音数据信号，提醒驾驶员注意车速或与前车的距离，可以获得非常好的实时监控系统。设计方案更加个性化、可靠、易用、体积小、携带方便，越来越推动车载智能系统的使用。关键词：汽车智能仪表；STC89C52;LCD1602;霍尔传感器目录摘要 IABSTRACT II第一章绪论 51.1选题的意义 51.2课题任务 51.3设计思想 5第二章系统总体设计方案 72.1总体设计方案 72.2单片机的选型 82.2.1STC89C52单片机介绍 82.3超声波测距传感器的选型 92.3.1超声波测距传感器的分类 92.3.3HC-SR04型超声波测距传感器的工作原理 112.4模拟测速单元的选择 122.5DS18B20温度传感器的选择 142.6LCD显示单元的选择 152.7本章小结 16第三章系统硬件设计 173.1控制单元设计 173.2超声波发射电路与接受电路设计 193.3模拟测速电路设计 203.4温度测量电路设计 223.5按键电路设计 233.6LCD显示单元设计 243.8蜂鸣器电路设计 243.9本章小结 25第四章软件设计 264.1软件设计分析及步骤 264.2主程序初始化流程图 274.3按键控制子程序流程图 284.4报警子程序流程图 294.5主程序设计及流程图 30第五章系统调试 325.1系统调试方案 325.2测试过程与遇到的问题 32结论与展望 36参考文献 37附录 39附录1：C程序 39附录2：电路原理图 50

第一章绪论1.1选题的意义现在这个时代就是智能时代在生活中智能产品随处可见，随着技术的发展智能产品也变得更加高性能化，智能化产品也慢慢融入到社会各个地方，工厂，家庭，公共场所。由于微处理器具有较高的运行特性、稳定性和运行速度，可以合理解决仪表板系统软件偏差和线性分辨率等问题，完成模拟仿真与模拟信号的转换，有利于数据信息的计算、操作和分析。存储、简洁的仪表板模块化设计相位差驱动器。因此，利用单片机设计技术生产制造汽车仪表已成为当今世界汽车工业的发展趋势，具有巨大的升级发展潜力和优势。本设计方案是一款基于单片机的车载多功能仪表。在所有的设计方案中，霍尔元件都安装在轮子上，磁铁安装在轮子的顶部。当车辆运行时，它发出一个信号，传感器的脉冲信号被微控制器设计接受并解析，最终的数据信息显示在LCD1602上。单片机设计的技术应用，不仅使当今智能技术的飞速发展，也使车载多功能仪表获得了很好的发展趋势。1.2课题任务设计方案的关键部分是由单片机设计、时钟电路、霍尔传感器、直流电机、按键组成的最小设计方案系统软件。数据信息的采集由霍尔元件进行，采用单片机设计解决，在LCD1602上显示。这个程序设计的关键是指示当前速度、最大速度值设置、当前距离、最大距离设置和车内温度。当速率或间隔超过设定值时，将开启警报。本程序设计详细介绍了设计理念、程序设计原理图以及电子设备的使用。整个系统软件由硬件开发和软件开发两个关键部分组成。硬件开发包括最小微处理器系统软件、功能键控制模块、3144霍尔元件控制模块、直流电机、LCD1602、无源蜂鸣器控制模块、超声波模块和开关电源部分。软件开发由KEil4程序编写。1.3设计思想设计方案规定完成的各项指标值如下：(1)给系统软件上电后，会自动显示当前测出的速度、温度、超声波测距距离。(3)基于超声波的间距进行实时监测。(4)如果速度或距离超过报警值，就会报警。完成方法：使用手机软件编写程序，然后将HEX压缩文件下载到MCU中进行设计求解。成就目标：设计方案具有最基本的指示速度、正面激光测距和里程的功能。额外温度显示当速度超过大家设定的值时，就会发生报警。第二章系统总体设计方案2.1总体设计方案本设计的题目是基于单片机的模拟汽车仪表设计，完成这个设计内容需要用到一些硬件组成单元还有控制单元。控制模块采用STC89C52型单片机。该模块在电机上车轮的磁铁与PC板上的霍尔传感器元件靠近时，经霍尔传感器磁铁感应技术测量就可以对速度进行实时监测，当霍尔传感器模块靠近车轮上的磁铁时，高电平会变成低电平，方便计数可以快速测量当前车辆的速度。此阶段使用超声波传感器测试车辆前方与障碍物之间的距离。车内温度测试使用DS18B20温度传感器测量当时车内温度。然后使用LCD1602模块显示测出的速度，距离和车内温度。测速功能原理实现是通过霍尔传感器检测的脉冲信号的频率然后传输给单片机，单片机经过内部计算实现速度的测量，还需考虑信号的衰减和干扰等其他影响因素。接着通过单片机计算所得出的数据存储到串口数据存储器，最后检测到的速度和超声波测出的距离通过LCD1602显示出来，在同一时间还可以采集并显示出车内的温度。本次设计的整体系统设计框架如下2-1所示：图2-1系统设计总框图表2-1主控模块功能表主控模块以STC89C52单片机作为控制中心。时速检测模块通过霍尔传感器对速度进行检测。距离检测模块采用超声波传感器进行当前汽车和前方汽车距离的检测。温度模块检测当前汽车温度。LCD显示屏显示汽车的速度和距离。蜂鸣器报警模块当汽车当前的速度或距离超过规定范围，蜂鸣器就会发生报警。2.2单片机的选型本设计方案采用STC89C52单片机设计。该型号规格的单片机设计是同系列51系列产品中最经典的集成芯片。但也是有很多的差别主要体现在操作的过程中。其具体的区别如下所示：（1）AT系列产品有两个16位定时器/电子计数器，AT系列51单片机兼容MCS-51，AT系列51单片机包含4k字节可编程控制器FLASH存储器。（2）STC型号规格的指令执行速度非常快，反射率也是AT型号规格的30倍。虽然响应速度很快，但可以适用于AT型号规格的STC微控制器设计可能不适用。最明显的例子就是时钟频率数据信号有严格的应用控制模块。在设计STC型号规格的单片机时，主要注意延迟程序流程。ST系列有四个16位定时器/计数器，STC系列51单片机有四个16位定时器/计数器，STC系列51单片机包含8K字节可编程FLASH存储器。（3）对于工作环境的要求STC比较低，在工作电压上的要求更是较为广泛的4.5到6V都是可以正常工作的，在相同的环境中AT系列单片机就相对于比较超出范围了，所以在工作环境的适应性上STC系列优越于AT系列单片机。以上经过对比之后，定时器，兼容性，存储器上的不同，以上经过对比之后，联合学校里学的专业上的数字电路、单片机设计原理、C语言编程设计、电路基础等等。通过以上的要求决定采用STC89C52型单片机。此型号相对应的硬件操作在学校的硬件平台上都有，所以采用此型号作为主控芯片，就足够完成本次设计内容。2.2.1STC89C52单片机介绍STC89C52是一款低功耗、性能优良的CMOS8位微处理器，具有8K字节的系统软件可编程控制器闪存。MCS-51是STC89C52应用的经典核心，51集成ic在传统功能上做了很大的改进，比以前有很多效果。单芯片上，在系统可编程flash和8位CPU具有很好的灵巧性，使得STC89C52为更多的嵌入式应用系统提供高灵活，有效的解决方案。STC89C52具有以下规格和型号：9k字节Flash，512字节RAM，32位系统I/O口，1个看门狗定时器，内嵌4kBEEPROM，MAX810延时电路，4个16位定时器/计数器，4个外部中断,7-spacevector四级停止结构（兼容传统的515-spacevector2-levelstop结构），双工串行通讯。另外，STC89C52可以降到0HZ进行数据格式的逻辑运算过程，适合两种可以搭载的低功耗方式。在睡眠模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串行通信端口再次停止工作。在断电安全模式下，RAM内容被存储，振荡器被锁定，所有实际MCU操作都被终止，直到下一次终止或硬件校准。更大输出功率35MHz，可选择6T/12T。图2-2STC89C52引脚图2.3超声波测距传感器的选型超声波测距传感器是测量装置和控制系统的重要环节，而汽车测距报警的信号的采集由超声波测距传感器负责。超声波测距传感器能够将发射出去的超声波根据反射原理与时间的关系转换成电信号传输给单片机，单片机根据传输的信号来判断汽车与前方障碍物或者其他车辆之间的距离，从而达到测距与报警的功能可以说没有精确可靠的传感器，就没有精确可靠的自动检测，控制和报警系统。2.3.1超声波测距传感器的分类根据物体的体积、材质、是否可以移动的特点，超声波传感器有不同的检测方法。按照一般的检查方法，超声波传感器传感器有以下四种：直通式：信号发射器和信号接收器在两侧，当被检物体基于它们之间时，以超声波衰减系数（或掩蔽）进行检测。有限间距型：发射器和信号接收器位于同一侧。当限定的间距内有检测对象的依据时，将根据反射面的超声波进行检测。受限类别类型：发射机和信号接收器位于受限类别的管理中心，反射层位于受限类别的边缘。当被检物未中途时，应以反射面波的衰减系数值作为标准值。当被检物体位于有限区域时，应根据反射面波的衰减系数（衰减系数值与标准值进行比较）进行检测。返回双光束：发射器和信号接收器位于同一侧，以检测目标（平面视图对象）为垂直平面，根据反射面波的衰减系数进行检测。2.3.2超声波测距传感器的选定本设计方案的激光测距功能主要是完成短距离超声波测距，对黑色、浓烟、多尘地区等一定自然环境有一定的适应性，在应用层面的相对性非常普遍.因此，它在精确测量液位部件、车载超声波测距导航条和物体识别方面非常有效。相对于其他自然环境物质，在空气中的精度非常高。融合设计方案的内容决定选择HC-SR04超声波传感器。该型号规格传感器是一种集成控制模块传感器，它集成了发送电源电路、接收电源电路和控制回路。集成了这么多控制模块后，电源电路变得越来越简单，编程模块化，应用更加方便。其模型如下图2-2所示：图2-3HC-SR04芯片现阶段，市场上有更多激光测距级别的超声波模块。选择HC-SR04是因为其测量方便准确，供电电路相对稳定，所以长期以来一直是测距的通用商品。精准测量距离精度高，超声波测距精度可达到高水平非接触式奇异传感，测距精度可达3mm。控制模块包括超声波信号发射器、信号接收器和控制回路。因此，这种设计方案非常合适。2.3.3HC-SR04型超声波测距传感器的工作原理超声波传感器激光测距的基本原理是基于传输距离与传输时间的正相关系。超声波传感器的组成分别有一个发射头和接收头，这两个安装在同一面上。具体的工作原理是指在有效的测距范围内，发射头发出特殊频率的超声波，当它遇到检测面反射面上的超声波时，接收头接收回的超声波并通过集成ic记录声波频率的往返时间，并计算间距值。超声波传感器传感器可以基于这两种方法将数据传输到服务器。测量原理图如下图2-4所示。图2-4超声波测距原理图在精确测量距离时，同一地址的超声波调频发射器和接收器负责推动和接收超声波。首先，信号发射器在一个特殊的位置发送超声波，并在超声波传播时运行一个计时器，当它碰到障碍物时反弹，并在收听者捕捉到反射的表面波时终止。该计时器记录了超声波从发射场到障碍物的传播时间。式(2-1)在公式中L是车辆后方与障碍物之间的距离，t是计时器记录的时间。或式(2-2)车前与障碍物的距离可以通过此公式计算出来，并根据计算结果写入程序。超声波时序图：图2-5HC-SR04时序图上面的时序图显示你只需要给出一个10uS以上的单脉冲就可以打开数据信号。超声波检测控制模块发送8个40KHZ周期时间脉冲信号，检查雷达回波。只需要检查雷达回波数据信号就会输出回波数据信号。回波数据信号的测量间距与脉冲宽度正相关。该间隔可以基于发送数据信号到接收回波数据信号的时间之间的间隔。2.4模拟测速单元的选择本设计单元采用的检测模块是开关型霍尔传感器3144型，3144型霍尔传感器是基于霍尔元件3144设计制作的模块，元件是一种磁传感器，作为一种磁传感器根据开关型霍尔传感器原理他可以检测磁场和其变化，因此可在各磁场场合中使用，此外3144型霍尔传感器还具有其他较多的优点，结构坚实，占有空间小，分量小，使用时间长，装配方便，功率的损耗小，速率波长高。实现测速的方法，把3144霍尔传感器安装在电机轴附近，磁钢安装在车轮上，车轮旋转时霍尔信号用单片机采集，再经过换算得到转速。图2-6为霍尔器件输出信号波形，板子信号将信号处理后输出TTL高低电平。直接接入单片机，用单片机中断进行计数。图2-63144信号原理图图2-73144元件图2.5DS18B20温度传感器的选择在温度检测模块采用的硬件是DS18B20型温度传感器，此模块能够精确的检测出当时车内的温度，DS18B20优点抵抗外界因素能力强、精准度高、占空间量小。输出的信号为数字信号。DS18B20在很多场合能够有效正常运作。并且此温度传感器还可以进行温度补偿。DS18B20的特点：(1)独特的单线插座只需要一个端口号引脚就可以通讯(2)易于使用更广泛(3)无外部元件(4)供电系统可基于数据充电线(5)零停机功能损耗(6)温度以9位数据量读取(7)温度数据转换时间200ms（典型值）(8)客户自定义非挥发温度报警设置(9)报警检索指令识别并标记超过程序流程限制温度的组件（温度报警标准）(10)温控、工业生产系统软件、生活用品、温度计或所有测风系统的使用DS18B20温度传感器的引脚排列如图:图2-6DS18B20温度传感器引脚图引脚说明：GND地NQ数据I/OVDD可选VDDDS18B20在数据组件结构上有三个关键：（1）64位激光ROM（2）温度传感器（3）易失性温度报警触发原理TH和TL。组件采用以下方法从单线通信网络中吸收动能：当电源线处于脉冲信号周期时，动能储存在内部电容器中，当电源线处于低频周期时，电容上的电磁能被消耗，直到上电阻来时，才会给内部寄生的开关电源（电容）电池充电。DS18B20也可以由外部9V开关电源系统供电。在进行存储器和控制操作之前，需要一定得先建立ROM操作协议，并且在单端口条件下。所以，控制器必须首先提供下面5个ROM操作命令之一：(1)ReadROM(2)PairROM(3)SearchROM(4)BypassROM(5)报警搜索。以上指令对各个组件的激光ROM部分进行了实际操作。为了区分单个元件，当单线系统总线上有多个元件时，还可以强调系统总线控制板有多少个元件。以及组件的类型和规格。成功执行一个ROM实际操作码序列后，就可以进行存储和操作的实际操作，控制板可以给出6个存储和操作实际操作命令中的任意一个。DS18B20根据操作系统的命令进行温度检测，准确测得的温度结果将存储在DS18B20的暂存器中，暂存器中的数据信息可以使用存储系统命令。温度报警触发的原理TH和TL由一个字节的EEPROM组成。如果DS18B20不受报警搜索命令的约束，这种存储器可以用作一般的客户端存储器应用程序。加载可以用TH和TL运行内存实际操作命令进行，读取这种内存必须按照内存的排列进行。所有数据信息的读写能力必须以最不合理的位为基础。2.6LCD显示单元的选择LCD1602液晶显示器：数据的完全显示是任何一个显示模块的主要功能。液晶显示器就是工业上常用的工业显示屏幕，所以被称为工业显示屏。其显示的范围很广，而且是具有占用空间小、功率消耗小、编程简单等优点。需要显示的数据可以直观的被显示出来，其显示的容量有2*16个字符。由于此设计要求显示的数据比较多，因此采用多个数码管，所以会使单片机的端口使用量变多。因此采用液晶显示器会更方便。但能够显示的不止是数字和字母，还能够显示汉字，图形。其内部有128个字符，可只够显示多的字符。该种显示屏具有低电压、低功耗、编程语言移植性能好。数码管在显示上也有优缺点，在内容相对较少程序比较简单的设计中会比较方便，反之较多显示数据的设计中就显得比较吃力。不过1602液晶显示屏其屏幕比较小、价格比较低。对于本次设计来说，选用1602完全足够。LCD1602包含国家标准的1级和2级简化汉字库与点阵式LCD图形模块，利用此模块的接口灵敏和简单方便的操作指令，可以呈现出完整的中文界面，实现图形化的人机互动。它还可以对图形显示进行补充，而且低功耗也是它的重要特点之一，由这种模块组成的液晶方案与同类型的液晶图形矩阵模块相比，显示的具体结构或方案要简易得多，而且在价格上也比同类型的液晶矩阵模块低。2.7本章小结本章内容主要阐述了模拟汽车仪表控制系统的设计方案，并且从结构，功能，指标对系统各单元进行了描述。根据本设计，选择了HC-SR04型超声波测距传感器，ST89C52单片机，DS18B20温度传感器，LCD1602显示器，3144型霍尔传感器。

第三章系统硬件设计本设计的模拟汽车仪表系统的硬件组成主要包括下面几个部分:（1）STC89C52单片机系统（2）超声波测距电路（3）测速电路（4）温度测量电路（5）按键电路（6）LCD显示电路设计3.1控制单元设计本设计方案的部分硬件配置是采用STC89C52单片机设计作为关键控制元件。微控制器设计是整个设计方案的关键。它由电源电路、晶振电路、谐振电路和复位电路组成，构成单片机设计的最小工作系统。该软件俗称单片机设计最小系统，连接现场的一些电源电路，根据程序完成设计方案的作用。在其关键工作中，微控制器设计中的电源电路包括：一是它自己的CPU，也称为CPU，它的特性功能决定了微控制器设计的运行速度和鲁棒性，二是它自己的运行存储器。运行内存不同的集成ic运行内存也会相对不同。这部分可以进行数据信息的存储。第三，还嵌入了一些端口号保留。单片机设计在性价比方面比较高。存储空间有8K的存储容量，所有正常操作的标准电压在4.5到9V之间。使用KEIL手机软件编写程序流程后，可以在串口通讯线上进行编程，非常方便在线调整。单片机共有40个端口，其中P3端口都有第二功能。第二功能如下表格：表3-1I/O引脚名称第二功能引脚名称第二功能P3.0RXD串行通信接收P3.1TXD串行通信发送P3.2INT0外部中断0P3.3INT1外部中断1P3.4T0定时/计数器0P3.5T1定时/计数器1P3.6WR外部写选通信号P3.7RD外部读选通信号编译器控制的端口号的四个控制引脚是RST、PSEN、ALE、EA及其RST。当端口号位于上拉电阻上时，微控制器设计将进行校准。程序流程中存储的端口号为PSEN。当端口号在上拉电阻中时，可以立即加载MCU设计的内部程序流程。当端口号处于低电源频率时，会立即加载外部存储器中的程序。在此过程中，ALE/prog端口号用作单脉冲输入端口号。单片机最小系统电路组成包括以下电路：电源电路电力工程的供电电路就是电路，关键是为所有的系统提供供电系统。本设计方案内容选择的供电系统方式是使用USB手机充电线开发供电系统。这种供电方式比较方便，可以多区插入。（2）时钟振荡电路时钟是微控制器的核心；微控制器的功能部件可以以时钟频率为基准，逐个时钟有序地运行。所以，不仅时钟频率会影响到单片机的速度，而且时钟电路的质量也会影响到单片机的稳定性。最常用时钟电路的方法有两种：第一种是内部时钟法，第二种是外部时钟法。所选晶体频率为12MHZ，C1、C2的电容值为22pF，电容的大小起频率微调的作用。（3）复位电路许多电子设备在运行的整个过程中，都会出现卡顿或错误的程序流程。如果出现这种情况，很多产品会通过重启来完成。因此，标定系统软件的目的是使单片机的电子控制系统从初始状态逐渐开始。延时电路分为两种，一种是断电后立即校准，另一种是功能键校准。按住功能键，延时电路的所有系统软件从原来的位置开始运行。ST89C52单片机用于校准功能键，匹配端口号为RST。按住后，对上拉电阻进行校准。所以本设计采用的是自动复位其接口如下图3-1所示：图3-1单片机最小系统电路3.2超声波发射电路与接受电路设计（1）超声波发射电路超声波发射机电路采用基于MAX232的方波发射机电路，MAX232电泵用于生产8.5v驱动超声波传感器。MAX232芯片支持MAX232标准主要用于电子级转换。设备包括两个驱动器、两个接收器和一个电压发生器。一个芯片产生两个40k赫兹的矩形信号，并通过单片机的P0.0和P0.1端口输出。信号从超声波的两端扩大到最大232。信号电压幅度约为17V，频率为40KHz。在这种电压下，超声波传感器会产生40KHz的超声波。如图3-2所示。图3-2超声波发射电路（2）超声波接收电路探头、信号放大器等超声波接收探针的类型必须和发射探针的类型一致，否则接收效果会很差，甚至无法接收回波信号。由于超声波接收器收到低回声，因此需要使用放大器。未收到回波信号时，超声波接收器的输出接口更低。图3-3超声波接收电路到回波信号后，输出端子将从低电平切换到高电平。高质量的持续时间是从超声波到返回。具体电路如图3-3所示。图3-3超声波接收电路3.3模拟测速电路设计3144霍尔传感器是集霍尔传感器，电压比较器，灵敏度可调节，信号指示灯于一体的传感器模块，其模块上所安装的是LM393型号的电压比较器，通过霍尔元件传输过来的数据经过和电位器值比较，就可以输出高低电平，信号干净，驱动能力强，配可调精密电位器灵敏度，电位器顺时针旋转，灵敏度越高。3144型自身的电路原理图如图3-4所示。图3-43144电路原理图LM303电压比较器管脚排列：表3-2LM303引脚功能引出端序号符号功能1OUTA输出A2INA-反相输入A3INA+同相输入A4GND接地端5INB+同相输入B6INB-反相输入B7OUTB输出B8Vcc电源电压霍尔传感器引脚接VCC接电源，GND接地，HE接单片机P3.2(INF0)图3-5霍尔传感器电路图3.4温度测量电路设计温度传感器是DS18B20型传感器。DS18B20传感器可以用9到12位的分辨率进行编程，精度为±0.5°C。分辨率设置和用户设置的报警温度存储在EEPROM中，即使在关闭电源后仍可保存。在单线端口条件下，在进行存储和控制操作之前，必须建立一个ROM操作协议。因为DS18B20温度传感器是全数据温度转换及输出，所以不需要设计AD转换电路，1脚接地，2脚接10K的上拉电阻，3脚接VCC，设计的温度传感器电路图如图3-4所示。图3-4温度测量电路3.5按键电路设计功能键分为三种功能键：个体功能键、矩阵功能键和虚拟键。当应用功能键数量较少时，方便，配套的系统软件也很稳定。因此，本设计方案采用单独的功能键。当按下功能键时，MCU设计引脚将从原来的上拉电阻变为低频。当松开功能键时，MCU设计引脚将从低频变回上拉电阻。集成功能键的特点是解决微控制器设计引脚为低频时的其他问题。使用单片按键的时候通常会遇到一个问题就是按键抖动的问题。这种按键抖动也被称为机械抖动，产生这种机械抖动的原因就是因为按键按下产生的电平不稳定这种情况很难避免。不过按照时间的方法，或许可以清除这种震颤。清除震颤的正常时间为10-200毫秒。因为震颤时间很短，如果用硬件配置很难消除震颤，所以用手机软件清除抖动，抖动的时间通过程序进行消除后，然后在进行其他处理，如此就起到了消除抖动的作用。四个按键分别的功能对应是：表3-2按键功能表K1切换第一，第二显示界面K2减小电机转速K3第一界面增加电机转速，第二界面减小报警距离K4增加报警距离按键电路图：图3-5按键电路图3.6LCD显示单元设计在前面已经介绍了LCD1602的引脚及功能，在本设计方案中，LCD1602的端口号与MCU设计相连。端口P0直接连接到LCD1602的数据信息操作端口号。三个操作端口号RS、RW、EN分别连接到单片机设计的P2.6，P2.7，P2.5端口号。第三脚V0是工作电压参考端口号，可以控制LED背光的色度。BLK和BLA是led背光开关电源的正负极，会使led背光变亮。液晶显示电路如图3-6所示。图3-6LCD1602显示电路3.8蜂鸣器电路设计报警方式分为很多种，本设计采用的是蜂鸣器报警，当测出的值超过预设的报警值时，蜂鸣器就会报警，还有蜂鸣器报警、语音报警及震动报警等。蜂鸣器报警的原理是当内部电流流过磁铁时就会驱动发出声音实现报警，所以要实现报警就要有很大的驱动。因为单片机的驱动功率很低所以就无法驱动探头实现报警。因此本设计加入了8550三极管把电流放大实现大的驱动。原理图见下面图3-7所示：图3-7蜂鸣器电路3.9本章小结本章主要对智能汽车仪表的硬件设计进行了简单的介绍和描述，罗列了各器件的电路设计，为后面的软件程序设计奠定了基础，分别介绍了，ST89C52单片机，HC-SR04型超声波测距传感器，DS18B20温度传感器，蜂鸣器，LCD1602显示器，3144型霍尔传感器，还有四个按键对应的电路和功能。

第四章软件设计4.1软件设计分析及步骤单片机内部识别的程序语言为C语言，所以在keil软件中我们需要把C语言编写好，然后导入单片机中，首先打开keil中的软件菜单栏，选择“工程”项，然后点击“新建目标”，创建完毕后再创建一个文件后缀为“.c”的文件，然后再进行程序编写，编写好后点击编译，如果发现报错，仔细检查代码行，逻辑，语法，字母大小写等是否有错误，直到显示编译成功。如下图4-1所示是此设计初始编写程序建立的过程的界面。图4-1编写程序建立的过程的界面编写设计功能程序时会经常发生编译错误，这时就需要不断的进行调试，直到调试完成功生成HEX文件才编译成功。编译成功的图片如下图4-2所示：图4-2下载软件HEX文件界面然后将生成的HEX文件下载到单片机里，下载软件使用的ISP。4.2主程序初始化流程图初始化程序流程基本介绍：将T0设为外部控制定时器方式；外中断0及外中断1设为边沿触发方式；所谓初始化就是在系统上电后，程序开始执行初始化程序，目的是初始化ST89C52单片机内部元件或扩展芯片的工作状态设置。这一部分实现的功能包括设置各种I/0口的输入和输出，寄存器的删除字，启用某些中断源和设置中断的优先级。系统软件上电校准后，首先是设置定时器，其值为定时器0和1，然后复位系统软件的主要参数。定时器0用于打开控制模块，然后启动功能键扫描器，最终开发出功能键处理函数来操作各个控制模块。图4-3主程序初始化流程图4.3按键控制子程序流程图按键控制子程序按键作为机械按键，当按键按下或者松开时会出现不稳定的情况，这就会引起电平的不稳定从而引起按键抖动。因为按键发生抖动，会使按键对应输出电平出现若干个干扰脉冲，因此为了保证每按下一次按键，单片机就只动作一次，所以就需要去消除因抖动出现的异常现象或动作。图4-4按键控制子程序流程图4.4报警子程序流程图当速度和距离超过设置的报警值时，蜂鸣器就会报警提醒速度，距离超过预设值，从而实现智能仪表的测速，测距，提醒车主安全行驶。图4-5报警子程序流程图4.5主程序设计及流程图被测数据信号应根据预处理电路添加到单片机的P3.4（T0）引脚，为单片机设计提供合理的输入数据信号，准确测量数据信号的频率。微处理器应识别P3.4触点的脉冲信号，以决定是否执行频率精确测量程序。当引脚为上拉电阻时，系统软件处于等待状态。必须等待管脚变成低电平，才能逐渐进行准确的测频。程序设计采用精确测量的里程和时间来响应速度，因此具有非常好的限速精度。在估算公里数时，取的是汽车的理想状态。总体上误差控制在几米以内，相对于总里程有一定的偏差。此外，在编程时应尽可能保证其他子控制模块的实用性和准确性。本设计方案的速度和里程数值用5位数字表示，并保留一位小数。根据MCU计算出的车速和里程数据信息输出给指示控制模块。车辆启动时设置总公里数指示，复位后启动系统软件并指示熄灭，让客户清楚地了解自己的车辆已经行驶了几公里，以及速度是估计速度和里程。计数后立即指示以反映实用性。

图4-6主程序流程图小车启动，电机开始转动，显示屏亮起，第一界面显示速度，温度，距离的值，按下切换按钮切换至第二界面，设置速度，距离的报警值。霍尔传感器读取电机的转速，超声波测距传感器读取距前方物体的距离，如果超出报警值，蜂鸣器报警，调正减慢车速蜂鸣器停止。

第五章系统调试对我来说，设计方案的调整需要我进一步把握设计方案进行系统软件调整的必要性。课堂教学中学习与训练的内容相对有限。基本上没有具体的实际操作。我只学会了写一些基本的基本原理，比如电路原理图、源程序和C语言程序。产品的具体调整。做一件实物，真的要花很多时间在自己身上。产品采用电焊焊接时，出现了很多错误。最终在多次电焊的基础上完成了设计方案。接下来我也会介绍一下电焊的一些难点和工作经验。表现在以下几个方面：1）在电焊的情况下，你必须明白，先电焊焊一个，然后电焊焊一个，否则后面的所有项目都会被搞砸。也就是要有大局意识。本设计方案基于单片机的设计。因此，在电焊的情况下，最小系统必须由电焊设计，单片机必须设计并放置在板的中间，然后直接扩展到外面进行放置和组件布局合理。2）单片机设计的最小系统电焊完成后，必须有效放置其他控制模块，然后进行电焊。由于电路原理在某些无法实现电焊的地方比较困难，必须使用飞线进行连接。3）在焊接和链接的情况下，不得有短路故障。所有的点接触都应该分开。那时，不容易发现短路故障或双向交叉连接。5.1系统调试方案硬件配置系统的调整非常关键。如果要检查一切是否正常，则需要调整硬件配置系统软件。系统软件编译程序时，必须在硬件配置系统软件部分完成。根据以下多层次进行检查：一切都可以正常通电吗。可以通过超声波检查前车之间的距离吗。霍尔传感器是否能进行正常测速。功能键是否可以进行页面的转换。LCD1602