智能速度里程表設(shè)計

摘要：給出了以AT89C2051為核心，利用單片機的運算和控制功能，并采用串口液晶顯示模塊實時顯示所測速度和里程的速度里程表設(shè)計方案。該方案由于使用了串口液晶顯示模塊和E2PROM，以及高效快速算法，因而可在節(jié)約系統(tǒng)資源和簡化程序設(shè)計的基礎(chǔ)上保證測量精度和系統(tǒng)實時性。

    關(guān)鍵詞：速度里程測量；單片機；串行液晶顯示；串行數(shù)據(jù)存儲；實時數(shù)據(jù)處理

１ 系統(tǒng)概述

１．１ 系統(tǒng)組成

本速度里程表由信號預處理電路、ＡＴ８９Ｃ２０５１單片機、串口液晶顯示電路、串口數(shù)據(jù)存儲電路和系統(tǒng)軟件組成。其中信號預處理電路包含信號放大、波形變換和波形整形。系統(tǒng)硬件框圖如圖１所示。信號預處理電路中的放大器用于對待測信號進行放大，以降低對待測信號的幅度要求；波形變換和波形整形電路則用來將放大的信號轉(zhuǎn)換成可與單片機接口的ＴＴＬ信號；通過單片機的設(shè)置可使ＩＮＴ０引腳能夠?qū)��?nèi)部定時器Ｔ０的工作進行控制，這樣能精確地測出加到ＩＮＴ０引腳的正脈沖寬度（即測出脈沖信號的周期）；速度顯示部分采用串口液晶顯示模塊，所得的數(shù)據(jù)采用Ｉ２Ｃ總線?并通過Ｅ２ＰＲＯＭ來存儲，因而節(jié)省了所需單片機的口線和外圍器件，同時也簡化了顯示部分的軟件編程。

系統(tǒng)軟件包括單片機和液晶模塊的初始化模塊、液晶模塊的寫數(shù)據(jù)／命令子模塊、周期測量模塊、速度里程計算模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、速度和里程顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)ＢＣＤ碼模塊、顯示數(shù)據(jù)消多余零模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊以及實時中斷服務(wù)模塊等。

１．２ 系統(tǒng)工作原理

該設(shè)計能實時地將所測的速度顯示出來，同時也能夠累計顯示總里程數(shù)。該速度里程表能將傳感器輸入到單片機的脈沖信號的寬度（傳感器將車速轉(zhuǎn)變成相應寬度的脈沖信號）實時地測量出來，然后通過單片機計算出速度和里程，再將所得的數(shù)據(jù)存儲到串口數(shù)據(jù)存儲器，并由串口液晶顯示模塊實時顯示出所測速度。本設(shè)計用兩個按鍵來控制顯示速度或里程。考慮到信號的衰減、干擾等影響，在信號送入單片機前應對其進行放大整形，然后再輸入到單片機進行測速。單片機利用定時器Ｔ０的控制功能測出輸入信號的周期后，再利用單片機的算術(shù)運算功能將周期轉(zhuǎn)換成速度，同時每秒鐘進行一次里程累計，從而計算出總里程。最后將得出的速度、里程值存儲在Ｅ２ＰＲＯＭ中，并根據(jù)兩個按鍵的選擇情況來顯示速度或里程。為了方便計算要顯示數(shù)據(jù)值的段碼，可再將其轉(zhuǎn)換成壓縮的ＢＣＤ碼，然后通過查表將要顯示的數(shù)據(jù)值中每一位的壓縮ＢＣＤ碼轉(zhuǎn)換成８段碼送到顯示緩沖區(qū)，最后經(jīng)串口送至液晶顯示模塊以顯示所測的速度或里程。

設(shè)計時，應綜合考慮測速精度和系統(tǒng)反應時間。本設(shè)計用測量脈沖頻率來計算速度，因而具有較高的測速精度。為了保證系統(tǒng)的實時性，系統(tǒng)的速度轉(zhuǎn)換模塊和顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)ＢＣＤ碼模塊都采用快速算法。另外，還應盡量保證其它子模塊在編程時的通用性和高效性。本設(shè)計的速度和里程值采用８位顯示，并包含兩個小數(shù)位。

２　系統(tǒng)硬件設(shè)計

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