知网论文 基于单片机的汽车里程表设计_速度里程表的设计论文

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#277#第3期 刘清波等

:基于单片机的汽车里程表设计

基于单片机的汽车里程表设计

刘清波1,蔡淑珍2,孙业歧2,史 楠3(1.保定师范专科学校计算机中心,河北保定 071051;2.河北大学物理科学与技术学院,河北保定 071002;3.河北大学电子信息工程学院,河北保定 071002)

摘 要:介绍了电子汽车里程表,此里程表以8031单片机为核心,用LED数码管显示汽车总行驶里程、本次里程,具有结构简单、成本低廉、显示清晰、稳定可靠等优点.并且可进行扩充,加入时速表的功能,进一步节省汽车仪表成本.关键词:单片机;汽车里程表;存储器

中图分类号:TP 202

文献标识码:A

文章编号:1000-1565(2002)03-0276-03 单片机自从推出以来,以其超小型化、结构紧凑、可靠性高、成本低等优点被人们广泛接受,从而应用于工业、电讯、数据处理、仪器仪表等多方面.汽车里程表是汽车的重要配件,在汽车仪表中占重要位置,但几十年来其发展变化并不大,现在国外很多车中使用了数字里程表,但在国内还并不多见.这里讲述的是一种以8031单片机为核心,6位LED数码管作为显示器,再加上程序存储器2764,并以E2PROM 2817A为数据存储器,8279为显示芯片的数字汽车里程表.其通过按键开关可切换显示本次里程和总里程.2816,2817系列为E2PROM,其掉电信息并不丢失,并且数据可方便改写,利用此特性在其中存放汽车总里程数据.硬件设计

此汽车里程表以2764为程序存储器,8031单片机为CPU,此种单片机应用广泛且价格便宜.以74LS373为锁存器构成最小系统,数据存储器用的是一片E2PROM 2817A.显示电路由1片74LS138为译码器,两片7406,3片75451为驱动器,加上一片8279显示芯片组成.采用6位共阴极数码管.总里程最大值为999 999 km,本次里程最大显示为999.9 km,总里程与本次里程用8031 P3.0脚外接按键开关来切换.8031 P1.0脚外接点触式开关用以清零本次里程.显示器显示方式采用八字符右入动态显示.(结构示意图如图1所示)图1 汽车里程表结构

8031单片机外接8 MHz晶振作为外部时钟频率振 荡电路,由汽车磁电式传感器将汽车行驶时变速箱转数 转换成脉冲信号,接8031单片机INT1脚作为计数脉冲 输入.2 软件设计

软件设计在系统设计中占很大比重,好的软件环境 能使单片机硬件资源得以充分发挥,在软件编程时应注 重程序的结构化,以简化编码,方便调试.本汽车里程表

2817A为2K字节因此可使用几十年,远超汽车的使用年限,因此不必为其使用寿命而担心.本程序工作安全稳定,显示清晰,计数准确,精度较机械式汽车里程表提高一个数量级.而且本里程表还可在功能上进一步扩充,可将汽车时速表功能加入到系统中,进一步降低汽车仪表的成本.4)时速表的编程思想如下:里程表程序中,每计数1次,汽车行驶0.001 602 564 1 km,T0每10 ms中断1次,送显示,其中断100次时间为1 s,计算这1 s计数次数,乘3 600再乘0.001 602 564 1即可求出时速.公式为:时速=次数@5.769 2.此算法可精确到0.001位.然后将求得的时速送显示.时速表显示以P1.1及外接按键来控制,P1.1脚为高电平,P3.0为低电平时显示汽车时速.此时速表可显示到小数点后2位,精度较传统汽车时速表提高2个数量级.结构简单,汇编完后为713字节,占用程序空间少,用2716亦能胜任(采用2764主要为了方 便功能扩充).1)里程计数原理:汽车磁电式传感器输出的脉冲信号是传感器转轮旋转时磁场使舌簧管分开闭合而产生的脉冲.每一个脉冲代表行驶了一定的距离.设汽车行驶1 km时驱动轮转数为N,磁电式传感器转数为NF则NF= N@I,其中I为传动比.设轮胎外径为D,则汽车行驶1 km驱动轮转数为N=1 000/PD,实际中由于轮胎承载变形使得轮胎外径D变化,此时NXI=1 000/PLD,其中L为变形系数,一般为0.93~0.96.则磁电式传感器在汽车行驶1 km时转数NF=(1 000/PLD)I.设传感器转轮上均匀安排m个磁片时,汽车行驶1 km,传感器输出脉冲为mNF个.2)程序中以INT1的输入为里程计数脉冲,8031中断1置为高中断优先级以保证计数准确.定时器T0置为低中断优先级,设T0每10 ms中断1次,中断1次送1位显示.每行驶1 km向2817中写1次数据.3)以60H~62H单元为计数脉冲暂存单元.68H,69H单元为判断数据暂存单元,6CH中为本次里程小数点位数值.当6CH单元内容达到0AH时清零.70~72H单元为读出的总里程数.本程序包括主程序和2个中断服务程序,程序功能如下: 主程序:初始化,清零存储单元,读出总里程存入暂存单元,开CPU中断、置中断优先级,启动定时器,等 待中断.INT1中断服务程序:脉冲个数加1,判断是否小数点数值为0.1 km,判断是否行驶1 km.不是则返回.T0中断服务程序:判断是否显示总里程,显示方式初始化,显示里程数,返回.图2 系统流程

每经过1 km写1次2817,这样设计比隔一定时间写一次新数据要实用得多,这样在停车等待时8031停止写入总里程,从而大大延长了2817的使用寿命.并且由于2817A写入时间为几毫秒,远小于汽车行驶1 km所用时间,因此可对2817A的RAY/BUSY脚的状态不予理会,从而也简化了程序设计,且可使用2816达到同样功能而不必更改程序.汽车行驶过程中会向里和存储器频繁写入数据,假设汽车每天平均行驶1 000 km,即每天擦写1 000次.总里程共6位分配3个字节,则个位十位单元每天擦写1 000次,百、千位单元每天擦写10次,万、十万位单元10天擦写1次.根据E2PROM写入次数约为1万次的规定.如果给个、十位分配1 000个单元,可擦写30年,而百千位只需分配10个单元,万、十万位分配1个单元就够了.参 考 文 献: [1]马家臣,孙玉德,张 颖.MCS-51单片机原理及接口技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1996.[2]王义方,周伟航.微型计算机原理及应用(MCS-15系列单片机)[M].北京:机械工业出版社出版,1997.An Automobile Odometer Design Based on Single Chip Microcomputer LIU Qing_bo1,CAI Shu_zhen2,SUN Ye_qi2,SHI Nan3(1.Center of Computer,Baoding Teaching College , Baoding 071051,China;2.College of Physics and Technology,Hebei University,Baoding 071002,China;3.College of Electronic

and

Informational

Engineering,Hebei University,Baoding 071002,China)

Abstract:The article makes an introduction of an electron autormobile odometer whose core is/80310.The odometer can display the whole and any specific mileage by using a LED.It has the advantages of simple struc-ture,low cost ,clear display and reliable steadine,etc.It can also be augmented to have the functions of a speed meter and so save the cost for other meters.Key words:single chip microcomputer;automobile odometer;memory(责任编辑:孟素兰)#278#河北大学学报(自然科学版)2002年