基于单片机的汽车智能仪表设计与实现

基于单片机的汽车智能仪表设计与实现

摘要

快速发展的社会，人们在追求发展的同时，也越来越关注自己的生活方式，如今驾驶汽车出行的人数越来越多，人数增加就使得汽车行业得到了二次发展，现代社会各行各业不断地结合了电子技术的发展，使产品更加智能化，比如像现在的语音导航、GPS定位及汽车智能仪表等，都是两者结合的产物，不断适应了社会发展的需求。

本设计针对汽车在行驶过程中驾驶员能够及时的发现汽车问题，设计了一款汽车智能仪表系统，设计核心控制单元是STC89C52单片机，霍尔传感器用来测速，达到计数的目的，超声波模块测距，LCD1602显示当前速度、距离及最大限速等信息，当速度或者距离超过设定值时，通过蜂鸣器报警来提醒驾驶员注意车速或距离前方车辆的距离，能够很好的进行实时监测。设计更加人性化、安全可靠、操作简单、体型小巧及便于携带等，这也使得汽车系统被越来越广泛的运用。

关键词：汽车智能仪表；STC89C52；LCD1602；霍尔传感器

摘要 1

Abstract 2

1 绪论 3

1.1 选题的意义 3

1.2 课题任务 3

1.3 设计思想 4

2 系统方案设计 4

2.1 总体方案设计 4

2.2 主要元器件的选型 6

2.2.1 控制系统的选择 6

2.2.2 显示器模块的选择 6

2.2.3 电机的选择 7

2.2.4 超声波的选择 8

2.2.5 测温模块的选择 9

3 系统硬件设计 9

3.1 各单元设计 9

3.1.1 控制单元设计 9

3.1.2 检测单元的选择 13

3.1.3 显示单元的选择 14

3.1.4 按键电路设计 15

3.1.5 蜂鸣器电路设计 15

3.1.6 超声波检测 16

3.1.7 温度检测 17

3.2 总体电路设计 17

4 系统软件设计 19

4.1 软件的介绍 19

4.2 系统的设计流程图 21

5 系统调试 25

5.1 硬件系统调试方案 25

5.2 测试过程与遇到的问题 26

结论与展望 30

参考文献 31

致谢 33

附录 34

1 绪论

1.1 选题的意义

技术的不断革新与发展也在推动着社会的发展，新技术的产生也会慢慢地渗透到其他的各行各业中，这也使得各行各业的技术在不断融合，共同发展，共同进步，产品只有能适应社会的发展，满足人们的需求，才能不被社会淘汰和抛弃。

由于单片机控制性能、可靠性以及运行速度非常高，能够有效地处理仪表的系统误差和线性处理等问题，同时还能实现模拟信号与数字信号之间的转换，有利于对数据进行计算、控制及储存，便于仪表的模块化驱动相搭配。因此，使用单片机技术制造汽车仪表已经成为当今世界汽车行业的发展潮流，具有很大的潜力和优势进行升级换代，当前奥迪A6、红旗轿车等已经采用了此技术。

本次设计是基于单片机的智能汽车仪表，在整个设计中霍尔传感器被放在车轮处，它会在汽车行驶的时候发出脉冲信号，发出的脉冲信号被单片机接收并处理，最终数据将会被显示在LCD1602上面。利用单片机技术使得汽车智能仪表得到了很好的发展。

1.2 课题任务

设计的主要内容是将单片机最小设计系统、时钟芯片、霍尔元件、直流电机以及按键结合起来，通过霍尔传感器对数据的采集，将数据经过单片机的处理，然后将数据通过LCD1602显示出来。设计主要显示的内容包括当前的速度、设置的最大限速、当前的距离、设置的最大距离等，当速度或者距离超过设定的值时蜂鸣器就会发生报警。本次设计介绍了设计思想、设计的电路原理和器件的选择等，整个系统主要包括硬件设计和软件设计两部分。硬件设计的组成包括单片机最小系统、按键模块、霍尔传感器模块、直流电机、LCD1602、蜂鸣器模块、超声波模块及电源供电部分等。软件的设计采用了程序设计，通过KEil4来进行编程的。

1.3 设计思想

设计要求实现的各个指标如下：

(1)系统上电之后自动显示当前的速度、里程、温度。

(2)在行驶中路程会进行不断的累加。

(3)通过超声波进行距离的实时监测。

(4)如果速度或距离超过限定值就会发生报警。

实现方法：使用软件进行编程，然后将HEX文件下载到单片机进行处理。

实现目的：设计具有显示速度、前方测距及里程累加最基本的功能，附加温度的显示，当速度超过我们设定的值时，就会发生报警。

参考文献

[I]蔡美琴等.MCS-51系列单片机系统及其应用[M].高等教育出版社2004.17～23.

[2]吴秀清.周荷琴. 微型计算机原理与接口技术[M].中国科学技术大学出版社 2004.53～68.

[3]马忠梅籍顺心等.单片机的C语言应用程序设计[M].北京航～空航天大学出版社2005.34～55.