1、 1 汽车速度与里程表设计和实现 前言 汽车是现代生活中不可或缺的一种重要交通工具， 传统的指针式里程表伴随着汽车 的诞生就一直为人们喜爱，不过，新生事物不会因传统的存在而停止它前进的步伐。数 码科技在今天已渗透到工业，农业，民用等产品的点点滴滴。新概念的汽车速度与里程 表最直观的变化就是用大屏幕的液晶取代指针式表盘，直接用数字显示速度和里程，以 及其他一些诸如油耗、时钟、环境温度等参数，直观的呈现给使用者。同时，它还具有 成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。 由于单片机体积小， 可以把它做到产品的内部， 取代老式机械零件， 缩小产品体积， 增强功能，实现智能化。因此被广泛地用在智能产品中。I
2、ntel 公司的 MCS-51 系列单片 机近年来得到了广泛流行。本文即介绍一种基于 AT89C2051 单片机的汽车速度与里程表 的设计和实现。 本设计以 AT89C2051 为核心，利用单片机的运算和控制功能，采用串口液晶显示模 块实时显示所测汽车的速度和里程信息的设计方案。由于使用了串口液晶显示模块和 E 2PROM，以及高效快速算法，因而可在节约系统资源和简化程序设计的基础上保证测量 精度和系统实时性。本文先对汽车速度和里程表设计中所需设备作详细介绍，再对设计 中存在的问题进行了讲述，对硬件部分和软件部分的设计和实现作认真的说明。 1 系统概述 1 本系统设计由信号采集处理模块、单片机
3、 AT89C2051 控制模块、系统化 LCD 显示模 块、系统软件等组成。系统软件包括单片机和液晶模块的初始化模块、液晶模块的写数 据/命令子模块、周期测量模块、速度与里程计算模块、数据存储模块、速度和里程显 示数据转 BCD 码模块、 显示数据消多余零模块、 数据显示模块以及实时中断服务模块等。 其中，信号采集处理模块以霍尔传感器为核心器件，将不同的转速信号转换成相应 的脉冲信号，并送到单片机的 T1 引脚；对单片机进行设置，使内部的定时器/计数器 timer0 工作在定时状态，timer1 工作在计数状态，利用内部定时器 T0 对脉冲输入引脚 T1 进行控制，这样就能精确地检测到设定时间
4、内加到 T1 引脚的脉冲数，一个脉冲即代 表着车子前进一个轮长， 对脉冲数进行处理就可得到里程和速度的数据； 将数据送到 LCD 显示模块进行显示。 速度显示部分采用串口液晶显示模块，所得的数据采用 I 2C 总线并通过 E2PROM 来存 储，因而节省了所需单片机的口线和外围器件，同时也简化了显示部分的软件编程。汽 2 车速度与里程表系统原理框图如图 1-1 所示： 图 1-1 汽车速度与里程表系统原理框图 2 基本原理与设计方案 本设计能实时地将所测的速度显示出来，同时也能够累计显示总里程数。该速度里 程表能将传感器输入到单片机的脉冲信号的宽度（传感器将车速转变成相应宽度的脉冲 信号）实时
5、地测量出来，然后通过单片机计算出速度和里程，再将所得的数据存储到串 口数据存储器，并由串口液晶显示模块实时显示出所测速度。本设计用两个按键来控制 显示速度或里程。考虑到信号的衰减、干扰等影响，在信号送入单片机前应对其进行放 大整形，然后再输入到单片机进行测速。单片机利用定时器 T0 的控制功能测出输入信 号的周期后，再利用单片机的算术运算功能将周期转换成速度，同时每秒钟进行一次里 程累计，从而计算出总里程。最后将得出的速度和里程值存储在 E 2PROM 中，并根据两个 按键的选择情况来显示速度或里程。为了方便计算要显示数据值的段码，可再将其转换 成压缩的 BCD 码，然后通过查表将要显示的数据
6、值中每一位的压缩 BCD 码转换成 8 段码 送到显示缓冲区，最后经串口送至液晶显示模块以显示所测的速度或里程。 2.1 霍尔传感器简介 2 霍耳效应：1879 年 E.H. 霍尔发现，如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电压 (v)，该磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流 方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH)，人们将这个电压叫做霍尔电压，产生这种现 象被称为霍尔效应。霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而 引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直 电流和磁场的方向上产生正负电荷的积累， 从而形成附加的横向电场。 通有电流I 的金 属或半导体板置于磁感强度为B 的均匀磁场中， 磁场的方向和电流方向垂直， 在金属板 的第三对表面间就显示出横向电势差 U H 的现象称为霍耳效应。U H 就称为霍耳电势差。 实验测定，霍耳电势差的大小和电流I 及磁感强度B成正比，而与板的厚度d 成反比。 脉冲信号 单片机 LCD 3 霍尔转速传感器： 霍尔转速传感器磁场由磁钢提供，所以霍尔传
