標(biāo)題: 單片機(jī)智能車速里程表選題與描述資料 [打印本頁]
作者: 51黑電子迷 時間: 2017-9-8 21:31
標(biāo)題: 單片機(jī)智能車速里程表選題與描述資料
智能車速里程表
汽車儀表是汽車與駕駛員進(jìn)行信息交流的窗口，也是汽車高尖技術(shù)的主要部分。傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)速里程表一般采用軟軸驅(qū)動，其主要功能有兩個：一是用指針指示汽車行駛的實時車速，二是用機(jī)械計數(shù)器記錄汽車行駛的累計里程。隨著車速的不斷提高，用軟軸驅(qū)動的車速里程表因為軟軸在高速旋轉(zhuǎn)時，受鋼絲交變應(yīng)力極限的限制容易斷裂，同時，軟軸布置過長會出現(xiàn)形變過大或運(yùn)動遲滯等現(xiàn)象，而且，對于不同的車型，軟軸驅(qū)動的轉(zhuǎn)速里程表的安裝位置也會受到軟軸長度及彎曲度的限制。隨著現(xiàn)代汽車電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于高性能微控制器和液晶顯示器的電子儀表已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車儀表領(lǐng)域。
1. 課題概述
本課題“車速里程表”的解決方案是基于ZY15MCU12BC2實驗平臺的相關(guān)功能模塊模擬車速里程表，系統(tǒng)工作原理如圖6-19所示。
圖6-19 車速里程表工作原理圖
圖中直流電機(jī)模擬汽車輪胎轉(zhuǎn)動，在ZY15MCU12BC2實驗平臺直流電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)盤邊沿固定了一塊永久磁鋼，并在轉(zhuǎn)盤附近安裝一個霍爾開關(guān)傳感器3020T，當(dāng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)盤隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，磁鋼也跟著轉(zhuǎn)動，受磁鋼轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的磁場影響，霍爾器件3020T輸出脈沖信號，ZY15MCU12BC2實驗平臺3020T輸出脈沖信號引腳為CKMOT，CKMOT輸出1個脈沖信號，表明直流電機(jī)轉(zhuǎn)動一周，輸出的脈沖信號頻率和轉(zhuǎn)速成正比。因此，只要測出脈沖信號的頻率或周期就能夠計算出直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。可以用單片機(jī)的外部中斷引腳（
）或（
）采集脈沖信號，CKMOT輸出1個脈沖信號，在或引腳就會產(chǎn)生一次中斷請求，在中斷服務(wù)程序中設(shè)置軟件計數(shù)器計數(shù)中斷請求次數(shù)。 電機(jī)轉(zhuǎn)速計算:應(yīng)用單片機(jī)內(nèi)部定時器/計數(shù)器T0/T1定時1s，根據(jù)1s采集的軟件計數(shù)器的計數(shù)值計算出電機(jī)轉(zhuǎn)速n/s（轉(zhuǎn)/秒），再轉(zhuǎn)換為kg/h（公里/小時）。
車速與里程的速比是：車速里程表轉(zhuǎn)軸（軟軸）在汽車行駛一公里時所轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)。 本課題是模擬車速里程表，設(shè)定霍爾傳感器輸出8個脈沖代表轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)一圈，以速比為
的車型為例，汽車行駛一公里則霍爾傳感器發(fā)出的脈沖數(shù)為
624，或者說每個脈沖代表了
公里的里程。在單片機(jī)內(nèi)部RAM中設(shè)置里程緩沖區(qū)，累加里程數(shù)。當(dāng)軟件計數(shù)值計滿4992時，表明汽車行駛了１公里，里程累計單元加一。 LED顯示器顯示當(dāng)前車速和里程數(shù)，車速和里程數(shù)以十進(jìn)制數(shù)顯示。可以在鍵盤中設(shè)置功能鍵：速度鍵、里程鍵，通過按鍵控制LED顯示器顯示內(nèi)容。當(dāng)車速超出最大值（最大車速由用戶自主定義），觸發(fā)發(fā)光二級管報警燈和揚(yáng)聲器工作。
系統(tǒng)設(shè)置啟動/停止按鍵，系統(tǒng)啟動后LED顯示器即顯示啟動界面，系統(tǒng)啟動界面由用戶自行設(shè)置。鍵盤電路參照本書第1部分第4章“圖4-13 8279、鍵盤及LED顯示電路示意圖”。在系統(tǒng)工作的任意時刻，按下停止鍵，系統(tǒng)停止工作回到啟動界面。
DAC 0832完成直流電機(jī)調(diào)速功能。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速與施加于電機(jī)兩端的電壓有關(guān)，ZY15MCU12BC2實驗平臺直流電機(jī)驅(qū)動電路有D/A轉(zhuǎn)換和PWM兩種方式，通過實驗平臺上控制開關(guān)K8來選擇驅(qū)動方式：當(dāng)K8撥向下時為D/A轉(zhuǎn)換方式，當(dāng)K8撥向上時為PWM方式。兩種驅(qū)動方式都是通過三極管來驅(qū)動直流電機(jī)轉(zhuǎn)動的。在D/A轉(zhuǎn)換方式下，將DAC 0832輸出電流信號經(jīng)過I/V轉(zhuǎn)換（采用741運(yùn)放器實現(xiàn)）后，接在電機(jī)的電壓端，由單片機(jī)控制DAC 0832輸出的模擬電壓信號，從而控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
2. 設(shè)計要求
（1）基本要求
本課題硬件部分要求根據(jù)系統(tǒng)工作原理圖繪制系統(tǒng)硬件電路圖，在實驗平臺上設(shè)計組成車速里程表系統(tǒng)，并調(diào)試自主設(shè)計、編寫的程序，主要包括：主程序、定時器中斷程序、外部中斷程序、鍵盤控制子程序、LED顯示子程序、聲光報警子程序等。在調(diào)試程序時，要求整個系統(tǒng)工作正常、顯示正確、結(jié)果滿意，并希望同學(xué)能深入思考、精益求精，提出對課題的改進(jìn)意見。
（2）附加要求
本系統(tǒng)DAC 0832調(diào)速功能作為系統(tǒng)功能的擴(kuò)展，對于單片機(jī)掌握和運(yùn)用能力較好的學(xué)生，可以考慮選擇。掌握實驗箱DAC 0832直流電機(jī)調(diào)速原理，并完成調(diào)速程序的設(shè)計、編寫和調(diào)試。另外，還可以增加LCD顯示模塊，由單片機(jī)驅(qū)動LCD顯示啟動界面、實時顯示車速和里程，掌握實驗箱LCD顯示器FM12232的工作原理并完成顯示驅(qū)動程序的設(shè)計、編寫和調(diào)試。
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