智能速度里程表设计

　　1 系统概述

　　1.1 系统组成

　　本速度里程表由信号预处理电路、AT89C2051单片机、串口液晶显示电路、串口数据存储电路和系统软件组成。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形。系统硬件框图如图1所示。信号预处理电路中的放大器用于对待测信号进行放大,以降低对待测信号的幅度要求;波形变换和波形整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机接口的TTL信号;通过单片机的设置可使INT0引脚能够对内部定时器T0的工作进行控制,这样能精确地测出加到INT0引脚的正脉冲宽度(即测出脉冲信号的周期);速度显示部分采用串口液晶显示模块,所得的数据采用I2C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。

　　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。

　　1.2 系统工作原理

　　该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、里程值存储在E2PROM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。

　　设计时,应综合考虑测速精度和系统反应时间。本设计用测量脉冲频率来计算速度,因而具有较高的测速精度。为了保证系统的实时性,系统的速度转换模块和显示数据转BCD码模块都采用快速算法。另外,还应尽量保证其它子模块在编程时的通用性和高效性。本设计的速度和里程值采用8位显示,并包含两个小数位。