电子车速里程表的设计

电子车速里程表的设计

摘要

随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用，现在很多轿车仪表已经使用电子车速里程表。本设计介绍一种基于AT89C51单片机的智能电子里程表。该电子式里程表是一种数字式仪表，主要由车速表和里程表两部分组成，其传感器采用霍尔传感器的脉冲信号检测与转换。此里程表不仅可显示车辆行驶的总里程，也可显示一段时间的阶段里程，还可显示车速，以及实现超速报警等功能，并具有较强的再开发能力。

本文详细描述了利用霍尔传感器和AT89C51单片机开发测速系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍，该系统可以方便的实现实时速度、里程的采集和显示，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，有利于我们日常生活和汽车生产业的发展，也可以当作测速处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行速度里程测量，有广泛的应用前景。

关键词：AT89C51，数码管显示器，霍尔传感器，速度里程表

目录

1 绪论 (1)

1.1 课题描述 (1)

1.2 基本工作原理及框图 (1)

2 相关芯片及硬件电路设计 (2)

2.1 AT89C51芯片 (2)

2.1.1 AT89C51的主要特性 (2)

2.1.2 AT89C51的管脚说明 (3)

2.2 霍尔速度传感器 (4)

2.2.1 霍尔传感器工作原理 (4)

2.2.2 霍尔效应 (4)

2.2.3 霍尔元件 (4)

2.3 单片机最小系统及电路 (5)

2.4 车速信号处理电路 (6)

2.5 显示电路 (8)

2.5 系统原理图 (9)

3 系统的软件及程序设计 (9)

3.1 主程序程序框图 (9)

3.2 调试及仿真 (11)

总结 (12)

致谢 (13)

参考文献 (14)

附录 (15)

1 绪论

1.1课题描述

随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用，现在很多轿车仪表已经使用电子车速里程表。以单片机为核心的智能电子里程表，不仅可以显示车辆行驶的总里程，还可以显示车速，以及实现超速报警等功能，并具有较强的再开发能力。本设计利用霍尔传感器开发测速系统，完成速度信号采集电路的设计。其次重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析。该系统可以方便的实现汽车速度、行驶里程的测量和显示，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，有利于我们日常生活和汽车生产业的发展，也可以当作测速处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。霍尔传感器与AT89C51结合实现最简测速系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行速度里程测量，有广泛的应用前景。

1.2基本工作原理及框图

根据系统的设计要求，利用矩形波触发脉冲代替霍尔传感器，从而对车轮转速进行模拟。选择单片机AT89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示等功能。

该系统的总体设计思路如下：矩形波发生器产生矩形波脉冲发送到AT89C51单片机上，经过51单片机处理，将速度和里程在显示电路上显示，本系统显示器用6位共阴LED数码管以动态扫描法实现。

按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、检测电路和显示电路[1]。

图1速度里程表的原理框图

本课题以是89C51单片机为核心设计的一种数字速度里程检测系统，系统整体硬件电路包括，传感器数据采集电路，速度里程显示电路，单片机主板电路等组成。系统框图主要由控制模块、外部信号及其检测装置、外部存储器、LED显示组成。

速度里程表总体电路结构框图如图1所示。

2 相关芯片及硬件电路设计

2.1 AT89C51芯片

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机[2]。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51引脚图如图2所示。

图2 AT89C51引脚图

2.1.1 AT89C51的主要特性

与MCS-51 兼容；4K字节可编程FLASH存储器；寿命：1000写/擦循环；数据保

留时间：10年；全静态工作：0Hz-24MHz ；三级程序存储器锁定；128×8位内部RAM；32可编程I/O线；两个16位定时器/计数器；5个中断源；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模式；片内振荡器和时钟电路[3]。

2.1.2 AT89C51的管脚说明

VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻[4]。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定

时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC 指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE 禁止，置位无效。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出[5]。

2.2 霍尔速度传感器

2.2.1 霍尔传感器工作原理

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数[6]。

2.2.2霍尔效应

如图3所示为霍尔效应示意图。在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压。

图3霍尔效应示意图

2.2.3霍尔元件

根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结

构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用，原理图如图4所示。

图4霍尔效应原理图

2.3 单片机最小系统及电路

单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、上电复位电路。下面给出一个51单片机的最小系统电路图[7]，如图5所示。

图5 51单片机最小系统

复位电路：由电容串联电阻构成，由图并结合“电容电压不能突变”的性质，可以知道,当系统一上电，RST脚将会出现高电平，并且这个高电平持续的时间由电路的RC 值来决定。典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位。所以，

适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位。一般电容C 取10uF，电阻R取8.2K。也有其他取法的，原则就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平。如图5所示为复位电路。

图5复位电路

晶振电路：典型的晶振取11.0592MHz（因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率，用于有串口通讯的场合）/12MHz（产生精确的uS级时歇，方便定时操作）。

2.4 车速信号处理电路

车速里程表是用来指示汽车行驶速度和累计行驶里程的仪表，由车速表和里程表两部分组成，普通车速表一般为磁感应式，其结构如图6所示。

车速表主要由永久磁铁、铝罩、护罩、刻度盘和表针等组成，永久磁铁与主动轴紧固在一起，主动轴由来自变速器输出轴的挠性软轴驱动，指针、铝罩固接在中心轴上，刻度盘固定在表外壳上。不工作时，铝罩在游丝的作用下，使指针位于“0”位。当汽车行驶时，软轴驱动主动轴带动“U”形永久磁铁旋转，在铝罩上感应出电涡流而产生磁场，这个磁场与永久磁铁的旋转磁场相互作用产生钮矩，使铝罩向永久磁铁旋转方向转过一定角度，直到由游丝的弹力所产生的反方向扭矩与之平衡。车速越高，产生的扭矩越大，指针在刻度盘上摆动的角度就越大，即指示的车速就越高。里程表主要由蜗轮蜗杆和数字轮组成，当汽车行驶时，主动轴经三对蜗轮蜗杆驱动数字轮上的最右侧的第一个数字轮（一般为1/10Km），任一个数字轮与左侧相邻的数字轮传动比都为10：1，这样显示的数字呈十进位递增，便自动累积了汽车总的行驶里程。

图6 汽车速度里程表

由于霍尔元件具有在静止状态下感受磁场的能力，且结构简单，形小体轻，频带宽(可从直流到微波)，动态特性好、动态范围大，寿命长和可进行非接触测量等优点，所以选择霍尔传感器作为本次设计的要素。里程、速度等都是由霍尔元器件测量。将所测的速度与累计里程数显示出来，主要是将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率（传感器将不同车速转变成不同频率的脉冲信号）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LED显示模块交替显示所测速度与里程。

由于车速信号为脉冲信号，由图7可知，此输入信号高电平不低于8V，低电平不高于0.3V。因此将信号处理电路的门槛电压设计约为1.2V左右，以满足信号输入要求。信号低于1.2V时，三极管不导通，F1端为低电平，从而实现了单片机的信号输入。

图7车速信号输入电路图

2.5 显示电路

液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等特点，现在字符型液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件了。本里程表使用常见的1602字符型LCD模块。1602可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0-D7和RS、R/W、E 三个控制端口，工作电压为5V，并且带有字符对比度调节和背光[8]。LCD液晶显示模块如图8所示。

图8 LCD液晶显示模块

本设计中采用7SEG-MPX8-CC-BLUE八位共阴极数码管（蓝色），显示速度和路程数据。显示电路如图9所示。

图9 显示电路

2.5 系统原理图

速度里程表设计电路图如图10所示,控制器使用单片机AT89C51,霍尔传感器用信号发生器代替，矩形波触发器作为发生装置，用LED实现速度和里程的显示。

图10速度里程表计设计电路图

3 系统的软件及程序设计

整个系统的功能是由硬件电路配合软件来实现的，当硬件基本定型后，软件的功能也就基本定下来了。首先要根据系统的总体功能选择一种最合适的监控程序结构，然后根据实时性的要求，合理地安排监控软件和各执行模块之间地调度关系。用C语言完成对设计的软件编程，程序先对各变量进行声明和定义，之后是延时子程序，在进行定时器、计数器的初始化。在主函数中，先定义变量，程序的主体是由计数器产生的脉冲分别转换为速度和里程，并将各个位的数字送到对应的数码管的位，驱动显示[9]。

3.1主程序程序框图

系统程序主要采用顺序结构，包括主程序，延时子程序，速度、里程计算子程序和

显示程序等。

单片机CPU 接收到传感器感测到的脉冲（即锯齿波触发器产生的脉冲）,并通过计数器对脉冲个数进行计数。单片机执行运算程序对所记的脉冲个数运算后，得到速度和里程，经CPU 处理后在显示程序的驱动下在显示器中显示[10]。延时程序的作用是是输出数据在显示器上做短暂的停留，易于观察。系统的主流程图与延时服务子程序如图11、12所示。

图11 系统主流程图 图12 延时子程序图

函数名称：主函数

说明：因为用三位数码管表示速度，在里程小于2Km 时速度增加，当里程大于2Km 时，速度不变，保持在20Km/h 。当第9709个脉冲来临时要将计数器清零，并且速度也要清零 。

3.2 调试及仿真

Proteus中的电路仿真是在ISIS原理图设计模块中延续下来的，利用Proteus的交互式仿真功能，用户可以清楚的观察电路的工作情况。Proteus原理图仿真分析的首要任务是从元件库中选取绘制电路所需元件，查找所需元件，将元件放置在绘图区，同时编辑元件的参数，然后连线。再利用电器规则对设计进行检查直到通过其检查为止，在源代码通过编译无误后就可以进行仿真。经软件调试-仿真器proteus调试通过，并烧录芯片，得到所要求的设计结果[11]。如图11试验成功。

图11 速度里程表仿真图

说明：此时速度不变为20Km/h（后三位），里程为8.3Km（前三位）。

总结

该课题的主要任务是开发一个以MCS-51单片机为核心的电子车速度里程表。本设计主要分为硬件部分和软件部分，硬件部分着重考虑硬件电路的简单性，故尽可能简化硬件电路，节省线路板的空间，达到硬件电路最优化设计。软件采用C语言编写，采用模块化设计思想，程序可读性强。通过仿真、实验验证了系统的可行，能满足设计要求，达到设计的指标，实现对自行车里程/速度的计算功能，并用LED显示。

通过这次课程设计，我不仅熟练的掌握了用protues绘制电路图的过程，更是学会了用Keil编写运行C语言的能力。锻炼了自己分析问题，自己动手解决问题的能力。这次课程设计不仅仅是对平时知识积累运用的过程，更是发现新知识、把知识应用到实践的过程。

致谢

在此次单片机的课程设计中，我经过不懈女里完成了这次的单片机课程设计。我要感谢我的指导老师张具琴老师的热心指导和李文方老师的悉心教导。在单片机的课程设计中，我知道了我还有好多不足之处，要想走的更远，只有更加努力地去学习，才能不断进步。另外，通过这次课程设计，在张具琴老师一丝不苟的态度和认真指导之下，让我学到了好多课本上学不到的知识，明白了更多的道理。

最终我成功的完成了此次课程设计。最后我要感谢我的大学任课老师和同学，谢谢一直有你们的陪伴，在此向各位老师以及同学们表示衷心的感谢！

参考文献

[1]李群芳.单片机原理接口技术与应用（第2版）[M]. 北京：清华大学出版社，2010.

[2]李姿,宋洋.基于单片机的智能车速里程表的设计[J].黑龙江科技信息,2011,12.

[3]万福君,潘松峰,王秀梅.MCS-51单片机原理[M]. 北京：清华大学出版社,2008.

[4]刘同法,陈忠平.单片机基础与最小系统实践[M]. 北京：北京航空航天大学出版社.2008

[5]安宗权. 电动电子车速里程表分频电路设计[J].自动化与仪器仪表, 2001, 5: 39-44.

[6]何宏.单片机原理与接口技术[M]. 北京：国防工业出版社.

[7]楼然苗.51系列单片机设计实例[M]. 北京：北京航空航天大学出版社.

[8] 张迎新.单片机原理及应用（第二版）[M]. 北京：电子工业出版社，2009.

[9] 陈忠平,曹巧媛,曹琳琳.单片机原理及接口[M]. 北京：清华大学出版社，2007.

[10] 李勋,刘源,李静东. 单片机实用教程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2006.

[11] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M]. 北京：电子工业出版社，2009.

附录

主程序：

void main(void)

{

unsigned char i,j; //定义循环控制变量

unsigned char cnt=0;

unsigned int temp=0;

unsigned int tab=0,wap=0,a; //定义无符号整形变量

double way = 0,sudu = 0; //定义浮点型数据，way表示路程，sudu表示速度unsigned char led[6]; //用来存放要显示数字的各位数字

init_timer1(); //计数器初始化

while(1)

{

if((TH1==0x25)&&(TL1>=0xed)) //第9709个脉冲来临时将计数器清零

{

TH1=0x00;

TL1=0x00;

sudu=0; //速度清零

}

temp=TH1;

temp=temp<<8; //将TH1中数字左移8位再赋给temp temp=temp|TL1; //将TH1和TL1中数据合到一个整形变量temp中

way=temp*PI*DIA/1000.0; //车子行驶的路程存入浮点型变量way中while(p3_2==1); //等待

INT变低

TR0=1;

while(p3_2==0); //等待

INT变高

while(p3_2==1); //等待

INT变低

TR0=0;

a=TH0;

a=a<<8;

a=a||TL1;

a=a*0.001;

sudu=2*PI/a;

wap=sudu*10;

}

wap=sudu*10; //将速度数据转化为整形，最低位表示十分位，其次为个位，十位

tab=way*10; //将路程数据转化为整形，最低位表示百米,其次表示千米，万米

函数名称:延时子程序

延时子程序的功能是产生有一个延时，是得到的速度里程在数码管上显示。

void delay(unsigned int dat) //延时大小由形参的大小决定

{ unsigned int k,j;

for(k=0;k

{

for(j=0;j<2000;j++); //空循环，耗时语句

}

}

显示程序

显示程序的功能是将单片机计算得到的结果在延时程序的作用在显示在数码管上。

led[0]=wap%10; //速度十分位位上的数字存led[0]

led[1]=wap%100/10; //得出速度个位上的数字存led[1]

led[2]=wap/100; //得出速度十位上的数字存led[2]

led[3]=tab%10; //得出里程百米上的数字存led[3]

led[4]=tab%100/10; //得出里程千米上的数字存led[4]

led[5]=tab/100; //得出里程十千米上的数字存led[5]

for(j=0;j<10;j++) //在显示上消耗时间，使三个数码管显示不中断

{

for(i=0; i < 6; i++)

{

P2=led_bit[i]; //把led[i]表示的位置的位选通

if((i==1)||(i==4))

{

P0=led_num[led[i]]&0x7f; //把相应位置的数显式出来，带小数点//

}

else

{

P0=led_num[led[i]]; //把相应位置的数显式出来，不带小数点}

delay(1); //延时一个微小时间

}

电动车速度里程表(付C程序)课程设计报告讲解

专业方向模块综合设计 课题：电动车速度测量显示仪 班级测控1082 学生姓名马秀梅学号 1081203212 指导教师张青春李洪海 淮阴工学院电子与电气工程学院

一、设计内容及要求 1．检测并显示电动自行车实时速度 2．检测、显示并累计电动自行车行驶里程 3．技术参数 a电动车最高速度： 50km/h b电动车轮胎直径： 14英寸 c电动车电池电压： 24V d检测精度：±1% e显示： 8位LED 4．设计要求 （1）电路图 （2）程序清单 （3）运行结果 二、方案设计与讨论 1．速度测量原理 测量一定时间间隔T内自行车转过的圈数Q。假设车轮的周长为L，则速度V=Q*L/T 2．开关型霍尔传感器 霍尔传感器是利用霍尔效应把磁输入信号转换成电信号的器件。把开关型霍尔传感器安装在自行车贴近车轮的支架上，磁钢安装在辐条上，当磁钢靠近霍尔传感器的时候，传感器输出一个无抖动的低电平，单片机根据此信号可计算里程、速度等。霍尔

传感器的优点是稳定和安装简易，缺点是成本较高。 本设计采用开关型霍尔传感器，但由于实验室设计所限，实际测速时并未采用，而是直接从信号发生器中产生低频脉冲代替霍尔传感器向单片机输入脉冲信号，从而显示相应的速度。 3．LED八段数码管显示 8位LED显示。其中低3位显示速度，要求保留1位小数。高5位显示里程，同样要求保留1位小数。速度即时显示，最大显示位35.0，里程每走100米计数一次，最高显示9999.9。 三、系统概述及工作原理 1．本系统由信号预处理电路、单片机８０５１Ｆ４１０、系统化ＬＥＤ显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。其中信号处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形、对待测信号进行放大的目的是降低对待侧信号的幅度要求；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相连的ＴＴＬ信号；通过单片机的设置可使内部定时器Ｔ０对脉冲输入引脚进行控制，这样能精确地算出加到引脚的单位时间内检测到的脉冲数；设计中速度显示采用ＬＥＤ模块，通过速度换算得来的里程数采用Ｉ２Ｃ总线并通过Ｅ２ＰＲＯＭ来存储，既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。

机械里程表

几个世纪以来，机械式里程表一直兢兢业业地统计着里程。虽然它们即将面临淘汰，但相信您仍会为其神奇的构造而惊奇。机械式里程表实质上就是一个具有精确传动比的齿轮传动链。 上图中里程表的齿轮比为1690:1。这意味着，该里程表的输入轴要转1690圈，才能使它记录1公里。 这种里程表正逐渐被电子里程表所取代，电子里程表可提供更多功能且价格更低，但缺少机械式里程表那种神奇的魅力。在本文中，我们将带您到机械式里程表的内部去看一看，并顺便聊聊电子里程表的工作原理。 机械式里程表通过一个由上紧的弹簧制成的柔性线缆驱动。该线缆环绕在金属保护管内，该管的外面覆有橡胶套。在自行车上，相对于自行车车轮转动的小轮会转动该线缆，里程表的齿数比必须按照这个小轮的大小进行校准。在汽车上，齿轮负责接合变速器的输出轴，进而转动该线缆。柔性线缆蜿蜒上行至仪表板，在那里连接到里程表的输入轴。 该里程表使用一组（三个）蜗轮来实现里程表1690:1的齿轮比。输入轴驱动第一个蜗杆，蜗杆驱动另一个齿轮。蜗杆每转一圈只会使该齿轮转动一个齿。该齿轮继续驱动另一个蜗杆，该蜗杆驱动下一个齿轮，该齿轮又驱动最后一个蜗杆，进而驱动最后的齿轮。最后的齿轮与精度为1/10公里的指示器相连。 此图显示了蜗轮减速的情况

最后一个蜗轮的输出将驱动一个轴，后者使精度为1/10公里的指示器发生转动。 然后，每个转盘将由其前一个转盘上的销钉通过一个较小的辅助齿轮（白色）转动。

每个指示器都在一侧伸出一行销钉，而另一侧有两个销钉。当这两个销钉绕着白色塑料齿轮转动时，其中一个轮齿会落入这两个销钉之间并随指示器一起转动，直至销钉通过。该齿轮还与下一个较大指示器上的某个销钉相接合，将其转动1/10圈。 在白色轮上的3和4之间，有两个销钉。每转动一次，白色齿轮上的某个轮齿就会落入这两个销钉之间一次，从而 使得相邻黑色齿轮转动十分之一圈。 现在您就会明白了，当里程表“翻过”很多位数字（假设从19999翻到20000公里）时，为什么读数最左侧的2可能没有与其他位对齐。白色辅助齿轮中的微小摆动使所有位无法精确对齐。通常，读数在达到21000公里时才能使它们再次对齐。 您还会发现，类似这样的机械式里程表是可反转的。当您倒车时，里程表的计数会倒退——它只是一个齿轮传动链。在电影《春天不是读书天》（Ferris Bueller's Day Off）中，有个场景是他们把汽车抬起来并让车轮倒转。另一个伎俩是将里程表的柔性线缆接到一个钻头上并反向转动以回调里程。 其实其原理很简单，因为汽车车轮的直径已知，车轮的圆周长便是恒定不变的。由此可以计算出每走一里路车轮要转多少圈，这个数也是恒定不变的。因此只要能够自动把车轮的转数积累下来，然后除以每一里路对应的转数就可以得到行驶的里程了。这样简单的原理古人就已经发现，并且开始使用了。“记里鼓车”就是这样的装置，它是利用上述原理，再加上巧妙的机构使得车轮每转一定圈数就自动敲一下鼓，此时只要有专人把它记下了，就可以得到所走里程。此装置十分巧妙无论白天、黑夜均可使用，而且盲人也可使用，体现出了我国古代劳动人民的聪明才智。不过，如果车上没有人默记鼓声数目的话，单靠记里鼓车本身还不能累计一共走了多少里。而且车停下来之后谁也不知道这车曾经走过多少里路，这是美中不足之处。
现在汽车上的里程表可就不一样了，它克服了“记里鼓车”的不足之处，既能告诉你这次走了多少公里，也能记忆自从出厂以来一共走了多

电动车里程表设计

本文介绍的速度与里程表设计以单片机和光电传感器为核心。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用LED模块进行显示，使得电动自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。 系统概述 本系统由信号预处理电路、单片机AT89C2051、系统化LED显示模块、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。对待测信号进行放大的目的是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相连的TTL信号;通过单片机的设置可使内部定时器T1对脉冲输入引脚T0进行控制，这样能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数;设计中速度显示采用LED模块，通过速度换算得来的里程数采用I2C总线并通过E2PROM来存储，既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。 系统的原理框图如图1所示。

图1 系统的原理框图 工作原理 该设计能实时地将所测的速度与累计里程数显示出来，主要是将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率(传感器将不同车速转变成不同频率的脉冲信号)实时地测量出来，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LED显示模块交替显示所测速度与里程。本设计的里程数的算法是一种大概的算法(假设在一定时间内自行车是匀速行进，平均速度与时间的乘积即为里程数)。 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。在计算里程时取了自行车的理想状态。实际中，误差控制在几米之内，相对于整个里程来说不是很大。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，还应尽量保证其他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6位显示，并包含两个小数位。 系统的硬件设计 脉冲发生源 本设计采用了ST1101红外光电传感器，进行非接触式检测。当有物体挡在红外光电发光二极管和高灵敏度的光电晶体管之间时，传感器将会输出一个低电平，而当没有物体挡在中间时则输出为高电平，从而形成一个脉冲。 该系统在自行车后轮的轴处保持着与轮子旋转切面平行的方向延伸附加一个铝盘，在这个铝盘的边沿处挖出若干个圆形过孔，把传感器的检测部分放在圆孔的圆心位置。每当铝盘随着后轮旋转的时候，传感器将向外输出若干个脉冲。把这些脉冲通过一系列的波形整形成单片机可以识别的TTL电平，即可算出轮子即时的转速。

电子车速里程表的设计

电子车速里程表的设计 摘要 随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用，现在很多轿车仪表已经使用电子车速里程表。本设计介绍一种基于AT89C51单片机的智能电子里程表。该电子式里程表是一种数字式仪表，主要由车速表和里程表两部分组成，其传感器采用霍尔传感器的脉冲信号检测与转换。此里程表不仅可显示车辆行驶的总里程，也可显示一段时间的阶段里程，还可显示车速，以及实现超速报警等功能，并具有较强的再开发能力。 本文详细描述了利用霍尔传感器和AT89C51单片机开发测速系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍，该系统可以方便的实现实时速度、里程的采集和显示，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，有利于我们日常生活和汽车生产业的发展，也可以当作测速处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行速度里程测量，有广泛的应用前景。 关键词：AT89C51，数码管显示器，霍尔传感器，速度里程表

目录 1 绪论 (1) 1.1 课题描述 (1) 1.2 基本工作原理及框图 (1) 2 相关芯片及硬件电路设计 (2) 2.1 AT89C51芯片 (2) 2.1.1 AT89C51的主要特性 (2) 2.1.2 AT89C51的管脚说明 (3) 2.2 霍尔速度传感器 (4) 2.2.1 霍尔传感器工作原理 (4) 2.2.2 霍尔效应 (4) 2.2.3 霍尔元件 (4) 2.3 单片机最小系统及电路 (5) 2.4 车速信号处理电路 (6) 2.5 显示电路 (8) 2.5 系统原理图 (9) 3 系统的软件及程序设计 (9) 3.1 主程序程序框图 (9) 3.2 调试及仿真 (11) 总结 (12) 致谢 (13) 参考文献 (14) 附录 (15)

基于单片机的电动车里程表设计说明

《基于单片机的电动车里程表设计》 目录 引言 (1) 1.总体设计 (2) 2.设计任务及要求 (2) 3.电路原理 (2) 4.硬件系统模块 (3) 4.1芯片的选择 (6) 4.2结构框图 (7) 5.软件系统设计 (7) 5.1控制系统源程序 (11) 6.调试 (13) 7.参考文献 (13)

引言 里程表广泛应用于各类机车，传统的机械式里程表虽然稳定可靠，但功能单一、易受磨损。随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用，现在很多轿车仪表已经使用电子车速里程表，从保护环境和经济条件许可等因素综合来看，电动自行车目前乃至今后都有着广阔的发展空间。目前市面上电动自行车的速度表和里程表都是机械的，看起来不够直观与方便。如果能用液晶显示屏直接显示出来里程数和速度值，就可节省用户的时间及精力处理自行车行进过程中的突发事件。 本设计介绍一种基于单片机的智能电子里程表。该电子式里程表是一种数字式仪表，主要由车速表和里程表两部分组成，其传感器采用无接触测量的光电传感器。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用液晶显示器模块进行显示，使得电动自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。它不仅可显示车辆行驶的总里程，还可显示当前车速，以及实现超速报警等功能，并具有较强的再开发能力。它的实现方式是，通过安装在汽车转轴上的测量盘，用光电式转速传感器检测转速的脉冲信息，在脉冲状态下，将转速的变化转换成光通量的变化，再通过光电转换元件将光通量的变化转换成电量的变化，接着通过频率测量电路将脉冲信号输入到单片机中，然后依据电量与转速的函数关系实现转速测量，再通过计算，从而得出里程、车速的信息，并由液晶显示器显示出来。

基于单片机的自行车速度里程表设计

摘要 随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。自行车速度/里程表能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车速度/里程表的设计。以AT89S52 单片机为核心，A04E 霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度的测量统计，并能将自行车的里程数及速度用LED实时显示。文章详细介绍了自行车速度/里程表的硬件电路和软件设计。硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。软件部分用C语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。 关键词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LED显示

Abstract With the developing of people’s life, the bicycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking, but becomes the first choice of entertainmenting and exercising. The bicycle mileage/speed can fulfill the basic need of people’s life, so that they can learn the speed and the mileage of the bicycle. In these paper, the bicycle mileage/speed design based on the Hall element is elaborated. By AT89S52 as kernel, using A04E Hall element to measure revolution, the measure and statistic are achieved. The bicycle speed can be displayed on LED. In this article, the hardware circuit and software design of bicycle mileage/speed instrument are introduced in detail. About the hardware, the pulse number is transmitted of one cycle of the bicycle into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. About the software, in C language, the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware, common sub-program, and meet the demand of design. Keywords: Mileage / speed; Hall element; Single Chip Microcomputer; LED

电子式里程表

电子式里程表 摘要 里程表广泛应用于各类机车，传统的机械式里程表虽然稳定可靠，但功能单一、易受磨损。随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用，现在很多轿车仪表已经使用电子车速里程表，本设计介绍一种基于单片机的智能电子里程表。该电子式里程表是一种数字式仪表，主要由车速表和里程表两部分组成，其传感器采用无接触测量的光电传感器。它不仅可显示车辆行驶的总里程，也可显示一段时间的阶段里程，还可显示车速，以及实现超速报警等功能，并具有较强的再开发能力。它的实现方式是，通过安装在汽车转轴上的测量盘，用光电式转速传感器检测转速的脉冲信息，在脉冲状态下，将转速的变化转换成光通量的变化，再通过光电转换元件将光通量的变化转换成电量的变化，接着通过频率测量电路将脉冲信号输入到单片机中，然后依据电量与转速的函数关系实现转速测量，再通过计算，从而得出里程、车速的信息，并由LED显示器显示出来。并且该电子式里程表累积的里程数字存储在非易失性的EEPROM存储器内，在无电状态下数据也能保存。 关键词：AT89S51单片机；里程表；光电传感器；LED显示器；存储器

Abstract Vehicle odometer is applied in each kind of motorcycle extensively, although the traditional machine type odometer stable and credible, but the function of it is single and be easily worn away. Along with the technical fast fiercely develop in electronics, the electronic vehicle can be applied extensively. Recently, a lot of car appearances have already used the electronic vehicle odometer, this graduation thesis introduce a kind of intelligence electronic vehicle odometer, which is based on a Single-Chip Microcomputer system. The electronics' type vehicle odometer is a kind of numerical type appearance, which mainly constitute with two parts, that is vehicle speed meter and odometer, it adopts the light sensor that the sensor has no contact measure. It not only can show the total mileage that vehicle drive, but also can show the stage mileage of a period of time. Moreover, It’s can show the car speed, and the realization exceed the speed limit to report and so on. It also has the ability of strongerly develop again. The way of this vehicle odometer carry out is as follows: through the installed measure plate in the automobile shaft, use the light sensor to measure the rotational speed information. Under the pulse appearance, it make the variety rotational speed change to the variety of the light flux, after that the variety of the light flux convert to electricity quantity. Then through the light electricity convert component, we can make the pulse signal input to the Single-Chip Microcomputer by the frequency measure circuit. Then in terms of the function relationship of electricity quantity and rotational speed, we can realize the measure of rotational speed, after calculate by the Single-Chip Microcompute, we can obtain the information of mileage and vehicle speed. Moreover, This mileage and vehicle speed information can be displayed by the LED monitor. And the mileage numeral of the electronics' vehicle odometer accumulation is saving in EEPROM，which is not easily lost, the data also can keep under the no electric appearance. Keyword：AT89S51 Single-Chip Microcomputer；Odometer；Light sensor；LED ；

基于单片机的自行车里程表设计样本

摘要 随着居民生活水平不断提高，自行车不再仅仅是普通运送、代步工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼首选。自行车里程表可以满足人们最基本需求，让人们能清晰地懂得当前速度、里程等物理量。重要阐述一种基于霍尔元件自行车里程表设计。以AT89C52 单片机为核心，A44E 霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度测量记录，采用24C02 实当前系统掉电时候保存里程信息，并能将自行车里程数及速度用LED实时显示。文章详细简介了自行车里程表硬件电路和软件设计。硬件某些运用霍尔元件将自行车每转一圈脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号通过解决送显示。软件某些用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简朴，子程序具备通用性，完全符合设计规定。 核心词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LED显示

Abstract With the developing of people’s life，the bicycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking，but becomes the first choice of entertainmenting and exercising. The bicycle mileage/speed can fulfill the basic need of people’s life，so that they can learn the speed and the mileage of the bicycle. In these paper，the bicycle mileage/speed design based on the Hall element is elaborated. By AT89C52 as kernel，using A44E Hall element to measure revolution，the measure and statistic are achieved. The range informations are saved by 24C02 when the power is off，the bicycle speed can be displayed on LED. In this article，the hardware circuit and software design of bicycle mileage/speed instrument are introduced in detail. About the hardware，the pulse number is transmitted of one cycle of the bicycle into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. About the software，in assemble language，the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware，common sub-program，and meet the demand of design. Key words：Mileage / speed；Hall element；Single Chip Microcomputer；LED

汽车车速里程表设计指南

汽车车速里程表设计指南

目次 1范围 (1) 2规范性引用文件 (1) 3设计流程 (2) 3.1 车速里程表的定义及实现方式 (2) 3.1.1 磁感应式 (2) 3.1.2 线圈式 (2) 3.1.3 步进电机式 (3) 3.1.4 液晶式 (3) 3.2 步进电机的选型和主要参数 (4) 3.3液晶屏选型及主要参数 (5) 3.4组合仪表步进电机的软硬件设计 (5) 3.5 液晶屏的软硬件设计 (6) 3.6 车速里程表的机械设计 (7) 3.7 法规校核 (8) 3.7.1 国内标准 (8) 3.7.2 欧盟标准 (8) 3.7.3 美国标准 (9)

前言 为满足公司车用组合仪表车速里程表的设计开发工作，保证其设计的准确性和统一性，特制定本设计指南。

汽车车速里程表设计指南 1 范围 本指南规定了车用组合仪表车速里程表设计的方法与要求。 本指南适用于指导公司车用组合仪表车速里程表的开发。 2 规范性引用文件 下列文件对本文件的引用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2423 电工电子产品基本试验 GB/T 4942.2 低压电器外壳防护等级 GB/T 12548—2016 汽车速度表、里程表检验校正方法 GB 15082 汽车用车速表标准 GB/T 17619 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法 GB/T 18655 车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法 GB/T 28046.1—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分：一般规定 GB/T 28046.2—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第2部分：电气负荷 GB/T 28046.3—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷 GB/T 28046.4—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷 QC/T 413 汽车电气设备基本技术条件 QC/T 727 汽车、摩托车用仪表 CISPR 25—2008 车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法 ISO 11452-2 道路车辆.窄带辐射的电磁能量产生的电干扰的部件试验方法.第2部分：吸波暗室ISO 11452-4 道路车辆来自窄带辐射电磁能的电气骚扰的组件试验方法第4部分捆束激励法（BCI大电流注入）传导辐射抗扰度（BCI） ISO 7637-2 道路车辆-来自传导和耦合的电干扰第2部分仅沿供电线路的电气瞬态传导 ISO 7637-3 道路车辆-由传导和耦合产生的电气干扰第3部分通过除供电线路之外的线路由电容耦合和电感耦合引起的瞬时电气传输 ECE R39 汽车车速表要求 CFR49 393.82 车速表 Q/J C069 车用组合仪表液晶屏设计指南

自行车里程表的设计【开题报告】

毕业设计（论文）开题报告 题目：自行车里程表的设计 专业：电子信息工程 一、选题的背景、意义 192个国家的谈判代表召开峰会，商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，即2012009年12月7日开是在丹麦首都哥本哈根召开的《哥本哈根世界气候大会》，来自2年至2020年的全球减排协议，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。气候变化已经成为全世界共同关注的焦点问题，节能减排迫在眉睫，全球各个国家都在为节能减排做进一步的努力。加之2008年爆发的经济危机的影响之深远，让每一个身处社会的人都心有余悸。但是在这经济危机爆发的时刻，人来面临的能源问题，远比经济危机要让大家头痛得许多，中国正在积极推动企业的节能减排，提高全社会节能减排的意识。 电电动自行车是绿色节能的交通工具，在城城市化发展的进程中电动自行车满足了消消费者出行半径增大的需求。经过15年的快速发展，电动自行车产业已经进入了成熟期，产品的质量不断提高，技术创新成果普遍应用。中国已成为全球电动自行车的制造、消费大国，目前中国市场年产销量超过2000万辆，整个产业链的经济规模达到1000亿以上，从业人员近500万人。整车企业1000余家、6000余家相关联配套企业、100000家经销商、市场保有量达 1.2亿辆，电动自行车成为中国一个重要的产业，也是中国老百姓主要的交通工具。目前平均每四户居民家庭中就有一辆电动自行车，电动自行车已经成为城乡人民生活中的一种重要的消费品。2009年以来，面对世界金融危机的挑战，电动自行车产业依然保持了平稳发展。中国自行车协会助力车专业委员会的统计，50家主要生产电动自行车的企业，1-8月份累计总产量为656万辆，同比增长13%。另外，根据国家统计局的统计，1-8月份行业规模以上企业电动自行车产量累计生产为445.5万辆，同比增长8.7%。两个不同口径的统计数字均说明，2009年的前8个月行业仍然是增长的态势。 1989年清华第一台电动自行车样机到现在二十年的时间，中国电动自行车行业经历了从无到有，从小到大的过程，目前年产量已达2000万辆以上，社会总需求量在5亿辆以上。随着城市扩大化的发展进程，电动自行车已经逐渐成为百姓出行不可或缺的代步工具。2009年10月，国家标准管理委员会公布了《电动摩托车和电动轻便摩托车

汽车速度里程表的设计

汽车速度里程表的设计 摘要：在车辆高速行驶的过程中，车速里程表是为驾驶员及时提供动态驾驶信息的重要仪表，它的好坏直接影响到车辆行驶安全。而传统的车速里程表存在两大缺陷：一是用软轴驱动的传统车速里程表在车辆高速行驶状态下，软轴高速旋转，由于软轴钢丝应力极限的限制，常常造成钢丝软轴的疲劳断裂，从而使车速里程表失效；二是由于软轴布线过长，出现形变过大和运动迟滞现象，导致动态指示迟钝或指示错误。为了更加及时可靠的为驾驶员提供动态驾驶信息，保证车辆行驶安全，客服传统软轴驱动车速里程表故障率高、动态指示迟钝等问题，运用先进的电子技术、传感器测量技术和计算机智能技术，改进传统的里程表是非常必要的。 关键字：单片机，霍尔传感器，车速里程表 Abstract:In the process of high-speed vehicles, vehicle speed odometer is important instrument driver to provide dynamic driving information, which directly affects the running safety of vehicles. The speedometer tradition has two defects: one is the traditional speedometer flexible shaft driving the vehicle high speed running condition, the shaft rotating speed, the flexible shaft steel wire stress limit, often resulting in fatigue fracture of the wire flexible shaft, so that the speedometer failure; two is a flexible wiring is too long due to deformation, appear too large and the motion lag, lead to dynamic indicating slow or indication error. In order to be more reliable and timely to the driver's driving dynamic information, guarantee the driving safety, the problem of high failure rate, the speedometer dynamic indicating slow traditional flexible shaft driving, the use of electronic technology, sensor technology and computer intelligence technology advanced, the improvement of the traditional odometer is very necessary. Key words:The microcontroller, hall sensors, memory，The speedometer

电子车速里程表的设计开题报告综述

毕业(设计)论文 开题报告 论文题目电子车速里程表 院(系) 宁夏理工学院 专业自动化 学生姓名赵龙 班级自动化08102 指导教师牛少杰

开题报告 学号0810******** 姓名赵龙指导教师牛少杰系别电气信息工程系专业/班级自动化08102 毕业设计（论文）题目电子车速里程表 题目类型√工程设计□技术开发□软件工程□理论研究和方法应用□管理模式设计□其他 选题目的及意义本次设计的意义目的有以下几方面： 1、深刻理解单片机串口并口中断等方面的知识，微机小系统的设计。 2、学习并运用电路硬件方面的知识，如信号的放大过滤，如何让传感器存储芯片或其他器件在合适的电压电流下工作。 3、运用C语言在单片机上编程。如信号的检测，按键消抖，模数转换，液晶显示，子程序结构程序设计的运用。 4、设计一种体积小，功耗低，功能多，性能稳定，性价比高的电子车速里程表，促进汽车电子仪表的发展。

设计（研究）现状和发展趋势 随着汽车工业发展,电子式仪表及新型传感器是各类车型汽车的首选配套产品，市场前景广阔。目前国外汽车车速里程表已广泛采用电子式机芯结构，而国内汽车仪表一直是机械式车速里程表的天下，少数采用动圈式电子仪表。国外电子产品占整车成本的30%，然而我国汽车行业起步较晚，技术十分落后，电子产品仅占整车成本的5%。例如国外汽车早已装配电子式仪表，而我国汽车仍在应用传统的机械仪表，可靠性很差。目前汽车仪表控制电子化是一种发展趋势，由先进的传感器与显示装置构成的电子仪表已开始全面取代传统的机电式仪表，成为现代汽车的明显标志。 一般汽车的常规仪表有车速里程表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等。仪表板中最常用的是车速里程表，目前很多轿车仪表已经使用电子车速表，它通过变速器上的速度传感器获取信号，通过脉冲频率的变化使指针偏转或者显示数字。随着汽车电子半导体技术的发展，多功能、高精度、高灵敏度、读数直观的电子数字显示及图像显示的仪表已不断应用于汽车。汽车仪表的功能已不仅仅是单纯的显示，而是通过对汽车各部件参数的监测和计算机处理相配套，从而达到控制汽车各种运行工况的目的。因而电子式里程表的广泛应用将会很大的提高中国的汽车电子技术水平。

电动自行车速度 里程表

https://www.wendangku.net/doc/066856620.html,/p-00292965611.html 基于单片机与光电传感器的电动自行车速度与里程表的设 计 从保护环境和经济条件许可等因素综合来看，电动自行车目前乃至今后都有着广阔的发展空间。目前市面上电动自行车的速度表和里程表都是机械的，看起来不够直观与方便。如果能用LED直接显示出来里程数或速度值，就可节省用户的时间及精力处理自行车行进过程中的突发事件。 本文介绍的速度与里程表设计以单片机和光电传感器为核心。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用LED模块进行显示，使得电动自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。 系统概述 本系统由信号预处理电路、单片机AT89C2051、系统化LED显示模块、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。对待测信号进行放大的目的是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相连的TTL信号；通过单片机的设置可使内部定时器T1对脉冲输入引脚T0进行控制，这样能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数；设计中速度显示采用LED模块，通过速度换算得来的里程数采用I2C总线并通过E2PROM来存储，既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。 系统的原理框图如图1所示。

图1 系统的原理框图 工作原理 该设计能实时地将所测的速度与累计里程数显示出来，主要是将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率（传感器将不同车速转变成不同频率的脉冲信号）实时地测量出来，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LED显示模块交替显示所测速度与里程。本设计的里程数的算法是一种大概的算法（假设在一定时间内自行车是匀速行进，平均速度与时间的乘积即为里程数）。 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。在计算里程时取了自行车的理想状态。实际中，误差控制在几米之内，相对于整个里程来说不是很大。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，还应尽量保证其他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6位显示，并包含两个小数位。 系统的硬件设计 1.脉冲发生源 本设计采用了ST1101红外光电传感器，进行非接触式检测。当有物体挡在红外光电发光二极管和高灵敏度的光电晶体管之间时，传感器将会输出一个低电平，而当没有物体挡在中间时则输出为高电平，从而形成一个脉冲。 该系统在自行车后轮的轴处保持着与轮子旋转切面平行的方向延伸附加 一个铝盘，在这个铝盘的边沿处挖出若干个圆形过孔，把传感器的检测部分放在圆孔的圆心位置。每当铝盘随着后轮旋转的时候，传感器将向外输出若干个脉冲。把这些脉冲通过一系列的波形整形成单片机可以识别的 TTL电平，即可算出轮子即时的转速。 铝盘的圆孔的个数决定了测量的精度，个数越多，精度越高。这样就可以

汽车车速、里程表的工作原理及速比的计算方法

汽车车速里程表的工作原理及速比的计算 车速里程表与水温表一起,成为汽车用组合仪表上最重要的两个仪表。车速里程表有机械式和电子式两种，右图所示为磁感应式车速里程表的结构简图，它由车速表和里程表两部份组成。 一、车速里程表的结构及工作原理 （一）机械式车速里程表 车速表主要由与主动轴固定在一起的U形永久磁铁、带有转轴与指针6的铝罩、罩壳、固定在车速里程表外壳上的刻度盘5等组成。主动轴由变速器或分动器传动蜗杆经软轴驱动。 不工作时，盘形弹簧4使指针6处于刻度盘的零位。当汽车行驶时，变速箱上蜗轮组件中的蜗杆带动里程表软轴旋转，再由软轴带动主动轴旋转，从而使主动轴上的永久磁铁1跟着旋转。由于蜗杆与软轴及车速里程表主动轴紧密连接在一起，它们的转速相同。永久磁铁的磁力线在铝罩上产生涡流，涡流产生的磁场与旋转的永久磁铁磁场相互作用产生转矩，使铝罩克服盘形弹簧的弹力向永久磁铁1旋转的方向旋转，直至与盘形弹簧弹力相平衡。车速越高，永久磁铁1旋转越快，转矩越大，使铝罩2带动指针6偏转的角度越大，车速的指示值越高。 里程表由蜗轮蜗杆机构和数字轮组成。汽车行驶时，主动轴经3对蜗轮蜗杆驱动里程表最右边的第一数字轮，使第一数字轮上和数字显示1/10Km。从第一数字轮向左，每两个相邻的数字轮之间,又通过本身的内齿和进位数字轮传动齿轮，形成1：10的传动比。当第一数字轮转动一周，由9转到0时，由内传动齿拔动左侧第二个数字轮转动1/10圈，形成1Km数递增；当第二数字轮转动一周，由9转到0时，其左侧第三个数字轮转动1/10，以10Km数递增。其余数字轮由低位到高位的显示，计数方式均依次类推，即可显示汽车行驶里程数。 （二）电子式车速里程表 车速表由车速传感器（安装在车轮上变速箱蜗轮组件的蜗杆上，有光电耦合式和磁电式）、微机处理系统和显示器组成。由传感器传来的光电脉冲或磁电脉冲信号，经仪表内部的微机处理后，可在显示屏上显示车速。里程表则根据车速以及累计运行时间，由微机处理计算并显示里程。 二、组合仪表速比的计算方法 （一）速比的定义 对机械式或传感器安装在变速器上的蜗轮组件的车速表来说，所指示车速与变速器蜗杆的转速之比即为速比。例如，车速表上的读数为60Km/h之时, 变速器蜗杆的转速为36000r/h，则仪表速比为60：3600=1：600。也就是说，当车速表上的读数显示为1Km/h之时，变速箱蜗杆的转速必须为600 r/h。 （二）求组合仪表的理论速比 理想状态下，即车速表上显示的读数与实测速度相等的情况下，所计算出来的速比称为理论速比， 其计算公式为K=1：［（k1/k2）×1000/（2πR）］,K为理论速比，k1为后桥主减速比，k2为变速箱蜗轮组件的传动比，R为轮胎的滚动半径。以下举一个例子来说明如何计算组合仪表的理论速比： 某轿车相关参数为：后桥主减速比5.125，变速箱蜗轮组件的传动比（即蜗轮转速与蜗杆转速之间的比值）14/3，轮胎型号为165/70R13LT 8PR 90/88Q，查《汽车标准汇编第五卷转向车轮其它》中的 《GB/T2978-1997 轿车轮胎系列》得轮胎滚动半径为273mm=0.273m。K=1：［(k1/k2)×1000/(2πR)］=1：［（5.125/(14/3)）×1000/(2×3.14×0.273)］=1:640.6 ,该速比即为所求的理论速比。 （三）求组合仪表的实际速比 如果按照理论速比来设计组合仪表，车速表往往会出现速度超差的现象，导致实测速度V2大于车速表读