智能車速里程表
汽車儀表是汽車與駕駛員進行信息交流的窗口，也是汽車高尖技術的主要部分。傳統的汽車轉速里程表一般采用軟軸驅動，其主要功能有兩個：一是用指針指示汽車行駛的實時車速，二是用機械計數器記錄汽車行駛的累計里程。隨著車速的不斷提高，用軟軸驅動的車速里程表因為軟軸在高速旋轉時，受鋼絲交變應力極限的限制容易斷裂，同時，軟軸布置過長會出現形變過大或運動遲滯等現象，而且，對于不同的車型，軟軸驅動的轉速里程表的安裝位置也會受到軟軸長度及彎曲度的限制。隨著現代汽車電子技術和計算機技術的飛速發展，基于高性能微控制器和液晶顯示器的電子儀表已經廣泛應用于汽車儀表領域。 1. 課題概述 本課題“車速里程表”的解決方案是基于ZY15MCU12BC2實驗平臺的相關功能模塊模擬車速里程表，系統工作原理如圖6-19所示。 圖6-19 車速里程表工作原理圖 圖中直流電機模擬汽車輪胎轉動，在ZY15MCU12BC2實驗平臺直流電機轉軸的轉盤邊沿固定了一塊永久磁鋼，并在轉盤附近安裝一個霍爾開關傳感器3020T，當直流電機轉動時，轉盤隨轉軸旋轉，磁鋼也跟著轉動，受磁鋼轉動產生的磁場影響，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，表明直流電機轉動一周，輸出的脈沖信號頻率和轉速成正比。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的轉速。可以用單片機的外部中斷引腳（ ）或（ ）采集脈沖信號，CKMOT輸出1個脈沖信號，在或引腳就會產生一次中斷請求，在中斷服務程序中設置軟件計數器計數中斷請求次數。 電機轉速計算:應用單片機內部定時器/計數器T0/T1定時1s，根據1s采集的軟件計數器的計數值計算出電機轉速n/s（轉/秒），再轉換為kg/h（公里/小時）。 車速與里程的速比是：車速里程表轉軸（軟軸）在汽車行駛一公里時所轉過的轉數。 本課題是模擬車速里程表，設定霍爾傳感器輸出8個脈沖代表轉軸轉一圈，以速比為 的車型為例，汽車行駛一公里則霍爾傳感器發出的脈沖數為 624，或者說每個脈沖代表了 公里的里程。在單片機內部RAM中設置里程緩沖區，累加里程數。當軟件計數值計滿4992時，表明汽車行駛了１公里，里程累計單元加一。 LED顯示器顯示當前車速和里程數，車速和里程數以十進制數顯示。可以在鍵盤中設置功能鍵：速度鍵、里程鍵，通過按鍵控制LED顯示器顯示內容。當車速超出最大值（最大車速由用戶自主定義），觸發發光二級管報警燈和揚聲器工作。 系統設置啟動/停止按鍵，系統啟動后LED顯示器即顯示啟動界面，系統啟動界面由用戶自行設置。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”。在系統工作的任意時刻，按下停止鍵，系統停止工作回到啟動界面。 DAC 0832完成直流電機調速功能。直流電機的轉速與施加于電機兩端的電壓有關，ZY15MCU12BC2實驗平臺直流電機驅動電路有D/A轉換和PWM兩種方式，通過實驗平臺上控制開關K8來選擇驅動方式：當K8撥向下時為D/A轉換方式，當K8撥向上時為PWM方式。兩種驅動方式都是通過三極管來驅動直流電機轉動的。在D/A轉換方式下，將DAC 0832輸出電流信號經過I/V轉換（采用741運放器實現）后，接在電機的電壓端，由單片機控制DAC 0832輸出的模擬電壓信號，從而控制直流電機的轉速。 2. 設計要求 （1）基本要求 本課題硬件部分要求根據系統工作原理圖繪制系統硬件電路圖，在實驗平臺上設計組成車速里程表系統，并調試自主設計、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。在調試程序時，要求整個系統工作正常、顯示正確、結果滿意，并希望同學能深入思考、精益求精，提出對課題的改進意見。 （2）附加要求 本系統DAC 0832調速功能作為系統功能的擴展，對于單片機掌握和運用能力較好的學生，可以考慮選擇。掌握實驗箱DAC 0832直流電機調速原理，并完成調速程序的設計、編寫和調試。另外，還可以增加LCD顯示模塊，由單片機驅動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動程序的設計、編寫和調試。
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