車用智能數字儀表系統(tǒng)的設計自動化102侯文標11

1、鄭州輕工業(yè)學院課 程 設 計 任 務 書題目 車用智能數字儀表系統(tǒng)的設計 專業(yè)、班級 自動化10-2班 學號 11 姓名 侯文標 主要內容、基本要求、主要參考資料等：主要內容：l 功能要求：可實現語音播報氣壓、油壓等情況，并在緊急情況發(fā)出報警信號的多功能、高精度、高靈敏度、讀數直觀的智能數字儀表。l 硬件要求：器件根據功能要求選擇以單片機為主控器，以氣壓、油壓、溫度、霍爾元件等傳感器為主要外圍元件，可視化的智能車用數字儀表系統(tǒng)。上述內容為基本要求，可按照自己的理解增加功能使之更完善?；疽螅簂 明確課程設計任務，復習與查閱有關資料。l 按要求對設計進行簡要說明，總體設計方案，設計電路，使用計

2、算機繪圖，畫出詳細的電路接線圖，列出元器件清單。電路圖要求工整、清楚、正確，并標明管腳。l 軟件編程必須有流程圖，程序必須加注釋，各程序段的開始要注明該段功能和作用。l 寫出體會和總結。要求使用B5打印稿或16開紙手寫，不少于5000字。格式遵照學校規(guī)定。 主要參考資料：l “單片機與控制技術” 楊寧主編，北京航空航天大學出版社。l “單片機應用程序設計技術” (修訂版) 周航慈主編，北京航空航天大學出版社。l “電子技術應用”、“電子設計應用”、“單片機與嵌入式系統(tǒng)應用”等期刊l （單片機和元器件資料）l www.ICBASE.com （元器件資料）l （電子產品世界）完 成 期 限： 20

3、14年1月8日 指導教師簽名： 課程負責人簽名： 摘要汽車儀表是駕駛員與汽車進行信息交流的重要接口界面，對汽車的安全與經濟行駛起著重要的作用，近年來，隨著汽車電子技術的不斷發(fā)展，汽車儀表板上顯示的信息不斷增加，傳統(tǒng)的機械指針式汽車組合儀表越來越無法滿足使用的需要，特別是計算機和通訊技術的廣泛應用，以嵌入式微處理器為核心的智能化數字式儀表將是汽車儀表發(fā)展的必然趨勢。本文介紹了汽車行駛過程中主要參數的測量原理，針對我國目前微型車及農車普遍使用的機械式儀表現狀，尋求一種低成本、高可靠性、采用以嵌入式微處理器為核心的智能數字式汽車組合儀表解決方案，不僅能很好地克服了機械式儀表的無法回避的缺點，而且具有

4、外形美觀、結構簡潔、體積小、實時性好、功能擴展方便等優(yōu)點。關鍵詞 微處理器 汽車儀表 車用數字儀表目錄第1章 引言11.1 課題的背景和意義11.2 本課題研究內容2第2章 總體方案設計32.1 方案一32.2 方案二42.3 方案論證及確定5第3章 車用數字儀表系統(tǒng)的硬件設計63.1 單片機最小系統(tǒng)63.1.1 STM32F103RBT6芯片功能簡介63.2 信號檢測及處理電路的硬件設計8 溫度傳感器DS18B20及其硬件接口電路設計8 測速傳感器及其他模擬傳感器103.3 液晶顯示模塊12 液晶顯示模塊okia5110簡介123.4 電源電路硬件電路設計12第4章 軟件設計134.1 開發(fā)

5、語言簡介134.2 汽車數字儀表系統(tǒng)主控程序結構144.3 顯示流程圖15第5章 全文總結16參考文獻18致 謝19附錄1 車用智能數字儀表原理圖20附錄2 車用智能數字儀表程序21第1章 引言1.1 課題的背景和意義由于汽車排放、節(jié)能、安全和舒適性等使用性能不斷提高，使得汽車電子控制程度也越來越高。汽車電子控制裝置必須迅速、準確地處理各種信息，并通過電子儀表顯示出來，使駕駛員通過視覺與聽覺獲取道路和交通狀況等車外信息的同時，也可獲得汽車本身的有關信息，以便做出可行的判斷， 正確駕駛汽車。因此，儀表便是駕駛員通過視覺了解汽車狀態(tài)的必備部件之一。目前，汽車儀表正向“綜合信息系統(tǒng)”的方向發(fā)展，其功

6、能將不局限于現在的車速、里程、發(fā)動機轉速、油量、水溫、方向燈指示，還可能增添一些功能，比如帶ECU的智能化汽車儀表，能指示安全系統(tǒng)運行狀態(tài)，如輪胎氣壓、制動裝置、安全氣囊等，這對汽車儀表技術提出了更高要求?，F代汽車正逐步采用ABS、ASR、安全氣囊、發(fā)動機電控噴射技術等，各種信息數據的處理正在不斷增加，對所需各項行駛信息的精度和信息種類也提出了更高要求，這就需要開發(fā)與汽車儀表同步匹配的、以各種新型材料制成的高技術、高精度和高靈敏度傳感器，并實現傳感器與汽車儀表同時規(guī)模經濟生產和產品配套系列化。目前汽車儀表有兩種技術，一是傳統(tǒng)的模擬顯示，目前在中國市場上應用份額還較大，但大多數用在前期引進的車型

7、或貨車、微型車上等；二是數字式儀表，數字式儀表采用步進電機結構形式，所有傳感器的模擬或數字信號全部轉化成驅動步進電機的數字信號，由中央處理器CPU處理完后，將驅動信號輸送到各自的步進電機式指示儀表并使之工作，這種用全數字技術驅動的指示儀表精度高、統(tǒng)一機芯結構成本低。1.2 本課題研究內容本課題研究內容是基于STM32F103單片機的車用數字儀表設計與實現，車輛儀表是駕駛員與汽車進行信息交流的重要接口和界面，是車輛安全行駛的重要保證。隨著電子技術的廣泛應用，傳統(tǒng)汽車儀表逐漸被微處理器為核心的電子控制數字儀表取代已成為必然趨勢。然而，目前國內車輛儀表數字化水平還不高，絕大部分儀表還是模擬式的，而大

8、多數模擬儀表表頭的體積較大、數量多，使得顯示系統(tǒng)擁擠不堪，影響美觀；另外一些模擬儀表故障率高，增加了用戶的經濟負擔，減小了車輛行使的安全系數。為克服這些缺點，文中提出用單片機、模/數轉換器件及數字式溫度傳感器DS18B20，霍爾傳感器等對其進行技術改進，設計并實現了新型全數字儀表系統(tǒng)，該儀表系統(tǒng)有顯示直觀準確、靈敏度高、使用壽命長、靈巧美觀、成本低等優(yōu)點。題目來源于工程生產，指導教師對設計系統(tǒng)的方案、軟、硬件結構等具備一定的實際經驗和技術基礎，學生對相關基礎理論的掌握也已具備，在現有實驗條件下，通過模擬方式，能夠實現系統(tǒng)要求的基本功能。設計條件及相關技術資料已準備就緒。通過對基于STM32單片

9、機的車用數字儀表設計要求的分析，經切題資料查詢和調研工作，首先確定系統(tǒng)的總體設計方案，根據方案，采用單片機最小系統(tǒng)，顯示，經信號檢測，數據采集及處理等的硬件及軟件設計來完成。其研究內容如下：（1）設計控制系統(tǒng)的總體方案，畫出整個系統(tǒng)的原理框圖；（2）系統(tǒng)硬件設計：包括CPU型號的選擇、檢測電路的設計、電源電路等；（3）系統(tǒng)軟件設計：要求設計系統(tǒng)的主程序流程圖及主要的子程序流程圖和相關軟件設計。第2章 總體方案設計本次設計主要是基于單片機控制的車用數字儀表，此儀表系統(tǒng)要求顯示直觀、準確，使用方便、可靠，具有信息語音播報、告警等特點，同時展現車用儀表系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢和廣闊開發(fā)空間。在第一章論述基

10、礎之上，本章主要論述車用數字儀表系統(tǒng)的兩種設計方案，并將這兩種設計方案進行對比論證分析，已確定本系統(tǒng)的最終設計方案。2.1 方案一方案一是CAN總線式全數字儀表系統(tǒng)。系統(tǒng)分為CAN通信模塊、數據處理模塊、數據顯示模塊等幾個部分。系統(tǒng)作為汽車CAN總線系統(tǒng)上的一個節(jié)點CAN總線網絡提取車速、發(fā)動機轉速、燃油量、冷卻水溫度及報警等各種脈沖、模擬量和開關信號， 以SM89516A微處理器為控制主體，對數據進行實時分析處理后，送至數據顯示模塊，采用數字式及動態(tài)模式LCD液晶顯示，既利用了現代電子技術的優(yōu)勢，使儀表具有多功能、智能和高精度的特點，又照顧到了駕駛員的使用習慣。與傳統(tǒng)車用儀表相比，方案一具有

11、以下優(yōu)點：（1）基本設計規(guī)范要求具有高位速率，高抗電磁干擾性，而且能夠檢測出產生的任何錯誤。（2）大大減少了車身布線，并且具有反應快，可靠度高的特性，同時具有較好的擴展性，是汽車儀表數字化智能化的必然發(fā)展趨勢。（3）基于信息技術的車輛運行管理系統(tǒng)，有利于更好地消除行車中的安全隱患，可以提高行駛的舒適性。（4）增大了儀表顯示的信息量，還便于擴充其他功能，滿足了汽車新技術包括汽車電子技術迅速發(fā)展的需求?；贑AN總線式全數字汽車儀表，其系統(tǒng)原理框圖見圖2-1。圖2-1 方案一系統(tǒng)框圖2.2 方案二方案二是單片機控制的車用儀表系統(tǒng)，該系統(tǒng)是針對目前廣泛使用的電子式車用儀表機心存在多方面不足，在其工作

12、原理上做出的技術創(chuàng)新，即徹底放棄了普通電子式車用儀表機心 “ 動磁式”或 “ 動圈式”形式，靠電磁轉矩驅動指針的工作原理。其系框圖見圖2-2。從方案二框圖可見，其主要組成包含以下幾個部分：信息檢測模塊，語音模塊，液晶顯示模塊,單片機最小系統(tǒng)模塊等。該車用智能儀表與普通電子式車用儀表相比，其技術性能有質的提高，主要體現在方面。（1）指示精度遠遠高于現行國家標準。（2）重復性好，分度均勻。（3）響應速度快、無抖動。（4）產品品質的穩(wěn)定性和可靠性有根本保證。（5）適用范圍廣，基本上能滿足所有車型。圖2-2 車用數字儀表系統(tǒng)機構框圖2.3 方案論證及確定如果采用方案一，通過資料查詢得知,利用CAN總線

13、構建的車用數字儀表，需要解決的關鍵技術問題有以下幾個方面：（1）整車的系統(tǒng)設計以及總線通信協(xié)議比較復雜，硬件上的要求比較高，需要有強大的數據處理能力，而且系統(tǒng)成本比較高。（2）總線傳輸信息的速率、容量、優(yōu)先等級、節(jié)點容量等技術問題。（3）高電磁干擾環(huán)境下的可靠數據傳輸 。（4）確定最大傳輸時的延時大小及實時控制網絡的時間特性。（5）安裝與維護中的布線 。（6）網絡節(jié)點的增加與軟硬件更新(可擴展性)。經分析，由于本設計面向的是大眾化的傳統(tǒng)汽車，成本成為器件選用的最重要標準。盡管方案一具備許多方案二沒有的特點，但是由于其技術還不十分成熟以及存在的技術瓶頸。還有其昂貴的價格，使其僅在一些中高檔轎車得

14、到應用。而單片機控制的車用數字儀表其卓越的性能價格比已引起我國車用儀表界的廣泛關注。與此同時，采用基于單片機控制的車用數字儀表，可以避免出現上述問題，這種基于單片機技術設計、制造的汽車儀表，具有集成度高、功能強、體積小、速度快、存儲量大、指令豐富、抗干擾性強、通用性好、推廣范圍大、工作可靠、指示準確、易于匹配、使用壽命長、標準化系數高等一系列優(yōu)勢和特點，完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車儀表?；诖?，本系統(tǒng)中采用方案二作為本系統(tǒng)的最終總體設計方案。第3章 車用數字儀表系統(tǒng)的硬件設計3.1 單片機最小系統(tǒng)單片機作為微型計算機的一個重要分支，應用面很廣，發(fā)展很快。目前主要有： AT系列單片機、STC系列單片機、

15、STM32系列單片機。本系統(tǒng)采用的是STM32F103RBT6單片機，由于STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM Cortex-M3內核。STM32F103RBT6內部有FLASH程序存貯器，既可用常規(guī)的編程器編程，也可在線使之處于編程狀態(tài)對其編程。變成編程速度快，擦除時也無需紫外線，非常方便。 STM32F103RBT6芯片功能簡介STM32F103單片機使用的是ARM為要求性能高、成本低、功耗低的嵌入式應用專門設計的32位的ARMCortex-M3內核。時鐘頻率72MHz時，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場上功耗最低的產品。STM3

16、2F103擁有可達128KB的嵌入式閃存、20kB的SRAM和十分豐富的外設：兩個1s的12位ADC,一個全速USB（OTG）接口，一個CAN接口，三個4M/S的UART,兩個18M/S的SPI,兩個I2C等。內部還集成了復位電路、低電壓檢測、調壓器、精確的RC振蕩器等，大大方便了用戶的開發(fā)。該系列單片機不僅功能強大而且功耗相當低，在72MHz時消耗36mA（所有外設處于狀態(tài)），相當于0.5mA/MHz,待機時下降到2A,是32位市場上功耗最低的產品。綜上STM32F103系列單片機的性能完全可以滿足車用數字儀表系統(tǒng)的所有控制需要，內置A/D可以用于模擬傳感器的信號采集，豐富的I/O接口可以用

17、于與5110液晶屏模塊的通信，并且其本身自帶CAN控制器可以作為與外界通信接口，用STM32F103做主控制器可以減少使用器件從而簡化整體電路。圖3-1 STM32F103RBT6最小系統(tǒng)3.2 信號檢測及處理電路的硬件設計 溫度傳感器DS18B20及其硬件接口電路設計一、溫度傳感器DS18B20簡介DS18B20是DALLAS公司生產的一線式數字溫度傳感器，具有3引腳TO92小體積封裝形式；溫度測量范圍為55125,可編程為9位12位A/D轉換精度，測溫分辨率可達0.0625，被測溫度用符號擴展的16位數字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠端引入，也可采用寄生電源方式產生；多個DS18B20

18、可以并聯到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點使DS18B20非常適用于遠距離多點溫度檢測系統(tǒng)。主要特點有:1、用戶可自設定非易失性的報警上下限溫度值。2 、需要外部組件,能測量-55+125范圍內的溫度。3 、-10+85范圍內的測溫準確度為0.5。4 、通過編程可實現912位的數字讀數方式,可在至多750ms內將溫度轉換成12b的數字,測溫分辨率可達010625。5 、獨特的單總線接口方式,與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現與微處理器雙向通訊。溫度傳感器技術指標（1）獨特的單線接口方式：DS18B

19、20與微處理器連接時僅需要一條線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊。（2）可用數據線供電，電壓范圍：+3.0+5.5V。（3）測溫范圍：-55+125,在-10+85范圍內,精度為0.5固有測溫分辨率為0.5。（4）通過編程可實現912位的數字讀數方式。（5）用戶可自設定非易失性的報警上下限值。（6）支持多點組網功能，多個DS18B20可以并聯在惟一的三線上，實現多點測溫。（7）負壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。DS18B20的內部結構DS18B20內部功能模塊,主要由4部分組成:64位光刻ROM、溫度傳感器、非易失性的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存

20、器。ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的,他可以看作是該DS18B20的地址序列碼,每個DS18B20的64位序列號均不相同。高低溫報警觸發(fā)器TH和TL ,配置寄存器均由一個字節(jié)的E2PROM組成,使用一個存儲器功能命令可對TH,TL或配置寄存器寫入。配置寄存器中R1,R0決定溫度轉換的精度位數:R1R0=“00”,9 位精度,最大轉換時間為93175ms;R1R0=“01”,10位精度,最大轉換時間為18715ms;R1R0=“10”,11位精度,最大轉換時間為375ms;R1R0=“11”,12位精度,最大轉換時間為750ms;未編程時默認為12位精度。DS18B20溫度傳感器的內部存

21、儲器包括一個高速暫2存RAM和一個非易失性的可電擦除ERAM ,后者存放高溫和低溫觸發(fā)器TH,TL和結構寄存器。暫存存儲器包含了8個連續(xù)字節(jié),前兩個字節(jié)是測得的溫度信息,第1個字節(jié)的內容是溫度的低8位,第2個字節(jié)是溫度的高8位。第3個和第4個字節(jié)是TH,TL的易失性拷貝,第5個字節(jié)是結構寄存器的易失性拷貝,這3個字節(jié)的內在每一次上電復位時被刷新。第6、7、8個字節(jié)用于內部計算。第9個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié),校驗前面所有8個字節(jié)的CRC碼,可用來保證通信正確。二、DS18B20與單片機的硬件接口設計DS18B20與STM32F103RBT6的接口電路圖如圖3-2所示，其中DS18B20工作在外部電源

22、供電方式，單片機STM32F103RBT6采用PA7和DS18B20通信。通過預先對DS18B20可編程溫度傳感器的編程,完成轉換位數,精度,高、低溫報警觸發(fā)器TH , TL的溫度設置。進入測溫模式后,DS18B20可編程溫度傳感器將所測的溫度值直接轉換成數字量,通過其獨有的單總線協(xié)議,實現與單片機的數據傳輸,完成數據采集，再結合軟件及相應外圍電路進行實時監(jiān)控。圖3-2 DS18B20與單片機接口電路3.2.2 測速傳感器及其他模擬傳感器一、測速傳感器簡介二、 基于速度傳感器的車速計算過程（1）測量車速脈沖周期本設計中使用定時器2通道的捕獲功能來檢測車速脈沖（下降沿有效）.將連續(xù)兩次的捕獲到的

23、定時器計時值相減，便可以獲取一個完整脈沖的計時時間（周期）。為了加快中斷進程，避免中斷占用系統(tǒng)太多時間，在中斷程序只是先將兩次捕獲的值分別保存，并通過標志位（收到新車速脈沖標志）去通知后臺程序進行處理。（2）根據脈沖周期求車速測量到輸入的脈沖周期后，就可以根據下面兩個公式計算即時車速。= （1-1）車速（km/h）=脈沖頻率 （1-2）實際上：為了提高后面計算的精度，系統(tǒng)車速的表示值為實際車速的8倍。也就是說在計算車速時還要乘以放大倍數（8）。因此，公式（1-2）演變成（1-3）。 車速（km/h）=放大倍數脈沖頻率 (1-3)將公式（1-1）和（1-3）合并后推到出公式（1-4）。車速（km

24、/h）=放大倍數 (1-4)在（1-4）中：總線頻率=2457600Hz；分頻因子=16；每小時秒數=3600s；放大倍數=8.把這些參數代入公式，最后推導出下面簡單的公式（1-5）。車速（km/h）= (1-5)氣壓、油壓、油量等參數的測量采用模擬傳感器，其輸出的模擬信號通過STM32單片機模數轉換后經過相應軟件處理后輸出。其與單片機的接口電路如圖3-3所示。圖3-3 各模擬傳感器與單片機的接口電路3.3 液晶顯示模塊3.3.1 液晶顯示模塊okia5110簡介該車用數字儀表系統(tǒng)使用okia5110作為顯示模塊，okia5110具有以下特點：1.采用串行接口與主處理器進行通信，接口信號線數量

25、大幅度減少，包括電源和地在內的信號線僅有9 條。支持多種串行通信協(xié)議（如AVR 單片機的SPI、MCS51 的串口模式等），傳輸速率高達4Mbps，可全速寫入顯示數據，無等待時間。2.可通過導電膠連接模塊與印制版，而不用連接電纜，用模塊上的金屬鉤可將模塊固定到印制板上，因而非常便于安裝和更換。3.LCD 控制器驅動器芯片已綁定到LCD 晶片上，模塊的體積很小。4.采用低電壓供電，正常顯示時的工作電流在200A 以下，且具有掉電模式。液晶模塊與單片機的接口電路如圖3-4所示。圖3-4 okia與單片機的接口電路3.4 電源電路硬件電路設計汽車蓄電池提供12V左右的電源，而該儀表板需要兩路電源:+

26、5V和+3.3V電源。+3.3V電源用于給STM32F103RBT6單片機等供電，+5V蜂鳴器等供電?？紤]到成本和易購性，我們選用7805和REG1117芯片作為電源轉換芯片。如圖3-5所示。圖3-5 電源模塊第4章 軟件設計本章節(jié)在上一章介紹硬件基礎上設計了汽車智能數字儀表系統(tǒng)的軟件部分。這一章主要介紹了程序的整體構架以及主程序流程圖等。4.1 開發(fā)語言簡介在開發(fā)一個單片機應用系統(tǒng)時，系統(tǒng)程序的編寫效率在很大程度上決定了目標系統(tǒng)的研制成效。早期在研制單片機應用系統(tǒng)時，大多以匯編語言作為軟件工具。但由于匯編語言不是一種結構化語言，匯編語言程序較難編寫和調試，程序本身的編寫效率較低。隨著單片機硬

27、件性能的提高，其工作速度越來越快。因此在編寫單片機應用系統(tǒng)程序時，更著重于程序本身的編寫效率。為了適應這種要求，現在的單片機開發(fā)系統(tǒng)，除了配備有匯編語言軟件之外，很多還配備了高級語言軟件C51語言。4.2 汽車數字儀表系統(tǒng)主控程序結構主程序包括兩部分，一部分為初始化段，另一部分為循環(huán)主體段。在主程序循環(huán)體中，并不是直接執(zhí)行程序，而是去調用一個個任務模塊。每個任務都是一個子函數，這些任務的調度機制為輪循機制。即：子函數功能的執(zhí)行與否取決于其條件標志是否滿足。比如：當某個子函數被主程序調用時，會先判斷其執(zhí)行條件是否成立（標志位是否有效），如果有效就執(zhí)行實際功能語句，否則不執(zhí)行任何動作直接返回。為了

28、避免各個任務為了搶占系統(tǒng)時鐘資源，造成時間沖突，采取以下一些措施：（1）根據任務的輕重緩急分別予以不同的時間調度，比如LCD顯示屏刷新處理只需要500ms調用一次即可；實用性較高的任務如里程更新刷新則每循環(huán)一次都要調用一次。（2）對于實時性要求更高的任務，采用這種主程序輪循方式往往還是顯示的不夠及時。那么就干脆放在中斷函數中去執(zhí)行。不過，為了不影響后臺程序執(zhí)行，中斷程序必須簡練，能不再中斷中做的事情就不要在中斷程序中做。對于實時性不是很強的功能，可以先在中斷中設置標志，然后讓后臺程序根據標志再去執(zhí)行具體功能。有關時間調度程序的流程圖，見圖4-1:系統(tǒng)主程序流程圖如下，見圖4-2:圖 4-1 1

29、ms定時處理程序流程圖圖4-2 系統(tǒng)主程序流程圖4.3 顯示流程圖程序中每10ms執(zhí)行一次顯示處理子程序，在該程序中先查詢“顯示更新使能標志”。如果該標志為“0”，則說明不需要更行顯示，直接退出子程序；如果該標志為“1”時，則先對顯緩區(qū)進行刷新，再將刷新后的顯緩區(qū)內容復制到LCD模塊的專用RAM區(qū)中去。這個“顯示更新使能標志”是由其他子程序根據實際情況進行設置的。顯示流程圖，見圖4-3：圖4-3顯示流程圖第5章 全文總結本文的主要是數字車用儀表系統(tǒng)的設計。針對實時顯示汽車車速、發(fā)動機溫度、燃油油量等項目的要求，本文通過各類傳感器對汽車車輪轉速，發(fā)動機溫度和油量進行檢測，在檢測中需要不間斷地測量

30、車輪的速度，從而確定了整個儀表系統(tǒng)的顯示參量，根據需顯示的參量和顯示的實時性要求設計了硬件系統(tǒng)，介紹了各個部分的工作原理，最后根據檢測項目和功能的要求設計了軟件。軟件的可靠性設計主要從數字濾波的角度進行討論，介紹了幾種比較常用的軟件濾波技術，最后是現場實驗部分。根據測量數據證明軟、件設計是正確的，抗干擾措施是有力的，數字濾波的方法是有效的，達到了國標的要求。歸納起來，本文的工作如下：一、對數字車用儀表系統(tǒng)的關鍵技術、發(fā)展和研究進行了綜述，指出了數字車用儀表技術對未來汽車工業(yè)發(fā)展的重要性。對數字車用儀表系統(tǒng)進行了概述，根據要求確定了技術參數。二、完成了數字車用儀表系統(tǒng)的軟、硬件設計。1、通過車用

31、數字儀表系統(tǒng)的總體方案的研究，提出基于單片機控制的車用數字儀表系統(tǒng)的總體方案，并采用高性能信號調理電路組成信號傳輸系統(tǒng)，提高了信號傳輸通道的穩(wěn)定性和抗干擾能力。2、利用現在流行的針對單片機的高級語言C51語言設計了軟件。這種語言使軟件的開發(fā)效率大大提高，而且能夠支持浮點數運算，使一些復雜的算法能在單片機系統(tǒng)中很方便的實現?？傊?，本文設計的車用數字儀表系統(tǒng)具有精度高、可靠性好、實時性好等優(yōu)點。 隨著電子技術的廣泛應用，車用儀表顯示屏的液晶化必將成為一種發(fā)展趨勢。文中通過采用STM32單片機、新型傳感器和液晶顯示等對車用儀表系統(tǒng)進行整體性改進設計，使新型數字儀表系統(tǒng)顯示功能更強大、可靠性更高、使用

32、更便捷; 同時，也為今后車用儀表顯示系統(tǒng)擴充顯示和控制的信息種類，進一步豐富其綜合信息顯示內容，打開了廣闊的空間。參考文獻1 楊忠敏. 現代汽車儀表及其發(fā)展趨勢J.汽車情報,2003,(18):20-22,24.2 張武 ,顧凱.基于51單片機的車用數字儀表的設計與實現.今日電子,2005,(01)3 宋漢沖.我國汽車儀表工業(yè)現狀與發(fā)展前景分析J.中國儀器儀表,1995,(1):9-10.4 趙國軍,計時鳴.一種具有行車工況記憶功能的智能汽車儀表J.中國儀器1996,22-25.5 劉浩,王向周.基于MB90F428的汽車儀表的設計J.世界電子元件,2006,(1):46-49.6 黃正權.

33、單片機技術的汽車儀表J. 汽車與配件,2002,(2):157 張毅剛,彭喜源,譚曉昀等.MCS-51 單片機應用設計M.哈爾濱工業(yè)大學出版社.19978 張培仁,孫占輝,張村峰等.MCS-51單片機原理及應用M.清華大學出版社.20029 張煜 ,舒華 ,董素榮 ,劉金華.粗識車用傳感器.汽車運用,2002,(02)10 劉迎春,葉湘賓.現代新型傳感器原理與應用.國防工業(yè)出版社.199811 徐愛鈞.智能化測量控制儀表原理與設計.北京航空工業(yè)大學出版社.200312 張毅剛,彭喜元,董繼成.單片機原理及應用.高等教育出版社:200613 張俊.匠人手記.北京航空航天大學出版社.200814

34、邵貝貝.單片機系統(tǒng)可靠性技術及發(fā)展.電子產品世界,1998,8:20-2115 陳粵初等.單片機應用系統(tǒng)設計與實踐. 北京航空工業(yè)大學出版社.1991致 謝經過幾個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，作為一個本科生的課程設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。本論文是在導師的悉心指導下完成的。導師淵博的專業(yè)知識，嚴謹的治學態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅使我樹立了遠大的學術目標、掌握了基本的研究方法，還使我明

35、白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血。在此，謹向導師表示崇高的敬意和衷心的感謝！本論文的順利完成，還要感謝大學近4年來所有的老師，為我們打下專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。謝謝各位老師、同學和朋友的關心、支持和幫助。最后感謝我的母校四年來對我的大力栽培。附錄1 車用智能數字儀表原理圖附錄2 車用智能數字儀表程序主程序：#include stm32f10x.h#include hardware.h/#include usart.h#include 5110.h#include SysTi

36、ckDelay.h/#include RTC.h#include adc.h#include common.h#include key.h#include DA5616.h#include pwm.h#include ds18b20.h/*函數以及變量聲明*/void GPIO_Configuration(void);/*函數名稱: main功能描述: 主函數入口*/int main(void)SystemInit(); /配置系統(tǒng)時鐘72M(包括clock, PLL and Flash configuration)SysTick_Initaize();/滴答定時器初始化GPIO_Config

37、uration();/ 引腳配置LCD_init(); /初始化LCD模塊 LCD_clear(); /清屏幕adc_Init();/ad初始化DA_Config();PWM_Configuration();/pwm初始化DS18B20_Init();/DS18B20初始化/while(DS18B20_Init()/初始化DS18B20,兼檢測18B20/LCD_write_String(0,0,DS18B20 Check Failed!);/delay_ms(500); /LCD_write_String(0,1,Please Check!);/delay_ms(500);/LCD_writ

38、e_String(0,0,DS18B20 Check Ready!);/GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 );/if(BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)/檢測是不是第一次配置RTC,是的話寫入日期/ RTC_Configuration(); /實時時鐘配置/RTC_Set(2013,8,24,10,18,0); /設置年月日時分秒/ BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5); /LCD_writ

39、e_String(0,2,Ch8_D=);LCD_write_String(0,3,Ch8_A= V);LCD_write_String(0,4, vref= );LCD_write_String(0,5, Temp: );/LCD_write_String(0,0, . . );/LCD_write_String(0,1,Time: : : );while (1) key_scan(); /獨立按鍵掃描display_adc(); /顯示AD轉換值函數SUPER_LCD_PrintValueI(42,4,vref,4); /顯示通道1的數字量 /display_riqi(); /顯示日期函數Write_DA(0,vref); /寫DA值到TLV5616TIM_SetCompare1(TIM1,vref); /對應PA8displayTemp();/