基于51单片机的车用数字仪表设计与实现

汽车

应用天地

基于基于5151单片机的车用数字仪表设计与实现单片机的车用数字仪表设计与实现

Making Vehicle Digital Instruments based on MCS 51 MCU

解放军理工大学通信工程学院　张武　顾凯

引言

车辆仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面，是车辆安全行驶的重要保证。随着电子技术的广泛应用，传统汽车仪表逐渐被微处理器为核心的电子控制数字仪表取代已成为必然趋势。然而，目前国内车辆仪表数字化水平还不高，绝大部分仪表还是模拟式数量多，使得显示系统拥挤不堪，影响美观；另外一些模拟仪表故障率高，增加了用户的经济负担，减小了车辆行使的安全系数。

为克服这些缺点，文中提出用５１单片机、模／数转换器件ＡＤＣ０８０９及霍尔开关及数字式温度传感器ＤＳ１８Ｂ２０等对其进行技术改进，设计并实现了新型全数字仪表系统，该仪表系统有显示直观

准确、灵敏度高、使用寿命长、灵巧美观、成本低等优点。１系统组成及工作原理

本系统功能由硬件和软件两大部份协调完成，硬件部分主要完成各种传感器信号的采集、转换，各种信息的显示等；软件主要完成信号的处理及控制功

其工作原理是８９Ｃ５１单片机依次查询各传感器的输出信号（气压、油压等模拟传感器输出的模拟信号需要经过ＡＤＣ０８０９进行模数转换）；　然后８９Ｃ５１对输入信号进行相应处理后通过显示模块４４７８０输出，同时还可输出各种告警信号。２硬件构成

该系统硬件主要包括以下几个模块：

８９Ｃ５１主控模块、传感器模块、ＡＤＣ０８０９模／数转换模块、４４７８０显示模块等。其中８９Ｃ５１主要完成外围硬件的控制以及一些运算功能，传感器完成信号的采样功能，ＡＤＣ０８０９完成将模拟信号转换成数字信号的功能，４４７８０显示模块完成字符、数字的显示功能。

２．１　　主控模块

系统采用ＡＴＭＥＬ公司生产的ＡＴ８９Ｃ５１单片机，它带有４ＫＢ闪速式存储器、１２８Ｂ内存，最大工作频率２４ＭＨｚ，同时，具有３２条输入输出线，１６位定时／计数器，５个中断源，１个串行口。

２．２　　温度传感器ＤＳ１８Ｂ２０ＤＳ１８Ｂ２０是Ｄａｌｌａｓ公司推出的单线数字式测温芯片，它能在现场采集温度数据，并将温度数据直接转换成数字量输出。ＤＳ１８Ｂ２０与ＡＴ８９Ｃ５１的接口电路图如图２所示，其中ＤＳ１８Ｂ２０工作在外部电源供电方式，单片机８９Ｃ５１采用Ｐ２．０和ＤＳ１８Ｂ２０通信。

的，而大多数模拟仪表表头的体积较大、能等。

图１　系统硬件结构

图２　　ＤＳ１８Ｂ２０与８９Ｃ５１的连接电路图

2