论文总字数：26057字

摘 要

如今,汽车已经与互联网络与信息技术相融合,汽车数字化仪表系统在其结构上错综复杂,让这种功能多元、结构简单、安全可靠的仪表系统已经成为现代汽车行业技术的研究和应用发展中的香饽饽。

本论文以 can 总线通信技术为基础设计和实现了一种新型汽车仪表系统。这种系统既具备了结构简单、传输速度快、可靠性好等优势,又解决了传统机、电、指针式测量仪器布线繁琐、可靠性较低、数据传输不稳定等诸多问题。

本文的主要工作内容如下:

1.根据各种仪表所需要执行的功能要求来进行整体结构硬件设计。硬件部分单片机设计的主要操作方法包括:选择板块式的模型,选择内部一个集成 can 控制器的 at89c51 为单片机,配合LCD16X2液晶显示器进行工作。根据要求选择的元件采用 ad 软件来完成本次测试中仪表系统主控电路和电路的设计,并画出PCB电路图及原理图。

2.进行了工业仪表检测系统的软件整体工程设计和仪表硬件整体工程,其中仪表硬件整体工程设计组成部分主要组成有仪表单片机、温度传感器、测速速度传感器、燃油传感器的选择及一些小系统的设计和小电路的设计原理。

3.对电路图进行仿真,对系统中的 can 总线测试及仪表作用的验证。通过仿真图像判别出该系统设定目标波形的正确性,从而达到所设定目标的功能。

关键词：汽车仪表；CAN总线；AT89C51单片机；LCD16X2液晶显示器

Abstract

At present, the automobile has entered the intelligent era of combining network and digital, and the structure of automobile instrumentation system is becoming more and more complex, which makes the multi-functional, simple structure, safe and reliable instrument system become one of the hot spots in the development and research of automobile industry technology.

Based on CAN bus communication technology, a new automotive instrumentation system is designed and implemented. The system has the characteristics of simple wiring structure, fast transmission speed and strong reliability, which overcome the problems of traditional mechanical and electrical, pointer instrument wiring complexity, low reliability and poor data transmission stability.

The main work of this paper is as follows:

1. According to the functional needs of the instrument needs to achieve the overall structure of the hardware design. The main work of hardware design includes: selecting the plate model, selecting the AT89C51 integrated CAN controller as a microcontroller, and working with lcd LCD16X2 liquid crystal display. According to the selected device, AD software is used to complete the main circuit and circuit design of the instrument system, and draw PCB circuit diagram and schematic.

2. The overall design and hardware design of the instrumentation system, the hardware design part includes the microcontroller, temperature sensor, speed measurement sensor, fuel sensor selection and some small system design and small circuit design principles.

3. The circuit is simulated by AD software, and the system is tested by CAN bus and the instrument function is verified. Through the correctness of the waveform discrimination system of the simulation diagram, the target function of the set is realized.

Keywords: automotive instrumentation, CAN bus, AT89C51 microcontroller, LCD16X2 LCD

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 国内外相关领域的研究背景 1

1.2 课题来源W和研究意义 3

1.3 本课题研究内容 7

第二章 仪表系统总体设计 8

2.1 CAN总线系统理论基础 8

2.2 汽车仪表系统设计方案的选择 8

2.3 系统部件的选择 9

2.3.1单片机的选择及特性 9

2.3.2温度传感器的选择 10

2.3.3测速传感器的选择 12

2.4 燃油传感器的选择 13

第三章 仪表系统硬件设计 15

3.1 小系统的设计 15

3.1.1程序存储器 15

3.1.2数据存储器 15

3.1.3看门狗定时器 16

3.2 小系统电路 16

3.2.1上电自动复位电路 16

3.2.2按键手动复位电路 17

第四章 仪表系统软件设计 18

4.1 开发语言简介 18

4.2 汽车数字仪表系统主控程序结构 18

4.3 温度计算程序流程图 19

4.4 车速计算流程图 19

4.5 显示流程图 20

第五章 系统仿真 21

第六章 总结 22

致谢 23

参考文献 24

附录 25

第一章 绪论

1.1 国内外相关领域的研究背景

由于智能汽车的低排放、节能、安全和舒适性等综合使用性能不断得到提高,使得智能汽车中的电子安全控制应用程度也越来越高。汽车上的各种电子信息控制处理设备必须迅速、准确地快速收集和处理各种控制信息,并通过车内的电子仪表显示出来,使得驾驶员可以通过车内的视觉与车外听觉具有获得车外道路和车内交通状况等与车外有关信息的需要同时,也因为这样可直接地获得与电动汽车本身的一些信息及有关的车外信息,以便于正确地做出可行的驾驶判断,正确地使用电动汽车驾驶。因此,仪表系统本身便是驾驶员通过自己的汽车视觉系统来了解自己的汽车运行状况所需要保持的必须组成部分之一。目前,汽车安全控制仪表正朝"综合信息系统"的应用和发展战略方向不断推进,其主要的功能将不仅仅是局限于现在显示车速、里程、引擎涡轮转速、燃油容量、水温、方向灯等等的指示,还将尽可能多地同时加入一些创新性的功能,比如搭载一台带有智能 ecu 的一款电动汽车安全控制仪,它们将实时显示安全控制系统正常工作时的各种状态,例如显示轮胎的气压、制动保护器和装置、安全气囊等,这对未来我国汽车安全控制仪表产品行业技术的发展提出了更高级别的要求。如下图所示：

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