摘 要

近年来，随着石油等资源的日益匮乏，能源短缺和环境污染早已成为当前人类所面临的两大严峻问题，电动汽车的最新发展，特别是电池电动汽车（纯电动汽车），对这两个问题提供了一种的很有前途的解决方案。在驾驶过程中，电动车生产几乎零污染物排放，成为了汽车大家族的后起之秀。在中国各大景区内，电动游览车以其安全性较高、无污染、噪音较低等优点开始流行起来，从保护环境及经济条件等多方面来看，电动游览车在未来还有很大的发展空间。本文以电动游览车为研究背景，设计了基于AVR单片机的数字化仪表，能对电动车的驾驶信息、运行状况和重要部件（如电机、电池组等）的性能进行监测和显示，为电动车的驾驶服务。

汽车仪表是各类汽车必不可少的装置，是驾驶人与汽车进行人机交互的桥梁,早期的汽车仪表是机械式的，用指针显示，由于仪表精度低，可靠性差等缺点，目前已逐渐被数字化仪表所代替。本设计以AVR微控制器和光电传感器为核心，单片机实时测量传感器输入信号频率，并计算出即时速度和里程数，然后将所测得的里程数据存储到ATMEGA8内置的EEPROM中。测量和显示蓄电池电量时，电压测量范围较小，需采用精密电阻分压，将分压所得到的电压送入单片机的内置AD，转换成数字量，与参考值比较后，用5路发光二极管显示电池电量。

本课题所设计的数字化仪表系统能通过LED仪表界面显示大量信息（车速、里程数、电池电量等），并将其集合在一个屏幕上，仪表界面美观、可视性强，与传统机械仪表相比具有显著优势，在未来有较大的进步发展空间。

关键词：电动汽车、汽车仪表、AVR单片机、数字化

Abstract

In recent years, with the growing shortage of resources such as oil, energy shortages and environmental pollution has long been the current human facing two serious problems, the latest developments in electric vehicles, especially battery electric vehicles (pure electric vehicles), the two The problem provides a promising solution. In the process of driving, electric car production is almost zero pollutant emissions, has become a rising star of the car family. In China's major scenic spots, electric tour buses with its high security, pollution, low noise and other advantages began to pop up, from the protection of the environment and economic conditions and other aspects of view, electric tour buses in the future there is still great The development of space. Based on the electric tour bus, this paper designs a digital instrument based on AVR microcontrollers to monitor and display the driving information, running status and important components (such as motors, batteries, etc.) of electric vehicles. Driving service.

Automotive instrumentation is the indispensable device of all kinds of cars, is the driver and the car man-made interaction bridge, the early automotive instrument is mechanical, with the pointer display, due to low precision instruments, poor reliability and other shortcomings, has gradually Replaced by digital instrumentation. The design of AVR microcontrollers and photoelectric sensors as the core, single-chip real-time measurement of sensor input signal frequency, and calculate the instantaneous speed and mileage, and then the measured mileage data stored in the EEPROM of ATmega8. Measurement and display battery power, the voltage measurement range is small, the need to use precision resistor divider, the voltage obtained by the partial pressure into the microcontroller built-in AD, converted into digital, compared with the reference value, with 5 light-emitting diodes Display battery power.

The digital instrumentation system designed by this project can display a lot of information (speed, mileage, battery power, etc.) through the LED instrument interface, and set it in a screen, the instrument interface is beautiful, visible, and traditional mechanical instrument Than has a significant advantage in the future have greater progress in the development of space.

Key Words：electric car、Auto Meter、AVR microcontrollers、Digital

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2电动游览车数字化仪表技术国内外现状 2

1.3论文主要安排 3

第2章电动游览车数字化总体方案设计 4

2.1系统的整体结构 4

2.2单片机的选择与功能介绍 5

2.2.1单片机概述 5

2.2.2ATmega8特性介绍 5

2.3本章小结 6

第3章硬件设计及实现 7

3.1硬件系统概述 7

3.2系统控制核心 7

3.3脉冲源电路 8

3.4脉冲信号预处理电路 8

3.5显示电路 9

3.6里程数据存储 11

3.7蓄电池电压采集 11

3.8本章小结 11

第4章系统的软件设计 12

4.1程序主流程设计 12

4.2 程序外部中断流程设计 13

4.3数据处理 13

4.4本章小结 14

第5章proteus仿真测试 15

5.1车速里程测量电路仿真 15

5.2本章小结 15

第6章 结论与展望 16

6.1结论 16

6.2电动汽车仪表系统的未来发展趋势 16

6.3本设计过程中发现的不足 16

参考文献 17

附录 18

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

1834年，苏格兰人德文波特发明制造了一辆由一个不可充电的干电池组驱动的电动三轮车，作为世界上第一辆电动汽车，它只能行驶一段十分有限的距离。25年后，法国科学家蒲兰特发明了世界上第一个可充电的电池，为后来的蓄电池驱动电动汽车奠定了基础。1881年，法国工程师特鲁福首次将铅酸蓄电池用于私人车辆，并在几个月后的国际电器展览会上向全世界展示了一辆可实际操作的电动汽车。

在德文波特的电动三轮车问世本个世纪后的1886年，德国人卡尔.本茨成功地发明并制造出了世界上第一辆使用汽油机驱动的汽车。随后，全世界各地发现大量油田，石油开采及内燃机技术迅速发展，而电动汽车的电池能源系统及电机驱动等先进技术进步缓慢甚至停滞，在性能、价格、续航能力等方面都难以与燃油汽车抗衡而逐渐被燃油汽车所取代。

如今，世界上汽车数量极其庞大，全世界的汽车保有量早已超过了10亿俩。2009-2015年，中国汽车保有量呈快速增长趋势。2015年中国汽车销量接近2500万辆，而与之对应的汽车保有量也持续增长，从2007年的0.57亿辆增长到2015年的1.72亿辆，翻了接近两番，年复合增长率约14.8%。如果照此速度发展，预计中国汽车2020年的总保有量将突破2亿辆。虽然汽车产业加快了世界经济发展速度，但如此迅猛的汽车发展规模，已经从多个方面暴露了汽车工业发展是一把双刃剑，为了尽快解决传统燃油汽车所带来的许多问题，世界各国都在着力开发现代电动汽车。