您当前位置:主页 > 集团新闻 >

单片机实现电子车速表

发布时间:2019-07-29 09:50

本文介绍了一种基于单片机的电子速度里程表的实现方案,讨论了里程计数的原理和速度指示原理。给出了由单片机AT89C2051和LM1819驱动器设计的车速里程表的电路原理图。

关键词速度里程表;空气轴表芯; LM1819;驱动程序;单片机

单片机实现电子车速表

1概述

传统的汽车速度里程表有两个功能,一个是用指针指示汽车的瞬时速度,另一个是用机械计数器记录汽车的累计里程数。现代汽车正朝着高速发展的方向发展。随着速度的提高,传统的由柔性轴驱动的速度表前所未有地受到挑战。由于柔性轴高速旋转,因此容易受到钢丝的交替应力极限的限制。同时,如果柔性轴布置得太长,则可能发生变形或过度运动。此外,对于不同的型号,里程表的安装位置也受到柔性轴的长度和曲率的限制。所有这些都使得基于非接触式速度传感器的电子转速计得以发展。

2里程积累原则

速度表的速度比表示当汽车行驶一公里时速度表的轴(柔性轴)转动的转数。基于单片机的车速表采用霍尔型非接触式速度传感器。每当速度表示波器旋转时,霍尔传感器将感应到8个脉冲。现以速度比为1: 624的模型为例。当汽车行驶一公里时,霍尔传感器发出的脉冲数为8×624=4992,或每个脉冲代表1/4992 km。这些脉冲信号作为外部中断源输入到微控制器,因此每个脉冲产生一个中断,每个脉冲由中断服务程序计数。因此,当4992已满时,表示汽车行驶了1公里,然后将一个加到累积单元并将其存储在EEPROM单元中。最后,通过刷新LCD液晶显示器可以实现里程计数功能。但是,在编程时,请注意MCS-51系列MCU的外部中断有两种触发模式,即电平触发和边沿触发。此设计使用边沿触发模式,即负跳转导致中断。

3车速测量和指示原理

速度指示可以是双线圈汽车转速计,其由空气轴和驱动电路组成。空气轴通常由三部分磁铁,连接到轴的指针和两个90度的线圈组成。旋转轴是表芯的唯一可移动部分。磁铁的拐角总是倾向于两个线圈的磁场强度矢量的方向。磁场强度与施加到线圈的电压成比例。因此,通过改变电压的极性和幅度,理论上可以将主轴组件旋转在0到360度的范围内。显然,根据一定的规律只能驱动两个线圈,因此指针偏转位置可以与输入量线性相关,即满足下面的公式。θ=KVin

其中θ是指针偏转角,单位是度; K是角常数,单位是度/V; Vin是输入电压,单位是V.

每个线圈的磁场强度矢量之和必须遵循偏转角θ。考虑到轴组件总是指向两个正交矢量Hsine和Hcosine之和的方向,可以通过下式求出方向?

单片机实现电子车速表

θ=arctanHsine/Hcosine

从而可以得出

θ=arctansinθ/COSθ

从上式可以看出,当Hsine根据θ的正弦函数变化,并且Hcosine根据θ的余弦函数变化时,所获得的总磁场强度的方向与角度θ的方向相同。因为轴部件的方向和磁场强度矢量和是相同的。因此,指针总是指向θ角的方向。

图1显示了LM1819驱动器的内部组件框图。它由电荷泵,整形器,函数发生器等组成。输入速度信号由内部三极管缓冲,并输入到电荷泵,用于F/V频率电压。转换时,两个输出根据输入的正弦和余弦函数而变化。 2引脚和12引脚的最小驱动能力为±20mA(±4V)。线圈的公共引脚连接到1引脚,为内部函数发生器提供反馈信号。同时,它为5.1V齐纳二极管提供参考电压。在该电路中,K=54°/V,输入Vin实际上是引脚4和引脚8之间的电位差。引脚8既是Norton放大器的输出,也是函数发生器的输入。通常,4引脚的电压为2.1V,因此有:

θ=K(V8-VREF)=54(V8-2.1)

由于V8在2.1V至7.1V之间变化,LM1819可以驱动十字头从0°旋转到270°。 [1] [2]下一页

上一篇:当前我国农村社会养老保险存在的问题及对策分析
下一篇:掌握和设计阅读教学中的关键问题