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電子車速里程表的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)方案
摘要：介紹了一個(gè)基于單片機(jī)的電子式轉(zhuǎn)速里程表實(shí)現(xiàn)方案，討論了里程計(jì)數(shù)的原理和轉(zhuǎn)速指示原理，給出了用單片機(jī)AT89C2051和LM1819驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)的汽車轉(zhuǎn)速里程表的具體電路原理圖。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)速里程表；空氣軸表芯；LM1819；驅(qū)動(dòng)器；單片計(jì)算機(jī)
１ 概述
傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)速里程表的功能有兩個(gè)，一是用指針指示汽車行駛的瞬時(shí)車速，二是用機(jī)械計(jì)數(shù)器記錄汽車行駛的累計(jì)里程。現(xiàn)代汽車正向高速化方向發(fā)展，隨著車速的提高，用軟軸驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)車速里程表受到前所未有的挑戰(zhàn)，這是因?yàn)檐涊S在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于受鋼絲交變應(yīng)力極限的限制而容易斷裂，同時(shí)，軟軸布置過長會(huì)出現(xiàn)形變過大或運(yùn)動(dòng)遲滯等現(xiàn)象，而且，對(duì)于不同的車型，轉(zhuǎn)速里程表的安裝位置也會(huì)受到軟軸長度及彎曲度的限制。凡此種種，使得基于非接觸式轉(zhuǎn)速傳感器的電子式轉(zhuǎn)速里程表得以迅速發(fā)展。
２ 里程累計(jì)實(shí)現(xiàn)原理
車速里程表的速比表示的是：車速里程表轉(zhuǎn)軸（軟軸）在汽車行駛一公里時(shí)所轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)。 基于單片機(jī)的車速里程表采用霍爾型非接觸式轉(zhuǎn)速傳感器。這種車速里程表轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)一圈,霍爾傳感器將感應(yīng)發(fā)出８個(gè)脈沖�，F(xiàn)在以速比為１:６２４的車型為例? 汽車行駛一公里? 則霍爾傳感器發(fā)出的脈沖數(shù)共為８×６２４＝４９９２個(gè),或者說,每個(gè)脈沖代表了１／４９９２公里的里程。將這些脈沖信號(hào)當(dāng)作外部中斷源輸入給單片機(jī)，使每個(gè)脈沖產(chǎn)生一個(gè)中斷,并通過中斷服務(wù)程序?qū)γ總�(gè)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),這樣，當(dāng)計(jì)滿４９９２時(shí),表明汽車行駛了１公里,然后再給累計(jì)單元加一,并存入ＥＥＰＲＯＭ單元,最后通過刷新ＬＣＤ液晶顯示器，即可實(shí)現(xiàn)里程計(jì)數(shù)功能。但在編程時(shí)要注意，ＭＣＳ－５１系列單片機(jī)的外部中斷有兩種觸發(fā)方式，即電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)，本設(shè)計(jì)選用邊沿觸發(fā)方式，即采用負(fù)跳變引起中斷。
３ 車速測(cè)量及指示原理
車速指示可采用雙線圈汽車轉(zhuǎn)速表頭，它由空氣軸表芯和驅(qū)動(dòng)電路組成，空氣軸表芯通常由三部分組成：磁鐵、與轉(zhuǎn)軸相連的指針和兩個(gè)互成九十度的線圈。轉(zhuǎn)軸是表芯唯一的可動(dòng)部件，磁鐵的轉(zhuǎn)角總是趨向于兩個(gè)線圈的磁場強(qiáng)度矢量的合成方向，磁場強(qiáng)度正比于加在線圈上的電壓，因此，通過改變電壓的極性和幅度，可在理論上使轉(zhuǎn)軸組件在０～３６０度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。顯然，只要能按一定的規(guī)律驅(qū)動(dòng)兩個(gè)線圈，就可以使指針偏轉(zhuǎn)位置與輸入量成線性關(guān)系，即滿足下列公式：
θ＝ＫＶｉｎ
其中θ為指針偏轉(zhuǎn)角,單位為度; Ｋ為轉(zhuǎn)角常數(shù),單位為度／Ｖ; Ｖｉｎ是輸入電壓,單位為Ｖ。
每個(gè)線圈的磁場強(qiáng)度矢量之和必須跟隨偏轉(zhuǎn)角θ�？紤]到轉(zhuǎn)軸組件總是指向Ｈｓｉｎｅ和Ｈｃｏｓｉｎｅ這兩個(gè)正交矢量之和的方向?則其方向可由下式求得?
θ＝ａｒｃｔａｎ Ｈｓｉｎｅ／Ｈｃｏｓｉｎｅ
并由此可以得出：
θ＝ａｒｃｔａｎ ｓｉｎθ／ｃｏｓθ
由上述公式可見?當(dāng)Ｈｓｉｎｅ按θ的正弦函數(shù)變化，
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