基于單片機(jī)的摩托車數(shù)字儀表盤設(shè)計(jì)

謝芳利

摘要：隨著我國科技水平的不斷提升，在摩托車儀表盤方面的研究也越來越深入，以往的摩托車儀表盤往往體積較大、質(zhì)量較大，在實(shí)際使用過程中穩(wěn)定性較差，也很難保證儀表盤的整體使用壽命，也正是因?yàn)檫@種情況的存在，使得摩托車的行駛安全受到了一定影響。當(dāng)前，數(shù)字化技術(shù)在摩托車儀表盤中的應(yīng)用越來越廣泛，在實(shí)際應(yīng)用的過程中發(fā)揮出了理想效果。本文嘗試對鑲嵌式系統(tǒng)與顯示屏相結(jié)合的方式進(jìn)行了探討，從而對單片機(jī)摩托車數(shù)字儀表盤進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：單片機(jī);摩托車;數(shù)字儀表盤;設(shè)計(jì)

整體來看，摩托車在我國的發(fā)展以及普及，在很大程度上促進(jìn)了與之相應(yīng)的配套產(chǎn)品的發(fā)展，尤其對于摩托車儀表系統(tǒng)來說，其技術(shù)水平正在不斷提升，對于微處理器的應(yīng)用越來越深入，尤其在進(jìn)行單片機(jī)控制操作的時(shí)候，其在模擬電路系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)揮出了理想效果，在很大程度上促進(jìn)了我國摩托車儀表盤裝置的智能化發(fā)展。但是從最近幾年來看，我國一部分地區(qū)對于摩托車數(shù)字儀表裝置的研究水平進(jìn)步并不明顯，并且還有很大一部分摩托車所應(yīng)用的儀表仍然是傳統(tǒng)的模擬式儀表盤，這種儀表盤的體積較大，并且所應(yīng)用的零件數(shù)量較多，這也使得儀表盤系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、擁擠，同時(shí)也在很大程度上影響到了儀表盤外觀的美觀性。此外，模擬式儀表盤的整體使用壽命較短，其在實(shí)際使用過程中往往容易出現(xiàn)問題，這也增加了設(shè)備的維修成本。因此，針對傳統(tǒng)摩托車模擬式儀表盤存在的問題進(jìn)行針對性分析是非常有必要的。

一、基于單片機(jī)的摩托車數(shù)字儀表盤系統(tǒng)功能

對于單片機(jī)的摩托車數(shù)字儀表盤來說，將其與傳統(tǒng)的摩托車儀表盤進(jìn)行比較之后可以發(fā)現(xiàn)，此種儀表盤的功能優(yōu)勢更為明顯，其可以顯示摩托車在行駛過程中的多種信息，主要包括手剎燈、轉(zhuǎn)向燈、環(huán)境溫度、里程、剩余油量、水箱溫度等等，通過這些主要信息的顯示可以使摩托車駕駛者對于現(xiàn)階段摩托車的行駛狀態(tài)有充分了解[1]。

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

對于摩托車數(shù)字儀表盤設(shè)計(jì)來說，其主要包括單片機(jī)的最小系統(tǒng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、顯示電路以及測溫電路等等，其中顯示電路以及測溫電路是最為重要的組成部分。對于其中的最小系統(tǒng)來說，其主要是由晶振電路以及復(fù)位電路構(gòu)成，在實(shí)際應(yīng)用的過程中其主要作用體現(xiàn)為保護(hù)單片機(jī)正常工作。而對于模數(shù)轉(zhuǎn)換電路來說明，其主要是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過轉(zhuǎn)換之后可以使單片機(jī)的顯示以及處理更加方便。

（一）顯示電路設(shè)計(jì)

在進(jìn)行顯示電路設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該注意對其主要組成部分進(jìn)行確定，其主要是由LCD1604組成，負(fù)責(zé)對信息進(jìn)行精確顯示。在進(jìn)行信息數(shù)據(jù)顯示的過程中，需要LCD1604與單片機(jī)接口進(jìn)行連接，并且要保證整個(gè)連接過程電阻信號的穩(wěn)定性，從而防止不穩(wěn)定信號頻繁出現(xiàn)。

（二）測溫電路設(shè)計(jì)

對于系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)來說，測溫電路是其中的重要組成部分，當(dāng)前來看，在進(jìn)行環(huán)境溫度測量的時(shí)候，主要應(yīng)用的還是模擬式溫度傳感器，會(huì)應(yīng)用到熱敏電阻、鉑電阻，最終所測得的數(shù)據(jù)信息需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換的方式才能夠送入到單片機(jī)中進(jìn)行顯示。而對于熱敏電阻以及鉑電阻來說，往往在實(shí)際應(yīng)用的過程中傳感器靈敏度不高，并且測量精度也相對較低[2]。在本次設(shè)計(jì)中，選取了DS18B20傳感器來進(jìn)行環(huán)境溫度的測量操作，此種測量方式在實(shí)際應(yīng)用的過程中發(fā)揮出了理想效果，其主要優(yōu)勢體現(xiàn)為接口簡單、反應(yīng)迅速以及精度高等等，在我國的應(yīng)用范圍也越來越廣。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

（一）主程序流程設(shè)計(jì)

在進(jìn)行單片機(jī)摩托車數(shù)字儀表盤系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該注意對各個(gè)模塊的實(shí)際情況進(jìn)行確定，以此作為涉及工作開展的基礎(chǔ)前提，需要對各個(gè)模塊進(jìn)行初始化操作設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)檢測設(shè)計(jì)以及摩托車行駛數(shù)據(jù)計(jì)算等等，所涉及到的內(nèi)容較為龐雜，在實(shí)際展開設(shè)計(jì)工作的時(shí)候應(yīng)該注意對主程序流程圖進(jìn)行確定。當(dāng)摩托車啟動(dòng)之后，首先應(yīng)該注意對各個(gè)模塊進(jìn)行初始化操作，并且注意對各個(gè)模塊的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查。其次要對是否有按鍵操作進(jìn)行檢測，如果發(fā)現(xiàn)按鍵操作的情況，應(yīng)該注意執(zhí)行操作，如果沒有，則執(zhí)行下一個(gè)指令[3]。

（三）轉(zhuǎn)換值函數(shù)讀取

A/D轉(zhuǎn)換值函數(shù)讀取是其中非常重要的環(huán)節(jié)之一，當(dāng)進(jìn)行外部中斷操作之后，可以通過轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的功能來保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完成之后，會(huì)接收到輸出的脈沖，這時(shí)候程序會(huì)進(jìn)入到中斷0，并且程序會(huì)首先對現(xiàn)場進(jìn)行保護(hù)，在進(jìn)行中斷標(biāo)志接收的時(shí)候應(yīng)該對標(biāo)志位信號進(jìn)行確定，然后接收轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，當(dāng)接收操作完成之后，應(yīng)該注意及時(shí)清理現(xiàn)場，并且退出中斷程序。

結(jié)束語

綜上所述，本文主要對單片機(jī)摩托車數(shù)字儀表盤系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，并且對整套系統(tǒng)的硬件模塊以及軟件模塊進(jìn)行了針對性的探討。在進(jìn)行硬件模塊系統(tǒng)分析的過程中，主要是通過外部擴(kuò)展A/D轉(zhuǎn)換模塊、測溫模塊電路運(yùn)用等方式來保證系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示出相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。在進(jìn)行軟件模塊設(shè)計(jì)的過程中，需要先對其中的各個(gè)模塊進(jìn)行初始化操作，并且要確定檢測硬件是否可用，并且利用中斷的方式來對摩托車的歷程以及速度等信息進(jìn)行顯示，同時(shí)也可以將檢測信號的模擬量轉(zhuǎn)化為通用的數(shù)字量，通過這種方式可以是軟件系統(tǒng)的整體運(yùn)行效果得到保證。今后，我國應(yīng)該注意進(jìn)一步加大在摩托車儀表盤模擬式到數(shù)字式轉(zhuǎn)變方面的研究力度，從而使得數(shù)字儀表盤的價(jià)值得到充分發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周奇. 新型數(shù)字式儀表盤設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 重慶：重慶大學(xué)，2018.

[2] 米康洪，張向陽，孔令楊，等. 基于單片機(jī)的摩托車數(shù)字儀表盤設(shè)計(jì)[J]. 科技廣場，2017，25（5）：94-97.

[3] 重慶三三電器有限公司. 摩托車數(shù)字儀表盤（SS180A）：CN201330451277.2[P]. 2018-02-12.

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