基于51單片機的車用數字儀表設計與實現

　　摘 要：介紹了一種以MCS 51單片機為主控器，以ADC0809為核心，以氣壓、油壓、溫度、霍爾元件等傳感器為主要外圍元件的車用數字儀表(VDI)的設計與實現。該儀表系統具有顯示直觀、準確，使用方便可靠等優點，代表了車用儀表的最新發展趨勢。

　　關鍵詞： MCS 51單片機;傳感器;車用數字儀表

　　引言

　　---車輛儀表是駕駛員與汽車進行信息交流的重要接口和界面，是車輛安全行駛的重要保證。隨著電子技術的廣泛應用，傳統汽車儀表逐漸被微處理器為核心的電子控制數字儀表取代已成為必然趨勢。然而，目前國內車輛儀表數字化水平還不高，絕大部分儀表還是模擬式的，而大多數模擬儀表表頭的體積較大、數量多，使得顯示系統擁擠不堪，影響美觀;另外一些模擬儀表故障率高，增加了用戶的經濟負擔，減小了車輛行使的安全系數。

　　---為克服這些缺點，文中提出用51單片機、模/數轉換器件ADC0809及霍爾開關及數字式溫度傳感器DS18B20等對其進行技術改進，設計并實現了新型全數字儀表系統，該儀表系統有顯示直觀準確、靈敏度高、使用壽命長、靈巧美觀、成本低等優點。

　　1系統組成及工作原理

　　---本系統功能由硬件和軟件兩大部份協調完成，硬件部分主要完成各種傳感器信號的采集、轉換，各種信息的顯示等;軟件主要完成信號的處理及控制功能等。

　　---其工作原理是89C51單片機依次查詢各傳感器的輸出信號(氣壓、油壓等模擬傳感器輸出的模擬信號需要經過ADC0809進行模數轉換); 然后89C51對輸入信號進行相應處理后通過顯示模塊44780輸出，同時還可輸出各種告警信號。

　　2硬件構成

　　---該系統硬件主要包括以下幾個模塊： 89C51主控模塊、傳感器模塊、ADC0809模/數轉換模塊、44780顯示模塊等。其中89C51主要完成外圍硬件的控制以及一些運算功能，傳感器完成信號的采樣功能，ADC0809完成將模擬信號轉換成數字信號的功能，44780顯示模塊完成字符、數字的顯示功能。

　　2.1 主控模塊

　　---系統采用ATMEL公司生產的AT89C51單片機，它帶有4KB閃速式存儲器、128B內存，最大工作頻率24MHz，同時，具有32條輸入輸出線，16位定時/計數器，5個中斷源，1個串行口。

　　2.2 溫度傳感器DS18B20

　　---DS18B20是Dallas公司推出的單線數字式測溫芯片，它能在現場采集溫度數據，并將溫度數據直接轉換成數字量輸出。DS18B20與AT89C51的接口電路圖如圖2所示，其中DS18B20工作在外部電源供電方式，單片機89C51采用P2.0和DS18B20通信。

　　2.3 44780顯示模塊

　　---本系統采用44780驅動的LCD，HD44780(KS0062)是用低功耗CMOS技術制造的大規模點陣LCD控制器(兼帶驅動器)，和4bit/8bit微處理器相連，它能使點陣LCD顯示大小寫英文字母、數字和符號等豐富的信息，同時有較強的通用性應用，使用方便，用戶能用少量元件就可組成一個完整點陣LCD系統，送入相關的數據和指令就可實現所需的顯示。

　　---44780顯示模塊有8條數據線，3條控制線。可與微處理器或微控制器相連，通過送入數據和指令，就可使模塊正常工作，44780顯示模塊和89C51單片機連接電路如圖3所示。

　　---需要說明的是，真正投入使用的顯示模塊需要根據車輛生產廠家對儀表顯示界面的具體需求到液晶生產公司定制。