介紹一種新型的基于單片機的電子式汽車轉速里程表的實現方案。討論了里程計數的原理和轉速指示原理。針對機械式里程表缺點結構復雜，精度不高，并且價格較昂貴，設計了數字式汽車轉速里程表。這里以AT89C2051單片機為核心，利用SPI串行總線開發了電子式里程表。該里程表利用磁電式傳感器采樣汽車行駛所得到的信號；采用LCD數碼管顯示汽車總行駛里程數，本次里程采EEPROM 芯片X25045，利用其通電可改寫，掉電信息可保存的特點存儲汽車行駛的總里程數。本設計的轉速里程表具有結構簡單，精度較高，誤差較小，顯示清楚醒目，穩定可靠等特點，另外對該系統的軟件也作了相應的說明。

　　1.1研究的目的與意義

　　自1886年發明汽車以來，汽車走過了100多年的發展歷程。汽車的出現和發展，使汽車儀表也在不斷開發和發展之中。隨著光學、電子技術的迅速發展，特別是計算機技術在汽車儀表中的廣泛應用，汽車儀表正向數字化和智能化方向展。汽車儀表的發展趨勢，從一個側面反映出汽車電子化水平的快速提高。

　　傳統的汽車轉速里程表的功能有兩個，一是用指針指示汽車行駛的瞬時車速，二是用機械計數器記錄汽車行駛的累計里程。現代汽車正向高速化方向發展，隨著車速的提高，用軟軸驅動的傳統車速里程表受到前所未有的挑戰。這是因為軟軸在高速旋轉時，由于受鋼絲交變應力極限的限制而容易斷裂，同時，軟軸布置過長會出現形變過大或運動遲滯等現象，而且，對于不同的車型，轉速里程表的安裝位置也會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速傳感器的電子式轉速里程表得以迅速發展。

　　1.2國內外研究概況及發展趨勢

　　為了充分了解汽車儀表發展現狀，準確地把握其未來發展趨勢，有必要對其發展過程作一簡單回顧。按汽車儀表在工作原理上取得的重大技術創新來分，可以劃分為4個階段，或稱為經過4代。第1代汽車儀表是基于機械作用力而工作的機械式儀表，人們習慣稱這類儀表為機械機心表；第2代汽車儀表的工作原理基于電測原理，即通過各類傳感器將被測的非電量變換成電信號加以測量，通常稱這類儀表為電氣式儀表；第3代為模擬電路電子式；第4代為數字汽車儀表。

　　1 現代汽車儀表的現狀

　　汽車儀表正在經歷由第3代向第4代轉型時期。第3代汽車用儀表工作原理與電氣式儀表基本相同，只不過是用電子器件取代原來的電氣器件。其出現的時間大致在20世紀50～60年代，隨著集成電路技術突飛猛進的發展，這種儀表現在均采用各種專用集成電路（為汽車儀表專門設計的集成電路），國內汽車儀表目前的主流產品就是這種儀表，經過20多年的發展，其結構形式經歷了動圈式機心（線圈連同指針一起轉動）和動磁式機心（磁鋼連同指針一起轉動）2個基本階段。電子器件經歷了分立器件和專用集成電路2個階段。在整個發展過程中，國內外工程技術人員一直從未停止對其進行改進。如圍繞降低成本，不斷改進制作工藝，機械零件起初以金屬件為主，發展到今天以塑料件為主；圍繞提高指示精度和指針平穩性，由動圈式發展成動磁式等。雖然，每次較大改進后整體性能價格比都有所提高，但受其工作原理的限制，其線性、精度、重復性、響應速度等性能指標難以有根本的突破。

　　嚴格地說，第4代全數字式汽車儀表從其應用的技術手段上看，還是電子技術范疇，也屬于電子式儀表，但信號處理方式已從模擬變成數字。僅憑信號處理方式的改變還不足以將全數字式汽車儀表劃分成一個新階段，其最顯著的特征是工作原理與第3代汽車儀表完全不同。如果一個產品在工作原理上有創新和突破，則其設計思路、組成形式、功能和性能的改變將是根本性的。鑒于此，將全數字式汽車儀表暫且列入第4代。關于全數字式汽車儀表早在20世紀80年代就已經被提出，最初為“數字顯示”形式的汽車儀表。雖然該儀表的工作方式是全數字式，技術水平和儀表的性能遠遠超過了第3代汽車儀表，但其致命的缺點是只能顯示一組孤立的數字，沒有動感，在被測物理量（如車速、發動機轉速）發生變化時，只有數字翻動，而沒有指示上升、下降直觀感，再加上讀數時間比較長，容易分散駕駛員的注意力等，這種形式的汽車儀表很難被駕駛員接受，因而國內外都沒有普及與推廣。為了克服上述不足，后來出現了采用光點、光條或光帶模擬動態顯示被測物理量形式的全數字汽車儀表，顯示器件主要有LED、LCD和電致發光材料等。由于受到成本的限制，目前光顯示汽車儀表只能選用字段顯示方式的顯示屏，無法選用顯示分辨率更高的點陣式顯示屏。因此，其視覺效果和顯示精度還不能令人滿意。

　　隨著電子技術的發展，特別是單片機性能的提高，主要表現在抗強電磁干擾、工作溫度范圍和對工作電源穩定性要求等方面的改善，再加上價格的大幅度降低，目前有條件在汽車儀表上使用單片機控制的全數字儀表。雖然全數字式汽車儀表曾經出現多種款式，但業內人士和專家一致看好“基于單片機的數字式汽車儀表”。它是針對目前廣泛使用的模擬電子式汽車儀表機心存在多方面不足，在其工作原理上作出技術創新，即徹底放棄了“動磁式”或“動圈式”模擬電子式汽車儀表，通過線包與磁鋼間產生電磁轉矩驅動指針工作的形式。該汽車儀表由傳感器完成各種被測物理量的采集，經過換算后直接送入單片機，再由驅動器驅動指針，在刻度盤上指示被測物理量，同時輔以被測物理量LCD數字顯示。該汽車儀表在指示方式上仍然保留了第3代儀表指示直觀、有動感、符合駕駛員習慣等特點，而且批量生產的成本有望低于同等功能的模擬電子式汽車儀表，更可貴的是在工作原理上的創新和突破，帶來了技術性能質的提高。