由专门时传感器产生，信号较好，谐波分量少，更稳定，更规则，幅值大于，虽不完全是较好的频率信号，但很接近于正弦波，只要经过滤波整形等处理，很容易得到系统所要求的脉冲波形。

水温信号通过传感器采集来的水温属于电阻信号，要进行滤波处理和转换才能送入单片机最后通过单片机处理，显示在液晶屏上。

燃油信号通过传感器采集来的燃油属于电阻信号，要进行滤波处理和转换才能送入单片机最后通过单片机处理，显示在液晶屏上。

单片机电源和供电模块系统的电路由于有模拟电路和数字电路两部分，电源的要求也会不同。

通常模拟电路的电源为要求不太高，经过般稳压即可数字电路的电源则不同，般电路为，可以用集成稳压电源实现，则为，而且要求相当严格，可以采用开关稳压电源实现，尤其是脉宽调制型开关稳压器件组成开关的开关电源，具有体积小效率高外围元件少应用简单输出电压可调误差小输出电流大转换速率快保护功能强等特点，特别适合于给单片机供电。

本系统中用三端稳压来组成稳压电源所需要的外围器件极少，型号后面的数字代表该三端稳压电路的输出电压，表示输出电压为，电路内部还有过流过热和调整管的保护电路，使用起来方便可靠，价格便宜单片机模块单片机模块是整个系统的核心，完成以下功能输入数据的采集转换并驱动表头驱动液晶显示里程按键处理系统标定等所有功能。

根据系统的要求和现实的考虑，选用宏晶公司生产的通用单片机。

单片机简介是由宏晶公司生产的和公司生产的性能相当的种字节可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能位微处理器，俗称单片机。

该器件采用高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能位和可编程存储器组合在单个芯片中，它是种高效微控制器，为很多嵌式控制系统提供了种灵活性高且价廉的方案。

和公司的系列单片机相兼容，是广泛应用的单片机之。

图的结构图显示模块由单片机控制芯片驱动显示燃油水温里程小计和总里程，是个点驱动器，它可有软件配置成或的驱动器偏压和或个公共端口，这特性使适用于多种应用场合，驱动时钟有系统时钟分频产生，显示内存静态显示内存以位的格式储存所显示的数据，的数据直接映象驱动器，可以用和命令访问映像图可以用软件设置两种模式的命令，可以配置和传送所显示的数据，的配置模式称为命令模式，命令模式类型码为，命令模式包括个系统配置命令，个系统频率选择命令，个配置命令，个声音频率选择命令，个定时器设置命令和个操作命令，数据模式包括和操作，操作模式类型码数据数据数据命令模式命令应在数据和命令传送前运行，如果执行连续的命令，命令模式代码即，将被忽略，当系统在不连续命令模式或不连续地址数据模式下，管脚应设为，而且先前的操作模式将复位，当管脚返回时，新的操作模式类型码应先运行。

串口通信模块单片机的串口通信模块主要是用于扩展单片机的功能，使其功能更加强大，操作更加方便，在有串口通信模块的情况下，可以实现在电脑上直接对整个系统进行操作，如监控该系统，直接获取相关信息到电脑上，如车速，温度也可以在计算上直接对该系统单片机进行读写控制，如可以直接写入本设计需要的程序，直接控制直流电机转速，直接控制与测温相关的温度调节。

串口通信模块最主要的功能是用于后续功能扩展，以使单片机具备更多的功能。

本系统中用的是接口模式的芯片，接口需要两条控制线和和两条数据线和。

在这里从从设备的角度出发说明三线接口的数据线。

是从设备的数据输入线，是从设备的数据读出线。

这里我们使用和来定义三线接口中的各条线。

下图为与单片机连接图第章系统硬件设计单片机模块功能的实现采用单片机，实现单片机模块各项功能。

单片机模块接线如图所示。

单片机模块单片机模块管脚连接简介对从测温传感器测油量传感器测车速传感器和测转速传感器四个信号输入的数据进行处理。

车速转速和里程，分别是里程信号输入转速输入和车速输入，送入单片机处理。

水温燃油模块，和分别是水温报警燃油报警水温转换输入燃油转换输入水温输入信号燃油输入信号。

串口通信模块，和三个管脚连接芯片与单片机，扩展单片机的功能，驱动步进电机来驱动表头，使仪表能指示车速转速。

三个管脚连接的是步进电机驱动模块芯片，用于单片机控制进而控制步进电机来指示车速和转速。

编程部分，用于单片机和计算机之间的通信。

将从测温传感器测油量传感器测速传感器测转速传感器等几个信号中获得的数据经单片机处理后，送入芯片显示数据，河南理工大学万方科技学院毕业论文步进电机的汽车仪表的设计专业电子信息工程班级电信班姓名尚赛学好指导老师张素妍论文章引言设计的背景和意义本设计的主要内容和难点二章系统设计方案系统功能和要求系统的组成步进电机控制模块测速与测温模块电源模块单片机模块显示模块串口通信模块三章系统硬件设计单片机模块功能的实现测水温燃油模块测车速转速里程模块显示模块步进电机控制模块串口通信模块单片机系统供电模块单片机系统电源模块四章系统软件设计系统软件模块划分编程语言的选择主程序的设计转速车速里程程序的设计表头驱动子程序的设计水温测量子程序的设计燃油测量子程序的设计本章小结五章系统功能的调试和性能测试系统安装与调试系统性能测试后期需要改进的地方结束语参考文献和附录包括原理图和部分程序设计的背景和意义目前的汽车仪表多为模拟式动圈式机芯线圈连同指针起转动或动磁式机芯磁钢连同指针起转动仪表，主要是利用电磁感应原理来实现仪表的指示，指针的回转回零则是利用弹簧游丝的弹性实现。

动圈式机芯仪表抗震性能差过载能力弱指针易抖动等弱点而动磁式机芯主要是十字交叉机芯仪表虽比较先进，但也存在致性通用性差的缺点。

同时，这两种机芯的仪表都具有体积大重量重生产工艺复杂等缺点，因此，迫切需要种致性好通用性强可靠性高的驱动机芯来取代。

汽车仪表的发展，按技术规格来分经过了四代第代汽车仪表是基于机械作用力而工作的机械式仪表，即机械机芯表第二代汽车仪表的工作原理基于电测原理，即通过各类传感器将被测的非电量转换成电信号加以测量，称之为电气式仪表第三代为模拟电路电子式第四代为步进电动机式全数字化汽车仪表从其应用技术手段上看，还是属于电子技术范畴，也属于电子式仪表。

目前国内大部分汽车厂商所生产的汽车中使用的仪表仍为传统的动圈式机芯或动磁式机芯仪表，只是在部分高档轿车上才使用了数字仪表系统。

因此这块市场存在着很大的空白。

本设计的主要内容及难点本文根据目前国内汽车仪表的状况和要求，完成基于的步进电机式汽车联合仪表的实现，研究通用单片机和步进电机来实现汽车组合仪表的基本功能的解决方案。

用单片机驱动步进电机指示汽车在行驶过程中的车速转速，水温油量背光和各种状态指示灯等信息。

主要包括单片机控制系统的硬件结构软件结构以及关键技术的实现。

通过对汽车仪表系统的基本功能的分析，完成系统的总体设计方案及基本框图的设计，本系统的关键问题，即如何消除指针的抖动进行分析和解决。

本设计主要是由两个模块组成来实现本设计的目的测速模块和测温模块。

测温模块由温度传感器直接将测到的温度数据电阻信号传给单片机进行处理，最后显示在上。

这个设计的主要难度是在测速这个模块上。

最大的难点在于步进电机驱动仪表指针指示车速时，如何消除指针的抖动。

其中便涉及到车速转速采样频率的问题，如果采样过快，表盘指针抖动厉害如果采样过慢，则仪表指针抖动不灵敏，无法正确及时指示车速转速，因此如何使表盘指针正确指示所要求的车速转速是个主要问题。