| 在本系统中，LCD显示设置在第1行依次显示2位数字的车内温度，3位数字的时速及9位的行驶里程，且相邻信息以1个空字符为间隔，相关单位可标记在仪表外壳上。
TC1602A与单片机AT89C51的P1口传输显示数据，相关控制线分别与P3口的控制引脚连接，接口电路如图2.3所示：
2.4 温度采集模块
温度采集模块主要采用美国Dallas半导体公司的DS18B20温度芯片对车辆内部温度进行采集。
2.4.1 内部结构
DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH/TL和配置寄存器。
光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的[5]。DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2PROM。用户可自设定非易失性温度报警上下限值TH和TL（掉电后依然存在）。DS18B20在完成温度变换后，所测温度值将自动与贮存在TH和TL内的报警值相比较，如果高于TH或低于TL，DS18B20内部的告警标志就会被置位。
2.5 速度采集模块
在本系统中采用轴向磁极方式设置磁体，将它和霍尔开关电路组合起来可以构成旋转传感器。转轴每转1圈，霍尔传感器发出8个脉冲[6]。
测速传感器的工作原理是将霍尔开关和磁铁分别安装在车架、车轮的适当位置，其产生的脉冲信号输入到单片机的P3.2端，单片机对其进行计数，算出速度、里程并输出到LCD显示器，实现车速、里程的数字显示。
由于A44E属于开关型的霍尔器件，其工作电压范围比较宽（4.5～18V），其输出的信号符合TTL电平标准，可以直接接到单片机的I/O端口上，而且其最高检测频率可达到1MHz。
霍尔传感器集成芯片A44E有信号转换、电压放大、整形输出等功能。为增加其抗干扰能力，通过光偶后送入P3.2引脚。如图2.10所示[7]。
图2.10 霍尔开关脉冲的检测 
2.6 E2PROM存储器模块
为了实现里程显示的连续性,系统必须选择掉电存储器存放里程信息。掉电存储单元的作用是在电源断开的时候，存储当前的里程信息。这里可以采用掉电保护的E2PROM存储器AT24C02。
3 车用数字仪表电路软件设计
为使数字仪表系统更优化，本节以51系列单片机为核心设计了各部分的软件控制。
3.1 主程序
控制模块AT89C51的程序流程图如图3.1所示。
图3.1 主程序流程图
3.2 温度传感器子程序
本系统对DS18B20进行的操作主要包括两个子过程：（1）读取DS18B20的序列号。主机首先发一复位脉冲，等收到返回的存在脉冲后，发出搜索器件的序列号命令，读取DS18B20的序列号；（2）启动DS18B20作温度转换并读取温度值。主机在收到返回的存在脉冲后，发出跳过器件的序列号命令，跟着发出温度转换命令，再次复位并收到返回的存在脉冲后，发送DS18B20的序列号，读出数据。
3.3 里程脉冲中断子程序
里程表的速比表示的是：输入与输出速度之比，里程表转轴（软轴）在汽车行驶1公里时所转过的转数。论文大全。这种里程表转轴每转1圈，霍尔传感器将感应发出8个脉冲。现在以速比为1：624的车型为例：汽车行驶1公里，则霍尔传感器发出的脉冲数共为8×624＝4992个，或者说，每个脉冲代表了1/4992公里的里程。霍尔传感器将这些脉冲信号当作外部中断源输入给单片机，使每个脉冲产生1个中断,并通过中断服务程序对每个脉冲进行计数。这样，当计满4992时，表明汽车行驶了1公里，然后再给累计单元加1，并存入E2PROM单元，最后通过刷新LCD液晶显示器，即可实现里程计数功能，本设计选用边沿触发方式，即采用负跳变引起中断。
软件实现：控制模块在关闭脉冲中断之后，当脉冲数达到1公里所需数目后修改里程记数单元并关中断、返回。
3.4车速测量子程序
用脉冲发生器（霍尔开关）实现车速表。
与上相同，以速比为1：624为例。在单位时间内（以1s为例），对霍尔传感器发出的脉冲信号进行记数，通过计算即可得出实时速度。具体如下：
在单位时间内（本系统设定为1s）记霍尔开关的脉冲数，用单位时间所行的距离即可计算出单位时间内的平均速度（如图3.6）。若单片机1s内收到了n个脉冲，则1s内车辆行驶的距离为：(1000n)/4992，速度为[(1000n)/4992]m/s，把它转换为km/h。每隔1s输出时速并刷新LCD液晶显示器，即可实现车速显示功能。
E2PROM存储器AT24C02能与I2C总线兼容，遵守I2C总线协议。
3.5 LCD显示子程序
LCD显示模块采用TC1602A。由于本系统只显示温度、车速、里程等信息，单片机不读入LCD信息，所以本系统只用到其中设置输入模式指令、显示开关控制指令、系统初始化设置、DDRAM地址设置指令、忙状态检查指令、写数据指令。
4 辅助电路
作为一个完整的数字仪表系统，除主控制单元外还必须有许多辅助电路。论文大全。例如提供保护的抗振措施、过压保护电路、看门狗电路等，这些电路是一个完整的单片机数字仪表系统必不可少的，下面将分别介绍。
4.1 抗振措施
车载电子设备的抗振措施主要是以下两个方面：
（1）加固设计
提高电子设备结构上的薄弱环节。对薄弱环节进行加固，使其容许的冲击应力和疲劳极限高于其实际响应值，保证电子设备的正常工作；
（2）采用隔振缓冲系统
对电子设备整机进行隔振缓冲设计，使外部激励通过隔振缓冲系统的减弱后，传递给设备的实际作用力，小于设备的许用值。
4.2 过压保护电路
本系统在输入通道上也设计了过压保护电路，1脚为电压输出，8脚为电压输入，它由限流电
阻和稳压管78L05组成，加在单片机电压输入之前，防止引入高电压，损害单片机系统，图4.1为78L05的引脚图。
图4.1 78L05引脚图
4.3 软件看门狗
软件看门狗主要采用定时器/计数器T0定时溢出对单片机系统进行复位。
参考文献：
[1]张武，顾凯.基于51单片机的车用数字仪表设计与实现[J].今日电子，2006(5):32--35.
[2]沈庆阳等. 8051单片机实践与应用[M].北京:清华大学出版社，2001.
[3]薛小铃，刘志群.巧用单片机实现液晶的动态显示.闽江学院学报[J],2004(1):34--37.
[4]赵娜，赵刚，于珍珠.基于51单片机的温度测量系统[J].微计算机信息,2006(8):63--65.
[5]欧伟明.液晶显示模块TC1602A与单片机的接口技术[J].国外电子元器件，2003(3):63--65.
[6]何希才.传感器及其应用电路[M].北京:电子工业出版社，2001.
[7]刘小明，柴苍修，黄静.数字化车速里程表的设计[J].武汉理工大学报，1999(14):48--50.
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