1. 研究目的与意义
随着国内电子化水平的快速提高,特别是计算机技术在仪表中的广泛应用,仪表逐渐走出了传统的电气仪表的模式,正向数字化和智能化的方向发展。伴随电子技术的发展和元器件性能的扩展,测量技术也有了很大的改变,就速度里程表而言,原理结构上的简化,提高维护性能,降低故障率等已经成为可能。而基于硬件描述语言的速度里程表的研究正是顺应了电子发展趋势,从传感器上获得信号经单片机计算处理后可以很直观及时的把数据显示给用户。它不仅可显示车辆行驶的总里程,也可显示车速,同时还能存储数据。由于其采用的芯片都是广泛通用的芯片,成本较低,所以该速度里程表具有较强的再开发能力。
2. 课题关键问题和重难点
1、关键问题:
(1)完成软件编程,设计系统软件框图,利用霍尔传感器完成数据的采集,其中包
括提高对于频率测量精度的方法,设计出电路图,对测试范围进行分析。
3. 国内外研究现状(文献综述)
VHDL是用来描述的数字系统的行为和结构的一种硬件描述语言。VHDL是一种通用的HDL描述。它可用于模拟和描述各种各样的数字系统,而这些系统可以是几个门电路也可以是很复杂的集成电路。VHDL可以从几个不同的层次描述数字系统行为层次,数据流层次和结构层次。 例如,若知道加法器的功能,二进制加法器则可以进行行为描述,且这种描述不需要任何元器件细节。其次,通过给定加法器的逻辑方程,二进制加法器可以进行数据流描述。 最后,若说明组成加法器的各个门电路之间的联系,二进制加法器则可以进行层次描述。VHDL是自上而下的设计方法。首先,系统在顶层被设定,并利用仿真器对其测试。然后,系统在这个层次调试,使设计逐步完善,最终导致结构描述与实际的硬件实现紧密联系。 VHDL设计技术独立。 如果一个用VHDL语言描述的设计,被目前的技术所实现。同时,它可作为某些未来技术的起点。 虽然,人们最初设想VHDL作为一种记录硬件的语言,但是,目前大多数VHDL可用于模拟和逻辑合成。
传统的车辆转速里程表功能有两个:一是用指针指示出车辆行驶的实时车速;二是用机械计数器记录车辆行驶里程。并且传统机械式车辆的速度表连接了一条软轴,软轴另一端连接到变速器的其中一个齿轮上,齿轮的旋转带动软轴内的钢丝缆转动,使得里程表罩圈内的一块磁铁旋转,磁铁旋转速度的快慢引起磁力线大小的变化,打破了指针的平衡,使指针了偏离零点位置,指示出数值。这种车速里程表简单实用,曾经被广泛应用于各种车辆上。 但是随着现代车辆各种性能都在飞速的发展,车辆性能的提高,旧的里程表已经不能适应用于现代化的车辆当中;而且对于不同的车型,旧款里程表的安装也受到了软轴长度、弯曲度等的限制。 现代车速里程表为性能可靠的电子式仪表,其主要优点如下: 1)电子式里程表能够提供大量复杂的信息。随着车辆行驶和工作状态的信息量的显著增加,车辆电子里程表能够迅速、准确、直观地显示出车速,里程信息,而且显示的信息量大。 2)电子式里程表具有体积小、重量轻等优点。而且小型化、电子化的仪表盘还能适应于各种传感器或控制系统的电子化,节省了车辆仪表盘的空间,而且还能进行更大的信息处理。 3)高精度和高可靠性。由于实现了里程表的电子化,可以为使用者提供高精度的数据信息,也可以减少传统里程表中那些机械部分,从而改善并且提高了仪表的可靠性能和稳定性能。 4)具有一表多用的功能。采用数字显示能够进行分时显示,并可同时切换界面能显示几个参数,使得仪表盘更加简单化和清晰化。 毋庸置疑,车辆仪表的电子化、数字化和智能化是车辆仪表的发展方向,车用数字仪表的研究是国内外正在探索的一个新兴领域,集单片机控制技术、传感技术、信号处理技术等多门学科交叉的应用研究,属于世界车载装置领域的前沿性课题。随着现代车辆工业和电子技术的不断发展,车辆中各种系统和器件日趋复杂,车辆行驶和工作状况的信息量不断增加。车辆仪表的功能已经不仅仅是单纯的指示,而是通过对车辆各部件参数的监测与微处理机控制配套,从而达到控制车辆各种运行工作情况的目的。全数字式车辆仪表,是现在和未来车辆仪表显示装置的主导技术和重点发展方向。具体体现在以下几个方面: 1)多功能化;2)数字化;3)更好的视觉性;4)信息化和网络化。 车辆电子仪表向着多功能性、更高智能化的方向发展,同时车辆仪表的电子数字化,也表数字化水平不高,绝大部分仪表还是机械、模拟式的,而且大多数模拟仪表的体积大、数量多,使得显示系统复杂而拥挤;另外模拟仪表故障发生率较高,增加了事故发生率和经济负担,减小了车辆行使的安全稳定系数。 国外车速里程表采用了各大公司自行研制的芯片,不但成本高,而且对车种的适应性较差。不过,随着电子技术的发展,必将促进车辆仪表向高新技术领域、种类繁多、性能卓越的电子数字仪表方向发展。
车辆常用里程表比较:
4. 研究方案
1、电动自行车里程表的软件设计
(1)传感器的选用
(2)系统软件总体设计
5. 工作计划
第1周:查找和翻译速度与里程表设计的相关文献,翻阅书籍。
第2周:撰写一份不少于3000字的开题报告。
第3周:电路系统的总体设计和规划,形成基本的模块和框架。
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