基于单片机的汽车转向轮转角显示的设计

昌小波

摘 要：随着汽车的普及，目前全国驾龄不满1年的实习驾驶人将近3000万人，占机动车驾驶人总量的11.3%，部分实习驾驶者由于汽车转向轮转向角度把握不好而造成的车库移位、刮擦、追尾等不同程度的事故，通过本装置可以帮助驾驶者实时监控汽车转向轮的方向降低交通事故发生率。本设计核心控制器为at89c52，可变电位器，AMPIRE128×64的汉字图形型液晶显示模块作为显示元件，通过电位器采集可变电压进而转化为汽车转向轮转角显示在液晶显示器，可以有效反馈至驾驶者及时调整行车方向。

关键词：方向转角装置;TCL2543A/D转换器;液晶显示驱动

1 系统方案设计

本设计的整体思路是汽车方向盘与汽车前轮相连，方向盘传感器连接汽车转向管柱，将汽车方向盘旋轉圈数和角度信息传递给转角计算及角度显示处理器，前轮传感器汽车前轮，将汽车前轮的旋转角度信息传递给转角计算及角度显示处理器，转角计算及角度显示处理器连接显示屏，将汽车方向盘的旋转圈数、旋转角度和汽车前轮的旋转角度通过显示屏进行显示。系统整体结构框图如图1所示。

2 硬件设计

本设计电压采集装置、A/D转化模块、控制电路、转角显示模块组成。其中转角采集装置是通过方向管柱上的电位器采集，为了方便仿真我们假定转向轮转角一致且随着方向盘转角线性变化，假定转向轮最大转角为40度，此时对应的方向盘为1.5圈即为540度，则传动比为13.5。本装置采用的传感器是电位器，电位器上的齿轮与转向管柱上安装的齿轮相啮合，当方向盘转动时就会带动电位器转动，电位器阻值不断变化导致其输出的电压不断变化，采集到的变化电压即为转角信号。电路设计主要包括电压采集电路、电压转换电路、转角显示电路，总体设计如图2所示。

3 软件设计

本设计的软件设计部分的程序主要包括主程序、电压采集函数、电压处理函数、液晶显示驱动函数，本程序的编写采用的软件是KeilC51，并同Proteus软件对电路进行仿真，主程序流程图如图3所示。

4 系统调试

液晶显示器的调试主要是通过程序进行，不断调整方向盘角度，采集对应的电压，实现液晶显示器对汽车转向轮转角的显示。

4.1 显示开/关设置

CODE：R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0

LLLLHHHHHH/L

功能：设置屏幕显示开/关。

DB0=H，开显示;DB0=L，关显示。不影响显示RAM（DD RAM）中的内容。

4.2 设置显示起始行

执行该命令后，所设置的行记录将显示在屏幕的第一行。显示起始行是由Z地址计数器控制的，该命令自动将A0-A5位地址送入Z地址的计数器，起始地址是0-63范围内任意一行。Z地址计数器具有循环计数功能，用于显示行扫描同步，当扫描完一行后自动加一。

4.3 设置页地址

CODE：R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0

LLHLHHH页地址0-7

参考文献：

[1]张友德，等.单片微型机原理、应用与实验.上海：复旦大学出版社，2001，5.

[2]潘旭峰.现代汽车电子技术.北京：北京航空航天大学出版社，1998，1.

[3]潘琢金，施国君.C8051FXXX高速SOC 单片机原理及应用.北京：航空航天大学出版社，2002.

[4]黄艳玲，李立伟.多功能汽车行驶状态记录仪的设计.电子技术应用，2006，3.

[5]姚胜华.汽车电器与电子控制技术[M].广州：华南理工大学出版社，2010，8.

[6]章治国，张占龙，何为，杨浩.基于 C8051F020 主控的 USB 模块与PC机快速通讯的实现.计算机应用，2003，z2.

[7]潘琢金，施国君.C8051FXXX高速SOC 单片机原理及应用.北京：航空航天大学出版社，2002.