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1、天津轻工职业技术学院毕业设计(论文)课题：虚拟仪器设计汽车仪表专业物联网应用技术班级12级物联网学生姓名程志磊学生学号02指导教师孟帙颖提交日期2015-04-02成绩答辩日期答辩成绩答辩教师总评成绩课题设计要求设计题目指导教师综合阅评意见平时成绩0~20材料成绩0~40指导教师摘要针对汽车仪表发展的新趋势，本文对国内汽车仪表行业的现状和发展远景进行了概述，针对性的研究了基于LabVIEW技术和单片机技术而建立虚拟汽车仪表系统的构成，并且系统的给出了一种可行性方案，分别从LabVIEW软件实现方法、单片机程序实现方法和软、硬件的通信三方面进行了阐述。本文设计出来的汽车虚拟仪表
2、系统可以实现本文设计出来的汽车虚拟仪表系统可以实现发动机转速、日期/时间、汽车里程、汽车速度、水温温度、油箱存油量油耗、故障报警等信息的显示。利用虚拟仪器技术模拟汽车仪表盘，不仅可以完成先进汽车仪表盘的功能，而且免去汽车机械及电子器件，降低成本。关键词：LabVIEW；单片机；汽车仪表盘；虚拟仪器目录第一章功能分析与模块设计11.1汽车仪表盘系统功能分析11.2汽车虚拟仪表台功能模块21.3源参数模型设计3第二章总体设计方案52.1总体设计思路52.1.1汽车仪表及其显示装置的作用和组成52.1.2汽车仪表的使用条件52.1.3界面模块62.2总体设计框图7第三章系统的硬件设
3、计83.1传感器简介83.1.1DS18B20温度传感器83.1.2CR-6061-1数字油位传感器83.1.3OHG-01霍尔效应齿轮传感器93.2数据采集卡103.3单片机主控模块113.3.1AT89S52概述113.3.2AT89S52的主要性能113.3.3AT89S52的引脚排列及功能113.3.4AT89S52的最小系统143.3.53位数码管模块介绍153.4系统原理图163.4.1MAX232芯片简介183.5本章小结19第四章系统的软件设204.1LabVIEW软件简介204.2LabVIEW串口通信204.2.1VISA串行通信基本功能模块介绍214.2
4、.2VISA设计方法234.3单片机程序设计254.3.1系统工作流程254.3.2按键子程序流程图264.3.3显示子程序流程图274.4数据采集程序的实现274.5LabVIEW各功能模块程序304.5.1功能测试模块304.6本章小结34结束语35致谢36参考文献37附录39天津轻工职业技术学院12级毕业论文第一章功能分析与模块设计1.1汽车仪表盘系统功能分析功能分析与模块设计考虑设计成本和实验条件,通过分析汽车运行中的转速、燃料流量等模型,由计算机模拟产生源信号,经D/A转换输出模拟信号。该信号经模拟输入端口A/D转换读入计算机,分析处理后在虚拟汽车仪表面板上显示转速
5、、速度、显示百公里油耗(L/100km)、超速报警、加速或减速指示等信息,同时将部分参数通过数字输出至显示电路,用4位LED动态显示。如果超速,则输出开关量,驱动发光二极管报警灯[4]。系统结合PCI26011数据采集卡,采用LabWin2dows/CVI虚拟仪器开发实现所有功能。具体功能分析如下:(1)模拟工况的生成:实际汽车的转速、油耗及故障等源信号是通过传感器测量得到的模拟量,分析相关汽车工况,预先建立转速和燃油流量信号的函数模型,采用软件模拟汽车转速、流量参数。以上参数在虚拟仪表盘上显示,并通过D/A转换输出。(2)信号采集与处理:将2个输出的模拟参数用不同通道采集经
6、过A/D转换进入计算机,作为实验采集到的源参量,计算得到汽车仪表盘上显示的相关参数。(3)仪表盘输出:将计算后的转速、速度、百公里、油耗、超速报警等参数通过虚拟仪表盘输出,并将速度、报警等信息输出至显示电路,由LED显示。整个系统的流程如图1所示图1 参数的处理流程图46天津轻工职业技术学院12级毕业论文1.2 汽车虚拟仪表台功能模块根据流程分析,系统分划分为信号模拟与输出模块、虚拟仪表盘2大模块。信号模拟与输出模块中包含信号的模拟、信号的转换输出;虚拟仪表盘中包含信号输入、数据转换处理、数据输出3个子模块;各模块的结构如图2所示。图2 汽车虚拟仪表台功能模块信号模拟与输出模
7、块:依据转速和流量的函数模型,模拟生成汽车转速、流量参数在虚拟仪表盘上显示,并通过数模转换输出。虚拟仪表盘模块主要是模拟汽车仪表盘的功能,反映汽车运行参数。其各子模块的功能如下:(1)信号输入模块:通过数据采集卡的模拟输入端口实时采集汽车模拟参数值;(2)数据转换处理模块:实现采集量的A/D转换和量程处理,计算转速、速度、百公里油耗(L/100km),判断加减速、超速、档位信息;(3)数据输出模块:虚拟仪表板上显示转换处理得到的信息。采用模拟转速表、度表显示转速和速度,并显示加减速、油耗、超速报警等信息
