韓學堯

摘 要：本文主要介紹以STC15F2K60S2單片機為控制芯片，輔以整形電路、電源管理芯片、數(shù)碼管、LED等元件，實現(xiàn)對電動汽車電量檢測和顯示、車速檢測和顯示、行駛里程、轉(zhuǎn)向、前進、倒車等狀態(tài)顯示的設計。本文詳細介紹了系統(tǒng)的設計方案、工作原理、操作說明和特點等問題。本設計結(jié)構(gòu)簡單、功能全面、調(diào)整后可兼容市面上所有采用60-120V電池供電的車型，不僅具有廣闊的市場前景，而且具有巨大的社會效益。

關鍵詞：電動汽車 單片機 顯示面板 車速

1 概述

隨著全球能源危機的不斷加深，石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇，各國政府及汽車企業(yè)普遍認識到節(jié)能和減排是未來汽車技術發(fā)展的主攻方向，發(fā)展電動汽車將是解決這二個技術難點的最佳途徑。尤其是低速小型電動汽車快速發(fā)展，由于其節(jié)能環(huán)保、小巧輕便、價格便宜等特點，深受大眾的歡迎，特別是在城鄉(xiāng)結(jié)合處，電動汽車已經(jīng)隨處可見，但是據(jù)市場估測未來10年內(nèi)仍然是小型電動汽車的高速發(fā)展期。而任何電動汽車都離不開顯示面板，本文介紹一種利用STC15F2K60S2單片機實現(xiàn)的功能全面、界面友好、兼容性強、可靠性高的電動車顯示面板。

2 顯示面板硬件電路設計

電動汽車顯示面板硬件電路以STC15F2K60S2單片機為核心?？刂圃韴D如圖1所示，單片機輸出控制信號到圖2的顯示屏上，上方顯示屏實時顯示電動汽車的行駛速度，下方顯示屏實時計算電動車行駛的總路程。單片機通過脈沖記錄電動汽車的運行速度，具體方案如圖3所示，脈沖信號通過三極管的基極，從而使得三極管集電極和發(fā)射極導通，單片機記錄一次，從而準確記錄汽車的行駛速度，誤差極小，該記速方式可應用于市面大多電動汽車的車速記錄設備中。

電動汽車顯示面板硬件電路具備電量檢測及顯示功能，只有對汽車電池的端電壓做到精確測量，才能夠判斷電池充放電的截止點，在本電路中，端電壓檢測電路通過兩個大電阻對電池進行分壓，然后通過一個電壓跟隨電路和低頻濾波電路，把信號送到單片機，以對信號進行AD采樣，工作電壓檢測電路如圖5所示。顯示面板硬件電路同時具備轉(zhuǎn)向燈、前置燈、尾燈等的實時顯示，并且顯示面板提供儀表照明功能，滿足夜間行駛要求，提高駕駛安全。

3顯示面板軟件電路設計

一個好的軟件設計在系統(tǒng)的平穩(wěn)運行中占有很大比重，提高軟件的質(zhì)量不僅使硬件系統(tǒng)充分發(fā)揮，節(jié)約開發(fā)成本，方便以后維護升級。

本文設計程序?qū)崿F(xiàn)了對電動汽車電量檢測和顯示、車速檢測和顯示、行駛里程、轉(zhuǎn)向、前進、倒車等狀態(tài)顯示，設計流程如圖4。

里程計數(shù)原理：設汽車行駛時間t時驅(qū)動輪轉(zhuǎn)數(shù)為N，設輪胎外徑為D，則汽車行駛時間t時，行駛總里程S=D*N；速度v=D*N/t。在本程序中以INT1作為里程計數(shù)脈沖的輸入，定時器T0每1ms中斷1次，每中斷1次送1位顯示。

LED電量顯示：通過檢測電壓值，輸入到STC15F2K60S2單片機，通過控制P0口以及P4.1、P4.2、P4.4端口實現(xiàn)11個發(fā)光二極管對電量的實時顯示。

A/D轉(zhuǎn)換過程：將模擬信號，如：轉(zhuǎn)速里程等，通過A/D轉(zhuǎn)化采集數(shù)據(jù)。

4結(jié)論

本設計利用一塊芯片—STC15F2K60S2單片機實現(xiàn)了車速檢測和顯示、電量檢測和顯示、行駛里程計數(shù)、存儲和顯示，車輛行駛狀態(tài)顯示等功能，結(jié)構(gòu)緊湊，功能全面，運行穩(wěn)定。特別是在電量顯示和行駛里程的存貯方面做了優(yōu)化改進。其中電量顯示方面，電量指示不會受到車輛加速的影響而顯示電量偏低，真實的反應電池的實際電量；而里程方面采用優(yōu)化算法，除了精確計數(shù)，保證里程的準確性之外，在存儲方面做了優(yōu)化處理，保證里程表實時顯示當前里程，但是僅僅在車輛行駛之后從FLASH中讀取里程值，車輛停車后將RAM中的里程值寫入FLASH，而不是頻繁讀寫FLASH，不但提高了系統(tǒng)的響應速度，而且大大延長了FLASH的使用壽命。經(jīng)試車驗證，各方面指標均達到設計要求，性能良好。

參考文獻：

[1] 郭輝. C語言程序設計.中國傳媒大學出版社.

[2] 馮文旭.單片機原理及應用.機械工業(yè)出版社.