基于51单片机的速度检测系统

本科毕业设计(论文)I基于51单片机的速度检测系统摘要在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。数字式通常采用光电编码器，霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。随着微型计算机的广泛应用，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法。本文便是运用单片机控制的智能化测量自行车转速。自行车在运行过程中，需要对其进行监控，转速是一个必不可少的一个参数。本系统就是对自行车转速进行测量，并显示转速，了解自行车运行的基本状况。本设计主要用AT89C51作为控制核心，由霍尔传感器、LED数码显像管、及24C02构成。详细介绍了单片机的测量转速系统及串行通讯。充分发挥了单片机的性能。本文重点是测量速度并显示在4位LED数码管上。其优点硬件是电路简单，软件功能完善，测量速度快、精度高、控制系统可靠，性价比较高等特点。关键字：MSC-51（单片机）；计算机；传感器自动化测量本科毕业设计(论文)IISpeedtestbriefintroductionAbstract：Inthebikepractice,wewillmeeteachkindtoneedfrequentlytosurveytherotationalspeedthesituation,thesurveyrotationalspeedmethoddividesintothesimulationtypeandthedigitaltwokinds.Thesimulationtypeusesmeasuredthatthefastgeneratoristhedetectingelement,obtainsthesignalsimulatesthethedegraduatedfromthedesignoftheissueiscontroloftheintelligentuseofspeedmeasuringinstrument.Theaticleisthemotorspeedmeasurement,andbasicsituation.Thistopicdescribesthedesignstepsandmethodofhumiditymeasurementsystemwhichbasedonchipdesignasystemwhichcanmeasuretemperatureandhumidity,showthemeasurementresultsandwarming.ThissystemusesAT89C51asthemainchip,useanewintegrateddigitaltemperatureandhumiditysensorDHT11gatherthetemperatureandhumiditydata.ItusesClanguagetodesignsystemprogrammingondevelopmentplatform.Themaindesignisdivided.Keywords：singlechip;intelligence;computer;transimiter;test.本科毕业设计(论文)III目录第1章引言........................................................1第2章系统介绍.....................................................22.1系统结构.................................................22.2系统要求.................................................3第3章硬件电路设计.................................................43.1单片机模块...............................................43.2霍尔传感器模块...........................................93.3显示模块................................................103.424C02存储器简介.......................................11第4章软件设计...................................................144.1编译语言的选择..........................................144.2程序模块................................................144.3集成开发环境Keil介绍...................................17第5章调试.......................................................225.1系统硬件调试............................................225.2系统软件调试............................................225.3系统整体调试............................................23结论...........................................................24致谢...........................................................25参考文献...........................................................26附件1原理图.......................................................27附件2PCB板.......................................................28附件3实物........................................................29附件4程序........................................................29本科毕业设计(论文)1第1章引言自行车被发明及使用到现在已有两百多年的历史，在这两百年间人类在不断的尝试与研发过程中，自行车发展的目的也从最早的代步工具转换成休闲娱乐的用途，随着生活水平的提高，人们希望自行车的功能更强大，比如说对行车信息的掌握，而里程计/速度计正满足了这个需求。现在先进的里程/速度计能够显示实时的速度和里程，是人们实时掌握相关信息，更好的安全行车。我国是自行车大国，据统计，平均每个家庭拥有2.6两自行车，自行车在人们的日常生活中扮演者越来越重要的角色，上班，旅行，等等。很多行为都能看到它的身影。它已成为了我们生活中不可或缺的一员了。常常听说汽车摩托超速行驶造成交通事故，但很少说自行车超速。其实是我们太小看这一问题了，在网上有一份调查报告说，全国和自行车有关的交通事故，相当大比例是由自行车速度过快引起的，自信车的超速造成交通事故而把其他机动车当成替罪的羔羊，是一件很冤枉的，因此说行车过程中对速度的把握是一件很重要的事情。智能化转速测量可以对自行车的转速进行测量，车在运行的过程中，适时对转速的测量有效地可以反映车的状况。目前国内外测量电机转速的方法很多，按照不同的理论方法，先后产生过模拟测速法(如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法。计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。传统的电机转速检测多采用测速发电机或光电数字脉冲编码器，也有采用电磁式(利用电磁感应原理或可变磁阻的霍尔元件等)、电容式(对高频振荡进行幅值调制或频率调制)等，还有一些特殊的测速器是利用置于旋转体内的放射性材料来发生脉冲信号．其中应用最广的是光电式，光电式测系统具有低惯性、低噪声、高分辨率和高精度的优点．加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用本系统主要由传感器，单片机AT89C51构成。可以对大范围转速进行测量，测量的转速精度高。本科毕业设计(论文)2第2章系统介绍2.1系统结构本文首先介绍了此系统的结构要求、技术指标以及主要内容等；再论述了总体设计过程,确定了技术指标及器件的选择；接着重描述了系统硬件电路设计、硬件设计框图及所使用的各种芯片功能与特性；接着重点剖析了软件设计的过程，最后通过调试达到目标。转速测量的方案选择,一般要考虑传感器的结构、安装以及测速范围与环境条件等方面的适用性;本论文中给出的速度测量方案，经过我查资料、构思和自己的分析，从实现难度、熟悉程度、器件用量等方面综合考虑，总体电路为以下方案。下面就看一下我对设计方案的简要说明。系统主要实现的功能是AT89C51单片机接收霍尔传感器传来的脉冲信号，由于霍尔器件直接输出高低电平信号已完成对速度信号的处理，所以可以直接送到单片机的相关接口，单片机根据外部中断，以及内部定时器进行记数计算出自行车速度和里程送到LED显示，该处LED显示管采用4位共阳型，同时数据传给24C02，实现数据掉电后保存。同时在运行过程中交替显示速度与里程信息。达到对行车信息的掌握。系统组成框图如下2-1：图2-1系统框图霍尔传感器单片机AT89C51LED显示复位电路时钟电路存储本科毕业设计(论文)32.2系统要求将霍尔传感器产生的脉冲信号输出入到单片机的外部中断端口，单片机工作在内部定时器工作方式0，对周期信号进行内部记数，调用计算公式算出转速，调用显示程序显示在LED上，同时通过串口向存储单元发送转速数据。主要内容：（1）单片机部分主要完成自行车速度的测量。（2）LED部分主要是把速度显示出来。（3）24C02实现系统在掉电时的信息保存。根据系统要实现的功能以及要求，要实现单片机的转速测量主要是各个模块的设计，定时器记数功能、以及LED驱动。单片机可通过编程控制外围部件，能实现较高的自动化程度。以它为系统核心的控制模块可实现主从控制，完成预定的任务。硬件设计的任务是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，具体确定系统中所要使用的元器件，设计出系统的原理框图、电路原理图。89C51单片机通过INT0输入传感器的脉冲信号，P0口P2口接LED动态显示和信息存储。软件需要解决的是定时器0的记数和外部中断0的设定、由于测量的转速范围大，所以低速和高速都要考虑在内，关键在于一个四字节除三字节程序的实现。显示部分、需要有一个二进制到十进制的转化程序，以及转换成非压缩BCD的程序后、才能进行调用查表程序送到显示。PC机串口和单片机串行口的工作方式，包括串行口的通讯速率、奇偶校验位、停止位等均由通信部分的软件部分实现。转速部分软件设计思路：AT89C51单片机的P3.2口接收传感器的信号。主要编写一个外部中断服务程序INT_0，读取记数值的三个字节，并再次清0记数初值以便下次的记数和计算。调用两字节二进制-三字节十进制（BCD）转换子程序BCD，再调用十进制转换成非压缩BCD程序CBCD、最后调用查表程序送显示，系统要求单片机晶振12MHZ。软件的具体设计将在后面介绍。本科毕业设计(论文)4第3章硬件电路设计硬件的功能由总体设计所规定，硬件设计的任务是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，具体确定系统中所要使用的元器件，设计出系统的电路原理图，必要时做一些部件实验，以确定电路图的