基于单片机的测速仪设计
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华北理工大学轻工学院
Ｑｉng Goｎg ColleｇｅＮoｒthＣｈｉnａUniversitｙｏf Science and Ｔechnology
课程设计报告
课程名称:EＤＡ辅助设计
项目名称:基于单片机的测速仪设计
专业班级:
学号：
姓名：
成绩:
一、项目说明
转速是工程中应用非常广泛的一个参数, 其测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法,目前这种测量方法已不能适应现代科技发展的要求。随着大规模及超大规模集成电路的发展，使得全数字测量仪器越来越普及，其转速测量仪器也可以用全数字化处理。在测量范围和测量精度方面都有很大提高。因此，本次设计的目的是：对各种测量转速的方法加以分析,针对不同的应用环境，利用ＡＴ89S52系列单片机设计一种全数字化测速仪器。本设计在通电后就会开始运行进行测速,由数码管进行显示当前转速,按下S1将会重置。
二、项目原理图
１、原理图
图1 项目原理图
2、各部分说明
（1）电源部分
DC０02插座是带有插入断开开关，中心脚为1脚,下面为２脚，侧面为3脚，插入时3脚断开。的一款给单片机提供5v电压的电源。
图2电源
(2）ＳTC8９C52芯片
ＳTC８9C52是一个低功耗，高性能CＭOS8位单片机，片内含具有如下特点:40个引脚，４ｋＢｙtｅsFｌasｈ片内程序存储器，128byｔes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出（I/O)口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗(WDTC）电路,片内时钟振荡器。此外，STC89C52设计和配置了振荡频率可为0HＺ并可通过软件设置省电模式。空闲模式下,ＣPＵ暂停工作,而RAＭ定时计数器,串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RＡM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PＤＩP、TQＦP和ＰLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。
图3STC８9Ｃ52
（3）单片机复位部分
１)复位功能：单片机复位电路就好比电脑的重启部分,当电脑在使用中出现死机,按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样,当单片机系统在运行中,受到环境干扰出现程序跑飞的时候,按下复位按钮内部的程序自动从头开始。
图4 复位电路
(4）数码管部分
lｅd数码管（ＬED Seｇｍent Displayｓ）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件,引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。我采用的led数码管是段数为7段有的另加一个小数点，leｄ数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类,了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管,图6是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。颜色有红，绿，蓝，黄等几种。lｅd数码管广泛用于仪表,时钟,车站，家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色,功耗,亮度，波长等。
图5 数码管
(５)光电传感器部分
光电传感器是利用光电子应用技术,将光信号转换成电信号从而检测被测目标的一种装置。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,体积小。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温和气体成分等;也可用来检测能转换成光量的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度和加速度,以及物体形状、工作状态等。光电式传感器具有非接触,响应快,性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。
图６光电传感器模块
(6）单片机晶振部分?
外接晶振引脚XTAL1和TXＡL２接外部晶振和微调电容的一端。振荡电路的频率就是晶体的固有频率。晶振电路结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率。晶振提高频率越高，单片机运行速度越快。单片机一切指令的执行都是建立在晶振提供的时钟频率上。
图７晶振
三、项目中的器件及其封装
1、材料清单，如表1所示。
表1 项目材料清单
Ｃomment D ｅs ｉgn ａtor
Fo ｏtpr ｉnt
Ｑuan ｔｉty
10Ｋ 1% Ｒ1 Ｒ2 R3 R4 Ｒ5 R6 R7 R8 R9 08０5 9 2０K 1％
R1０ R13
0805 2 30p ｆ/５0v
5％ C1 C2
0８0５ 2 ＳW －ＰB S1 ＳMD 1 10uf/25v ５*11 E Ｃ1 R Ｂ.2/.4 1 ＳＴＣ８９C52 U ３ PDIP40
1 Dc ０0２ US1 DI Ｐ
1 ６K 1％ R １１ R1２ 08０５
２ XTAL X1
H Ｃ－４9Ｓ 1
3６41Ｓ V １ 20364
1 BPW8５Ｃ
Q １
RoHS
１
2、项目中元器件及其封装 （1)S ＴＣ89Ｃ52单片机封装
1
2
3
4
5
6
7
8
91
01
11
21
31
41
51
61
71
81
9202
12
22
32
42
52
62
72
82
93
03
13
33
43
53
63
73
83
94
03
2
图８ S ＴC ８９Ｃ５2
（2）０8０5电阻封装
2
1
图９ 电阻
（3)4位数码管封装
121110987
2
1
3
6
5
4
图１0 数码管
（4）贴片按键封装
12
图1１贴片按键
(5)电源封装
21
3
图12 电源
（６)电容封装
1
2
图13 电容
(7)点解电容封装
1
2
图14 点解电容
（8)晶振封装
12
图15 晶振（９)光电三极管封装
图１６光电三极管
四、项目完成情况
1、SmａrＰDF导出图
(1)整个ＰＣB
(2)Top Lａyer
（3)ToｐOｖerLayer
(4）Boｔtom Layｅr
(5)BｏｔｔｏｍＯverLayeｒ
底层丝印层无信息
2、PCB的3D效果图
五、心得体会
1、项目完成过程中遇到的问题及解决办法
由于之前做过秒表的结课设计所以此次测速仪的设计得心应手，画封装的技术也逐渐娴熟,所以没遇到什么难题。
２、项目完成过程中的收获及体会
经过这次的基于单片机的测速仪的设计，让我学到很多东西,但就我个人感觉而言,学到的东西，对我今后的学习有重要的指导作用，这次学习对我的确很重要,至少我认可了自己,在过去的三年里，还是学到了一些有用的课本知识。现在学到的东西，在书本上是学不来的，在以后的工作中一定也会用到的，一定要自己经历了，在实践中才学得到。这短暂的时间也许会对我的未来有大的影响。很感激学院提供这次学习机会给我,这次学习绝对是一次成长的机会。希望在以后的工作中,我今天学到的东西，能有用武之地。
基于单片机的测速仪设计
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华北理工大学轻工学院 Ｑｉng Goｎg ColleｇｅＮoｒthＣｈｉnａUniversitｙｏf Science and Ｔechnology 课程设计报告 课程名称:EＤＡ辅助设计 项目名称:基于单片机的测速仪设计 专业班级: 学号： 姓名： 成绩:
一、项目说明 转速是工程中应用非常广泛的一个参数, 其测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法,目前这种测量方法已不能适应现代科技发展的要求。随着大规模及超大规模集成电路的发展，使得全数字测量仪器越来越普及，其转速测量仪器也可以用全数字化处理。在测量范围和测量精度方面都有很大提高。因此，本次设计的目的是：对各种测量转速的方法加以分析,针对不同的应用环境，利用ＡＴ89S52系列单片机设计一种全数字化测速仪器。本设计在通电后就会开始运行进行测速,由数码管进行显示当前转速,按下S1将会重置。 二、项目原理图 １、原理图
图1 项目原理图 2、各部分说明 （1）电源部分 DC０02插座是带有插入断开开关，中心脚为1脚,下面为２脚，侧面为3脚，插入时3脚断开。的一款给单片机提供5v电压的电源。 图2电源 (2）ＳTC8９C52芯片 ＳTC８9C52是一个低功耗，高性能CＭOS8位单片机，片内含具有如下特点:40个引脚，４ｋＢｙtｅsFｌasｈ片内程序存储器，128byｔes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出（I/O)口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗(WDTC）电路,片内时钟振荡器。此外，STC89C52设计和配置了振荡频率可为0HＺ并可通过软件设置省电模式。空闲模式下,ＣPＵ暂停工作,而RAＭ定时计数器,串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RＡM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PＤＩP、TQＦP和ＰLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。
传感器与测控电路课程设计报告学生姓名：禹振榜 指导老师：杨书仪余以道 专业班级：12级测控二班 所在学院：机电工程学院 学号1203030214 课题基于单片机的霍尔测速报警系统
基于单片机的霍尔测速报警系统的设计 摘要 在生产中，电机应用十分广泛，比如汽车速度显示，设备工作时的档位，都需要我们了解电机或者机器的转速。转速作为工程中应用的一个非常广泛的参数，它的测量方法有很多，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，使得全数字测量系统越来越普及，越来越方便。 本设计属于码盘转速测量系统，实现转速的实时测量和显示。本系统以STC90C51单片机为核心，旋转编码器通过用传感器测量非电量，转变成模拟电量，再通过一系列测控电路。获得数字信号，实现实时轴转速测量，同时用四位段码式LED数码管显示模块显示电机转速，并且加入了报警模块。详细阐述了转速测量系统的工作过程，以及硬件电路的设计、显示效果。本文吸收了硬件软件化的思想，实现了题目要求的功能。 关键词：转速测量,，单片机, LED显示模块，霍尔传感器。
目录 第一部分绪论 1.1 设计的任务与要求————————————————1 第二部分功能分析与设计要求 2.1 测控系统功能的概述———————————————1 2.2系统模块的确定————————————————— 2 2.3各模块的选择—————————————————— 2 2.1.1传感器模块的论证与选择——————————————2 2.1.2报警模块的论证与选择———————————————3 2.1.3显示模块的论证与选择———————————————3 2.1.2单片机模块的论证与选择——————————————3 2.4 小结——————————————————————3 第三部分测控系统的总体设计 3.1 测控系统的总体设计———————————————4 3.1.1 硬件原理图———————————————————4 3.1.2 硬件电路设计总图————————————————5 3.2 测控系统子模块简介———————————————5 3.2.1传感器原理及分电路析—————————————— 5 3.2.2 报警模块————————————————————7 3.2.3 LED数码管———————————————————8
光电传感器——基于红外反射式的测速机
引言 在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合。转速是电动机极为重要的一个状态参数,在很多运动系统的测控中,都需要对电机的转速进行测量,不论是直流调速系统还是交流调速系统,只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。迄今为止,测速可分为两类:模拟电路测速和数字电路测速。随着微电子技术的发展,计算机技术的广泛应用,出现了以计算机为核心的数字测速装置。这样的速度测量装置测量范围宽、工作方式灵活多变、适应面广,具有普通数字测速装置不可比拟的快速性、精确性和优越性。 一：设计思路 用一个红外发光二极管和一个接受红外光的二极管组成一套光电管。当检测到物表面为黑色时，反射光很弱，接收端检测到的光线可以忽略，使接收端呈现一种状态，例如开关管截止；当被检测物表面为白色时，反射光强烈，发射端发射的红外线被接收端全部接收，使接收端呈现另一种相反的状态，例如开关管开通。这两种相反的状态表现在电路中，就是高低电平组成的脉冲信号。由此，我想到用一个比较器来比较两种接受到的信号，从而输出“0”“1”两种高低电平，并把两种信号传给单片机进行统计，然后利用设定算法进行计算，最后通过数码显示管显示计算结果。 二：所需模块 本测速系统共有两个模块构成，一个为光电传感器部分，用于接收光信号并转换为电信号，即高低电平信号；另一个为单片机部分，用于接收高低电平信号并通过内部计算，然后再通过数码显示管显示测出的结果。 （一）光电传感器部分 （1）LM339工作原理及管脚图： LM339类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。 两个输入端中的一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入
基于单片机自行车测速系统设计 摘要 随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。自行车的速度里程表能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车的速度里程表的设计。以 AT89C52 单片机为核心，A44E 霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度的测量统计，采用 24C02 实现在系统掉电的时候保存里程信息，并能将自行车的里程数及速度用LED实时显示。文章详细介绍了自行车的速度里程表的硬件电路和软件设计。硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。软件部分用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。 关键词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LED显示
Bike speed system design based on single chip ABSTRACT With the developing of people’s life, the bi cycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking, but becomes the first choice of entertainment and exercising. The bicycle mileage/speed can fulfill the basic need of people’s life, so that they can learn the speed and the mileage of the bicycle. In this paper, the bicycle mileage/speed design based on the Hall element is elaborated. By AT89C52 as kernel, using A44E Hall element to measure revolution, the measure and statistic are achieved. The range information is saved by 24C02 when the power is off, the bicycle speed can be displayed on LED. In this article, the hardware circuit and software design of bicycle mileage/speed instrument are introduced in detail. About the hardware, the pulse number is transmitted of one cycle of the bicycle into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. About the software, in assemble language; the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware, common sub-program, and meets the demand of design. . Keyword：Mileage / speed; Hall element; Single chip microcomputer; LED
NANHUA University 单片机课程设计 题目基于单片机的测速仪 学院名称电气工程学院 指导教师 职称副教授 班级 学号 学生姓名 2010年 12 月 31日
《单片机课题设计》任务书
3．主要参考文献： [1] 胡汗才. 单片机原理及其接口技术[M].北京：清华大学出版社，2004 [2] 钱晓捷. 汇编语言程序设计[M].北京：高等学校教材，2005 [3] 张洪润. 张压凡.传感器与应用教程[M].北京：清华大学出版社，2005 [4] 张洪建.蒙建波.自动检测技术与装置[M].北京：化学工业出版社，2004 [5] 吕宁. 水箱水位PLC 自动控制系统的设计[J].电子技术，2005 [6] 刘东红.利用单片机89C52的一个并行I∕O口实现多个LED显示的一种简单方法,国外电子元器件.2002年（8） [7]童诗白．模拟电子技术基础．高等教育出版社，1999 [8]何立民．单片机高级教程——应用与设计．北京航空航天大学出版社，2000 [9]李嗣福．计算机控制基础．中国科技大学出版社，2001 [10]黄丹辉. 党向荣．微机测控系统中的接地系统设计， 2002．4.20 [11]蒋亚东. 敏感材料与传感器. 电子科技大学出版社，2008.12 [12]陈艾. 敏感材料与传感器. 化学工业出版社，2004.10.1 [13]戴佳、戴卫恒刘博文 .51单片机C语言应用程序设计电子工业出版社，2008.12 [14] 谢淑如，郑光钦，杨渝生 .Protel PCB 99 SE电路板设计.清华大学出版社，2001 [16] 江晓安、董秀峰. 模拟电子技术. 西安电子科技大学出版社, 2007.1 4．课程设计工作进度计划： 序号起迄日期工作内容 1 2010.12.15 布置任务，教师讲解设计方法及要求 2 2010.12.16--2011.12.20 学生查找阅读资料，初定方案,小组会议讨论并确定方案 3 2010.12.21-2010.12.27 硬件电路设计及程序编写 4 2010.12.28-2010.12.30 仿真、实验并写说明书，小组讨论 5 2010.12.31 答辩 主指导教师肖金凤日期： 2010 年 12月 14日
程序: #include M法、T法测速单片机程序设计 摘要 本设计为M法、T法测速的单片机程序设计。使用STC89C52单片机作为控制器，使用该单片机的外部中断和定时器对编码器的输出的脉冲进行采样来计算出电机的转速。可以使用按键输入来调整M法、T法测速法中Z、Tc和Tt等参数以及测速方法的选择，以此来增强本设计的适应性。参数选择结果和电机转速计算结果均显示在LCD1602上。 关键字：STC89C52，M法、T法测速，LCD1602，电机转速 Ⅰ Abstract This design as m, t-law velocity measurement of single-chip computer programming. Using STC89C52 single-chip computer as the controller, using the microcontroller's external interrupts and timers for encoder output pulse is sampled to calculate the speed of the motor. Can be adjusted using touchtone m, t law Velocimetry parameters such as z, Tt and Tc, as well as in speed measurement method of choice, as a way to enhance the adaptability of this design. Parameter selection and calculation of motor speed results are available on LCD1602. Keywords：STC89C52,M、T method, the LCD1602, Motor speed Ⅱ 华北理工大学轻工学院 Qing Gong College North China University of Science and Technology 课程设计报告 课程名称：EDA辅助设计 项目名称：基于单片机的测速仪设计 专业班级： 学号： 姓名： 成绩： 一、项目说明 转速是工程中应用非常广泛的一个参数，其测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法，目前这种测量方法已不能适应现代科技发展的要求。随着大规模及超大规模集成电路的发展，使得全数字测量仪器越来越普及，其转速测量仪器也可以用全数字化处理。在测量范围和测量精度方面都有很大提高。因此，本次设计的目的是：对各种测量转速的方法加以分析，针对不同的应用环境，利用AT89S52系列单片机设计一种全数字化测速仪器。本设计在通电后就会开始运行进行测速，由数码管进行显示当前转速，按下S1将会重置。 二、项目原理图 1、原理图 图1 项目原理图 2、各部分说明 （1）电源部分 DC002插座是带有插入断开开关，中心脚为1脚，下面为2脚，侧面为3脚，插入时3脚断开。的一款给单片机提供5v电压的电源。 图2 电源 （2）STC89C52芯片 STC89C52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含具有如下特点：40个引脚，4kBytesFlash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗（WDTC）电路，片内时钟振荡器。此外，STC89C52设计和配置了振荡频率可为0HZ并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC 等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 基于单片机自行车测速系统设计 摘要：随着科技的迅速发展，单片机的应用也越来越广泛，并带动传统控制检测技术不断更新。现在的车速表大多是电子式的，用LED数码管或LCD即时显示，显示更加直观。电子式车速表采用接触车速传感器代替软轴传动,可使车速表的安装位置不受距离限制，进一步有效地克服了机械式车速表中的诸多不足。 本次设计给出了以AT89C2051为核心，利用单片机的运算和控制功能，并采用系统化LED显示模块实时显示所测速度的设计方案，以及串口数据存储电路和系统软件。 该方案由于使用了数码管显示模块和E2PROM，以及高效快速算法，因而可在节约系统资源和简化程序设计的基础上保证测量精度和系统实时性。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形：信号预处理电路中的放大器用于对待测信号进行放大,以降低对待测信号的幅度要求；波形变换和波形整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机接口的TTL 信号。通过单片机的设置可使INT0 引脚能够对内部定时器T0 的工作进行控制,这样能精确地测出加到INT0 引脚的正脉冲宽度(即测出脉冲信号的期) 。速度显示部分采用数码显示, 所得的数据采用I2C总线, 并通过E2PROM来存储, 因而节省了所需单片机的口线和外围器件, 同时也简化了显示部分的软件编程。 本方案实现了电动车速度即时显示，并可通过控制两个按键显示速度或里程，同时加入了超速语音报警功能，使之更加人性化。 关键词：单片机；霍尔传感器；数码显示；语音报警；DC/DC变换器 The bicycle’ Speed system design based on single-chip Tonghai chen （School of Information Engineering，Hebei University of Technology，Tianjin 300401，China） Abstract:With the rapid development of technology, more and more widespread application of microcomputer, and promote the traditional control detection technology constantly updated. Electronic speedometer flexible shaft using the contact speed sensor instead of driving, speed tables can be installed without distance limitations, and further to effectively overcome the mechanical disadvantages of speed in the table. The AT89C2051 is designed to give the core of computing and the use of microcomputer control, and adopting a systematic LED display module shows the measured real-time speed design, and the serial data storage circuits and system software. The program due to the use of the digital display module and E2PROM, and efficient fast algorithm, thus saving resources and simplifying programming system based on the system to ensure accuracy and real-time. Signal pre-processing circuit which includes signal amplification, wave conversion and waveform shaping: signal pre-processing circuit in the amplifier for the amplified signal could be to reduce the requirements on signal amplitude; wave transformation and wave-shaping circuitry is used to enlarge the signal converted into TTL signals with the microcontroller interface. The INT0 pin is added to the pulse width (ie measured pulse signal period). Speed display part of a digital display, the data collected using I2C bus, and through E2PROM to store, thus saving the need microcontroller port lines and peripheral devices, but also simplifies the display part of the software programming. The program achieved the speed of real-time electric vehicle revealed two buttons can be displayed by controlling the speed or mileage, while adding a speed voice alarm function, make it more humane. Key words: microcomputer；Hall sensor；digital display；voice alarm；DC / DC convert 嵌入式系统设计 自行车车速报警系统 摘要 本课题实验主要是利用STC89C52RC、12864液晶、24C02E^2PROM、霍尔传感器和加速度倾角传感器来实现自行车测速功能。通过霍尔传感器来采集信号，经过单片机处理后，由12864液晶显示其总里程，分里程，速度，加速度；信号经过加速度倾角传感器读出坡度值，并在12864液晶中显示出来；然后由数学公式计算出消耗的卡路里值。12864显示页面一共有三面。按键具有调控展现的页面，清除分里程数据，保存总里程数据的功能，利用24C02实现断电不消失的功能。发光二极管模块，利用MOS管的特性可以实现在暗处自动点亮。 关键词：自行车测速仪；霍尔传感器A3144；加速度倾角传感器MMA7455；12864LCD 目录 １设计要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ２设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ２.1 芯片的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ２.2 霍尔传感器与单片机的通信．．．．．．．．．．．．．． ２.3 12864液晶屏与单片机．．．．．．．．．．．．．．．．．． ２.4 单片机与24C02 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ２.5 单片机与MMA7455 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ２.6 单片机下载程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ３总体方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ３.１工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ３.２总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ４系统硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 用单片机设计动态输入范围的PWM A／D转换器 时间:2010-02-06 来源:未知编辑:电气自动化技术网点击:202次字体设置: 大中小 1 COP820CJ芯片介绍 COP820CJ是美国国家半导体公司生产的一款8位单片机，它内含64字节RAM和1k字节ROM，并带有24个I／O口，时钟频率为10MHz，工作电压为2．5～6．0V。COP820 CJ具有多输入唤醒（MIWU）、低压复位保护、片上模拟比较器和低电磁辐射设计等功能，其I／O口可编程为三态、推挽输出、弱上拉输入等类型。 COP820CJ的端口分为L／I／D／G四类。其中I口为4位输入端口，D口为4位输出端口，G口有6位I／O口和2位输入口，L口为8位I／O口。同时L口也是芯片的唤醒端口，其中L1和L2又是比较器输入口，L3又是比较器输出口。L口配有数据寄存器（LDATA［0DOH］）和配置寄存器（LCONF ［0D1H］），两寄存器可共同决定该端口的状态。具体关系见表1所列。 COP820CJ的片上RAM、端口、寄存器均可映射到00H～FEH的数据内存空间，其中C0～CFH段主要是唤醒及用看门狗控制寄存器，D0～DFH段有8 个端口类寄存器，E0～EFH段为计时器和系统寄存器。00～2FH及F0～FFH为RAM地址。其中，F0～FEH段可用作寄存器，并包括B地址寄存器［FCH］、X地址寄存器［FEH］和SP堆栈指针［FDH］三个专用寄存器。 2 COP820CJ的工作原理 2．1基本原理 利用COP820CJ的片上模拟比较器和脉冲宽度调制方式可以构成由软件调控且输入范围可变的A／D转换器。其工作原理图见图1所示。图中，L1和L2为比较器输入端，当电容电压小于输入电压时， L3端输出高电平脉冲。反之，L3输出低脉冲，并对低脉冲减1计数。电路中的输入电压可通过L1、L2之间并联的两个背向二极管对电容C1快速充放电，以使两者电位迅速接近。 比较器允许的输入电压为0．4V～V CC－1．5V（此时电容电压与充电、放电时间之间为近似线性关系），实 际输入电压范围可能要更小一些。因此，可以通过设定高低脉冲的参数使电容电压始终保持在测量范围之内。若电源为5V，时钟频率为10MHz，脉冲周期为24个，即2．4μs，输入电压范围是1．0V～3．3V。那么，可以设置高脉冲为先低8个时钟，再高16个时钟；设置低脉冲为先高5个时钟，再低19个时钟。这样，如果L3始终输出高脉冲，电容电压V H将近似为V CC×16／24＝3．30V；如果L3始终输出低电平，电容电压V L则近似为V CC×5／24＝1．04V。进行A／D转换时，L3可根据比较结果输出高低脉冲，当脉冲数足够多时，计数器的值即代表了输入的电压值，并可用下式表示： 其中，N TON为计数器的值，N TOTAL为总脉冲数。 2．2转换时间及分辨率 由于脉冲周期为2．4μs，若脉冲总数为100，那么，进行两次计数的转换时间近似为2．4×100×2＝480μs。当输入为高速变化的信号时，只需减少脉冲总数即可。如脉冲总数为 CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 科研实践 题目：基于单片机的测速器设计 二级学院（直属学部）：延陵学院 专业：电气工程及其自班级：10电Y1 学生姓名：叶翔学号：10120731 指导教师姓名：范力旻职称：副教授 2013年12月30日至2014年1月10日 1.绪论 (3) 1.1 课题研究背景及意义 (3) 1.2 课题研究的内容 (3) 2.测速器的系统概论 (5) 2.1 系统的主要功能 (5) 2.2 系统需求分析 (5) 2.3 测速器的工作流程 (5) 3总体设计方案 (8) 3.1 单片机的选择 (8) 3.1.1单片机的引脚功能介绍 (8) 3.2测速器方案论证 (9) 3.2.1方案的提出 (9) 3.2.2方案的比较及确定 (11) 4.硬件设计 (12) 4.1总体设计结构图 (12) 4.2最小系统电路设计 (12) 4.2.1时钟频率电路图 (12) 4.2.2复位电路图设计 (13) 4.3输入电路设计 (16) 4.3.1键盘电路的设计 (16) 4.3.2功能键系统设计 (16) 4.4输出电路设计 (17) 4.4.1数码管显示电路 (17) 4.4.2报警电路的设计 (18) 5.Proteus仿真 (19) 5.1 proteus软件的介绍及使用 (19) 5.2测速器proteus软件的仿真 (19) 6.实物制作 (22) 6.1电路板焊接 (22) 6.2电路板调试 (22) 7.总结和展望 (23) 7.1科研实践总结 (23) 7.2对未来的展望 (23) 附录 (24) 1.参考文献 (24) 2.元器件清单 (24) 3原理图 (26) 4实物图 (27) 5.程序代码（C语言）： (28) 编码器输出的A向脉冲接到单片机的外部中断INT0，B向脉冲接到I/O端口P1.0。当系统工作时，首先要把INT0设置成下降沿触发，并开相应中断。当有有效脉冲触发中断时，进行中断处理程序，判别B脉冲是高电平还是低电平，若是高电平则编码器正转，加1计数；若是低电平则编码器反转，减1计数。 基于51单片机的直流电机PID闭环调速系统原理详解与程序 (2013-08-04 01:18:15) 转载▼ 标签： 分类：单片机 51单片 机 直流电 机 pid pcf8591 基于51单片机的直流电机PID闭环调速系统 1.电机转速反馈： 原理：利用光电编码器作为转速的反馈元件，设电机转一周光电编码器发送N个PWM波形，利用测周法测量电机转速。 具体实现：将定时器0设置在计数模式，用来统计一定的时间T内接受到的脉冲个数M个，而定时器0置在计时模式，用来计时T时间。则如果T时间接受到M个PWM波形，而电机转一圈发出N个PWM波形，则根据测周法原理，电机的实际的转速为：real_speed=M/（N*T），单位转/秒。若将定时器1置在计数模式，则PWM波形应该由P3^3脚输入。 代码实现： //定时器0初始化，用来定时10ms void Init_Timer0(void) { TMOD |= 0x01; //使用模式1，16位定时器，且工作在计时模式 TH0=(65536-10000)/256; //定时10ms TL0=(65536-10000)%6; EA=1; //总中断打开 ET0=1; //定时器中断打开 TR0=1; //定时器开关打开 } // 计数器1初始化，用来统计定时器1计时250ms内PWM波形个数 void Init_Timer1(void) { TMOD |= 0x50; //使用计数模式1，16位计数器模式 TH1=0x00; //给定初值，由0往上计数 TL1=0x00; EA=1; //总中断打开 ET1=1; //定时器中断打开 TR1=1; //定时器开关打开 } //定时器0的中断服务子函数，主要完成脉冲个数的读取，实际转速的计算和PID 控制以及控制结 //果输出等工作 void Timer0_isr(void) interrupt 1 { unsigned char count; TH0=(65536-10000)/256; //重新赋值 10ms TL0=(65536-10000)%6; XX大学本科毕业设计 基于AT89C51的LCD数字测速仪的设计 ——测量汽车车速 学生姓名XXX 院系名称工学院 专业名称电气工程及其自动化 班级 2007级 1班 学号XXXXXX 指导教师XXX 完成时间2011年 5月 18日 基于AT89C51的数字测速仪 学生姓名：XXX指导教师：XXX 内容摘要 随着居民生活水平的不断提高，家用轿车开始普及为人们娱乐、休闲代步的工具。汽车测速仪能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程、时间等物理量。以便做出判断和采取必要的措施，以防止交通事故的发生。测速仪作为汽车最基本、最重要的部件之一，在汽车的运行过程中起着至关重要的作用。一个性能良好、测量精确、稳定的测速系统，从某种意义上说，直接影响着汽车乃至司乘人员的生命安全。 本论文主要阐述一种基于光电传感器的汽车测速仪的设计。以 AT89C52 单片机为核心，OPTC 光断续器测转数，实现对汽车速度、时间的测量统计，并能将汽车的里程数及速度信息送单片机，并通过单片机输出驱动信号，用LCD实时显示。文章详细介绍了汽车测速仪的硬件电路和软件设计。硬件部分利用光电传感器组件将汽车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。软件部分用C语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。 关键词：速度；时间；光断续器；单片机；LCD显示 The car speedometer design based on the AT89C51 ABSTRACT With the developing of people’s life, the car is becoming the universal tool of transportation and substitute for walking and becoming the first choice of entertainment and exercising. The car speedometer can fulfill the basic need of people’s life, so that they can learn the speed、the mileage 、the time of the car. For that people could take some necessary measures in case of any accident happened by a dangerous speed. As one of the most basic and important part of a car, speedometer is taking an important role during the car’s run ning. To some extent, an accurate and stable speedometer has a effect on the driver’s life directly. In this paper, the car speedometer design based on the photoelectric sensor element is elaborated. By AT89C52 as kernel, using photoelectric sensor element to measure revolution, the measure and statistic are achieved. The car speed can be displayed on LCD. In this article, the hardware circuit and software design of car speedometer instrument are introduced in detail. About the hardware, the pulse number is transmitted of one cycle of the car into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. About the software, in C language; the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware, common sub-program, and meets the demand of design. KEY WORDS:Mileage / speed; Time；temperature；photoelectric sensor element; Single chip microcomputer; LCD 《基于单片机的 自行车里程表、测速仪》单片机大作业 09电子2班 薛强 学号:423 目录摘要 第一章系统设计 1.1 设计任务和要求 1.1.1设计任务 1.1.2 基本要求 1.2 总体设计方案 1.2.1系统总体设计思路 1.2.2方案设计与讨论 1.3功能描述 1.4操作说明 1.5结构框图 1.6原理说明 第二章硬件设计 2.1 硬件电路 2.2 主要元件介绍 第三章软件设计 3.1 系统主程序流程图 3.2 仿真截图 3.3 源程序代码 基于80C51单片机的 自行车里程表、测速仪 摘要：本文介绍了一种基于单片机控制的简易自动自行车速度以及里程计算系统，包括自行车里程表的硬件构成，软件逻辑以及程序代码。该里程测速系统以AT89C51作为系统控制核心，采用光电传感器来检测信号，通过一定时间间隔内对信号的采集，结合自行车本身车轮参数，经过单片机对采集信号进行分析计算，最终在LCD以及LED上显示车辆行驶里程、平均速度和瞬时速度，并且具有超速报警功能。 关键词：自行车测速；单片机；光电传感器，LCD/LED显示 一、系统设计 1.1 设计任务和要求 1.1.1设计任务 设计一个自行车里程表、测速仪，可以将自行车一段时间内的行驶里程，瞬时速度，平均速度在LCD上显示出来，有一个能用LCD显示的腕式自行车里程显示器，传感器采用霍尔元器件，安装在自行车的车轮上； 1.1.2 基本要求 能实时显示当前的车速和行驶里程； 能去除或保留原先的里程数； 电池供电。 1.2 总体设计方案 1.2.1系统总体设计思路 本系统实现自行车运行过程中对行驶里程、当前瞬时速度、平均速度进行测量和显示。总体设计思路如图1所示。系统包括控制器模块、信号检测采集模块、显示模块、电源模块四部分。 项目设计报告 题目：基于单片机的测速器设计学生： 指导教师： 年级： 2014级 专业：电子信息工程 二级学院：信息工程学院 邯郸学院 2016年12月28日 目录 1绪论 (3) 1.1课程研究背景及意义 (3) 1.2课题研究内容 (3) 2、系统总体设计 (3) 2.1 IAP15F2K60S2芯片简介 (3) 2.2 SD-1测速传感器 (4) 2.2.1 SD-1测速传感器工作原理 (4) 2.3 显示模块 (5) 2.4测速方案论证 (5) 2.4.1方案的提出 (5) 2.4.2 方案的比较及选定 (6) 3、硬件设计 (6) 3.1测速信号采集及其处理 (7) 3.1.1转速测量原理 (7) 3.1.2 信号处理电路 (7) 3.2报警电路 (8) 3.2.1蜂鸣器的作用 (8) 3.2.2蜂鸣器的分类 (8) 3.2.3报警电路 (8) 4、软件程序电路 (9) 4.1语言的选用 (9) 5、总结 (10) 1绪论 1.1课程研究背景及意义 近年来随着科技的飞速发展，为了克服传统模拟车速显示仪表显示数字不准确及没有超速提醒的缺点，数字化仪表迅速的进入汽车仪表行业，成为一种趋势，本设计从汽车司机自身安全角度出发，设计一种检测车辆超速的报警系统。该报警系统允许驾驶员通过自带键盘设置最高速度和最低速度，当正常行驶中时，通过测速装置检测汽车的速度。并通过1602液晶屏显示车辆的实际车速和用户设置的安全参数。当发现车辆速度超过驾驶员设置的最高值时，蜂鸣器开始报警，提醒驾驶员减速，达到防患于未然的目的。单片机的应用在不断走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动检测的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用。此设计就是利用IAP15F2K60S2单片机对机动车超速行驶情况进行蜂鸣器报警的系统。该系统结构简单，可靠性强，操作方便，可广泛用于摩托车，汽车等机动车辆。 1.2课题研究内容 本课题要求设计一个具有数字显示功能的单片机系统，实现车辆当前速度输出测量，达到所设定的速度上限时并报警，以保证驾驶员的人身安全。首先要进行系统的总体方案设计，在设计中应考虑以下几点： （1）遵循从整体到局部的设计原则。在过程中，应遵循从整体到局部的设计原则，把复杂难处理的问题分若干个较为简单的、容易处理的问题，分别加以解决。 （2）经济性要求。为了获得较高的性能价格比，设计时不应盲目追求复杂高级的方案，因为方案简单意味着所用的元器件少，可靠性高，而且比较经济。（3）可靠性要求。所谓可靠性是指产品在规定的时间内完成规定的功能的能力。可靠性指针除了可用完成功能的概率表示外，还可以用平均寿命来表示。 2、系统总体设计 2.1 IAP15F2K60S2芯片简介 IAP15F2K60S2是STC生产的单时钟/机器周期的单片机，是高速/高可靠/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机。采用STC第八代加密技术，超级加密，指令代码完全兼容传统8051但速度快8-12倍。内部集成高密度R/C时钟，常温运动控制-M法T法测速单片机程序设计
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