目录
第一部分设计任务与调研 (2)
第二部分设计说明 (4)
第三部分设计成果 (18)
第四部分结束语 (21)
第五部分致谢 (22)
第六部分参考文献 (23)
第一部分设计任务与调研
1.设计主要任务及内容
本课题主要任务是利用霍尔元件、单片机等部件设计一个可用LED数码管实时显示里程和速度的自行车的速度里程表。本文主要介绍了自行车的速度里程表的设计思想、电路原理、方案论证以及元件的选择等内容，整体上分为硬件设计和软件部分设计。
本文首先扼要对该课题的任务进行方案论证，包括硬件方案和软件方案的设计；继而具体介绍了自行车的速度里程表的硬件设计，包括传感器的选择、单片机的选择、显示电路的设计；然后阐述了该自行车的速度里程表的软件设计，包括数据处理子程序的设计、显示子程序的设计；最后对本次设计进行了系统的总结。
具体的硬件电路包括AT89C52单片机的外围电路以显示电路等。
软件设计包括：芯片的初始化程序、定时中断采样子程序、显示子程序等，软件采用汇编语言编写，软件设计的思想主要是自顶向下，模块化设计，各个子模块逐一设计。
2.设计的思路和方法
本设计的任务是：以通用MCS-52单片机为处理核心，用传感器将车轮的转数转换为电脉冲，进行处理后送入单片机。里程及速度的测量，是经过MCS-52的定时计数器测出总的脉冲数和每转一圈的时间，再经过单片机的计算得出，其结果通过LED显示器显示出来。
本系统总体思路如下：假定轮圈的周长为假定轮圈的周长为L，在轮圈上安装m个永久磁铁，则测得的里程值最大误差为L/m，经综合分析，本设计中取m=1。当轮子每转一圈，通过开关型霍尔元件传感器采集到一个脉冲信号，并从引脚P3.2中断0端输入，传感器每获取一个脉冲信号即对系统提供一次计数中断。每次中断代表车轮转动一圈，中断数n和周长L的乘积为里程值。计数器T1计算每转一圈所用的时间t，就可以计算出即时速度v。当里程键
按下时，里程指示灯亮，LED切换显示当前里程当速度键按下时，速度指示灯亮，LED切换显示当前速度。
要求达到的各项指标及实现方法如下：
1）利用霍尔传感器产生里程数的脉冲信号。
2）对脉冲信号进行计数。
实现：利用单片机自带的计数T1对霍尔传感器脉冲信号进行计数。
3）对数据进行处理，要求用LED显示里程总数和即时速度。
3.调研的目的和总结
实现：利用软件编程，对数据进行处理得到需要的数值。
最终实现目标：自行车的速度里程表具有里程、速度测试与显示功能采用单片机作控制，显示电路可显示里程及速度。
第二部分设计说明
1.理论分析
自行车的速度里程表的硬件电路设计是基础部分，它包括信号的捕获、放大、整形，单片机的计算处理，数码管的实时显示和单片机外围基本电路的设计，两大主要器件就是传感器和单片机。目前，单片机被广泛的应用于测控系统、工业自动化、智能仪表、集成智能传感器、机电一体化产品、家用电器领域、办公自动化领域、汽车电子与航空航天器电子系统以及单片机的多机系统。”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。它是获取自然或生产领域中信息的关键器件，是现代信息系统和各种设备不可缺少的信息采集工具。磁传感器是一种将磁学量信号转变为电信号的器件或装置。随着信息产业、工业自动化、交通运输、电力电子技术、办公自动化、家用电器、医疗仪器等等的飞速发展和计算机应用的普及，需要大量的传感器将需进行测量和控制的非电量，转换成可以与计算机兼容的信号，作为他们的输入信号，这就给磁传感器的快速发展提供了机会，形成了相当可观的磁传感器产业。其中最具代表的磁传感器就是霍尔传感器。在自动检测系统中，霍尔传感器是一种基本的测量工具。
2.设计方案
自行车的速度里程表的硬件电路设计是基础部分，它包括信号的捕获、放大、整形，单片机的计算处理，数码管的实时显示和单片机外围基本电路的设计，两大主要器件就是传感器和单片机。目前，单片机被广泛的应用于测控系统、工业自动化、智能仪表、集成智能传感器、机电一体化产品、家用电器领域、办公自动化领域、汽车电子与航空航天器电子系统以及单片机
的多机系统等领域。本次设计的系统的原理框图如图2-1所示。
图2-1 系统的原理框图
2.1传感器的选择
测速，首先要解决是采样的问题。使用单片机进行测速，可以使用简单的脉单片机中进行计算，即可获得转速的信息。常用的测速元件有霍尔传感器、光电传感器和光电编码器。里程测量传感器的选择也有以下几种方案：使用光敏电阻对里程进行测量、利用编码器对车轮的圈数进行测量、利用霍尔传感器对里程进行测量、利用干簧管传感器测量里程。光敏电阻对光特别敏感，当白天行驶时，外界光源将导致光敏电阻发出错误信号；光敏电阻的要求相当高，如果光敏或发光二极管被泥沙或灰尘所覆盖，光敏电阻就不能再进行准确测量；而编码器必须安装在车轴上，安装较为复杂；霍尔元件或干簧管不但不受天气的影响，即使被泥沙或灰尘覆盖也不会有影响，而且安装方便。所以本设计采用霍尔元件对里程与速度进行测量，既简单易行，又经济适用。
传感器及其测量系统本次设计信号的捕获采用的是霍尔传感器。霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便、功耗小、频率高（可达1MHz）、耐震动、不怕灰尘、油污、水汽及烟雾等的污染或腐蚀。霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高。取用各种补偿和保护措施的霍尔器件工作温度范围宽，可达－55℃～150℃。按照霍尔器件的功能可将它们分为：霍尔线性器件和霍尔开关器件，前者输出模拟量，后者输出数字量。按被检测对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应
用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体。通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的齿轮盘上粘上一粒磁钢，霍尔元件固定在前叉上，当车子转动时霍尔元件靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。如果在齿轮盘上粘上多粒磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲输出。在粘磁钢时要注意，霍尔传感器对磁场方向敏感，安装之前可以先手动接近一下传感器，如果没有信号输出，可以换一个方向再试。这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于信号采集的有A44E，该传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作。使用非常方便。
2.2霍尔传感器的测量原理
霍尔传感器是利用霍尔效应制成的一种磁场传感器。在置于磁场中的导体或半导体通入电I，若电流垂直磁场B，则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个电势差Uh，这种现象称为霍尔效应。利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件。因为它具有结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量线性范围大、抗干扰能力强以及体积小、使用寿命长等一系列特点，因此被广泛应用于测量、自动控制及信息处理等领域。
集成开关型霍尔传感器 A44E集成霍尔开关由稳压器A、霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B、差分放大器 C、施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。它的三个引线分别代表集成霍尔开关的三个引出端点。在电源端加电压Vcc，经稳压器稳压后加在霍尔电势发生器的两端，根据霍尔效应原理。
3.1单片机最小系统设计
3.1.1 AT89c52单片机简介
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反
复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。主要功能特性：单片机内部结构示意图如图2-2所示。
图2-2单片机内部结构示意图
（1）单片机管脚介绍
AT89C52提供以下标准功能：8字节Flash闪烁存256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位定时/计数器，6个中断源，一个全双工串行通信口，片内
具有振荡器及时钟电路。AT89C52管脚图如图2-3所示。
图2-3管脚图所示
定时/计数器
串
行
口
C P U
中断系统
串
行
口
存储器
TXD
RXD P0—P3
（2）单片机引脚功能
表2-1 P1和P0的引脚功能
表2-2 P3口引脚与第二功能
（3）单片机中断系统介绍
中断是指当计算机执行正常程序时，系统中出现某些急需处理的事件，CPU 暂时中止当前的程序，转去执行服务程序，以对发生的更紧迫的事件进行处理，待处理结束后，CPU自动返回原来的程序执行。AT89C52系列单片机的系统有6
个中断源，2个优先级，可实现二级中断服务嵌套。由片内特殊功能寄存器中的中断允许寄存器IE控制CPU是否响应中断请求；由中断优先级寄存器IP安排各中断源的优先级；同一优先级内各中断源同时提出中断请求时，由内部的查询逻辑确定其响应次序。采用的外部中断方式包括外部中断0和外部中断1，它们的中断请求信号分别由单片机引脚0INT/P3.2和1INT/P3.3输入。外部中断请求有两种信号方式：电平触发方式和脉冲触发方式。电平触发方式的中断请求是低电平有效。只要在0INT和1INT引脚上出现有效低电平时，就激活外部中断方式。脉冲触发方式的中断请求则是脉冲的负跳变有效。在这种方式下，在两个相邻机器周期内，0INT和1INT引脚电平发生变化，即在第一个机器13期内为高电平，第二个机器周期内为低电平，就激活外部中断。由此可见，在脉冲方式下，中断请求信号的高电平和低电平状态都应至少维持一个机器周期，以使CPU采样到电平状态的变化，本次设计所采用的触发方式为脉冲触发方式。
（4）单片机定时器/计数器功能介绍
AT89C52单片机定时器/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式；TCON用于控制其启动和中断请求。1.工作方式寄存器TMOD 工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式。GATE：门控制。GATE=0时，只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1，就可以启动定时/计数器工作；GATE=1时，要用软件TR0或TR1为1，同时外部中断引脚 0INT或1INT也为高电平时，才能启动定时/计数器工作。C/T：定时/计数模式选择位。C/T=0时模式；C/T=1时为计数模式。M1M2：工作方式设置位。定时/计数器有4种工作方式，由M1M2进行设置。本次设计TMOD为90H，即选通定时/计数器为1、定时功能、工作方式1.工作方式为16位定时/计数器。2.控制寄存器TCON TF1（TCON.7）定时/计数器T1溢出中断请求标志位。定时/计数器T1计数溢出时由硬件自动置TF1
为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清零。T1工作时，CPU可随时查询TF的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软件置1或清零，同硬件置1或清零的效果一样。TR1（TCON.6）定时/计数器T1运行控制位。TR1置1时，定时/计数器T1开始工作；TR1置0时，定时/计数器T1停止工作。TR1由软件置1或清0。TF0（TCON.5）定时/计数器T0溢出中断请求标志位。TR0（TCON.4）
定时/计数器T0运行控制位。
3.1.2时钟电路
时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊地一拍一拍地工作。因此，时钟频直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。AT89C52片内由一个反相放大器构成振荡器，可以由它产生时钟。常用的时钟电路有两种方式，一种是内部时钟方式，另一种为外部时钟方式。本设计采用前者。单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和电容，就构成一个稳定的自激振荡器。单片机内部时钟方式的振荡电路如图2-4所示。
图2-4单片机振荡电路图
电路中的电容C1和C2常选择为30PF左右。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。而外接晶体的振荡频率的大小，主要取决于单片机的工作频率范围，每一种单片机都有自己的最大工作频率，外接的晶体振荡频率不大于单片机的最大工作频率即可。此外，如果单片机有串行通信，则应该选择振荡频率除以串行通信频率可以除尽的晶体。本设计晶振采用12MHz，故计数周期为1us。3.1.3复位电路
AT89C52单片机的复位输入引脚RE为AT89C52提供了初始化的手段。有
了它可以使程序从指定处开始执行，即从程序存储器中的0000H地址单元开始执行程序。在89C52的时钟电路工作后，只要在RET引脚上出现两个机器周期以上的高电平时，单片机内部则初始复位。只要RET保持高电平，则89C52循环复位。只有当RET由高电平变成低电平以后，89C52才从0000H地址开始执行程序。本系统的复位电路是采用按键复位的电路，如图3.10所示，是常用复位电路之一。单片机复位通过按动按钮产生高电平复位称手动复位。上电时，刚接通电源，电容C相当于瞬间短路，+5V立即加到RET/VPD端，该高电平使89C52全机自动复位，这就是上电复位；若运行过程中需要程序从头执行，只需按动按钮即可。按下按钮，则直接把+5V加到了RET/VPD端从而复位称为手动复位。复位后，P0到P3并行I/O口全为高电平，其它寄存器全部清零，只有SBUF 寄存器状态不确定。
工作原理：通电瞬间，RC电路充电，RST引脚出现高电平，只要RST端保持24ms以上高电平，就能使单片机有效地复位。
3.2显示电路设计
本设计中采用LED数码管显示。在单片机系统中，通常用LED数码显示器来显示各种数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。八段LED显示器由8个发光二极管组成。其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔画段，另一个小数点为dp发光二极管。LED显示器有两种不同的形式：一种是发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴LED1和D2 显示器。本次设计采用共阴极接法。LED显示方式有动态显示和静态显示两种方式。本系统采用动态扫描显示接口电路，动态显示接口电路是把所有显示器的7个笔划段a-g同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字型码时，所有显示器接收到相同的字型码，但究竟是哪个显示器亮，则取决于COM端。也就是说我们可以采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足
够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。
本设计P2.0、P2.1、P2.2、P2.3信号一起组成位选通的位选信号，P0.0～P0.6信号一起组成段码选通的段选信号，通过软件编程，先把所要显示的数据放入存储单元，然后把数据送入段选通对应的地址，再选通另一个LED，逐步完成四个LED的显示。
4.系统软件设计
4.1总体流程设计
软件设计，实际就是用各种各样的技术和原理，并用它们足够详细的定义一个设备、一个程序或系统的物理实现的过程。模块化结构设计即是根据要求和硬件设计的结构，将整个系统的功能分成许多小的功能模块，再根据这些小的功能模块进行程序编写的过程。这样的设计方法，使得系统的整个功能和各部分的功能趋于明朗化。当系统出现问题，就可以根据功能设置找出问题的根源，从而更快地解决问题。所以说，在整个设计过程中，软件设计必须与硬件设计紧密地结合在一起。
基于霍尔传感器自行车的速度里程表的软件设计包括上电初始化程序、中断子程序、速度调用子程序、里程调用子程序、LED显示子程序、延时子程序等几大部分。由于要实现很多功能，所以采用模块化设计，下面就其主要部分分别加以分析。通过软件控制单片机的功能是单片机的主要特点和优点，程序的设计要考虑合理性和可读性，遵循模块化设计的原则，采用自顶向下的设计方法。模块化设计使程序的可读性好、修改及完善方便。软件设计包括主程序、行车过程中里程和速度计算子程序、延时子程序、中断服务子程序、显示子程序等等。中断子程序是将传感器产生的信号接入外部中断0，将经过74LS74分频后的信号接入外部中断1，利用中断和定时器分别对里程进行累加，每转一周的时间进行测量。数据处理子程序是将进入单片机的脉冲信号与实际要显示值之间有一定的对应关系，经过软件编程显示所需要的值。显示子程序是将数据处理的结果送显示器显示。系统软件总体流程图如图2-5所示
图2-5软件总体流程图
4.2中断子程序设计
定时中断是为满足定时或计数的需要而设置的。在单片机内部有两个定时/计数器，以对其中的计数结构进行计数的方法，来实现定时或计数功能。当结构发生计数溢出时，即表明定时时间或计数值已满，这时就以计数溢出信号作为中断请求，去置位一个溢出标志，作为单片机接受中断请求的标志。这种中断请求是在单片机芯片内部发生的，因此无须在芯片上设置引入端。定时/计数器控制寄存器TCON是8位寄存器，地址为88H，可以位寻址。其高4位用于定时/计数器中断控制，低4位借给外部中断，用做中断标志和触发方式选择位。本设计采用定时中断，对自行车的里程和速度进行计数。中断子程序流程图如图2-6所示。
图2-6中断子程序流程图
4.3里程计算子程序
外部中断0服务程序用于对单片机P3.2口输入的圈数脉冲进行计数，为十六进器。60H为低位，62H为高位。每次计数一次后，对里程数据进行一次存储操作。当车轮每转一圈，通过霍尔元件将脉冲数输入单片机内，通过计数器计出脉冲数，再用乘法子程序算出里程数。里程处理子程序流程图如图2-7所示。
图2-7里程处理子程序流程图
4.4速度计算子程序
外中断1服务程序用于处理轮子转动一圈后的计时数据。当标志位（00H）为1时，计数溢出，放入最大时间值（为#0FFH）当标志位为0时，将计数单元（TL1、TH1、6CH、6DH）的值放入68H—6BH单元。定时器计出每转一圈所用的时间，用自行车车轮的周长除以时间就得出自行车的速度。如图2-8所示。
图2-8速度处理子程序流程图
4.5显示子程序的设计
采用动态扫描显示接口电路，动态显示接口电路是把所有显示器的7个笔划段a-g同名端连在一起，而每一个显示器的共极COM各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字型码时，所有显示器接收到相同的字型码，但究竟是哪个显示器亮，则取决于COM端。可以采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。本设计P2.0、P2.1、P2.2、P2.3信号一起组成位选通的位选信号，P0.0～P0.6信号一起组成段码选通的段选信号，
通过软件编程，先把所要显示的数据放入存储单元，然后把数据送入段选通对应的地址，再选通另一个LED，逐步完成四个LED的显示。程序流程图如图2-9所示。
图2-9显示子程序流程图
第三部分设计成果
1.程序代码
INCLUDE (REG52.INC)
DISPBUF EQU 59H
;显示缓冲区从5AH开始SecCoun EQU 58H
SpCoun EQU 56H
;速度计时器单元57H和58H，高位在前（57H单元中）
Count EQU 55H; 显示时的计数器
SpCalc bit 00h ;要求计算速度的标志，该位为1则主程序进行速度计算，然后清该位Hidden EQU 16 消隐码ORG 0000H
AJMP START ORG 1BH
JMP TIMER1; 定时中断1入口
ORG 30H START: MOV SP,#5FH ;设置堆栈
MOV P1,#0FFH MOV P0,#0FFH
MOV P2,#0FFH ; 初始化，所有显示器、LED灭
MOV TMOD,#00010101B ;定时器T1工作于方式1，定时器T0工作于方式1，计数器
MOV TH1,#HIGH(65536-3686)
MOV TL1,#LOW(65536-3686)
SETB TR1
SETB ET1
;开定时器1中断SETB EA
LOOP: JNB SpCalc,LOOP
;如果未要求计算，转到本身循环
;标号：ＭＵＬＤ
;功能：双字节二进制无符号数乘法
;入口条件：被乘数在R2、R3中，乘数在R6、R7中。
;出口信息：乘积在R2、R3、R4、R5中。
;影响资源：PSW、A、B、R2～R7
;堆栈需求：２字节
MOV R2,SpCoun MOV R3,SpCoun+1 MOV R6,#0
MOV R7,#1 ;测得的数值是每秒计数值，转为分
CALL MULD SEND: MOV SBUF,R2 SLP1: JBC TI,SN1 ;是否送完？
AJMP SLP1 SN1: MOV SBUF,R3
SLP2: JBC TI,SN2
AJMP SLP2 SN2: MOV SBUF,R4
SLP3: JBC TI,SN3 AJMP SLP3
SN3: MOV SBUF,R5
SLP4: JBC TI,SN4 AJMP SLP4
SN4: ;标号：
ＨＢ２
;功能：双字节十六进制整数转换成双字节ＢＣＤ码整数;
;入口条件：待转换的双字节十六进制整数在
R6、R7中。
;出口信息：转换后的三字节ＢＣＤ码整数在R3、R4、R5中。;影响资源：PSW、A、R2～R7 堆栈需求：２字节
MOV A,R4 MOV R6,A
MOV A,R5 MOV R7,A ; 将乘得的结果送
R6R7;准备转换，这里结果不可能超过2 字节
CALL HB2
MOV DISPBUF,R3 最高位MOV A,R4 ANL A,#0F0H ;去掉低4位SWAP A
;将高4位切换到低4位MOV DISPBUF+1,A
MOV A,R4 ANL A,#0FH
MOV DISPBUF+2,A MOV A,R5 ANL A,#0F0H
SWAP A
MOV DISPBUF+3,A
MOV A,R5 ANL A,#0FH
MOV DISPBUF+4,A
30 CLR SpCalc
;清0计算标志
JMP LOOP
2.仿真结果
3.1速度里程序仿真图
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
测速抓拍系统 解 决 方 案 2017年2月
一、概述 1.1前言 近年来，城市机动车数量迅猛增长，在带来诸多便利的同时，也存在一些问题。车辆违章行为层出不穷，交通事故频频发生，给城市交通管理造成一定难度。在“向科技要警力、向科技要效率”的今天，充分利用高科技手段，开发和研制出可以纠正遏制交通违法行为，有效实现交通管理，提高交通运输效率的产品显的十分必要。目前国内外虽然有类似产品先后被研发出并面世，但都或多或少存在着不足之处。国内产品大多采取工控机＋数据采集卡的方式实现对违章车辆的记录，虽然价格低廉，但稳定性欠缺，故障率较高，增加了较多的维护工作。国外产品较为稳定，但功能相对较为单一，价格十分昂贵，不适宜全面推广。目前国内大多高端智能超速抓拍设备均为国外进口产品。 针对上述情况，公司推出了嵌入式一体化超速抓拍取证系统。该系统紧密结合公安业务需求，综合吸收了国内外产品的优点，采用全嵌入式结构，系统稳定可靠、功能强大、安装方便，适宜全面推广。系统的设计还充分利用了公司在安防监控行业的技术优势，实现了安防监控与智能交通的完美结合，该系统的推出，将真正的解放警力，提高干警的工作效率，实现“科技强警”。 1.2 设计依据 1.《中华人民共和国道路交通安全法》 2.《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》 3.《公路交通安全实施设计技术规范》 (JTJ 074-2003) 4.《公路车辆智能检测记录系统通用技术》（ GA/T497-2004） 5.《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》（GA/T651-2006） 6.《公安交通管理外场设备基础施工通用要求》（GA/T652-2006） 7.《公安交通指挥系统工程设计制图规范》（GA/T515-2004） 8.《安全防范工程技术规范》(GB50348—2004) 9.《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》（GA/T 670-2006）
1．结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 一、本课题的研究背景及意义 随着我国经济建设的高速发展，人民生活的不断提高，道路上各式各样的车辆数目也在大幅上升，也使得交通违章不断增加，给道路交通和人民的生活带来了极大的威胁。由于汽车工业的不断进步,行驶在道路上的车辆速度越来越快,交通事故发生的频率也不断增加。众所周知，交通事故的发生大部分是由驾驶员的超速驾驶造成的。为提高汽车运行的安全性，减少交通事故的发生以及快速检测车辆行驶中的速度，所以有了测速仪的问世。 随着科技的进步，由雷达传感器制作的测速仪已经广泛应用于车辆测速的行业中，实现对车辆速度准确，快速的测量。该测速仪结构简单，可靠性高，操作方便，可广泛应用于摩托车、汽车等机动车辆的速度测量中。测速仪的发展动向是把测速仪的准确性，稳定性和可靠性作为重要的质量指标。 二、本课题国内外研究现状 我国测速仪的应用和研究起源于八十年代，伴随着我国经济发展，由最初的简单雷达测速仪发展到现在的超声波，激光等多种测速仪，同时在误差补偿，超速报警，便捷等多个方面的研究和发展取得了长足的进步，由以前的单一，简单，笨重的测速仪演变为如今的多样，复杂，小巧，为我国的交通做出了巨大贡献，同时涌现了广州科能，西安光伟等一大批骨干测速仪制造企业，基本上形成了中国测速仪目前的发展格局。 雷达测速仪是根据接收到反射波频移量的计算而得出物体的运动速度，雷达测速易于捕捉目标，无须精确瞄准，可以采用手持的方式，在车辆的运动中进行测速。在中国的雷达测速仪发展中，雷达测速仪越来越向着高精度，高智能，高便捷的方向快速发展。 面对风起云涌的国内外市场及日新月异的中国经济，我国测速仪的发展和应用依然存在着非常严峻的问题。在2010年的国家测速仪调查报告中，我们可以看到我国的测速仪采用国外进口的测速仪占很大的比例，其中居多来自美国，日本。主要是因为我国的测速仪在质量，测量误差，报警设计方面离国外的测速仪还有一定的差距，但在近年的研究中，我国的测速仪发展还是取得了好大的进步。
届．别． 2013届 学号 毕业设计 基于单片机设计的自行车测速系统 姓名 系别、专业 导师姓名、职称 完成时间 1
目录 摘要 .............................................................. 3矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。Abstract............................................................ 3聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 1 绪论 ........................................................... 4残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 1.1 课题背景 ................................................. 5酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 1.2 课题主要任务及内容........................................ 5彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 1.3 任务分析与实现............................................ 5謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 2 系统设计 ....................................................... 6厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 2.1 硬件方案设计.............................................. 6茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 2.2 软件方案设计.............................................. 7鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 2.3 硬件电路设计.............................................. 8籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 2.3.1 概述................................................ 8預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 2.3.2 系统总电路图......................................... 9渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 2.3.3 单片机简介.......................................... 9铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。 2.3.4 单片机的引脚功能介绍............................... 10擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。 2.3.5 单片机中断系统介绍................................. 10贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。 2.3.6 传感器及其测量系统................................. 11坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。 2.3.7 霍尔传感器的测温原理............................... 11蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。 2.3.8 集成开关型霍尔传感器............................... 12買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。 2.4 单片机外围电路的设计......................................... 13綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。 2.4.1 时钟电路的设计......................................... 13驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。 2.4.2 复位电路的设计......................................... 14猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 2.4.3 显示电路的设计......................................... 15锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。 3 软件程序设计 .................................................. 16構氽頑黉碩饨荠龈话骛。 3.1 概述 ..................................................... 16輒峄陽檉簖疖網儂號泶。 3.2 总体程序设计............................................. 16尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。 3.3 中断子程序设计........................................... 18识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。结论 ............................................................ 19凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。参考文献 ......................................................... 20恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。致谢 ............................................................. 20鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。附件一：总体原理图设计............................................ 21硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。
交警测速仪原理 很多城市设立了抓拍路口违章的“电子眼”，本人根据３年多的开车经验、闯红灯经验，再加上向交警朋友的数年虚心讨教，终于弄懂了电子警察工作原理，希望对各位车友的行车有所帮助，知己知彼，百战不殆嘛。 １．电子眼采用感应线来感应路面上的汽车传来的压力，通过传感器将信号采集到电脑，并将信号暂存（该数据在一个红灯周期内有效）； ２．在同一个时间间隔内（红灯周期内），如果同时产生两个脉冲信号，即视为“有效”，简单地说，就是如果当时红灯，你的前轮子过线了，而后轮子没出线，则只产生了一个脉冲，在没有连续的两个脉冲时，不拍照； ３．有些情况是：有的人开车前轮越过线了，怕被拍到，于是他又倒一下车，回到线内，结果还是被照了，什么原因？就是因为一前一后，产生了“一对”脉冲信号（这一对脉冲是在同一个红灯周期内产生的）； ４．黄灯亮时，拍照系统延时两秒后启动；红灯亮时，系统已经启动；绿灯将要亮时，提前两秒关闭系统，主要是为了防止误拍。所以很多出租车司机都知道，差不多就可以走了，一样没事，就这个道理。严重建议大家不要这样做，因为时机比较难把握哟。 后期处理： 当图像被下载传输指挥中心以后，就需要对图像进行登记、编号、公告，再传输到中心计算机数据库，以备各种机关调用。 系统特点： 车辆捕获率——１００％（不包括二轮摩托车等）。
识别时间——约１秒。 车牌识别率——白天９５％以上，晚上９０％以上（比较高啊）。 适用车速——５－１８０Ｋｍ／ｈ（如果你开１９０，它连个鬼都拍不到）。 交警查超速主要就两大类，一是雷达波测速，二是摄像机测速。 雷达波测速主要用于流动测速，配合摄像机拍号牌，主要用于高速及无固定测速路段，原理就是测速机发射某频率雷达波，锁定你的车，通过雷达波反射测定车速。此类测速较隐蔽，通常以流动测速车停在高速的临时停车处为主，也有通过手持测速仪隐藏在树后。我在高速上遇到过的测速车有依维柯和桑塔纳改装的，一般车顶有天线，还有拿手持的坐到车里，外面看不见，不小心就被抓到了。 摄像机测速的是固定测速，原理就是车通过该摄像机摄像区时通过你的位移及时间测定车速。此类测速基本很醒目，很远处你就会看到路的上方有横贯路面的铁架子，上面会摆很多摄像机，由于条件的限制，摄像机装在哪里就再也不会动了，所以如果你有一次被拍到，相信不会有第二次了。当然少数也很隐蔽，比如装在人行天桥或者立交桥下面，有时候不注意离近了才发现，踩刹车已经晚了。还有更损的装在人行天桥或立交桥的背面，你从正面行驶的过程中是不可能看见的，当你高速行驶过去时尾部的车牌已经被拍了下来。 还有很多种测速模式，比如压感测速，固定雷达测速等，国内用的比较少，就不做分析了
单片机课程设计报告 自行车测速仪 学院信息工程学院 专业信息工程 (电子信息工程方向) 年级班别 2010级（4）班 学号 3110002980 学生姓名 XXX 指导教师 XXX 申请成绩 XXX 1 ) 附加功能：实时时钟，行驶里程累计 2.设计思路： 首先是选择基于51单片机来设计这个产品，这个产品主要的功能是用来测量自行车的车速，既然要测车速，那就要用到传感器，所以选择了红外光电传感器，它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。在没有遮挡物时，传感器输出端输出一个高电平，当有遮挡物时，输出端就会输出低电平，那样就可以利用单片机的计数功能，把传感器输出的信号输入到单片机的外部脉冲输入端，可以通过测试脉冲数来算出车速，具体实现是利用单片机的计数功能实现下降沿计数，然后在两秒内统计出自行车走过的圈数，算出自行车车轮的周长，再乘以圈数，再除以时间两秒，就得到车速，然后在lcd上面显示，还可以算出自行车的路程，也利用单片机的定时中断功能可以设置和显示实时时间，还可以利用单片机上自带的温度传感器ds18b20测出实时温度，在lcd上显示出来。 3.任务分工：XXX（100%） 4.设计步骤： 1.先完成lcd的显示代码，使单片机上的lcd能正常显示数字，字符。 2,利用单片机的定时计数功能，首先在lcd上显示实时时间能每秒加一。
3.通过对按键的扫描检测，实现对实时时间的设置。例如按下按键，使能设置时间（断开计时中断），再分别设置三个按键分别实现对小时，分钟，秒的设置（按下一次加一） 。 4.通过单片机的计数功能，即外部脉冲信号输入到引脚P3.5（T1），电平从1到0跳变，则计数器加一。把红外光电传感器的信号输出端接到引脚P3.5，自行车车轮的周长，再乘以圈数，再除以时间两秒，就得到车速，然后在lcd上面显示。 5.车轮的周长乘以圈数（每次累加起来），就可以得到自行车走过的路程，并在lcd上显示出来。 6.利用单片机上的温度传感器ds18b20，把得到的温度数据转化并显示在lcd上。5,.程序流程（含流程图及详细步骤解释）
课程设计报告 课程名称微机控制技术 设计题目电机测速系统 专业班级自动化0741 姓名 学号 指导教师 起止时间2010.12.27~2011.01.07 电气与信息学院
课程设计考核和成绩评定办法 1．课程设计的考核由指导教师根据设计表现、设计报告、设计成果、答辩等几个方面，给出各项权重，综合评定。该设计考核教研室主任审核，主管院长审批备案。2．成绩评定采用五级分制，即优、良、中、及格、不及格。 3．参加本次设计时间不足三分之二或旷课四天以上者，不得参加本次考核，按不及格处理。 4．课程设计结束一周内，指导教师提交成绩和设计总结。 5．设计过程考核和成绩在教师手册中有记载。 课程设计报告内容 课程设计报告内容、格式各专业根据专业不同统一规范，经教研室主任审核、主管院长审批备案。 注：1. 课程设计任务书和指导书在课程设计前发给学生，设计任务书放置在设计报告封面后和正文目录前。 2. 为了节省纸张，保护环境，便于保管实习报告，统一采用A4纸，实习报告建议双面打印（正文 采用宋体五号字）或手写。
摘要 现代工业现场和生活中多应用电机测速系统，所以对其了解及进一步研究很是必要。本次设计给我们提供了这样的一个机会。 设计测速电动机系统，实现按键能设定4个电机转动速度，PLC和上位机组态软件连接，PLC通过控制变频器输出不同频率三相电使电机转动起来，然后通过旋转编码器测量电机速度，旋转编码器输出接PLC高速计数输入通道，计算当前电机转速，并在上位机组态软件中上显示出来。 关键词 PLC 电动机旋转编码器变频器 Abstract： Motor speed system is applied to the modern industrial field and in life，So understanding and further study of it is very necessary. The design provides us with such a chance. Designing motor speed system which realize buttons which can set up four motor rotation speed，PLC can connect to upper unit configuration software,PLC control inverter which can export different frequencies,its exporting can make motor turn,then Rotary encoder measure motor’s speed through the revolving ,Rotary encoder’s outputing connect to PLC high-speed counting input,while it calculates the motor speed and in the upper unit configuration software displayed. Keywords: plc electric motor Rotary encoder inverter
《电路与电子线路基础（2）》课程项目 总结报告 题目(A)：用霍尔器件制作一个自行车 组号： A 11 任课教师： 组长： 成员： 成员： 成员： 成员： 联系方式： 二零一五年一月十日
【元件简介】 1.霍尔元件 霍尔器件是常用的磁传感器，当磁铁靠近霍尔器件时就会产生信号，利用这个信号可以测量位置距离角度等。 霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中 的载流子时，产生横向电位差的物理现象。 单极性霍尔开关的感应方式：磁场的一个磁极靠近 它，输出低电位电压（低电平）或关的信号，磁场磁极离 开它输出高电位电压（高电平）或开的信号，但要注意的 是，单极性霍尔开关它会指定某磁极感应才有效，一般是 正面感应磁场S极，反面感应N极。当自行车匀速转动时 便会产生如下负脉冲信号，此时负脉冲信号的频率就是自 行车车轮转动的频率。 2.LM331 LM331是美国NS公司生产的性能价格比较高的集成芯片,可用作精密频率电压转换器、A/ D 转换器、线性频率调制解调、长时间积分器及其他相关器件。 Lm331内部原理图
LM331引脚图 【实验方案】 我们小组准备将磁体安装在旋转面上，同时将霍尔器件固定在磁体经过的弧线上,这样当磁铁靠近霍尔器件时就会产生一个负脉冲信号。将脉冲信号通过由LM331、电阻、电容组成的频率/电压转换电路将其线性地转化为电压，即可利用电压表来指示自行车的速度。 下为由LM331、电阻、电容组成的频率/电压转换电路的原理简介。 LM331用作FVC 时的原理框 -输入 比较器 定时比较器 + +56 7 1s Q T C t R t V CC 2/3V CC 9/10V CC s 置“1”端 置“0”端 R R L C L -V 0 fi 图5-1-1 +V CC Q +10V
1 前言 目前区间测速已不算是什么新名词了，国内已有越来越多的城市和地区如上海、 杭州、青岛、大连等都已采用区间测速这种形式作为一种有效的违法取证模式． 通过安装在高速公路上的车辆自动抓拍系统，连续不断地捕获车辆图片、识别和记录多个断面上实时通过的车辆信息，包括车辆号牌、通过时间、车辆全景图片、各断面点速度等，将这些信息通过网络（有线或无线）上传至中心处理平台，比对同一车辆在同方向两个断面的通行时间，再根据两个断面间的距离来计算该车辆通过此路段的平均速度，最后根据平均速度判断是否超速．如存在超速行为则自动将违章车辆的数据及图片等相关信息通过后台管理平台进行声光报警，并可根据需要以短信的形式发送给附近和现场的值勤交警，或将信息发布在高速公路显示屏上，以对违章车辆进行及时告知和警示更多的车辆．系统处理得到的所有违章车辆及相关图片将作为违章信息源提供给违章系统作进一步处理．2 系统总体结构及主要功能 区间测速系统包括前端抓拍部分和中心管理部分．前端抓拍部分主要完成车辆检测、图片抓拍、网络传输等．中心管理部分主要完成车辆的车牌识别及对比、平均速度计算、违章图片的形成、数据加密验证以及对数据的综合应用等．系统的主要功能主要包括以下几方面：２．１ 卡口功能 系统每个抓拍单点可以对每一辆已过此点的车辆进行抓拍，图片通过网路传输到中心管理平台进行存储，相关部门则可以通过客户端对图片进行查询．２．２ 车牌自动识别功能 车牌自动识别功能是区间测速系统的重要部分，区间测速的实现依靠优秀的车牌识别系统，只有在车牌识别准确率高的前提下，区间测速才有好的效果．２．３ 单点测速功能 此系统能够实现每个抓拍单点的测速，检测方式的不同也决定了测速方式的不同．线圈检测方式，采用双线圈或 者三线圈来测速；雷达采用微波测速，测速精度相对较高；而视频检测采用视频方式测速．２．４ 区间测速功能 在中心平台软件上可以通过区间段和车牌检索，实现车辆通过某个区间段平均速度的计算，并可检索关联车辆通过两个测速记录点的照片和通过时刻的点速度．3车辆速度计算算法研究 ３．１ 段内平均车速与瞬间平均车速 在区间测速系统中如何规定此区间车辆的平均速度是 至关重要的，因为此平均速度一经确定，其它通过此区间的车辆就要在这个规定的速度内行驶，否则就视为超速行驶．所以说某一车辆在某一时刻的车速并不是重点，该车辆在这一区间内的平均车速才是我们系统探讨与研究的重点．在确定某一区间的平均车速时，如果只片面的用单个车辆的速度来体现多个车辆的速度特点是不妥当的，因此针对这一缺点我们可以测量一定数量的车辆速度值实验的基础数据，然后对于获得的基础数据来计算机其平均数值，最后确定此区间的平均车速．区间车辆的平均速度分为：段内平均车速，是指车辆在某一时间段内通过设置在公路两端的卡口与监控设备测量到的所有车辆的车速度的平均数值．段内平均车速体现的是大面积车流在不同的时段内的车辆速度．瞬间平均车速，是给定的一特殊公路段的某一测量处，某一特定的时间点处所有测得车辆速度的平均数值．本文着重讨论的是段内平均车速．段内平均车速的实现方法按照其实现原理可以分为以下两种算法：３．１．１ 区间起始点估算法 该算法的基本原理是：我们将某一区间路段的起始点各设置两个地下感应线圈，并在感应线圈所对应的路面上画出两条虚拟检测线，通过这虚拟检测线就可以计算出区间起始点之间的距离ｓ．由设置在地下的感应线圈可以测量到通过起始点感应线圈的车辆速及通过感应线圈的时间（如：通过终点处的时间为ｔ２，通过始点的时间为ｔ１），我们就可以计算机出这一区间路段的时间之差为△ｔ＝ｔ２－ｔ１，再用两点间的距离ｓ除以时间差△ｔ就可以测得车辆的平均速度Ｖ． Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．９ Ｓｅｐ．２０１２ 赤峰学院学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｆｅｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）第２８卷第９期（下） ２０１２年９月城市交通区间测速算法研究 孙 静 （辽宁对外经贸学院，辽宁大连 １１６０５２） 摘要：区间测速系统是基于先进的车辆抓拍技术、车辆牌照自动识别技术、网络通讯技术，来实现的一种新型的超速违法取证系统．该系统通过计算车辆通过路段平均速度的方式来判断是否超速，有效解决了单点测速的易躲避性，更有效地控制超速与减少超速等违法行为的发生．本文主要针对区间测速系统中的车辆的平均速度测定方法进行了详细的探讨与研究． 关键词：区间测速；车辆；速度中图分类号：Ｏ２９文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－２６０Ｘ（２０１２）０９－００１５－０２ １５－－
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
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．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
高速公路区间测速系统 目前区间测速已綷-不算是什么新名词了，国内已綷-有越来越多的城市和地区如上海、杭州、青岛等都已綷-采用区间测速这种形式作为一种有效的违法取证模式。 区间测速系统是基于先进的车辆抓拍技术、车辆牌照自动识别技术、网络通讯技术，来实现的一种新型的超速违法取证系统。该系统通过计算车辆通过路段平均速度的方式来判断是否超速，有效解决了单点测速的易躲避性，更有效地控制超速与减少超速等违法行为的发生。 通过安装在高速公路上的车辆自动抓拍系统，连续不断地捕获车辆图片、识别和记录多个断面上实时通过的车辆信息，包括车辆号牌、通过时间、车辆全景图片、各断面点速度等，将这些信息通过网络（有线或无线）上传至中心处理平台，比对同一车辆在同方向两个断面的通行时间，再根据两个断面间的距离来计算该车辆通过此路段的平均速度，最后根据平均速度判断是否超速。如存在超速行为则自动将违章车辆的数据及图片等相关信息通过后台管理平台进行声光报警，并可根据需要以短信的形式发送给附近和现场的值勤交警，或将信息发布在高速公路显示屏上，以对违章车辆进行及时告知和警示更多的车辆。系统处理得到的所有违章车辆及相关图片将作为违章信息源提供给违章系统作进一步处理。
系统设计目标 1、实用性 系统以现行需求为基础，应采用当今国内外先进的软硬件应用技术，选择性价比较高的产品，适应未来发展的要求。另一方面，采用的系统硬件设备应该已广泛安装应用，充分考虑交通管理发展需求，充分保障项目后续维护工作。 2、技术先进性和成熟性 在设计思想、系统架构、所采用的技术、选用的平台上均具有一定的先进性、前瞻性，并考虑到一定时期内的变化趋势。在充分考虑架构先进的同时，采用技术成熟、市场占有率高的产品，从而保证建成的系统具有良好的稳定性。 3、标准化 系统设计、开发、建设遵裓-公安部相关标准，并使产品标准化。 4、兼容性和易维护性 系统选用的主要软硬件设备、接口采用国家通用标准，不仅具有较好的兼容性，而且具备较好的开放性和升级扩展能力，随着未来业务的发展，便捷地扩展系统规模，最大限度地保护已有投资。 5、可靠性和安全性 系统采用所有硬件均为嵌入式一体化设备、结构采用分布式结构，系统配置灵活、布局合理，能够满足长时间稳定运行。同时系统采用DSP水印加密技术，从数据源头对数据加密，从根本上解决数
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。
摘要 随着居民生活水平的不断提高，人们对于生活质量的要求也日益增加，尤其是对健身的要求。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。而对于自行车运动员来说，最为关心的莫过于一段时间内的训练效果。因为教练要根据一段时间内运动员的训练效果进行评估，从而进行适当的调整已使运动员达到最佳的状态。因此爱好自行车运动的人十分学要一款能测速的装置，以知道自己的运动情况。并根据外界条件，如温度，风速等进行适当的调节，已达到最佳运动的效果。 关键词：单片机、LED显示、里程/速度、霍尔元件
第一章系统总方案分析与设计 1.1 课题主要任务及内容 本课题主要任务是利用霍尔元件、单片机等部件设计一个可用LED数码管实时显示里程和速度的自行车的速度里程表。本文主要介绍了自行车的速度里程表的设计思想、电路原理、方案论证以及元件的选择等内容，整体上分为硬件部分设计和软件部分设计。 本文首先扼要对该课题的任务进行方案论证，包括硬件方案和软件方案的设计；继而具体介绍了自行车的速度里程表的硬件设计，包括传感器的选择、单片机的选择、显示电路的设计；然后阐述了该自行车的速度里程表的软件设计，包括数据处理子程序的设计、显示子程序的设计；最后对本次设计进行了系统的总结。 具体的硬件电路包括AT89C52单片机、霍尔元件以及LED显示电路等。 软件设计包括：中断子程序设计，里程计算子程序设计，显示子程序设计。软件采用汇编语言编写，软件设计的思想主要是自顶向下，模块化设计，各个子模块逐一设计。 1.2 任务分析与实现 本设计的任务是：以通用AT89C52单片机为处理核心，用传感器将车轮的转数转换为电脉冲，进行处理后送入单片机。里程及速度的测量，是经过AT89C52的定时/计数器测出总的脉冲数和每转一圈的时间，再经过单片机的计算得出，其结果通过LED显示器显示出来。 本系统总体思路如下：假定轮圈的周长为L，在轮圈上安装m个永久磁铁，则测得的里程值最大误差为L/m。经综合分析，本设计中取m=1。当轮子每转一圈，通过开关型霍尔元件传感器采集到一个脉冲信号，并从引脚P3.2中断0端输入，传感器每获取一个脉冲信号即对系统提供一次计数中断。每次中断代表车轮转动一圈，中断数n和周长L的乘积为里程值。计数器T1计算每转一圈所用的时间t，就可以计算出即时速度v。当里程键按下时，里程指示灯亮，LED切换显示当前里程;当速度键按下时，速度指示灯亮，LED切换显示当前速度。 要求达到的各项指标及实现方法如下： 1. 利用霍尔传感器产生里程数的脉冲信号。 2. 对脉冲信号进行计数。 实现：利用单片机自带的计数器T1对霍尔传感器脉冲信号进行计数。 3. 对数据进行处理，要求用LED显示里程总数和即时速度。 实现：利用软件编程，对数据进行处理得到需要的数值。 最终实现目标：自行车的速度里程表具有里程、速度测试与显示功能，采用单片机作控制，显示电路可显示里程及速度。
《传感器与测试技术》 技能实习 实训名称：基于labview 的 自行车测速装置 姓 名： 学院: 工学部 班级： 学号: 指导老师：孙芳方程慧慧
基于labview的自行车测速装置 摘要 随着人们生活水平的提高，自行车早已不再是像上个世纪那样成为人们最常用的普通的运输、代步的工具，而是成为了人们娱乐、休闲、锻炼的首选。而这必将促进自行车有关的工具快速发展，其中能清楚显示当前速度、里程等物理量的测速工具首当其冲。本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车测速里程表的设计。以labview为核心，3144霍尔元件传感器测转速，实现对自行车里程、速度的测量统计，并能将自行车的里程数及速度在labview中进行实时显示。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A/D转换卡，然后A/D转换卡将信号经过处理送入labview处理并显示。软件部分用labview进行编程，采用模块化设计。该系统硬件电路简单，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；labview ；A/D转换卡；自行车
目录 摘要 (1) 第一章系统总方案论证与分析 (3) 1.1主要任务及要求 (3) 1.2系统总体设计方案 (3) 1.2.1测量原理 (3) 1.2.2测量原理介绍 (4) 1.3测试系统组成 (4) 1.3.1 系统组成 (4) 第二章系统结构模块论证 (5) 2.1元器件的选用 (5) 2.1.1WB3144传感器介绍 (5) 2.1.2 研华usb-4704 介绍 (7) 2.1.3硬件电路器件介绍 (10) 2.2硬件电路设计介绍 (11) 2.2.1实物连线图 (11) 2.2.2电路设计框图 (12) 2.3软件设计 (12) 2.3.1软件设计流程图 (12) 2.3.2使用软件介绍 (14) 2.3.3程序框图页面介绍 (14) 2.3.4前面板页面介绍 (15) 第三章总结 (18)
电子警察点位、智能卡口点位、固定测速点位、交通监控点位这4种有什么不同？各自的功能和形式是什么？ 一般人们不知道如何区分这些，而是把这些交通电子监控设施统称为电子警察。而在专业领域，电子警察一般专指闯红灯抓拍。所以，电子警察安装在有交通信号指示的路口，同交通信号联动，用以违章抓拍。 卡口是指城市外围进出城区的出入口。安装在这些位置用于监测交通状况的系统是为卡口监控。卡口监控是一个功能集成度较高的系统，主要包括：牌照识别、超速抓拍、违章车辆抓拍等；在牌照识别功能的基础上还延伸出通过将所识别出的牌照号码与车管数据库比对，可以排查出该车辆目前的状况，如违法未处理、未年审或报废等信息都可及时报警。 固定测速监控装置大多安装于公路沿线及一些需要限速的路段，其作用是监测并抓拍超过所限速度的车辆。 电子警察（指闯红灯抓拍，下同）与固定测速其实现的原理基本相同，一种应用的是电磁感应原理，采用地感线圈触发抓拍，另一种是采用视频移动侦测技术实现触发抓拍。 所不同的是触发机制：电子警察是在路口车道停车线的前、后各安装一个电感线圈（电磁感应方式）或在监控画面中路口停车线的前、后各设置一个虚拟侦测区域（移动侦测方式），当该车道行驶方向上红灯亮时，抓拍系统预备，车辆通过停车线的前、后的线圈（或侦测
区域）时分别各抓拍一次照片，用以确认车辆通过停车线前以及通过停车线后信号均为红灯，从而构成处罚依据。 测速装置是在预先设定的固定距离的2个位置上安装地感线圈（或设置虚拟侦测区域），根据车辆通过2个线圈的时间计算出车辆速度，如超过限速则抓拍并记录该车辆当前速度，如未超限速则不抓拍。 上述三种交通监控装置都是固定安装的枪式摄像机且大多需要配置辅助照明装置（射灯、白光灯或闪光灯）。 交通路况监控设施一般都采用带云台摄像机，且大多安装位置较高，为的是扩大监视区域，其作用只是用于实时监视公路交通状况为交警疏导交通拥堵提供及时的信息，不具备违法记录功能。 友情提示： 测速装置还有一种形式就是安装在交警巡逻车上的流动测速装置，只需将这样的车辆停在路边，开启系统，即可对过往车辆进行超速抓拍，且这种装置不一定是安装在车顶，很多是隐蔽的车内的，防不胜防啊，广大车友多多谨慎，不只是为了少被违法处罚，安全驾驶、依法驾驶很重要！！