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智能小车系统说明书作品简介：设计灵感来源：机动车交通事故的频发，一直是困扰整个人类的问题。
特别在如大雾等天气状况不好的情况下，驾驶员的感官受到一定的影响，致使交通事故的增多。
我们的作品以降低机动车的交通事故为主要目的，运用简单的单片机技术控制电动小车的速度，以来模拟机动车的运行状况，达到小车智能检测前方车辆，能够进行测量出与前方车辆的距离和相对速度，并能够达到智能刹车的目的。
作品名为智能小车系统，采用直流电动机带动小车前进，传动装置用齿轮。
电动机的速度可由单片机输出PWM来实现。
小车刹车时用单片机控制电动机，使其停止运转。
利用霍尔元件装置，测定小车的自身车速。
采用步进电机来控制小车转弯，并于小车的前端安装多个红外或超声波的发射接收装置，将接收到的数据通过单片机软件的处理，达到显示出前方车辆方位的目的。
使用液晶显示车速和障碍物于前方的距离。
硬件说明：此作品主要分单片机处理系统，直流电机驱动模块，步进电机驱动模块，红外发射接收蔽障模块，霍尔元件测速模块，超声波测速测距模块，液晶显示模块等；其核心处理器采用廉价易得的AT89S52单片机，直流电机也很便宜，车身为木板自制而成，车轮采用瓶盖，材料简单易得；所以此车成本低，易推广使用。
但其软件控制部分的稳定性较高。
步进电机使用5V4相的电机，其驱动板使用2003，输出稳定。
红外处理采用直径为3毫米的发射和接受对管，发射采用改变发射脉冲占空比来增大发射功率，主要使用的是NE555集成芯片，接收管接收到信号后输出到LM324运放进行电压放大，以便单片机引脚识别。
液晶采用1602型经济实惠。
部分电路图见附件；软件说明：此次软件主要采用单片机识别的C语言编写而成，仍然采用分模块来实现，实现不同步骤的紧密结合，连贯有序。
具体见后面附件。
小车运作状况：在遇到障碍物时，距离其50厘米时开始减速，当距离其20至40厘米时，进一步减速，此时都是超声波模块工作，但极近距离时，红外模块开始工作，当左红外接收管遇障碍物时小车右转一定角度，并后退一定距离，之后继续前进，并还原所转角度；当右红外接收管遇障碍物时小车左转一定角度，并后退一定距离，之后继续前进，并还原所转角度；当左右都遇障碍物时，小车后退一定距离后，转弯，继续前进。
基于C51单片机直流电机测速仪设计摘要：电机的转速是各类电机运行过程中的一个重要监测量，测速装置在电机调速系统中占有非常重要的地位，特别是数字式测速仪在工业电机测速方面有独到的优势。
本文介绍了一种基于C51单片机的光电传感器转速测量系统的设计。
系统采用对射式光电传感器产生与齿轮相对应的脉冲信号，使用AT89C51单片机采样脉冲信号并计算每分钟内脉冲信号的数目，即电机对应的转速值，最终系统通过LCD实时显示电机的转速值。
经过软硬件系统的搭建，分别通过Protues软件系统仿真实验和实际电路搭建检查实验。
仿真实验表明本系统满足设计要求，并且结构简单、实用。
整个直流电机测速系统在降低测速仪成本，提高测速稳定性及可靠性等方面有一定的应用价值。
关键词：转速测量；光电传感器；单片机Based On C51 SCM Single DC Motor Speedometer DesignABSTRACT：Motor speed is all kinds of motor operation is an important process to monitor the amount of speed measuring device in the motor control system occupies a very important position, Especially the digital speedometer in the industrial motor speed has unique advantage. This paper describes a photoelectric sensor 51 SCM-based speed measurement system design. System uses a beam photoelectric sensor generates a pulse signal corresponding to the gear, the use of a sampling pulse signal AT89C51 SCM and calculating the pulse per minute, the number of signals that the speed of the motor corresponding to the value of the final system time through the LCD display the motor speed value.After a hardware and software system structures, respectively, through Protues software system to build the actual circuit simulation and experimental examination. Simulation results show that the system meets the design requirements, and the structure is simple and practical. DC Motor Speed entire system in reducing speedometer costs, improve reliability, speed stability and a certain application value.Keywords: Speed measurement; Photoelectric; Single chip micyoco目录1 绪论 (1)1.1 数字式转速测量系统的发展背景 (1)1.2 转速测量在国民经济中的应用 (1)1.3主要研究内容 (2)1.4 设计的目的和意义 (2)2 转速测量系统的原理 (4)2.1 转速测量原理 (4)2.2 转速测量计算方法 (5)3转速测量系统设计方案 (7)3.1 直流电机转速测量方法 (7)3.2 设计任务及方案 (8)4 直流电机测速系统设计 (9)4.1 单片机AT89C51介绍 (9)4.2 转速信号采集 (14)4.2 转速信号处理电路设计 (16)4.4 最小系统的设计 (17)4.4.1复位电路 (17)4.4.2 晶振电路 (20)4.5 显示部分设计 (20)5 直流测速系统仿真 (24)5.1 直流测速系统仿真 (24)5.1.1单片机最小系统仿真 (25)5.1.2 数码管显示仿真 (25)5.2 主程序流程设计 (26)5.2.1 主程序流程设计 (26)5.2.2 定时器的初始化 (27)5.3 实际电路实验 (28)参考文献 (30)致谢 (31)1 绪论1.1 数字式转速测量系统的发展背景在现代工业自动化高度发展的时期，几乎所有的工业设备都离不开旋转设备，形形色色的电机在不同领域发挥着很重要的作用。
![毕业设计论文—基于单片机的直流电机测速、调速及显示系统设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/1f817bd70722192e4436f682.png)
基于单片机的直流电机测速、调速及显示系统设计摘要本文主要研究了利用Quick51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。
单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广泛等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。
目前，一个学习与应用单片机的高潮在全社会大规模地兴起。
学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，本文用8051单片机自制了一个采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。
还对直流电机的速度进行了测量和显示。
关键词：单片机、 PWM、调速、测速、显示系统目录摘要 (1)目录 (1)第一章概述 (2)概述 (2)Quick51的技术简介和发展前景 (3)SmartSOPC与Quick51 (3)Quick51特性 (4)第二章总体方案设计 (4)8051单片机简介 (5)PWM信号发生电路设计 (12)PWM的基本原理 (12)128*64液晶显示 (13)第三章硬件设计与连接 (13) (13)信号处理电路设计 (16) (17)I2C总线概述 (17)存储器电路 (18)显示电路设计 (18)PWM信号发生电路设计 (19)第四章软件设计 (20) (20) (21)第五章结论与展望 (30)附录 (31)附一速度控制子程序 (31)附二电路图 (35)参考文献 (35)答辩问题 (36)第一章概述1.1概述本文主要研究了利用Quick51系列单片机，通过PWM方式控制直流电机调速的方法。
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
PWM控制技术就是以该结论为理论基础，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
基于51单片机的数字测速系统的设计方案 0 引言 本方案所设计的基于霍尔元件的脉冲发生器要求成本低，构造简单，性能好。
在电气控制系统中存在着较为恶劣的电磁环境，因此要求产品本身要具有较强的抗干扰能力。
系统主要由AT89S52 单片机处理系统、电机、传感器检测单元、信号处理单元和显示系统等几个部分组成。
1 总体方案设计 对转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行测量。
霍尔元件测速法是利用霍尔开关元件测转速的。
霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。
输出电平与TTL 电平兼容，在电机转轴上装一个圆盘，圆盘上装若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关固定在小磁钢附近，当电机转动时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的转速。
其系统框图如图1 所示。
2 系统硬件电路设计 该系统包括霍尔传感器、隔离整形电路、主CPU、显示电路、报警电路及电源等部分。
其测量过程是测量转速的霍尔传感器和电机机轴同轴连接，机轴每转一周，产生一定量的脉冲个数，由霍尔器件电路输出，经隔离整形后送入单片机进行处理，单片机收到信号将该值数据处理后，在LCD 液晶显示器上显示出来。
一旦超速，CPU 通过蜂鸣器进行报警。
2.1 传感器的选择 测量电机转速的第一步就是要将电机的转速表示为单片机可以识别的脉冲信号，从而进行脉冲计数。
利用霍尔器件检测脉冲信号因其具有结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便等优点。
当电机转动时，带动传感器运动，产生对应频率的脉冲信号，经过信号处理后输出到计数器或其他的脉冲计数装置，进行转速的测量。
2.2 微处理器的选择 为了减少体积与功耗，采用较常使用且较经济的AT89S52单片机：AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS 的8 位微控制器，具有8K 在系统可编程存储器。
其最小系统包括单片机AT89S52接口电路、晶振电路、复位电路。
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-chipTonghai 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 convert1 前言1.1 研究背景在全球倡导绿色环保的大趋势下，我国加大了对车辆排放和噪声的管理，由于电动自行车具有无污染、低噪声和轻便快捷等优点，是一种绿色环保的交通工具。
基于单片机原理的多功能测量仪的设计毕业设计目录设计总说明 (III)General Design Description (V)一 .绪论 (8)1.1课题的研究背景 (8)1.2测量仪表的简介 (8)1.3 51单片机简介 (9)二.电参数测量的理论依据 (11)2.1交流电流、电压有效值的测量 (11)2.2两相间相位差的测量 (12)2.3 单相有功功率、无功功率、视在功率的测量 (13)2.4 三相有功功率的测量 (13)2.5功率因数的测量 (14)三.方案设计 (14)3.1 使用功能要求 (15)3.2 仪器设计的总体框架和各模块的划分 (16)四．硬件电路设计 (18)4.1信号采集电路 (18)4.1.1 电压信号采集电路 (18)4.1.2 电流信号采集电路 (20)4.2整形电路设计 (20)4.3 A/D转换电路 (21)4.4 74ls138译码器 (31)4.5 A/D转换电路 (33)4.6显示电路设计 (34)4.6.1数码管的介绍 (34)4.6.2数码管结构 (36)4.6.3驱动方式 (36)4.6.4适用范围 (38)4.7 CD4511 (39)4.7.1引脚功能 (39)4.7.2工作范围 (40)4.7.3真值表 (40)4.7.4使用方法 (40)4.7.5锁存功能 (41)4.8 通信接口电路 (43)4.8.1 Rs485特点 (43)4.8.2接口 (43)4.8.3 rs485功能 (44)4.8.4 RS-485通信电路 (45)五．系统软件设计 (46)5.1 程序模块的划分 (46)5.2 结构化程序的设计方法 (46)5.3 软件模块 (47)5.3.1 主程序流程图 (47)5.3.2数据采集子程序 (49)5.3.3数据处理程序 (49)5.3.4 A/D转换程序 (51)5.3.5数码管显示 (52)5.3.6 RS485 (52)六．总结与展望 (54)附录A: 总电路图 (57)附录B: 总的系统框图 (58)附录C: 程序 (59)致谢 (64)基于单片机原理的多功能测量仪的设计设计总说明随着电力系统的快速发展，电网容量不断增大，结构日趋复杂，电力系统中实时监控、调度的自动化显得尤为重要，而电力参数的数据采集又是实现自动化的重要环节，如何快速准确地采集系统中各元件的电参数（电压、电流、功率、功率因数等）是实现电力系统自动化的一个重要因素。
一种基于单片机的速度测量系统时间：2010-03-31 14:00:15 来源：中国电子设计网作者：吴敏1. 引言在我室研制的某型测控系统中，遇到一弹丸状物体的初速测量要求，速度范围在0～150m/s,要求测速模块实现成本低、可靠性高，测速数据送上位机显示。
目前科研生产中采用的速度测量方法可分为两类；直接测量法和间接测量法两大类。
直接测量法是通过某种测量原理或效应直接获得速度量, 如多普勒测速仪、空间滤波测速等。
这种方法的最大优点是反应快、可测量瞬时速度，但设备成本高，且受到大气物理环境的限制。
间接测量法是测量目标的移动距离和时间, 通过计算得到速度量, 如光电测速、光栅测速、磁栅测速和图像测速等，用于测量小型弹丸的天幕法和光幕法测速系统、用于车辆测速的激光测速仪，以及用于生产流水线上的光电脉冲测速方法等等。
根据本系统的特点，我室采用了基于光电脉冲的间接测量方法，构建了基于AT89C51单片机测速系统，并采用DDE技术、VB和组态王实现速度信息的上位机显示，满足了成本低、可靠性好的测速要求；此外本文提出的单片机与上位机数据通信方法为多种工控软件和非通用性设备的数据交换问题提供了思路。
2. 单片机测速模块的实现a) 测速原理在本系统中，两对光电对射管布置在弹丸的通过路径上，光电对射管间距为S，当弹丸经过遮蔽光电管1,2时，光电管1,2产生一个上升沿或下降沿，以光电管1的上升沿或下降沿作为单片机计数器的启动脉冲，启动计数器开始记时，光电管2的上升沿或下降沿作为单片机计数器的停止脉冲，计数器停止记时。
此时，得到计数器的记时值n。
将值n传送至上位机，已知单片机的机器周期为T，则，可在上位机内计算出弹丸在定距s内的平均速度V,为V=S/nT。
见如下图1。
b) 测速部分硬件实现如下图2硬件原理示意图，光电对射管Q1和Q2分别接入AT89C51的外部中断0和1引脚相联，Q1和Q2均为遮断式对射管（无遮断时导通，遮断时截止）。
汽车车速检测系统设计1.引言汽车车速检测系统是一种用于测量车辆速度的装置。
它在现代交通管理和道路安全领域起着重要作用。
本文将介绍汽车车速检测系统的设计原理、硬件需求、软件需求以及系统的性能参数。
2.设计原理汽车车速检测系统的设计基于车辆运动学和基本物理原理。
系统利用车辆通过传感器的触发来计算车辆的速度。
传感器可以是激光雷达、微波雷达或摄像机。
一旦车辆通过传感器，系统会记录下两个连续时间点之间的时间差，并使用已知的距离来计算车辆速度。
3.硬件需求汽车车速检测系统的硬件需求主要包括传感器、控制器和显示设备。
3.1 传感器传感器是系统的核心组件，用于检测车辆的通过。
常用的传感器类型包括激光雷达、微波雷达和摄像机。
激光雷达和微波雷达可以提供精确的测量结果，而摄像机可以通过图像处理算法来估计车辆速度。
3.2 控制器控制器是系统的主要处理单元，用于接收传感器的输入并进行计算。
它可以是单片机、微处理器或嵌入式系统。
控制器还可以与其他交通管理设备集成，例如交通信号灯或可变信息标志。
3.3 显示设备显示设备用于展示车辆的速度信息。
常见的显示设备包括LED显示屏或液晶显示屏。
它们可以直接输出车辆速度，并可以与其他设备集成以提供更复杂的信息。
4.软件需求汽车车速检测系统的软件需求包括数据采集、数据处理和数据展示。
数据采集软件负责接收传感器的输入，并将其转换为数字信号。
它可以通过串行通信或并行接口与传感器通信，并将数据传输到数据处理软件。
4.2 数据处理数据处理软件负责计算车辆的速度。
它根据传感器的触发时间和已知的距离计算车辆的速度。
同时，它还可以对数据进行滤波、校正和校验，以提高系统的准确性和可靠性。
数据展示软件负责将车辆速度信息以可视化的方式展示给用户。
它可以将数据显示在显示设备上，并可以通过用户界面提供配置选项和其他交互功能。
5.系统性能参数汽车车速检测系统的性能参数包括准确性、可靠性和响应时间。
5.1 准确性准确性是衡量系统测量结果与实际值的接近程度。
专业技能实训报告题目基于单片机的汽车速度测量系统设计学院信息科学与工程学院__________专业________________ 通信工程 ____________班级_______________ 通信0902 __________学生__________________ 彭元 ______________学号20091221 _________________指导教师__________________________________二◦一二年一月三日1前言 (2)2总体设计 (3)2.1 设计方案 (3)22主要容 (3)3单片机速度测量系统 (4)3.1单片机速度测量原理 (4)3.2单片机速度测量系统结构框图 (4)4 系统硬件设计 (5)4.1传感器的选用 (5)4.1.1 霍尔传感器的基本工作原理 (5)4.1.2 CS3020 霍尔传感器 (6)4.1.3 霍尔传感器的硬件连接 (7)4.2 MCU控制系统设计 (8)4.2.1 CPU 的选用 (8)4.2.2 AT89S51 主要特性和引脚说明 (8)4.2.3 MCU 最小系统设计 (10)4.3 LED数码管显示器 (11)4.4 单片机测速系统总原理图 (11)5系统软件设计 (12)5.1 程序流程图 (12)5.2 程序功能 (14)结语 (15)参考文献 (16)附录 (16)1前言随着信息技术的不断发展，单片机在测量系统中得到了广泛的应用。
速度是一个系统经常需要测量、控制和保持的量。
速度的测量方法有许多种，但在不同的应用环境下，相应的测量方法有它自己的特点和误差。
因此对单片机速度测量系统的研究有着重要的目的和意义。
本设计采用AT89S51单片机作为主要控制核心，应用霍尔传感感器采集信号，经过单片机定时计数并运用一个算法测量出汽车行驶速度，最终用4位位的在以上建的系统的基础上LED数码管显示其测量结果，具有较高的实用价值。
2总体设计2.1设计方案现在测量速度的方法有很多，可以采用不同的器件做出多种测速器。
在这里用磁电式脉冲发生器的方案。
磁电式脉冲发生器。
将导磁材料的齿轮固定在转轴上，对着齿轮端面固定一块磁钢，霍尔元件贴在磁钢的一个端面上，随着齿轮转动，元件的输出呈周期性变化，经整形和放大后输出方波脉冲。
霍尔传感器输出频率与转速成正比，此信号经单片机处理后，即可得出车辆的速度。
本设计测量要求稳定性好，灵敏度高和精度高，而且对汽车速度的测量要求传感器能够适应各种各样的环境。
所以这里选择该方案。
其原因还有三点：其一是霍尔传感器输出信号电压幅值不受转速的影响；其二是频率响应高，其响应频率高达20kHz,相当于车速为1000km/h时所检测的信号频率；其三是抗电磁波干扰能力强。
根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法（测频法）、T法（测周期法）和M/T法（频率周期法）。
测频法一般用于高速测量，在转速较低时，测量误差较大；而测周期法一般用于低速测量，速度越低测量精度越高，但在测量高转速时，误差较大；频率周期法结合了上面两种方法的优点，但是此种方法要求单片机有3个定时/计数器。
考虑上面三种因素，该系统选择测频法。
2.2主要容根据上面选择的方案，设计主要容由以下三大部分组成：一、信号的采集。
这部分主要是用霍尔转速传感器采集车轮转速的信号，并将采集的信号传给单片机。
二、单片机数据处理。
这部分主要是使用51系列单片机采用适当的算法来编程快速准确地对采集的数据进行相关运算并得出结果。
三、L ED数字显示。
这部分主要是对测得的结果通过4位LED数码管显示给用户用单片机AT89S51作为控制核心，通过霍尔传感器来检测汽车的运转情况进而实现汽车速度的测量，最后用4位LED数码管直观的将速度显示给用户，保留一位小数位。
该测量方法是数字式测量方法，代替了传统的机械式或模拟式结构，测量精度有了很大的提高，具有很大的实用价值。
3单片机速度测量系统3.1单片机速度测量原理根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在车轮转轴上的转盘边沿（如果要提高测量精度，可以在转盘边沿多固定2到3个磁钢），转盘随着轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转。
在转盘附近安装一个霍尔器件，转盘随轴旋转一周时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出一个脉冲信号，转盘转了多少转霍尔器件就输出多少个脉冲信号，将输出的脉冲信号送到单片机的计数口，利用单片机的定时/计数器进行定时和计数，测出脉冲的周期或频率即可计算出车轮转速。
通过单片机软件设计，把转速转换成线速度。
转速即是角速度，线速度=角速度*周长。
3.2单片机速度测量系统结构框图根据霍尔转速测量原理，可以画出单片机速度测量系统的结构框图。
结构框图如图所示。
了尔传感器=卓片机------------------ 呀LED显示图1单片机速度测量系统结构框图由霍尔传感器采集车轮转速的信号，并将采集的信号传给单片机，利用单片机的定时计数器功能和编写的程序将采集的信号转换成数据，通过数码管将数据显示出来。
4系统硬件设计4.1传感器的选用传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
在电子技术领域，常把能感受信号的电子元件称为敏感元件，如热敏元件、磁敏元件、光敏元件等。
通常，传感器由敏感元件和转换元件组成，如图所示。
其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适合于传输或测量的电信号部分。
由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调理与转换电路，进行放大、运算调制等，此外信号调理转换电路以及传感器的工作必须有辅助的电源，因此信号调理转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。
随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调理转换电路与敏感元件一起集成在同一芯片上，安装在传感器的壳体里。
图2传感器组成方框图4.1.1霍尔传感器的基本工作原理霍尔传感器是利用霍尔效应原理，通过磁场、电流对被测量的控制，使包含有被测量变化信息的霍尔电压发生变化，在利用后继的信号检索和信号放大电路，就可以得到被测量的信息。
正因为霍尔传感器的基本原理霍尔效应只包含了磁场、电流、电压三个常用物理量，使得采用霍尔传感器对被测量的测量简单易行，而磁场强度、电流、电压是磁场、电场的基本物理量，所以霍尔传感器可以进行精确的非接触测量。
1.霍尔效应在一块半导体薄片上，当它被置于磁感应强度为B的磁场中，如果在它相对的两边通以控制电流I，且磁场方向与电流方向正交，则在半导体另外两边将产生一个大小与控制电流I和磁感应强度B乘积成正比的电势UH,即UH=KhlB,其中Kh为霍尔元件的灵敏度，Kh 值越大，灵敏度就越高，该电势称为霍尔电势。
在片子上作四个电极，其中C1、C2间通以工作电流I，C1、C2称为电流电极，C3、C4间取出霍尔电压UH，C3 C4称为敏感电极。
将各个电极焊上引线，并将片子用塑料封装起来，就形成了一个完整的霍尔元件。
2.工作原理霍尔开关集成电路由稳压器、霍尔元件、差分放大器、斯密特触发器和输出级组成。
在外磁场的作用下，当磁感应强度超过导通阈值BOP时，霍尔电路输出管导通，输出低电平。
之后，磁感应强度再增加，仍保持导通态。
若外加磁场的磁感应强度值降低到BRP时，输出管截止，输出高电平。
通常称BOP为工作点，BRP为释放点，BOP- BRP=BH称为回差。
回差的存在使开关电路的抗干扰能力增强。
集成电路中的信号放大器将霍尔元件产生的幅值随磁场强度变化的霍尔电压UH放大后再经过斯密特触发器进行整形、放大后输出脉冲方波信号。
霍尔传感器部结构如图所示。
图3霍尔传感器部结构方框图4.1.2 CS3020霍尔传感器霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于开关信号采集的有CS3020 CS3040等，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极CS3020霍尔传感器，该系列霍尔开关电路传感器广泛用于汽车工业和军事开路门输出，工作电压围宽，使用非常方便。
考虑到用于汽车速度测量这种特殊环境下，在本设计中选择了工程中。
如图所示是CS3020的外形图。
将有字面对准自己，三根引脚从左向右分别是Vcc ,地，输出。
图4 CS3020的外形图CS3020是由电压调整器，霍尔电压发生器，差分放大器，史密特触发器和集电极开路的输出级组成的磁敏传感电路，它是一种单磁极工作的磁敏电路，适合于矩形或者柱形磁体下工作。
当磁钢随车轮轴旋转时，霍尔传感器受磁场的影响，霍尔器件输出一个脉冲信号。
感受到磁场的时候输出一个低电平，没感受到磁场的时候输出高电平。
工作特点如下：a. 电源电压围宽b. 开关速度快，无瞬间抖动c. 工作频率宽d. 寿命长、体积小、安装方便e. 能直接和晶体管及TTL、MOS等逻辑电路接口4.1.3霍尔传感器的硬件连接霍尔传感器的标志面对着自己，从左至有右分别是接5V电压，接地，脉冲输出。
如图所示是霍尔传感器的硬件连接图。
图中R1是限流电阻，C1、R2起滤高频的作用。
当霍尔元件感受到磁场的时候引脚3输出低电平，三极管导通，单片机P3 .5 口接收到高电平脉冲；当霍尔元件没有感受到磁场的时候引脚3输出高电平，三极管截止，单片机P3 .5 口接收到低电平脉冲。
图5霍尔传感器的硬件连接图4.2 MCU控制系统设计4.2.1 CPU的选用AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片含4k Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash 片程序存储器，128 bytes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，看门狗电路，片时钟振荡器。
此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为OHz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。
4.2.2 AT89S51主要特性和引脚说明AT89S51有PDIP、PLCC TQFP三种封装方式，以适应不同产品的需求。
其中最常见的就是采用40Pin封装的双列直接PDIP封装，其引脚排列见如图所示。
