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智能測速計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
每年的大學(xué)畢業(yè)生，免不了都要寫論文，下面文書幫小編給大家?guī)硪黄撐姆段�，歡迎閱讀！
摘要： 測速裝置在汽車行駛及機(jī)車控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位，對(duì)測速裝置的要求是分辨能力強(qiáng)、高精度和盡可能短的檢測時(shí)間。由于機(jī)械式里程表的缺點(diǎn)，使得基于非接觸式轉(zhuǎn)速傳感器的電子式轉(zhuǎn)速里程表得以迅速發(fā)展。本文介紹了一種基于單片機(jī)的電子式轉(zhuǎn)速里程表實(shí)現(xiàn)方案。系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)為中心，應(yīng)用霍爾傳感器通過測量磁場強(qiáng)度，來得到穩(wěn)定的脈沖方波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的測量。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在工業(yè)的很多領(lǐng)域?qū)y試系統(tǒng)速度和精度方面的要求也與日俱增，該方法更有實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：速度里程測量;AT89S52;E2PROM;霍爾傳感器
引言
在工程實(shí)踐中，經(jīng)常會(huì)遇到汽車測速中應(yīng)用霍爾元件等作為檢測元件，得到的信號(hào)是脈沖信號(hào)。要測速，首先要解決是采樣的問題。在使用模擬技術(shù)制作測速方法，即將轉(zhuǎn)軸與待測軸相連，測速發(fā)電機(jī)的電壓高低反映了轉(zhuǎn)速的高低。傳統(tǒng)的汽車?yán)锍瘫淼墓δ苡袃蓚�(gè)，一是用指針指示汽車行駛的瞬時(shí)車速，二是用機(jī)械計(jì)數(shù)器記錄汽車行駛的累計(jì)里程。數(shù)字式轉(zhuǎn)速計(jì)電路以單片機(jī)為主，性能優(yōu)越，使用單片機(jī)進(jìn)行測速，可以使用簡單的脈沖計(jì)數(shù)法。只要轉(zhuǎn)軸每旋轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生一個(gè)或固定的多個(gè)脈沖，并將脈沖送入單片機(jī)中進(jìn)行計(jì)數(shù)，即可獲得轉(zhuǎn)速的信息。我國從70年代開始研究霍爾器件，經(jīng)過20余年的研究和開發(fā)，常用于開關(guān)信號(hào)采集的有CS3020、CS3040、A44E等，這種傳感器是一個(gè)3端器件，外形與三極管相似，只要接上電源、地，即可工作，輸出通常是集電極開路(OC)門輸出，工作電壓范圍寬，使用非常方便。
一、主要任務(wù)
本設(shè)計(jì)中測量速度及里程數(shù)的功能是最基本的功能，本設(shè)計(jì)采用方案是以AT89S52單片機(jī)為控制核心，用霍爾集成傳感器(也稱速度傳感器)作為測量機(jī)車速的檢測元件，經(jīng)過單片機(jī)數(shù)據(jù)處理。顯示功能是用四個(gè)共陰極8段數(shù)碼管顯示車的里程或速度，用1個(gè)開關(guān)用于切換確定顯示的方式，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，顯示速度;打開時(shí)顯示里程。超速信響報(bào)警提醒功能是通過在軟件程序中設(shè)定一個(gè)速度數(shù)值，當(dāng)車的行駛速度超過設(shè)定的默認(rèn)數(shù)值時(shí)，喇叭發(fā)出報(bào)警音，同時(shí)一個(gè)LED燈閃爍提醒超速以減慢速度，保證行駛安全。設(shè)置輪圈大小功能是通過4個(gè)按鍵分別用于設(shè)置4個(gè)不同周長輪圈的大小，當(dāng)4個(gè)按鍵都沒合上時(shí)，說明輪圈周長設(shè)置出錯(cuò)，從單片機(jī)的11引腳輸出一個(gè)周期為0、5秒的方波信號(hào)，用作發(fā)光管的閃爍及信響器提醒。里程數(shù)據(jù)自動(dòng)記憶功能是用美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗CMOS串行E2PROM存儲(chǔ)器24C01來實(shí)現(xiàn)里程數(shù)據(jù)在掉電時(shí)的掉電保存。
二、系統(tǒng)概述
1、系統(tǒng)組成
系統(tǒng)硬件由AT89S52單片機(jī)、霍爾傳感器A44E、LED顯示電路、串口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路和分頻器TC4024組成。系統(tǒng)硬件框圖如圖所示。
2、硬件系統(tǒng)電路圖
3、系統(tǒng)工作原理
該設(shè)計(jì)能實(shí)時(shí)地將所測的速度顯示出來，同時(shí)也能夠累計(jì)顯示總里程數(shù)。該速度里程表能將霍爾傳感器輸入到單片機(jī)的脈沖信號(hào)的寬度(霍爾傳感器將車速轉(zhuǎn)變成相應(yīng)寬度的脈沖信號(hào))實(shí)時(shí)地測量出來，然后通過單片機(jī)計(jì)算出速度和里程，再將所得的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到串口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并由LED顯示模塊實(shí)時(shí)顯示出所測速度。本設(shè)計(jì)用一個(gè)按鍵開關(guān)來控制顯示速度或里程。單片機(jī)利用定時(shí)器T0的控制功能測出輸入信號(hào)的周期后，再利用單片機(jī)的算術(shù)運(yùn)算功能將周期轉(zhuǎn)換成速度，同時(shí)每秒鐘進(jìn)行一次里程累計(jì)，從而計(jì)算出總里程。最后將得出的速度、里程值存儲(chǔ)在E2PROM中，并根據(jù)按鍵開關(guān)的選擇情況來切換顯示速度或里程。為了方便計(jì)算要顯示數(shù)據(jù)值的段碼，可再將其轉(zhuǎn)換成壓縮的BCD碼，然后通過查表將要顯示的數(shù)據(jù)值中每一位的壓縮BCD碼轉(zhuǎn)換成8段碼送到顯示緩沖區(qū)，最后經(jīng)串口送至LED顯示模塊以顯示所測的速度或里程。
三、軟件設(shè)計(jì)
整個(gè)系統(tǒng)由初始化模塊，頻率測量模塊，速度/里程計(jì)算模塊，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)BCD碼模塊，速度顯示模塊，里程顯示模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/讀取模塊，定時(shí)器中斷服務(wù)模塊以及其他功能模塊組成。上電后，首先進(jìn)入系統(tǒng)初始化模塊，此后系統(tǒng)軟件將開始運(yùn)行，以實(shí)時(shí)地將所測數(shù)值顯示在LED顯示模塊上。通過單片機(jī)的設(shè)置可使INT0引腳能夠?qū)?nèi)部定時(shí)器T0的工作進(jìn)行控制，這樣能精確地測出加到INT0引腳的正脈沖寬度(即測出脈沖信號(hào)的周期);速度顯示部分采用LED顯示模塊，所得的數(shù)據(jù)采用I2C總線，并通過E2PROM來存儲(chǔ)。系統(tǒng)軟件包括單片機(jī)和液晶模塊的初始化模塊、周期測量模塊、速度里程計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、速度和里程顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)BCD碼模塊、顯示數(shù)據(jù)消多余零模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊以及實(shí)時(shí)中斷服務(wù)模塊等。
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