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
目录
1、设计背景 (1)
2、欲实现功能 (3)
3、系统硬件设计 (4)
3.1系统框图及测速原理 (4)
3.2单片机AT89C52 (5)
3.3 OPTC光电断续器 (6)
3.4 液晶显示LM016L (7)
3.5 三端稳压集成器LM7805 (8)
3.6电源 (8)
4 、软件设计 (9)
4.1 程序流程图 (9)
4.2 C语言编程 (9)
5 、系统仿真及调试 (10)
6 、元器件清单 (11)
7 、结语 (11)
8 、附录 (13)
附录1 实验仿真电路 (13)
附录2 源程序 (14)
9 、参考文献 (23)
10 、致谢 (24)
基于AT89C51的LCD数字测速仪
1设计背景
随着人们生活水平的逐渐提高，人们对于生活质量的要求也日益增加，尤其是对出行的要求。汽车在中国普遍作为代步工具，对于忙碌的现代人来说，无疑是一种较好的省时方法。现代社会的快速发展，中国经济的快速增长，社会上机动车拥有量也急速增多。根据统计资料表明，未来机动车增长趋势不会下降，小汽车进入寻常百姓家，给人们生活带来极大的便利。但是，在追求省时、舒适的同时，安全也日益成为人们关注的焦点。交通事故频发，又给人们的生活增添了烦恼和不幸。据调查，每100例交通事故中，由于超速行驶造成的占60％以上，正所谓十次事故九次快！而且凡是由于超速所导致的交通事故，大部分都是恶性事故，对司乘人员造成严重伤害。因而作为汽车的必要组成部分之一，测速系统扮演着举足轻重的作用。已经成熟的测速方式中，光电式传感器较其他的具有有以下优点：
1、检测距离长：如在对射型中保留10m以上的检测距离，便能实现其他检测手段(磁性、超声波等)无法检测的距离。
2、对检测物体的限制少：由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。
3、响应时间短：光本身为高速，并且传感器的电路都由电子零件构成，所以不包含机械性工作时间，响应时间非常短。
4、分辨率高：能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光学系统，来实现高分辨率。也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。
5、可实现非接触的检测：可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因此，传感器能长期使用。
6、可实现颜色判别通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这种性质，可对检测物体的颜色进行检测。
7、便于调整：在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。
光电传感器是以光电效应为基础，将光信号转换为电信号的传感器。光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
所谓光电效应，即是当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生的相应的电效应，如电导率变化、发射电子或产生电动势等。通常将光电效应分三类:其一，光照在光电材料上，材料表面的电子吸收能量，若电子吸收的能量足够大时，电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间，从而改变光电子材料的导电性，这种现象称为外光电效应。基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等。其二，当受到光照射时，吸收电子能
量，其电阻率降低的导电现象称为光导效应。它属于内光电效应，这种光电元件有光敏电阻等。其三，在光线作用下能使物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应。据此效应制造的光电器件有光电池，光电二极管，管控晶闸管和光耦合器等。
光电传感器一般由三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路，如图1所示，发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管，光束不间断地发射。接收器有光电二极管、光电三极管等。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维，三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。
图1 光电器件原理图
光电传感器是一种依靠被测物与光电元件和光源之间的关系，来达到测量目的的，因此光电传感器的光源扮演着很重要的角色，光电传感器的电源要是一个恒光源，电源稳定性的设计至关重要，电源的稳定性直接影响到测量的准确性，常用光源有以下几种：
1、发光二极管：它是一种把电能转变成光能的半导体器件。它具有体积小、功耗低、寿命长、响应快、机械强度高等优点，并能和集成电路相匹配。因此，广泛地用于计算机、仪器仪表和自动控制设备中。
2、丝灯泡：这是一种最常用的光源，它具有丰富的红外线。如果选用的光电元件对红外光敏感，构成传感器时可加滤色片将钨丝灯泡的可见光滤除，而仅用它的红外线做光源，这样，可有效防止其他光线的干扰。
3、激光：激光与普通光线相比具有能量高度集中，方向性好，频率单纯、相干性好等优点，是很理想的光源。
由光源、光学通路和光电器件组成的光电传感器在用于光电检测时，还必须配备适当的测量电路。测量电路能够把光电效应造成的光电元件电性能的变化转换成所需要的电压或电流。不同的光电元件，所要求的测量电路也不相同。最近十年来，焊缝跟踪技术的研究、应用得到了飞速的发展，尤其是焊缝传感技术已从简单的机械接触、电磁感应转变为信息量更大、精确度更高的电弧传感、光电（视觉）传感等方式。由于光电传感器具有反应速度快，精度高、分辨力高、可靠性好，体积小，重量轻、功耗低、便于集成、可
实现非接触测量等优点，因而被广泛应用于军事、通讯、检测与工业自动控制等各个领域中。
光电传感器的典型应用之一是光电开关与光断续器。光电开关与光断续器都是用来检测物体的靠近、通过等状态。近年来，随着生产的自动化，机电一体化的发展，光电开关与光电断续器已经发展成为系列产品，其品种及产量日益增加。我们可以根据需要，选用适当的产品，而不必自行设计光路和电路。光断续器是一个整体结构，其检测距离只有几毫米至几十毫米。
光断续器发射、接收器做在体积很小的同一塑料壳体中，所以两者能可靠对准。可分为遮断式和反射式两种。遮断式的槽宽，深度及光敏元件各不同，反射式的检测距离较短，多用于安装空间较小的场合。由于检测范围小，光电断续器的发光二极管可用直流电驱动，红外LED的正向压降约1.2到1.5V，驱动电流控制在几十毫安。光电断续器是较便宜，简单，可靠的光电器件，广泛用于自动控制系统，机电一体化设备，办公设备和家用电器中。
将光电传感器运用于汽车测速，通过车轮带动码盘旋转，而码盘上面开有等间隔的孔，在旋转一周中间隔的通光与遮光，使传感器发出脉冲。利用软件计算出汽车速度，并通过单片机输出信号驱动LCD显示。有了实时测速系统，驾驶员才能知道自己的运动情况，才能够及时调整车速，避免因过速而引发事故，保护自己以及他人的生命及财产安全。具有相当的实用及研究价值。
2欲实现功能
2.1 对汽车进行实时速度的测量，显示出速度值。
2.2 可以利用软件自行设定采样频率。
3 系统硬件设计
3.1 系统框图及测速原理
图2 基于AT89C52单片机的LCD数字测速仪系统框图
光电式传感器是将光通量转换为电量的一种传感器。光电式传感器的基础是光电转换元件的光电效应。
光电效应：由光的粒子学说可知，光可以认为是由具有一定能量的粒子所组成，而每个光子所具有的能量E与其频率成正比。光照射在物体上就可看成是一连串的具有能量E的粒子轰击在物体上。所谓光电效应既是由于物体吸收了能量为E的光后产生的效应。
光电传感器必须经过光波调制，光波的调制像无线电波的传送和接收，将收音机调到某台,就可以忽略其他的无线电波信号。未经调制的传感器只有通过使用长焦距镜头的机械屏蔽手段,使接收器只能接收到发射器发出的光,才能使其能量变得高。相比之下,经过调制的接收器能忽略周围的光,只对自己的光或具有相同调制频率的光做出响应。
在遮断方式中，传送和接收器件以适当的间隙相对固定，用一软磁（例如软铁）翼片作为运动工作部件，当冀片进入间隙时，作用到光电传感器上的光线被部分或全部遮断，以此来调节工作电压，被传感的运动信息加在冀片上。将光电传感器安装于挡板的两侧，挡板（软铁）固定于车轮上面，随着车轮一起转动，挡板（软铁）开有等间隔的孔。当车轮转过一周，传感器便会间断地接收光子照射，进而产生感应的脉冲电压。
通过光断续器对外部物理量（通光与遮光）进行测量，再将物理信号转换为电压信号（脉冲电压），输入单片机，单片机对所输入的电压信号，在汇编程序的控制之下，进行处理、计算、储存，最后通过LCD输出显示速度、里程的信息。
本设计中用到的主要部件包括单片机AT89C52、夏普龙公司的OPTC光电断续器、、LCD液晶显示屏、三端稳压集成器LM7805。
3.2 单片机AT89C51
由于AT89C51系列单片机已经停产，综合内存RAM容量、中断源及价格等因素考虑，故本设计选择51系列的强化型：AT89C52单片机。其二者区别如下：
1、RAM 空间增大：AT89C51 有128 字节的内部 RAM，AT89C52 的内部 RAM 扩展为 256 字节；
2、内部FLASH变大：AT89C51 有 4K 字节的内部 FLASH PERAM，而AT89C52 的内部FLASH PERAM 增加1倍，达到8K。
3、中断源增加：AT89C52 除了具备 AT89C51 的定时器/计数器 T0 和定时器/计数器 T1，还额外增加了一个定时器/计数器 T2。
AT89C52单片机是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8KB的可反复檫写的程序存储器和12kB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，片内配置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可灵活应用于各种控制领域。AT89C52单片机属于AT89C51单片机的增强型，与Intel 公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。其主要工作特性是：
⑴片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次；⑵片内数据存储器内含256字节的RAM；⑶具有32根可编程I/O口线；⑷具有3个可编程定时器；⑸中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2个级优先权的中断结构；⑹串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口；⑺具有一个数据指针DPTR；
⑻低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式；⑼具有可编程的3级程序锁定位；⑽AT89C52工作电源电压为5（1+0.2）V，且典型值为5V；⑾AT89C52最高工作频率为24MHz
AT89C52为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器，采用工业标准的
C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。
P0~P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（32~39 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。
图3 AT89C52管脚图
3.3 OPTC光断续器
光断续器都是用来检测物体的靠近、通过等状态。其发射、接收器做在体积很小的同一塑料壳体中，所以两者能可靠对准。可分为遮断式和反射式两种，遮断式的槽宽，深度及光敏元件各不同，反射式的检测距离较短，多用于安装空间较小的场合。由于检测范围小，光电断续器的发光二极管可用直流电驱动，红外LED的正向压降约1.2到1.5V，驱动电流控制在几十毫安。光电断续器是较便宜，简单，可靠的光电器件，广泛用于自动控制系统，机电一体化设备，办公设备和家用电器中。本设计采用遮断式光电断续器，将其输出端口与单片机的P3.2口相连接，用于向单
片机提供一定频率的脉冲。
图4 光电断续器
3.4 液晶显示L M016L
LM016L液晶模块采用HD44780控制器，hd44780具有简单而功能较强的指令集，可以实现字符移动，闪烁等功能，LM016L与单片机MCU通讯可采用8位或4位并行传输两种方式，hd44780控制器由两个8位寄存器，指令寄存器（IR）和数据寄存器（DR）忙标志（BF），显示数RAM（DDRAM），字符发生器ROMA（CGOROM）字符发生器RAM（CGRAM），地址计数器RAM(AC)。
IR用于寄存指令码，只能写入不能读出，DR用于寄存数据，数据由内部操作自动写入DDRAM和CGRAM,或者暂存从DDRAM和CGRAM读出的数据，BF为1时，液晶模块处于内部模式，不响应外部操作指令和接受数据，DDRAM用来存储显示的字符，能存储80个字符码，CGROM由8位字符码生成5*7点阵字符160中和5*10点阵字符32种。可以自定义8个5*7点阵字符或者4个5*10点阵字符，AC可以存储DDRAM 和CGRAM的地址，如果地址码随指令写入IR,则IR自动把地址码装入AC，同时选择DDRAM或CGRAM但愿，LM016L 液晶模块的引脚功能如下表所示
图5 LM016L功能引脚图
在本设计中，我们将LCD的D0—D7口分别与单片机的p1.0—p1.7口相连接，因p1口是一个准双向口，可用作通用I/O口。内部有上拉电阻与电源相连。
实际上，电阻是两个场效应管（FET）并在一起：一个FET为负载管，其电阻固定。另一个FET可工作在导通或者截止状态，使其总阻值变化近似为0或阻值很大的两种情况。当阻值近似为0时，可将引脚快速拉致高电平；当阻值很大时，P1口为高阻输入状态。当p1口输出高电平时，能向外提供电流负载，所以不必再接上拉电阻。
3.5 三端稳压集成器LM7805
图6 LM7805硬件图
LM7805是常用的三端稳压器，一般使用的是TO-220封装，能提供DC 5V的输出电压，应用范围广，内含过流和过载保护电路。带散热片时能持续提供1A的电流，如果使用外围器件，它还能提供不同的电压和电流。将此器件与9V电源串联连接，其中，2脚接地。1、3脚串入电路中，从而达到将9V电源稳压到5V，共给单片机使用的目的。同时，可以使电源电压稳定，延长系统寿命保证单片机工作的稳定性及系统测量精度。
3.6 电源
这里采用9V的南孚碱性电池供电，用LM7805进行稳压处理，将9V稳降到
5V以供单片机以及各芯片使用。经测试9V电池完全可以满足实际需要。
这里采用我们熟知的串口通讯方式，AT89C52具有一个可编程的全双工串行通信口，它可以用作UART，也可以用作同步移位寄存器，其帧格式可以有8位、10位、11位，并能设置各种波特率，给使用带来很大的灵活性。其中，电源的稳定性很重要，它关系着单片机的工作稳定性，更为系着整个系统的稳定性与寿命长短。故必须利用LM7805芯片进行稳压处理，在实验调试过程中，应该使用示波器观察电压波形及幅值的稳定性，以便于进行下一步的调整。
4软件设计
4.1 程序流程图
图7基于AT89C52单片机LCD数字测速仪主程序流程图
通常对于转速或速度的测量可转化为对信号频率（或周期）的检测，对信号频率的检测最常采用的方法有3种：计数法、周期法和多倍周期法。其中，计数法适合于测高频，测低频时所需时间较长故误差较大。周期法适合测低频，测高频信号时要求参考脉冲频率高，故误差大。
这两种方法共同优点是实现比较简单。而多倍周期法在一定程度上可以解决高低频之间的矛盾，但实现相对困难。因为多倍周期法要预先确定一个恰当的倍数N。而N的预先确定是比较困难的。如果N取的不当，也会使检测时间增长或高频时有较大的误差。在本设计中，对多倍周期法进行了一定的改进，并提出了一个简单的N的算法，既可以自动确定恰当的N，又可以满足高低频信号的检测要求。
4.2 C语言编程
程序语言采用C语言编程，C语言在很多方面都可以用，不仅仅是在软件开发上，各类科研都是需要用到C语言的。具体应用比如我是学硬件的，单片机以及嵌入式系统都可以用C来开发。
C 语言发展如此迅速, 而且成为最受欢迎的语言之一,主要因为它具有强大的功能。许多著名的系统软件, 如DBASE Ⅲ PLUS、DBASE Ⅳ都是由C 语言编写的。用C语言加上一些汇编语言子程序, 就更能显示C 语言的优势了, 像PC- DOS 、WORDSTAR等就是用这种方法编写的。
归纳起来C语言具有下列特点:
1. C是中级语言它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。C语言可以象汇编语言一样对位、字节和地址进行操作, 而这三者是计算机最基本的工作单元。
2. C是结构式语言结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化,即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰, 便于使用、维护以及调试。C 语言是以函数形式提供给用户的,这些函数可方便的调用, 并具有多种循环、条件语句控制程序流向, 从而使程序完全结构化。
3. C语言功能齐全C 语言具有各种各样的数据类型, 并引入了指针概念,可使程序效率更高。另外C 语言也具有强大的图形功能, 支持多种显示器和驱动器。而且计算功能、逻辑判断功能也比较强大,可以实现决策目的编游戏，编3D游戏，做数据库，做联众世界，做聊天室，做PHOTOSHOP做FLASH，做3DMAX。
4. C语言适用范围大C 语言还有一个突出的优点就是适合于多种操作系统, 如DOS、UNIX,也适用于多种机型。 C语言对操作系统和系统使用程序以及需要对硬件进行操作的场合，用C语言明显优于其它解释型高级语言，有一些大型应用软件也是用C语言编写的。 C语言具有绘图能力强，可移植性，并具备很强的数据处理能力，因此适于编写系统软件，三维，二维图形和动画。它是数值计算的高级语言。
在本次设计中，用C语言编程，采用模块化思想，将各功能模块写入子程序，在主程序中加以调用。程序移植性好，且C语言面向对象，较汇编语言简单，易懂。
5系统仿真及调试
单片机系统的硬件调试和软件调试是密不可分的，许多硬件错误往往在软件调试中发现和纠正。但是，通常是先排除明显的硬件故障以后，再和软件结合起来调试以进一步排除故障。硬件的调试是基础，如果硬件调试不能通过，软件的调试则无从谈起。
硬件的调试主要是把电路各种参数调整到符合设计要求。先排除硬件电路故障，包括设计性错误和工艺性故障。一般原则是先静态后动态。硬件静态调试主要是检测电路是否有短路、断路、虚焊等，检测芯片引脚焊接是否有错位，数码管段位是否焊接正确。
利用万用表或逻辑测试仪器，检查电路中的各器件以及引脚是否连接正确，是否有短路故障。
在通电前，一定要检查电源电压的幅值和极性，否则很容易造成集成块损坏。加电后检查各插件上引脚的电位，先查Vcc与GND之间的电位，正常范围为4.8—5V。
单片机AT89C52是系统的核心，利用万用表检测单片机电源引脚Vcc（40脚）为+5V，晶振是否正常工作（可用示波器测试，也可以用万用表检测两引脚电压一般在1.8—2.3V之间）、复位引脚RST（复位时为高电平，单片机工作时候为低电平）、EA是否为高电平。
6 元器件清单
7 结语
经过两个多月的努力，基于AT89C51的LCD测速仪设计终于完成。在整个设计过程中，出现过很多的难题，但都在老师和同学的帮助下顺利解决了，在不断的学习过程中我体会到：
写论文是一个循序渐进的过程，从最初刚写论文时对测速仪问题的模糊认识到最后能够对该问题有深刻的认识，我体会到实践对于学习的重要性。以前只是知晓理论，没有经过实践考验，对知识的理解不够明确。通过这次的设计，将所学知识运用于实践，总结出凡是需躬行，求学需严谨。从开始接到论文题目到设计方案的确定，再到论文文章的完成，头脑中的设计思路慢慢清晰。在这段时间里，我学到了很多知识，也有很多感触。通过这次设计我学会了独立的学习和探索，查看相关的资料和书籍，使自己的设计逐步完善起来，每一次改进都使我收益颇丰。
做设计需要有系统、连贯的思维方式和方法，对待要解决的问题，要耐心的去运用已有的资源来充实自己。同时我也深刻的认识到，在对待一个新事物时，一定要从整体考虑，完成一步之后再作下一步，这样才能更加有效。虽然我的设计不是很成熟，还有很多不足之处，但是我付出了自己的劳动，我相信只有经历过的人才会明白其中的酸甜苦辣。这次做设计的经历也使我终身受益，我感受到做设计是要真正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程。
在本次设计过程中，时间紧迫、任务重。尤其是对C语言以及相关芯片编程控制的不熟练，通过查询大量的书籍文献，借助网络资源，和师兄学长们一起交流，特别是得到辅导教师的大力支持，指导。经过自己的摸索、研究，终于如期完成指导教师交给的任务。
以上是对本次设计的功能及使用说明。诚然，本次的这款设计产品还有许多亟待改进的地方，包括功能上及软件的设计上。
这是一个基于51单片机的作品，现在看来可以改进的地方很多，比如在体积上，可一选用更小封装的单片机等。软件方面可以采用嵌套功能等。
8 附录
附录1 实验仿真电路
图9 本设计总电路图
附录2 源程序：
#include "reg51.h"
#include "intrins.h"
sbit LCM_RS=P3^0;
sbit LCM_RW=P3^1;
sbit LCM_EN=P3^7;
#define BUSY 0x80 //常量定义#define DATAPORT P1
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define L 50
uchar str0[16],str1[16],count;
uint speed;
unsigned long time;
void ddelay(uint);
void lcd_wait(void);
void display();
void initLCM();
void WriteCommandLCM(uchar WCLCM,uchar BusyC); void STR();
void account();
void int0_isr(void) interrupt 0 /*遥控使用外部中断0,接P3.2口*/ {
unsigned int temp;
time=count;
TR0=0;
temp=TH0;
temp=((temp << 8) | TL0);
TH0=0x3c;
TL0=0xaf;
count=0;
TR0=1;
time=time*50000+temp;
}
void time0_isr(void) interrupt 1 /*遥控使用定时计数器1 */
{
TH0 =0x3c;
TL0 =0xaf;
count++;
}
void main(void)
{
TMOD=0x01; /*TMOD T0选用方式1(16位定时) */
IP|=0x01; /*INT0 中断优先*/
TCON|=0x11; /*TCON EX0下降沿触发,启动T0*/
IE|=0x83;
TH0=0x3c;
TL0=0xaf;
initLCM();
WriteCommandLCM(0x01,1); //清显示屏
for(;;)
{
account();
display();
}
}
void account()
{
unsigned long a;
if (time!=0)
{
a=L*360000000/time;
电子技术课程设计一、课程设计目的： 1．电子技术课程设计是机电专业学生一个重要实践环节，主要让学生通过自己设计并制作一个实用电子产品，巩固加深并运用在“模拟电子技术”课程中所学的理论知识； 2．经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、答辩等，加强在电子技术方面解决实际问题的能力，基本掌握常用模拟电子线路的一般设计方法、设计步骤和设计工具，提高模拟电子线路的设计、制作、调试和测试能力； 3．课程设计是为理论联系实际，培养学生动手能力，提高和培养创新能力，通过熟悉并学会选用电子元器件，为后续课程的学习、毕业设计、毕业后从事生产和科研工作打下基础。 二、课程设计收获： 1.学习电路的基本设计方法；加深对课堂知识的理解和应用。 2.完成指定的设计任务，理论联系实际，实现书本知识到工程实践的过渡； 3.学会设计报告的撰写方法。 三、课程设计教学方式： 以学生独立设计为主，教师指导为辅。 四、课程设计一般方法 1. 淡化分立电路设计，强调集成电路的应用 一个实用的电子系统通常是由多个单元电路组成的，在进行电子系统设计时，既要考虑总体电路的设计，同时还要考虑各个单元电路的选择、设计以及它们之间的相互连接。由于各种通用、专用的模拟、数字集成电路的出现，所以实现一个电子系统时，根据电子系统框图，多数情况下只有少量的电子电路的参数计算，更多的是系统框图中各部分电子电路要正确采用集成电路芯片来实现。 2. 电子系统内容步骤： 总体方案框图---单元电路设计与参数计算---电子元件选择---单元电路之间连接---电路搭接调试---电路修改---绘制总体电路---撰写设计报告(课程设计说明书) （1）总体方案框图： 反映设计电路要求，按一定信息流向，由单元电路组成的合理框图。 比如一个函数发生器电路的框图： （2）单元电路设计与参数计算---电子元件选择： 基本模拟单元电路有：稳压电源电路，信号放大电路，信号产生电路，信号处理 电路（电压比较器，积分电路，微分电路，滤波电路等），集成功放电路等。 基本数字单元电路有：脉冲波形产生与整形电路（包括振荡器，单稳态触发器，施密特触发器），编码器，译码器，数据选择器，数据比较器，计数器，寄存器，存储器等。 为了保证单元电路达到设计要求，必须对某些单元电路进行参数计算和电子元件 选择，比如：放大电路中各个电阻值、放大倍数计算；振荡电路中的电阻、电容、振荡频率、振荡幅值的计算；单稳态触发器中的电阻、电容、输出脉冲宽度的计 算等；单元电路中电子元件的工作电压、电流等容量选择。
如何抓超速车辆（车辆测速抓拍系统） 违章电视抓拍的原理 有两种方式，一种是地下埋设感应线圈，横杆上架设数码相机，用于对闯红灯的抓拍，另一种是架设摄像机，用于对超速、闯红灯、违章停车等进行实时录相。无论哪种方式，都会对于违章车辆拍摄至少三张图片，一张是瞬间违章图片，一张是号牌识别图片，一张是全景图片。不论哪种方式，都是24小时开机拍摄，图片保留时间一般是一周。 违章处理过程 指挥中心收到图片，会将车牌号信息与车管所信息相比对，从而调出车辆的综合信息，如车主、车型、颜色等，然后由信息处理人员网站，以使违章车主能够
进行查询。 信息损失问题 不是所有违章的车辆都能够被拍下来，只有车牌图片清晰的情况下，信息录入人员才能将违章车辆输入数据库进行处理。 拍摄范围： 一个摄像机通常只拍一个车道，少数可拍两个车道，一般都是设在从左向右数的第一和第二条车道上。数码相机的拍摄范围较宽，所以在城区内大多数都能够拍到同向所有的车道。 超速自动记录前端设备作为本系统的核心部分，它直接对违法车辆生成可作为执法依据的违法记录，其取证原理流程如下图所示： 如图，在监控车道安装前后三个环形感应线圈，当检测到车辆有违法超速的行为时，中央控制模块将对经过车辆进行抓拍取证。每条违法记录实时抓拍2张图片，其中1张全景图片记录车身颜色、车型和机动车行驶过程的信息，1张牌照特写图片反映违法机动车辆牌照号码。中央控制模块将视频采集卡生成的BMP格式原始图片压缩成易于保存和传输的JPEG格式图片，在违法图片下方叠加违法地点、路口编号、拍摄时间、车速等数据，以保证违法信息的不可修改，在软件中用户可根据自身需求设置图片压缩率，可调压缩率范围为20%—
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。
汽车测速及倒车提示系统的分析 摘要：本文主要介绍了汽车的测速及倒车系统电路原理分析。该系统采用AT89S52单片机为控制核心，实现了转速检测及倒车测距等功能。采用光电式轮速检测的方法进行汽车的转速检测，速度可通过按键进行调整分为快中慢三档；倒车系统主要采用超声波测距的原理进行汽车尾部与障碍物间距离的测量，在倒车时会有提示音，声音的大小也是可以调节的；同时检测的速度及倒车的距离均可通过数码管进行及时的显示。 关键字：AT89S52 CX20106A 光电耦合器
1 绪论 随着人们生活水平的不断提高，汽车已经成为生活中主导的交通工具，汽车产业蓬勃发展。为保障汽车驾驶时的舒适性和安全性世界各国对汽车防撞技术的研究和发展投入了大量的人力、物力和财力，据统计，危机情况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可分别减少追尾事故的30%，路面相关事故的50%，迎面撞车事故的60%，所以现在汽车安装各类测距系统以保障行车安全。 超声波测距是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。 通过测距来发现障碍物，计算简单,方便迅速,易于做到实时控制，距离准确度达到工业实用的要求。超声波测速雷达用于测距上，在某一时刻发出超声波信号，在遇到被测物体后的射回信号波，被倒车雷达接收到，得用在超声波信号从发射到接收回波信号这一个时间而计算出在介质中的传播速度，这就可以计算出探头与被探测到的物体的距离。 针对我国高速公路交通安全的需要，以及国内外汽车电子技术的应用现状和发展趋势，综合汽车电子技术、通讯技术和控制技术等多学科理论，从必要性、可行性、实用性和经济性等角度出发，提出开发研制汽车测速及倒车提示系统。目的在于当行车处于高速及倒车状态时，提醒驾驶员或自动采用相应措施，从而减少或避免高速公路碰撞事故的发生。 2 设计方案要求 2.1 功能及技术要求 （1）测速范围。 测速范围分为四档：第一档速0—130cm/s，第二档速130—200cm/s，第三档速200—260cm/s，第四档速260—300cm/s。 （2）倒车测距范围。 该模拟系统的测量范围在2—3米之间。当距离小于20cm时，电机自动停止，或者说在大于20cm时，也可以通过按键使电机停止。 （3）按键功能如表2-1所示。
.. . … 直流电机霍尔测速 设计报告 1340909120许绍立
1340909121志铜 摘要 在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中，常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速。要测速，首先要解决是采样问题。在使用模技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。为了能精确地测量转速外,还要保证测量的实时性,要求能测得瞬时转速方法。因此转速的测试具有重要的意义。 关键词：电动机单片机传感器
目录1 概述··3 1.1本课题设计的目的和意义··3 1.2数字式转速测量系统的发展背景··3 2 单片机·4 2.1 单片机STC89CC52RC介绍··4 3 速度检测模块·9 3.1霍尔传感器测量··9 3.2双电压比较器LM393·10 4 转速测量模块·14 4.1 转速测量方法··14
4.2 转速测量原理··15 5 显示模块·17 5.1 1602字符型LCD简介··17 6 红外遥控模块·19 7 系统硬件设计·22 8 系统软件设计·23 8.1 主程序流程图程序流程图··23 总结··25 参考文献··25 附件··26 1.概述 1.1 本设计课题的目的和意义 在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合, 例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中,常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速。要测速，首先要解决是采样问题。在使用模技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，
数字式红外测速仪 一、设计技术指标与要求 1、用红外发光二极管、光敏三极管作为速度转换装置。 2、测速范围：10 – 990转/分。 3、三位数字显示，显示不允许闪烁。 二、设计目的和要求 1、设计目的 本课程设计是在前导性验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计实验，要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。培养学生利用模拟、数字电路知识，解决电子线路中常见实际问题的能力，使学生积累实际电子制作经验，目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。 2、设计要求 1.以电子技术基础的基本理论为指导，将设计实验分为基础型和系统型两个层次，基础型指基本单元电路设计与调试，系统型指若干个模拟、数字基本单元电路组成并完成特定功能的电子电路的设计、调试； 2.熟悉常用电子仪器操作使用和测试方法； 3.学习计算机软件辅助电路设计方法，能熟练应用电子线路CAD 进行电路设计和印刷电路板的设计制作；
4.学习电子系统电路的安装调试技术； 5.拓展电子电路的应用领域，能设计、制作出满足一定性能指标或特定功能的电子电路设计任务。 三、实验原理构思 1、转速概念 转速是旋转物体的转数与时间之比的物理量,是描述各种旋转机械运转技术性能的一个重要参量。转速和频率有共同的量纲,都是单位时间内某一量值(脉冲个数、转数) 出现的次数,从理论上讲,转速值可以直接和频率值进行比对。测时计数是转速计量的基本方法。 测定一定单位时间内旋转物体转过的圈数即频率，可等价为所测旋转物体此时的转速。 2、光电式红外测速仪 经查阅资料知道目前在光电式转速表方面使用的检测装置有两种: a. 采用转速标准装置,将定向反射纸贴于装置的测速盘上,由转速标准装置通过测速盘输出标准转速,进行检测。采用脉冲光源测 b. 速装置来检测光电式转速表。这类检测设备通常由频率信号发生器、频率计数计及一个发光二极管组成。两种检测装置的工作原理有质的差别。脉冲光源测速装置能否做为标准,在转速界争议较大。 本课程设计即可采用红外发光二极管和光敏三极管作为速度转换
测速 1.如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图，在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被B盒接收，从B盒发射超声波开始计时，经时间△t0再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移-时间图象， 则超声波的速度为。物体的平均速度为 2.利用遇到物体发生反射，可测定物体运动的有关参量，如图甲所示仪器A和B通过电缆线连接，B为与接收一体化装置，而仪器A为B提供信号源而且将B接收到的信号进行处理并在屏幕上显示出波形．现固定装置B，并让它对准匀速行驶的小车C，使其每隔固定时间T0一短促的脉冲（如图乙中幅度大的波形），而B接收到由小车C反射回的由A处理后显示成图乙中幅度较小的波形，反射滞后的时间在乙图已标出，其中，T和△T为已知量，在空气中的速度为v0也已 知． A．小车往右运动速度v＝ B．小车往左运动速度v＝ 3、利用遇到物体发生反射，可以测定物体运动的有关参量．如图1中的仪器A和B通过电缆线连接，B 为与接收装置，仪器A提供信号源，而且将B接受到的信号进行处理并在屏幕上显示其波形．现固定装置B，并将其对准匀速行驶的小车C，使其每隔固定时间T0一短促的脉冲，如图2幅度较大的波形．而B接收到的由小车C反射回的经仪器A处理后显示图2幅度较小的波形．反射波滞后的时间已在图2标出（图中每个较小的波形都是与它相邻的左端较大的波形的反射波），其中T0、T、△T为已知量，另外还知道该测定条件下声波在空气中速度为v0，则根据所给信息可判断小车的运动方向为，（选填“向
左”或“向右”），速度的大小为． 4、交通部门常用仪来检测车速．原理是仪前后两次发出并接收到被测车反射回的信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图甲．某次中，仪发出与接收的情况如图乙所示，x表示与仪之间的臣离．则该被测汽车速度是（假设的速度为340米/秒，且保持不变）（） A．28.33米/秒B．13.60米/秒C．14.78米/秒D．14.17米/秒 5．为了监测车辆是否超过了规定值，公路上都安装了仪．一辆从新洲开往武汉的小车经过刘集监测点时，仪从第一次发出信号，到经汽车反射后收到反射信号用了0.4s；仪第一次发出信号1s后，第二次发出信号．仪从第二次发出信号，到经汽车反射后收到反射信号用了0.2s．设的速度为340m/s保持不变．求： （1）仪第一次发出的信号和小车相遇时，仪到小车的距离． （2）仪第二次发出的号和小车相遇时，仪到小车的距离． （3）小车的速度．
雷达测速抓拍系统设计方案 技 术 设 计 方 案 介 绍 设计单位：广州莱安智能化系统开发有限公司 网站：.cn 地址：广州市天河区中山大道建中路5号天河软件园海天楼3A06 用户服务中心：Tel： 联系人：周先生：陈先生： 欢迎来电索取详细方案或来电洽谈业务，免费提供设计方案，价格实惠 公司简介 广州莱安智能化系统开发有限公司成立于是2002年，专业从事数字网络视频监控系统、智能视频分析、机房动力环境监控、机房建设、雷达测速、闯红灯电子警察抓拍、电子治安卡口、智能控制等智能化系统开发的大型综合型企业，欢迎来电洽谈业务！ 质量方针：以人为本、质量第一 公司成立至今，坚持以领先的技术、优良的商品、完善的售后服务、微利提取的原则服务于社会。我公司为您提供的产品，关键设备采用高质量进口合格产品，一般设备及材料采用国内大型企业或合资企业的产品，各种产品企业都通过ISO9001国际质量体系认证。有一支精良的安防建设队伍，由专业技术人员为您设计，现场有专业技术人员带领施工，有良好职业道德施工人员。我公司用户拥有优质的设计施工质量和优质的售后服务保障。 客户哲学：全新理念、一流的技术、丰富的经验，开创数字新生活 专注——维护世界第一中小企业管理品牌、跟踪业界一流信息技术、传播经营管理理念是莱安永恒不变的追求，莱安坚持“全新的
理念、一流的技术、丰富的经验、优质的服务”，专注于核心竞争力的建设是莱安取得今天成功的根本，也必将是莱安再创辉煌的基础！ 分享——“道不同，不相谋”，莱安在公司团队之间以及与股东、渠道伙伴、客户之间均倡导平等、共赢、和谐、协同的合作文化，在迎接外部挑战的过程中，我们共同期待发展和超越，共同分享激情与快乐！“合作的智慧”是决定莱安青春永葆的最终动力！ 客户服务：以高科技手段、专业化的服务为客户创造价值 分布于神州大地各行业中的800万中小企业是中国最具活力的经济力量，虽然没有强势的市场影响力和雄厚的资金储备，但无疑，个性张扬的他们最具上升的潜力，后WTO时代市场开放融合，残烈的竞争使他们的发展更加充满变数。基于以上认识，在智能化设备管理市场概念喧嚣的热潮中，独辟“实用主义”产品哲学，莱安将客户视为合作关系，我们提供最为实用的产品和服务，赢得良好的口碑。我们认为，用户企业运做效率的提升是莱安实现社会价值的唯一途径。 承蒙广大用户的厚爱，我公司得以健康发展。在跨入新的世纪后，公司将加快发展速度，充分发挥已有资源，更多地开展行业用户的服务工作，开创新的发展局面。 我公司全体员工愿与社会各界携手共创未来!我们秉承真诚合作精神向广大客户提供相关的系统解决方案，设备销售及技术支持，价格合理，欢迎来人来电咨询、洽谈业务！ 雷达测速抓拍系统设计方案 一、系统图 根据客户需求，本系统采用前端抓拍方式，前端配备抓拍机箱及主机，这是目前道路雷达测速抓拍系统的主流方式。本公司配置的主机可以监测抓拍两车道。每个超速监控点的每个方向只需配备2台特写摄像机，1台全景摄像机。 系统优势： 1、系统采用了单车道测速雷达，增强了可靠性，性能稳定性高。
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
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言 (2) 1 论文综述 (2) 1.1 车速检测系统的背景和意义 (2) 1.2 车速检测系统的发展前景 (3) 2 车速检测系统的设计思路 (3) 3 系统单元模块选型 (3) 3.1传感器选择 (3) 3.2 单片机选型 (4) 3.3 显示模块的选型 (4) 3.4 报警电路选择 (5) 3.5 程序语言的选择 (5) 4 系统硬件设计 (6) 4.1 AT89C51主控电路 (6) 4.1.1 AT89C51的管脚说明 (6) 4.1.2 复位电路 (7) 4.1.3 晶振电路 (8) 4.1.4 存储器AT24CO2 (9) 4.2 传感器电路模块介绍 (9) 4.2.1 霍尔式车速传感器 (10) 4.2.2 霍尔传感器的特性 (11) 4.2.3 霍尔传感器引脚说明 (12) 4.2.4 霍尔传感器车速测量原理 (12) 4.2.5 霍尔传感器的转速测量方法 (12) 4.2.6 霍尔传感器设计电路 (12) 4.3 显示模块的介绍 (13) 4.3.1 LED数码管介绍 (13) 4.3.2 LED数码管特性 (13)
4.3.3 74HC573作用………………………………………………………………………… 13 4 4.3.4 显示电路 (13) 4.4 DM74LS14工作原理 (17) 4.4.1 信号处理电路设计 (17) 4.5 硬件总体设计 (17) 5 软件设计 (19) 6 总结 (19) 参考文献 (20) 附录A (21) 附录B (22) 致谢 (29)
成绩评定： 传感器技术 课程设计 题目测速传感器的测速及控制
摘要 汽车车速传感器检测系统设计是一种传感器检测装置。利用车速传感器把检测到的转速信号转变成的电压信号输送给计算机，计算机通过变频器来控制电机速度，利用传感器检测的速度值与规定值进行比较，达到对传感器的检测目的。 本文介绍了车速传感器检测系统的工作原理，详细讲述了系统的组成、原理和检测方法。系统采用硬件兼软件对测量过程及测量结果进行处理。与传统的检测技术相比，此种传感器检测装置有结构简单、新颖、易于实现的特点。实践证明在检测，维修范围内都取得了良好的效果，系统具有良好的稳态精度及动态响应性能，检测实用性强、准确度高,具有广阔的应用前景。。 关键词：数据采集；控制装置；传感器，
目录 一、设计目的------------------------- 1 二、设计任务与要求--------------------- 1 2.1设计任务------------------------- 1 2.2设计要求------------------------- 1 三、设计步骤及原理分析 ----------------- 2 3.1设计方法------------------------- 2 3.2设计步骤------------------------- 3 3.3设计原理分析---------------------- 4 四、课程设计小结与体会 ----------------- 5 五、参考文献-------------------------- 6
一、设计目的 随着电子技术的发展，汽车电子化程度不断提高，通常的机械系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的问题，而被电子控制系统代替。传感器的作用就是根据规定的被测量的大小，定量提供有用的电输出信号的部件，亦即传感器把光、时间、电、温度、压力及气体等的物理、化学量转换成信号的变换器。传感器作为汽车电控系统的关键部件，它直接影响汽车的技术性能的发挥。 二、设计任务与要求 2.1设计任务 作为现代信息技术三大支柱之一的传感器技术,已成为21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点。在现代汽车电子控制中，传感器广泛用于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中，传感器的使用数量和技术水平决定了现代车辆控制系统的性能，为汽车性能的改善提供了有力保障。传感器是汽车电子控制系统的信息源，是促进汽车高档化、电子化、自动化的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。普通汽车上大约装有10-20只传感器，高级豪华轿车则更多。传感器能及时识别外界和系统本身的变化，对温度、压力、位置、转速、体积流量等信息进行实时、准确的测量，并将信息传递给电脑进行处理，从而实现汽车各系统的电子控制。现代社会对车辆性能的要求越来越高，促使汽车传感器技术不断发展，今后汽车传感器的发展趋势是实现微型化、智能化和多功能化，开发新材料、新工艺和新型传感器。 2.2设计要求 随着现代电子技术的发展，车辆电子化的程度越来越高，车辆传感器成为汽车电子控制系统的重要组成部件，也是车辆电子技术领域研究的核心技术之一。车辆内传感器的工作环境十分恶劣，因此对传感器的要求也十分严格。这些传感器必须要经受40℃～150℃的温度变化，而且要求精度高、可靠性好、反应快、抗干扰和抗振动能力强，才能准确地实时检测车辆运行的有关状 1
Maxfort 机动车超速记录系统 技术方案 北京同业兴创控制技术有限公司 2017年05月18日
目录 一、方案概述 (2) 二、设计依据 (3) 三、设计原则 (3) 四、系统功能 (4) 五、系统结构 (6) 六、系统技术指标 (11) 七、设备介绍 (12)
一、方案概述 本方案是针对**省**市测速卡口项目建设有关要求，拟在城区进出城公路主要地段，建立车辆自动监测记录系统（超速抓拍及高清卡口系统）。 本系统的主要设备是NVD300F工业级百万像素高清数码拍照摄像一体机和窄波测速雷达。工业级百万像素高清数码拍照摄像一体机既具有数码相机的高分辨率（200万像素），又在拍照摄像一体机内集成了485接口（用于接入控制信号，控制补光设备、接入车速数据和电源同步）、RS232串口和用于图片传输的网络接口。系统采取雷达检测车辆的方式，检测过往车辆，测定车辆速度。 该车辆自动监测记录系统，计划在进出城区主要地段，建立*处卡口系统，覆盖*条车道。每一台高清摄像机可监控拍摄1--2个车道，每两台摄像机可监控拍摄3个或4个车道，对于单方向的更多车道，按照每一台高清摄像机监控拍摄2个车道的数量进行配置，NVD300F摄像机共计安装*台；窄波测速雷达，每台雷达对应配置1个车道，共安装*台。 本系统是一个：多任务、嵌入式、模块化、全时实时、多功能集成的综合系统，在进行超速车辆抓拍的同时，能够同步地对所有监控车道通行车辆进行抓拍，实现卡口作用。由于采用了高清晰工业摄像机作为全景抓拍设备，通过智能光线控制和大功率LED 补光，白天、夜晚都可以清晰分辨车辆的全貌。 该系统可实时监测所有过往车辆，全天24小时监控录像，抓拍车辆图像，识别车牌号码和车辆特征，测定车辆速度，统计车辆流量，完整记录过往车辆信息，同时通过软件支持可稽查黑名单车辆，分析车辆行驶轨迹，为公安机关打击犯罪提供有力证据。该系统的建立，可实现道路交通安全隐患排查整治目标，消除道路交通安全隐患，优化道路交通安全环境，有效预防和减少道路交通事故的发生，极大提高城市交通科学化管理的水平。
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。
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
汽车车速传感器检测系统设计 目前，随着人们生活水平的逐渐提高，人们对于生活质量的要求也日益增加，尤其是对生活质量舒适度的要求。汽车在中国普遍作为代步工具。而在国外，汽车却是一项十分受欢迎的交通方式。因此爱好汽车人十分学要一款能测速的装置，以知道自己的运行情况。并根据外界条件，如温度，风速等进行适当的调节，已达到最佳的运行效果。因此需要寻找一种装置与方法进行对训练中各种参数的测定记录。 本文讲详细的具体的讨论这些方法在汽车上的应用。 汽车要实现测速必须满足以下这些要求： ⒈对汽车进行实时速度的测量。显示出速度值。 ⒉能针对不同的车型进行选择。从而采用不同的模块进行测量。 ⒊能测量出当前的环境，以供使用者决定是否适宜出行。 ⒋显示当前日期时间，可以任意设定当前工作时间。 ⒌显示行车里程，运动时间。 ⒍可以自行设定采样频率 ⒎记录一段时间内的定时采样速度，存入制定单元。通过与PC机进行通讯，将数据传送到PC机中用如见进行处理，分析。得出运动或训练的情况。 8. 可以进入系统休眠方式以节省电能，并随时激活唤醒系统重新进行工作。可以调节液晶对比度，可以打开背景灯显示。
系统框图 通过传感器对外部物理量进行测量，再将物理信号转换为电信号，输入单 片机，单片机对所输入的电信号进行处理，最后输出显示，并可以通过与上位机通讯将数据采集到电脑中。 其中传感器元件用霍尔传感器，霍尔传感器外形图和与磁场的作用关系如右图所示。磁场由磁钢提供，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。 霍尔传感器检测转速示意图如下。在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出圆盘的转速。 提醒：当没有信号产生时，可以改变一下磁钢的方向，霍尔对磁钢方向有要求。没有磁钢时输出高电平，有磁钢时输出低电平。 被测量对象 传感器 单片机系统 数据处理并显示 PC 机通信处理
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）
汽车车速传感器检测 目前，随着人们生活水平的逐渐提高，人们对于生活质量的要求也日益增加，尤其是对生活质量舒适度的要求。汽车在中国普遍作为代步工具。而在国外，汽车却是一项十分受欢迎的交通方式。因此爱好汽车人十分学要一款能测速的装置，以知道自己的运行情况。并根据外界条件，如温度，风速等进行适当的调节，已达到最佳的运行效果。因此需要寻找一种装置与方法进行对训练中各种参数的测定记录。 本文讲详细的具体的讨论这些方法在汽车上的应用。 汽车要实现测速必须满足以下这些要求： ⒈对汽车进行实时速度的测量。显示出速度值。 ⒉能针对不同的车型进行选择。从而采用不同的模块进行测量。 ⒊能测量出当前的环境，以供使用者决定是否适宜出行。 ⒋显示当前日期时间，可以任意设定当前工作时间。 ⒌显示行车里程，运动时间。 ⒍可以自行设定采样频率 ⒎记录一段时间内的定时采样速度，存入制定单元。通过与PC机进行通讯，将数据传送到PC机中用如见进行处理，分析。得出运动或训练的情况。 8. 可以进入系统休眠方式以节省电能，并随时激活唤醒系统重新进行工作。可以调节液晶对比度，可以打开背景灯显示。
系统框图 通过传感器对外部物理量进行测量，再将物理信号转换为电信号，输入单片机，单片机对所输入的电信号进行处理，最后输出显示，并可以通过与上位机通讯将数据采集到电脑中。 其中传感器元件用霍尔传感器，霍尔传感器外形图和与磁场的作用关系如右图所示。磁场由磁钢提供，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。 霍尔传感器检测转速示意图如下。在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出圆盘的转速。 提醒：当没有信号产生时，可以改变一下磁钢的方向，霍尔对磁钢方向有要求。没有磁钢时输出高电平，有磁钢时输出低电平。 被测量对象 传感器 单片机系统 数据处理并显示 PC 机通信处理
流动测速要科学合理设置和使用交通监控设备，必须在交通信号或通行规定明确的道路上使用监控设备，必须在流动测速点位置前的前方500米至1公里处竖立告示牌，公开告 知提示。 在道路上使用移动测速设备记录机动车超速行驶时，应当在有限速标志的路段测速，测速拍摄只能在限速标志至解除限速标志之间进行。装设移动测速设备的车辆必须是制式警用精品文档，超值下载 车辆，在测速时车辆必须摆放在道路开阔的明显位置，并设警示标志。在被测速设备抓 拍到的违法车辆照片中含有其他机动移动物体的，该违法信息数据为无效数据。流动电子警 察在对机动车超速抓拍时，见于仪器设备及拍摄中的种种误差，在所有道路原限定时速的基 础上，将测定标准上调10km，即城区道路限速40km的按照50km测定，城区快速道路限速60km的按照70km测定，如机动车超过上调限定时速后，方可对其违法行为拍摄，否则所拍摄数据视为无效，一律不得处罚。 流动电子警察抓拍必须符合以下要求：1、一定要突出违法事实，拍清车辆、号牌及周边参照物。2、在违法数据录入时要分清违法车辆的类型，看清违法车辆的号牌，确保准确无误后方可录入。在抓拍录入车辆超速时，测速抓拍镜头里只能出现一辆违法车辆，如显示有其他车辆或运动物体，抓拍无效。3、每台车辆违法数据以录入三张不同角度的照片为准：①、近距离拍摄违法车辆的号牌；②、中距离拍摄违法车辆的车型；③、远距离拍摄违法车辆周边参照物。以保证所拍摄和录入违法事实的真实性和说服力。否则所拍摄和录入数据一律无效。
新型的电子眼采用双圈感应线，来感应路面上的汽车通过的电子脉冲，并通过中央处理器控制和处理感应线圈传来的信号，在红绿灯周期内启动或关闭电子拍照系统。 从上图我们可以看出，使用双圈感应线的系统，当你的车前轮跨出停车线，进入另一个感应圈时，在红灯周期内，就会产生两个脉冲信号，即视为“违章有效”，就会被拍照。过去使用的单圈感应线时，如果当时红灯，你的前车轮子过线了，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；在这种情况下，如果又将车倒回到线内，单圈感应线发出另一脉冲信号，车车仍然被拍照。 因此，在不能确认安装的是双感应线或是单感应线时，应该是到达红绿灯前减速到可以停住的状态，尽可能在红灯时将车车停在线内，跨线停车仍有被“冤枉”罚款的可能。带有测速功能的电子眼，黄灯转红灯时，拍照系统延时2s后启动；红灯亮时，测速系统关闭，拍照系统启动；绿灯将要亮时，提前2s关闭拍照系统，启动测速系统。
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)