基于单片机的汽车速度测量系统设计说明
基于MCS-51单片机的车辆测速仪的设计与制作
基于MCS-51单片机的车辆测速仪的设计与制作毕业设计说明书(论文)作者: 学号：系：专业:题目: 基于MCS-51单片机的车辆测速仪的设计与制作指导者：(姓名) (专业技术职务)评阅者：(姓名) (专业技术职务)年月毕业设计（论文）评语毕业设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书（论文）外文摘要目次1 绪论 01.1 课题的背景与意义 01.2 单片机发展概况 (1)1.3 主要研究内容 (2)2 雷达测速仪原理 (3)2.1 车辆测速技术简介 (3)2.2 多普勒效应 (4)2.3 多普勒信号的提取 (6)3 系统硬件设计思想以及原理框图 (7)3.1 方案论证 (7)3.2 系统总体设计框图 (7)3.3 单片机AT89C52介绍 (8)3.4 复位电路 (12)3.5 晶振电路 (14)3.6 放大整形电路 (15)3.7 数据显示 (15)4 系统软件设计 (24)4.1 测频方法的选择 (24)4.2 主程序流程图 (26)4.3 中断服务子程序流程图 (29)4.4 1602液晶初始化流程图 (31)5 系统仿真及调试 (32)5.1 Proteus (32)5.2 Keil C51 (33)5.3 仿真与调试的步骤 (33)5.4 功能的检测 (34)5.5 仿真结果 (36)结论 (38)致谢 (40)参考文献 (40)附录................................................... 错误!未定义书签。
1 绪论1.1 课题的背景与意义随着雷达技术的发展，雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位和仰角，而且还包括测量目标的速度，以及从回波中获取更多有关目标的信息。
飞机、导弹、人造卫星、各种舰艇、车辆、兵器、炮弹以及建筑物、山川、云雨等等，都可能作为雷达的探测目标，这要根据雷达用途而定[1]。
二次大战后，特别是20世纪70年代以来，雷达技术有了迅速的发展，雷达已在军事的各个方面获得应用。
基于单片机控制的车速里程表设计
摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制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，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
模拟多通道压力系统是利用压力传感器采集当前压力并反映在显示器上，它可以分析压力过量程，并发出报警。
并采用电子秤原理可根据输入单价准确的计算出物体的金额。
本篇论文讨论了简单的倒计时器的设计与制作，对于倒计时器中的四位LED数码显示器来说，我为了简化线路、降低成本，采用以软件为主的接口方法，即不使用专门的硬件译码器，而采用软件程序进行译码。
关键词单片机，AT89S51， LED数码管显示器， keil C51，倒计时器ABSTRACTPermeate in the social realm along with the calculator in recent years, single slice the application of the machine just at constantly alignment thorough, arouse a traditional control an examination a day a new moon benefit renewal in the meantime.In solidly the hour the examination the single slice that controls with auto the machine the application the system, single slice machine usually Be a core parts to use, only single slice the machine aspect knowledge is not enough, return should according to concrete the hardware structure, and aim at concrete application the software of[with] the object characteristics combine to make perfect. Imitating many passage pressure systemses is to make use of pressure to spread the feeling machine to collect current pressure combine the reflection is on the display, it can analyze the pressure surfeit distance, erupting to report to the bine the adoption electronics steelyard principle can according to input the amount of money that the unit price computes an object accuratelyThis thesis discuss that pour the design and creation of the timer in brief, for pour four LED figures displays in the timer to say, I am for the sake of the simplification circuit,decline low cost, adopt to take software as the connect of lord a people's method, do not use specialized hardware to translate the code machine namely, but adopt the software procedure to carry on translating code.Keyword：single slice machine，AT89 S51，The LED figures tube display，Keil C51，Pour timer目录第 1 章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2车速里程表的简介组成及原理 (1)1.3设计的整体思路 (3)第 2 章硬件的设计 (6)2.1单片机简介 (6)2.2 AT89C52系列单片机的介绍 (7)2.3里程表各部分电路介绍 (9)2.3.1霍尔传感器电路 (9)2.3.2定时计数器电路 (11)2.3.3外部中断 (12)2.3.4 74HC573驱动器 (13)2.3.5LED显示模块电路 (15)第 3 章软件的设计................................................................................................ .. (17)3.1普遍系统的总体设计 (17)3.2单片机应用软件的一般设计 (17)3.3车速里程表的软件设计 (19)3.3.1总体设计思路 (19)3.3.2子程序和主函数的设计 (20)第 4 章软件调试 (23)4.1程序的检测与调试 (23)4.2PROTEUS仿真过程............................................................. 错误!未定义书签。
基于单片机的测速仪的设计与实现
基于单片机的测速仪的设计与实现在现代科技飞速发展的时代，测速仪在各个领域都有着广泛的应用，比如交通管理、工业生产、运动竞技等。
而基于单片机的测速仪因其成本低、性能稳定、易于实现等优点，成为了测速领域的重要研究方向。
一、测速仪的工作原理要理解基于单片机的测速仪的设计，首先需要了解其工作原理。
常见的测速方法有多种，如激光测速、雷达测速、编码器测速等。
在本次设计中，我们采用了编码器测速的方法。
编码器是一种能够将机械运动转换为电信号的装置。
当被测物体运动时，带动编码器旋转，编码器会输出一系列的脉冲信号。
通过测量这些脉冲信号的频率，就可以计算出被测物体的速度。
二、单片机的选择单片机是整个测速仪的核心控制单元，其性能直接影响到测速仪的准确性和稳定性。
在众多的单片机型号中，我们选择了 STM32 系列单片机。
STM32 单片机具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等优点，能够满足测速仪的设计需求。
三、硬件电路设计硬件电路设计是测速仪实现的基础。
主要包括以下几个部分：1、传感器接口电路用于连接编码器，将编码器输出的脉冲信号传输给单片机。
2、单片机最小系统包括单片机芯片、时钟电路、复位电路等，为单片机的正常工作提供必要的条件。
3、显示电路用于显示测量到的速度值，可以选择液晶显示屏（LCD）或者数码管。
4、电源电路为整个系统提供稳定的电源。
四、软件设计软件设计是测速仪实现功能的关键。
主要包括以下几个步骤：1、初始化设置对单片机的各个外设进行初始化，如定时器、中断等。
2、脉冲信号采集通过定时器捕获编码器输出的脉冲信号，并计算脉冲的频率。
3、速度计算根据脉冲频率和编码器的参数，计算出被测物体的速度。
4、显示输出将计算得到的速度值通过显示电路进行显示。
五、系统调试在完成硬件和软件设计后，需要对整个系统进行调试。
调试过程中，可能会遇到各种问题，如脉冲信号丢失、速度计算不准确、显示异常等。
针对这些问题，需要仔细分析，逐步排查，找出问题的根源，并进行相应的修改和优化。
基于单片机的汽车速度测量系统设计说明
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。
基于单片机控制的车速里程表设计
基于单片机控制的车速里程表设计摘要:文章通过对电源处理电路、车速信号处理电路、单片机外围电路、自带HT1621的LCD屏电路和步进电机控制电路的设计,经单片机程序的控制,实现电子车速里程表的设计。
主要是利用HT1621芯片来驱动LCD显示屏,由I/O口直接驱动步进电机,用单片机控制来实现车速指示和里程的日计和累计功能。
关键词:单片机控制;车速里程表;步进电机;LCD显示车速里程表是汽车仪表中的一个重要仪表,主要指示汽车的行驶速度及显示日记里程和累计里程,在汽车行驶中起着重要的作用,甚至影响行驶的安全,在汽车零部件中属于国家法定计量产品。
最先的车速里程表是机械式结构,由软轴驱动车速里程表中带有磁钢的驱动轴,驱动轴旋转产生的磁场与该磁场在金属感应罩内所产生的电流相互作用而产生的作用力来指示汽车行驶的速度。
驱动轴的蜗杆通过横、竖轴蜗轮的传动带动计数器字轮的转动,从而指示出汽车行驶的里程。
随着科学技术的进步,电子技术的不断发展,交叉线圈式的车速里程表应运而生。
但是,这种结构存在着工艺复杂,生产效率低,质量不易保证等问题,且交叉线圈的技术应用已多年,与当今市场的主流产品比较已相对落后。
为了提高产品质量,改善生产工艺,提高车速里程表的可靠性,降低成本,提升产品技术挡次,提出了一种由单片机控制的步进电机式车速里程表。
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点。
通过改变线路板内部设计,实现车速指示及里程日记和累计的显示功能。
从电路设计和程序设计两方面来达到设计要求。
1电路设计为实现LCD显示和步进电机实时指示,电路的基本框架如图1所示。
该电路主要由电源处理电路、车速信号处理电路、单片机外围电路、自带HT1621的LCD屏电路和步进电机控制电路等组成。
1.1 电源处理电路设计如图2所示,前端电源输入范围要求为10V~16V。
通过LM7805线性稳压片,得到稳定的+5V电压。
电源前端用4007二极管防止反向电压。
基于单片机的车轮测速系统的设计方案
基于单片机的车轮测速系统的设计方案一、引言随着汽车行业的快速发展，车辆控制系统的智能化和精准化要求也越来越高。
车轮测速系统作为车辆动态控制系统中的关键部分，对于实现车辆的精准控速、防抱死制动（ABS）等功能起着至关重要的作用。
本文将介绍基于单片机的车轮测速系统的设计方案，包括系统原理、硬件设计、软件算法以及实施步骤。
二、系统原理车轮测速系统的原理是通过检测车轮的转速来获取车辆的运动状态，从而实现对车辆的精准控制。
系统利用传感器检测车轮的转动情况，并通过单片机进行信号处理和计算，最终得到车轮的速度信息。
车轮测速系统主要包括传感器模块、信号采集模块、单片机处理模块和输出显示模块等部分组成。
三、系统设计方案1. 传感器模块传感器模块选择旋转编码器或霍尔传感器等，用于检测车轮的转动情况，并将转动信号输出给信号采集模块。
2. 信号采集模块信号采集模块负责接收传感器模块输出的信号，并将模拟信号转换为数字信号，然后传输给单片机处理模块。
3. 单片机处理模块单片机处理模块接收并处理采集到的车轮转速信号，通过计算得到车轮的速度信息，并根据需要进行其他逻辑控制。
4. 输出显示模块输出显示模块可以选择数码管、液晶屏等，用于显示车轮的速度信息，供驾驶员参考或者提供给其他车辆控制系统使用。
四、系统实施步骤1. 传感器安装：将传感器安装在车辆的车轮上，保证传感器与车轮之间的稳固连接。
2. 信号采集电路设计：设计车轮转速信号的采集电路，包括信号放大、滤波和数字化处理等。
3. 单片机程序设计：编写单片机的程序，包括信号处理算法、速度计算和输出控制等部分。
4. 硬件连接：按照设计需求，连接传感器模块、信号采集模块、单片机处理模块和输出显示模块。
5. 系统调试：将系统连接至车辆，进行系统调试和测试，验证系统功能和稳定性。
6. 性能优化：根据测试结果对控制算法和硬件电路进行优化，提高系统的响应速度和稳定性。
五、总结基于单片机的车轮测速系统设计方案，通过传感器模块检测车轮转速，信号采集模块进行信号处理，单片机处理模块计算车轮速度，最终输出至显示模块。
基于单片机的车速测量系统设计
机电信息2009年第24期总第234期基于单片机的车速测量系统设计王松林傅和平（洛阳师范学院物理与电子信息学院，河南洛阳４７１０２２）摘要：基于单片机的公路车速测量系统，详细介绍了系统的设计方案、工作原理、硬件结构、软件设计。
该系统采用单片机STC11F01E作控制和运算单元；用红外光电传感器监测车辆的通过并由单片机计算车速，如果车速超出设定范围可将数据保存并启动报警及交通录像系统。
关键词：单片机；车速测量；红外光传感器在公路上超速行驶是较为常见的交通违章，且是引发交通事故的重要原因。
交管部门要对超速违章进行管制和处罚必须有可靠的车速测量系统。
现在应用的一般为雷达测速系统。
但现在市场上有车载“电子狗”可以提醒车主是否进入雷达测速区[1]，使有些违章车辆逃避超速处罚并在不测速路段超速行驶。
本文设计一种小型简单的测速系统，适合隐蔽安装，并且测速可靠，工作稳定。
1系统总体设计车速测量系统采用单片机作为控制和处理单元，两个外部检测电路检测是否有车辆通过，如图1所示，当车辆经过检测电路A 时，单片机开始计时，当车辆经过检测电路B 时，单片机停止计时，根据AB 电路安装的距离和计时时间可就算出车速，当车速超出设定范围时，单片机启动报警电路和摄像系统，并可将数据保存，或远传给上位机，以备查询。
2硬件电路设计作为系统的控制核心，单片机选用STC11F01E [2]，STC11F01E 是一款高速度单片机，晶振频率选择12MHz ，每个机器周期只有1／12μm ，它有2个8位并行双向输入／输出（I ／O ）端口，5个支持掉电唤醒的外部中断，2个16位可编程定时计数器，1KB 内部程序存储器，256B 数据存储器，并且有2K 的EEPROM ，可将违章相关信息或其它重要数据永久保存。
检测电路采用38KHz 调制红外光电传感器，该传感器包括红外光发射部分和接收部分，发射和接收部件分别安装在道路两侧，发射管一直发出38KHz 的调制红外光，无物体遮挡可被接收管接收，接收管只对38KHz 的红外光起作用。
基于单片机的汽车速度测量系统设计说明
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)4.1.2CS3020 霍尔传感器 (6)4.1.3霍尔传感器的硬件连接 (7)4.2MCU控制系统设计 (8)4.2.1CPU 的选用 (8)4.2.2AT89S51 主要特性和引脚说明 (8)4.2.3MCU 最小系统设计 (10)4.3LED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。
基于单片机的车速检测系统设计
设定计数值 Ｋ ， 没 中断一次 ， ｋ ＊ ． 当ｋ ＝ １ ０ ， 则定时 １ ｓ 时间到。此时跳 出 中断 ． 讲Ｔ １ 中数值传输至 Ｌ Ｅ Ｄ进行显示 。
３ ． 软 件 设 计
＃ ｄ ｅ ｉ ｆ ｎ ｅ Ｓ ＹＳ ＣＬ Ｋ
１ ２
＃ ｄ ｅ ｉ ｆ ｎ ｅ ｕ ｃ ｈ ａ ｒ ｕ ｎ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｃ ｈ ａ ｒ
＃ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ＜ ｒ ｅ ｇ ５ ２ ． ｈ ＞
＃ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ＜ ｓ ｔ ｄ ｉ ０ ． ｈ ＞ ｆ ＝ｎ ｒ ａ ｄ ／ ｓ
０ ． 引 言 为了让驾驶人员时刻知晓当前 车速 ， 随时警惕注意安全操作。本 设计采用 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 单片机作为主要的控制器件核心 ． 使用 霍尔传感 器采集信号 ． 传输给单片机定 时计 数后测算出 当前车速 ． 并 显示 在外 接Ｌ Ｅ Ｄ数码管上 。 供驾驶人员判断当前车速 。 本设 计基于单片机技术 原理 ． 以单片机芯片 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 作为核心控制器 ． 通过硬件 电路的制作 以及 软件程序 的编制 ， 设计制作 出一个车速检测系统 。 １ ． 设 计 方 案
然后再定时／ ｉ 十 数器初始化 ． 设置工作方式控制寄存器 Ｔ Ｍ Ｏ Ｄ 。
ＴＭ０Ｄ＝ ０ ｘ ５１
ＴＬ １ ＝ ０ ） 【 ０ Ｈ Ｄ ： ＴＨ１ ＝ｏ ） 【 ０ ０ ； ＴＬ ０ ＝ ０ ｘ Ｂ ０； ＴＨ０ ＝ｏ ｘ ３ Ｃ；
４ ． 中断允许寄存器 Ｉ Ｅ
在程序采用 了 ｒ ｍ． Ｔ １ 的工作在方式 １ 在 程序 中使用 了中断允许
【 关键词】 ８ ９ Ｃ ５ １ 单片机 ； 霍 尔效应传感器； Ｌ Ｅ Ｄ显示 器
基于单片机的车轮测速系统的设计
基于单片机的车轮测速系统的设计车轮测速系统是一种用于测量车辆速度的设备，通过监测车轮转动的次数来计算车速。
这种系统在交通控制、运输安全以及车辆性能评估等领域具有重要意义。
该文档旨在介绍基于单片机的车轮测速系统的设计。
本系统通过单片机控制和传感器监测实现车速的准确测量，并提供可靠的数据供后续分析和应用。
设计该车轮测速系统的目的是为了满足以下需求：实时监测车辆的速度，提供准确的车速数据。
采集并记录车辆的速度信息，用于交通控制和违规监测。
提供数据接口，方便与其他系统集成，实现更多应用场景。
在设计过程中，我们将充分发挥单片机的优势，采用简单和无法律复杂性的策略。
同时，我们会避免引用无法确认的内容，确保文档的可靠性和准确性。
请阅读以下章节，了解基于单片机的车轮测速系统的设计细节。
该文档介绍了基于单片机的车轮测速系统的整体结构和功能。
该系统旨在通过使用单片机来实现对车轮速度的测量和监控。
它可以应用于各种需要准确测量和监测车辆速度的场景，如交通监控、运输管理等方面。
基于单片机的车轮测速系统主要由以下组件构成：传感器：通过安装在车轮上的传感器来检测车轮的转动。
单片机：作为系统的核心控制器，负责接收传感器信号、进行数据处理和控制输出。
显示屏/显示器：用于显示测得的车辆速度。
电源模块：为系统提供稳定的电源供应。
基于单片机的车轮测速系统具有以下功能：车轮速度测量：通过传感器检测车轮转动的次数和时间间隔来计算车轮速度。
数据处理：单片机接收传感器信号后，进行数据处理并计算车轮速度。
结果显示：测得的车轮速度将在显示屏/显示器上显示出来。
车轮监测：系统可以提供对车轮运动的连续监测和记录功能。
可调参数：系统可以根据需求进行参数调节，以适应不同的车辆和测量场景。
注意：以上只是系统设计的基本概述，具体实现细节和技术方案需要根据实际需求来确定。
详细描述车轮测速系统的设计要点，包括传感器选择、信号处理、数据显示等。
传感器选择选择合适的传感器是车轮测速系统设计的关键。
基于单片机的汽车车速里程表设计
基于单片机的汽车车速里程表设计作者：李倩陈登峰段优来源：《科学与财富》2019年第07期摘要：车速里程表是驾驶员和汽车进行信息沟通的重要接口，使驾驶员能够即时掌握车辆的行驶状况，这是汽车行驶安全的重要保障。
本文提出一种基于单片机的电子式车速里程表，通过无接触式光电传感器可以测量瞬时车速和里程，可以实现限速报警功能，并具有较好的再开发功能。
车速测量通过固定在电机转轴上的码盘，用光电传感器检测码盘的工作状态，使转轴转动速度的物理量转化成脉冲信号，并根据生成的脉冲频率值得到圆盘的转速，通过计算就可获得里程值和车速值，并通过LCD1602液晶屏显示出来。
在本设计中通过强大的软件程序取代了复杂的硬件电路，不仅简化线路，而且降低了成本。
关键词：单片机;车速里程表;LCD1602Abstract： Speedodometer is an important interface for information communication between drivers and vehicles， which enables drivers to grasp the driving status of vehicles in real time， and it is an important guarantee for driving safety. This paper presents a design of electronic speedometer based on single-chip microcomputer. The instantaneous speed and mileage are measured by non-contact photoelectric sensor. And the speedodometer supports speed limitation alarm and further development function. It uses photoelectric sensor to detect the working state of the code disc which is fixed on the motor shaft， the physical quantity of the rotation speed of the rotating shaft can be converted into pulse signals. According to the generated pulse frequency， the rotating speed of the disc can be obtained. The mileage value and vehicle speed value can be calculated and displayed on LCD 1602 screen. In this design， the complex hardware circuit is replaced by powerful software program， which simplifies the circuit design and reduces the cost.电子式车速里程表，测量转速的传感器与机械部件不产生摩擦，它经过安装在变速器上的传感器获取反映车辆速度的脉冲信号，经过相应的电路设计带动指示表的变化。
大专毕业论文——基于单片机测速仪设计
大专毕业论文——基于单片机测速仪设计摘要：本文基于单片机技术，设计了一种测速仪，用于测量车辆的速度。
通过检测车辆通过的时间和通过两个测速仪之间的距离，可以计算出车辆的速度。
该测速仪具有结构简单、精度高、成本低等优点，在实际应用中具有广泛的推广和应用价值。
关键词：单片机、测速仪、速度测量一、引言随着社会的发展和交通工具的普及，对车辆的安全管理和交通法规的执行要求越来越高。
而测速仪作为一种常用的交通监管设备，对于监测车辆的速度具有重要的作用。
本文基于单片机技术，设计了一种测速仪，用于测量车辆的速度，以提高交通管理和安全性。
二、测速仪的原理与设计1.原理测速仪是利用物体在一定时间内通过两个测速仪之间的距离，计算出速度的设备。
当物体通过第一个测速仪时，记录下通过的时间t1；当物体通过第二个测速仪时，记录下通过的时间t2、通过测速仪之间的距离d，可以得到车辆的速度v=d/(t2-t1)。
2.设计该测速仪的设计主要包括传感器、放大电路、单片机控制和显示等几个模块。
(1)传感器模块：使用光电传感器作为测速仪的传感器。
光电传感器将物体通过时产生的光电信号转化为电信号输出，以便后续处理。
(2)放大电路：传感器输出的电信号较弱，需要通过放大电路进行放大，以提高信号的稳定性和准确性。
(3)单片机控制：将放大后的信号输入单片机进行处理。
单片机进行时间的计算、高级算法的运行和结果的输出等。
(4)显示模块：将计算得到的速度通过液晶显示屏进行显示，以便操作人员进行查看。
三、实验结果与分析通过实验测试，本文设计的测速仪具有良好的测速精度和稳定性。
在30次实验中，测量误差在0.5%以内，满足实际应用的需求。
同时，通过控制单片机的程序，测速仪可以适应不同地面条件、车辆类型和速度范围的测量。
四、总结与展望本文基于单片机技术设计了一种测速仪，通过测量时间和距离计算出车辆的速度。
通过实验测试，该测速仪具有结构简单、精度高、成本低等优点，在实际应用中具有广泛的推广和应用价值。
基于单片机的测速仪设计
基于单片机的测速仪设计一、测速仪的原理及需求分析测速仪的工作原理通常基于对运动物体在一定时间内经过的距离的测量，从而计算出其速度。
常见的测速方法包括激光测速、雷达测速、超声波测速等。
对于基于单片机的测速仪，我们选择使用光电传感器来检测物体的运动。
在设计之前，需要明确测速仪的性能需求。
例如，测量的速度范围、测量精度、响应时间、工作环境等。
假设我们设计的测速仪用于测量车辆在公路上的行驶速度，速度范围设定为 0 200 千米/小时，测量精度要求在±5%以内，响应时间不超过 1 秒，能够适应各种天气条件。
二、硬件设计1、单片机选型选择合适的单片机是整个系统的核心。
考虑到性能、成本和开发难度等因素，我们选用了常见的 STM32 系列单片机。
STM32 具有丰富的外设资源、较高的处理速度和良好的稳定性，能够满足测速仪的需求。
2、光电传感器光电传感器用于检测物体的运动。
当物体经过传感器时，会遮挡光线，从而产生一个电信号。
我们选用了对射式光电传感器，其检测精度高，稳定性好。
3、信号调理电路由于光电传感器输出的信号可能比较微弱或存在干扰，需要通过信号调理电路进行放大、滤波等处理，以提高信号的质量。
4、显示模块为了直观地显示测量结果，选用了液晶显示屏（LCD）。
LCD 具有低功耗、显示清晰等优点。
5、电源模块提供稳定的电源是系统正常工作的保障。
设计中采用了稳压芯片将输入的电源电压转换为单片机和其他模块所需的工作电压。
三、软件设计1、编程语言选择 C 语言作为开发语言，C 语言具有语法简洁、可移植性好等优点，适合单片机的开发。
2、主程序流程系统上电后，首先进行初始化操作，包括单片机内部资源的初始化、传感器的初始化、显示模块的初始化等。
然后进入循环，不断检测传感器的信号，计算速度，并将结果显示在显示屏上。
3、速度计算算法通过测量物体经过传感器的时间间隔，结合传感器之间的距离，就可以计算出物体的速度。
例如，假设传感器之间的距离为 L，物体经过传感器的时间间隔为 T，则速度 V ＝ L ／ T 。
基于单片机的车轮测速系统的设计
基于单片机的车轮测速系统的设计1. 系统概述：车轮测速系统是一种用来检测车辆行驶速度的系统。
本文将基于单片机设计一款车轮测速系统，主要包括三个部分：红外发射部分、红外接收部分和单片机部分。
2. 系统原理：车轮测速系统的原理是通过红外接收器接收到红外光线的变化来计算车速。
当车轮经过红外发射器时，发射器会发射红外光线，经过车轮后，红外光线会被遮挡一段时间，此时红外接收器无法接收到红外光线，当车轮再次离开时，红外光线会再次照射到红外接收器上。
通过计算车轮遮挡时间的长短，可以计算出车速。
3. 系统硬件设计：（1）红外发射部分：红外发射器采用红外二极管，需要提供5V电源，通过单片机的输出端口控制红外发射器的开关，当需要发射红外光线时，单片机的输出端口输出高电平，发射器开启，发射红外光线。
（2）红外接收部分：红外接收器采用红外光敏二极管，需要提供5V电源，通过单片机的输入端口接收红外光线变化的电信号，当红外光线遮挡时，红外接收器的电压通过单片机输入端口被检测到。
（3）单片机部分：单片机采用STC89C52RC型单片机，需要提供5V电源，并与红外发射部分和红外接收部分进行连接。
单片机需要编程实现红外发射器的控制和红外接收器的信号处理，最终计算出车速。
4. 系统软件设计：程序主要包括以下几个部分：（1）红外发射器控制程序：控制单片机输出端口，使其可以向红外发射器提供5V电压，并控制红外发射器的开关。
（2）红外接收器信号处理程序：通过单片机的输入端口接收到红外接收器信号的电压变化情况，根据变化判断车轮是否经过，并计算出车轮的遮挡时间。
（3）速度计算程序：将车轮遮挡时间转换为车速，并输出到LCD 屏幕上。
5. 系统测试：测试该车轮测速系统时，需要将红外发射器和红外接收器分别固定在车辆前轮和车轮轴上，当车轮经过红外发射器时，红外光线被遮挡一定时间，红外接收器的电压信号发生变化，单片机通过程序计算车速并输出到LCD屏幕上。
基于单片机的智能速度里程表的设计综述
摘要随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的速度里程系统，详细描述了利用霍尔传感器开发测速系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现速度、里程的采集和显示，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，有利于我们日常生活和汽车生产业的发展，也可以当作测速处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。
霍尔传感器与AT89C51结合实现最简测速系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行速度里程测量，有广泛的应用前景。
关键词：单片机AT89C51;速度检测;霍尔传感器;速度里程表目录1 绪论 (1)1.1技术概述 (1)1.2本课题的背景和意义 (1)2 系统设计简介 (3)2.1 速度里程表简介 (3)2.2 设计目的及要求 (3)2.3 设计方案论证 (4)2.4 硬件设计电路 (4)3 设计语言及软件介绍 (6)3.1 C语言介绍 (6)3.2 软件介绍 (6)3.2.1Proteus软件 (6)3.2.2Keil C51 (7)3.2.3单片机最小系统及复位电路 (7)4 系统软件设计 (9)4.1 概述 (9)4.2 系统程序设计模块及流程图 (9)4.2.1主程序 (10)4.2.2延时子程序 (12)4.2.3显示程序 (13)4.3 调试及仿真 (13)5 设计总结和体会 (15)6 参考文献 (16)1 绪论1.1技术概述传统的车速表是机械式的，典型的机械式里程表连接一根软轴，软轴内有一根钢丝缆，软轴另一端连接到变速器某一个齿轮上，齿轮旋转带动钢丝缆旋转，钢丝缆带动里程表罩圈内一块磁铁旋转，罩圈与指针联接并通过游丝将指针置于零位，磁铁旋转速度的快慢引起磁力线大小的变化，平衡被打破指针因此被带动。
基于单片机的速度测量系统设计
基于单片机的速度测量系统设计
简介
本文介绍了一种基于单片机的速度测量系统设计方案。
该系统
可以通过输入旋转轴转速测量出物体的线速度。
设计原理
通过旋转轴转速来确定物体的线速度，这是基本的物理学原理。
在该系统中，使用光电编码器来测量旋转轴的转速，并且使用单片
机进行数据处理。
通过旋转轴的周期性信号，我们可以测量每个周
期的时间，进而计算出旋转轴的转速。
最后根据物体旋转半径，计
算出物体的线速度。
系统组成
该系统由光电编码器、单片机、电路板和显示器等组成。
光电
编码器测量旋转轴的转速，并通过IO口将编码器信号输入到单片机。
单片机通过计算来测量旋转轴转速，并且计算物体的线速度。
计算的结果可以在显示器上显示。
系统特点
该系统具有精度高、响应速度快、成本低等特点。
另外，由于旋转轴转速的直接输入，该系统对于不同形状和大小的物体都具有一定的适用性。
总结
基于单片机的速度测量系统是一种简单有效的测量物体线速度的方法。
在实际应用中，可以根据需要进行适当的改进和扩展，以满足更复杂的测量要求。
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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指导教师二〇一二年一月三日目录1前言 (2)2 总体设计 (3)2.1 设计方案 (3)2.2 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、LED 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。
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=KhIB，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V c c，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 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。
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。
图6 AT89S51 芯片引脚排列图1．主要特性：●与 MCS-51 产品指令系统完全兼容●4K 字节可编程 FLASH 存储器●1000 次擦写周期●全静态工作：0Hz-24KHz●128*8 位部 RAM●32 个可编程 I/O 口线●两个 16 位定时/计数器●6个中断源●可编程串行通道●低功耗的闲置和掉电模式●片振荡器和时钟电路4.2.3 MCU 最小系统设计单片机最小系统就是能使单片机工作的最少的器件构成的系统，是大多数控制系统所必不可少的部分。