单片机测速仪课程设计
基于C51单片机直流电机测速仪设计
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。
单片机测速表课设
xx课程设计报告题目名称：基于单片机的测速表设计所属课程：单片机原理及应用目录1、任务书2、脉冲信号的获得3、硬件连接4、连接电路图5、程序编程6、程序分析7、参考文献8、设计心得设计任务书设计要求（1）测速范围在0——9999r/s（2）4位共阴极LED显示转速，动态扫描驱动（3）键盘设定报警值。
（4）频率小于等于100HZ时采用测周法，频率大于100HZ时采用测频法或全频（5）速度传感器采用霍尔传感器，或光电传感器。
基于单片机的测速表设计一．脉冲信号的获得有多种方式来获得脉冲信号，这些方法有各自的应用场合。
下面逐一进行分析1光电传感器光电传感器是应用非常广泛的一种器件，有各种各样的形式，如透射式、反射式等，基本的原理就是当发射管光照射到接收管时，接收管导通，反之关断。
以透射式为例，如图1所示，当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时，开关管关断，否则打开。
为此，可以制作一个遮光叶片如图2所示，安装在转轴上，当扇叶经过时，产生脉冲信号。
当叶片数较多时，旋转一周可以获得多个脉冲信号。
图1光电传感器的原理图图2遮光叶片2光电编码器光电编码器的工作原理与光电传感器一样，不过它已将光电传感器、电子电路、码盘等做成一个整体，只要用连轴器将光电传感器的轴与转轴相连，就能获得多种输出信号。
它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。
如图3所示，是某光电编码器的外形。
图3 光电编码器3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，输出通常是集电极开路（OC）门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。
如图4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外形图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，只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。
基于单片机的测速仪
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, 2007.14．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日摘要：随着超大规模集成电路技术提高，尤其是单片机应用技术以其功能强大，价格低廉的显著特点，使全数字化测量转速系统得以广泛应用。
单片机系统课程设计实用测速仪
《单片机系统课程设计》说明书设计题目：实用测速仪专业班级：指导教师：时间：完成人：1、分工：2、分工：3、分工：实用测速仪目录1、设计目的： (3)2、设计要求： (3)3、方案选择： (4)4、硬件电路： (4)6、单片机的电路部分 (6)5.软件设计 (6)1、显示软件：流程图如下。
(6)2.中断软件 (8)3.主软件： (9)6.元器件清单 (9)7.运行调试及运行结果 (9)8.心得感悟 (10)9.参考文献 (11)1、设计目的：掌握以AT89S51单片机为控制器的系统电路的搭建；熟练掌握单片机的编程语言的应用，如汇编语言，C语言等。
熟悉对单片机编程软件的应用。
对所学的数字电路、模拟电路、信号检测、单片机控制原理等科目的巩固和扩展。
增强自动化学生的将理论知识转化为实际产物的能力。
增强自动化学生实际动手操作的能力。
2、设计要求：在工程实践中经常都会用到测速仪，在电动机进行调速实验时需要测速仪反应电动机的实时运转状况，在汽车行驶过程中需要测速仪时时反应汽车的行驶速度，提醒驾驶员合理的控制测速。
本次课程是根据工程实际情况考虑的，需要测试仪满足实用性。
这要求测速仪在设计的时候满足准确性和实时性，即测速仪能准确的快速的反应速度的变化。
对于准确度的要求，要从传感器的灵敏度上考略，对于实时性要从单片机的定时采样时间上考虑。
方案一：测速仪由光敏传感器、单片机定时计数采集系统、液晶显示三个模块组成。
首先有光敏传感器采集轮胎的转速。
在轮胎上装设一个光源隔离板，在轮胎的固定轴上装设一个发光二极管和光敏三极管。
当轮胎转动时，光源挡板随着轮胎转动。
在光源挡板没有经过检测测器时，检测器发出高电平信号，当光源挡板经过光源检测器时，光敏三极管接受不到发光二极管发出的光，光源检测器发出低电平信号。
光源检测器的输出信号接到单片机的计数接口T1上，单片机一直对光源检测器计数并将数值保存到内存中。
单片机一直运行一个计时器，当计时器的设定时间到时，产生一个中断信号，将内存中的光敏信号脉冲的个数读出。
大专——单片机测速仪设计方案
【摘要】单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。
1.SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。
“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。
在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。
2.MCU（即）微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。
它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。
3.单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC 化趋势。
随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。
【关键词】：单片机,光敏三极管，数码显示，软件，ABSTRACTSingle-chip was born in the 20th century, the end of the 70s, has experienced SCM, MCU, SoC three stages.1.SCM that single-chip microcomputer (Single Chip Microcomputer) stage, is mainly on finding the best single-chip embedded systems form the best architecture. "Innovation model" to be successful, laid the SCM with the general-purpose computers, a completely different path of development. At creating embedded systems on an independent path of development, Intel Corporation credit.2.MCU microcontroller (Micro Controller Unit) stage, the main direction of technology development are: expanding to meet the embedded applications, the target system requirements for the various peripheral circuits and interface circuits, to highlight thetarget of intelligent control. It covers areas associated with the object system, therefore, the development of MCU's responsibility inevitably falls on the electrical, electronics manufacturers. From this perspective, Intel gradually fade out MCU development also has its objective factors.3. Singlechip are independent embedded systems development, to the MCU an important factor in the development stage, is seeking applications on the chip to maximize the resolution。
单片机测速仪的设计.
单片机测速仪的设计.《单片机测速仪的设计》一、测速仪的工作原理单片机测速仪的工作原理通常基于对运动物体所产生的脉冲信号的计数和时间测量。
常见的测速方法有光电测速、霍尔效应测速等。
以光电测速为例，在被测物体上安装一个遮光板，当遮光板随物体转动时，会周期性地遮挡光电传感器。
光电传感器将光信号转换为电信号，产生一系列脉冲。
单片机通过对这些脉冲的计数，并结合测量的时间间隔，就可以计算出物体的转速。
二、硬件设计1、传感器选择光电传感器：具有响应速度快、精度高的特点，但容易受到环境光的干扰。
霍尔传感器：对磁场变化敏感，适用于测量磁性物体的速度，抗干扰能力较强。
2、单片机选型考虑因素包括处理速度、存储容量、引脚数量等。
常见的单片机如STM32、Arduino 等都可以满足测速仪的需求。
3、信号调理电路由于传感器输出的信号可能比较微弱或存在干扰，需要通过放大、滤波等电路进行处理，以获得清晰、稳定的脉冲信号。
4、显示模块可以选择液晶显示屏（LCD）或数码管来显示测量结果。
LCD 显示内容丰富，但成本较高；数码管简单直观，成本较低。
5、电源模块为整个系统提供稳定的电源，通常采用直流稳压电源或电池供电。
三、软件设计1、初始化设置包括单片机的时钟设置、引脚配置、中断设置等。
2、脉冲计数与时间测量使用单片机的计数器功能对脉冲进行计数，并通过定时器测量时间间隔。
3、速度计算算法根据脉冲计数和时间间隔，按照预定的公式计算出速度值。
4、显示驱动程序将计算得到的速度值发送到显示模块进行显示。
四、系统调试1、硬件调试检查电路连接是否正确，电源是否稳定，传感器输出信号是否正常。
2、软件调试使用调试工具，如串口调试助手，查看单片机内部变量的值，检查程序逻辑是否正确。
3、综合调试将硬件和软件结合起来，对整个测速仪系统进行测试，不断优化和改进。
五、误差分析与改进1、误差来源传感器精度误差、信号干扰、时间测量误差等。
2、改进措施采用高精度传感器、优化信号调理电路、提高时间测量精度等。
基于单片机的测速器设计
项目设计报告题目：基于单片机的测速器设计学生：指导教师：年级： 20XX级专业：电子信息工程二级学院：信息工程学院邯郸学院20XX年12月28日目录1绪论 (3)1.1课程研究背景及意义 (3)1.2课题研究内容 (3)2、系统总体设计 (3)2.1 IAP15F2K60S2芯片简介 (3)2.2 SD-1测速传感器 (4)2.2.1 SD-1测速传感器工作原理 (5)2.3 显示模块 (5)2.4测速方案论证 (5)2.4.1方案的提出 (6)2.4.2 方案的比较及选定 (6)3、硬件设计 (6)3.1测速信号采集及其处理 (7)3.1.1转速测量原理 (7)3.1.2 信号处理电路 (7)3.2报警电路 (8)3.2.1蜂鸣器的作用 (8)3.2.2蜂鸣器的分类 (8)3.2.3报警电路 (8)4、软件程序电路 (9)4.1语言的选用 (9)5、总结 (10)1绪论1.1课程研究背景及意义近年来随着科技的飞速发展，为了克服传统模拟车速显示仪表显示数字不准确及没有超速提醒的缺点，数字化仪表迅速的进入汽车仪表行业，成为一种趋势，本设计从汽车司机自身安全角度出发，设计一种检测车辆超速的报警系统。
该报警系统允许驾驶员通过自带键盘设置最高速度和最低速度，当正常行驶中时，通过测速装置检测汽车的速度。
并通过1602液晶屏显示车辆的实际车速和用户设置的安全参数。
当发现车辆速度超过驾驶员设置的最高值时，蜂鸣器开始报警，提醒驾驶员减速，达到防患于未然的目的。
单片机的应用在不断走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。
在实时检测和自动检测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。
此设计就是利用IAP15F2K60S2单片机对机动车超速行驶情况进行蜂鸣器报警的系统。
该系统结构简单，可靠性强，操作方便，可广泛用于摩托车，汽车等机动车辆。
1.2课题研究内容本课题要求设计一个具有数字显示功能的单片机系统，实现车辆当前速度输出测量，达到所设定的速度上限时并报警，以保证驾驶员的人身安全。
测速仪设计报告
智能测速仪设计任务一、设计任务要求本设计任务采用MCS51系列单片机完成测量，并将测量值按精度要求显示于数码管上。
转速测量问题实质上是转速传感器输出脉冲信号的频率测量问题，因此，在分析测速仪之前，先研究测频方法。
二、总体方案智能仪器中常用的数字化测频方法主要有两种：测频法和测周法。
并且做一个误差和实用分析1、测频法（1）原理测频法是按照频率的定义（即f ＝N ／t ）对信号的频率进行测量的一种方法，其原理如图1所示。
图中，在与门的两个输入端分别输入被测信号以及持续时间为t 的高电平信号。
这样，只有在时间间隔t 内，被测的脉冲信号才能通过与门。
如果在这段时间内，计数器的计数值为N ，则被测信号的频率可表达为f ＝N ／t 。
图1 测频法测量信号频率的原理图（2）误差分析由f ＝N ／t 可得f t t f N N f f f /])/()/[(/∆∂∂+∆∂∂=∆由于 2//,/1/,//1t N t f t N f N t f -=∂∂=∂∂=所以 t t N N f f ///∆-∆=∆考虑到极限情况，测频法相对误差的最大值为)//()/(m a x t t N N f f ∆+∆±=∆式中，f f /∆为测量频率时的相对误差；N N /∆为计数值的相对误差；t t /∆为与门开启时间的相对误差。
下面首先分析N N /∆。
在测量过程中，与门开启时刻与计数脉冲之间的时间关系是不相关的，即它们在时间轴上的相对位置是随机的。
在图2中，第一次与门的开闭时刻和被测计数脉冲随机配合的结果使计数器读数为N ；第二次与门的开闭时刻和被测计数脉冲配合与第一次不同，结果使计数器为N +1。
即两次读数相差一个脉冲。
图2 两次计数器读数相差一个脉冲 图3 测频法测量频率时的±1误差当与门开闭时间t 与被测脉冲周期的整数倍相接近或相等时，测频法测量频率的最大可能误差为±1，如图3所示。
此误差常被称为“±1个字误差”或 “±1误差”。
(完整word版)单片机测速仪的设计
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：电气工程及其自动化班级：10电Y1 学生姓名：张凯强学号：10120733 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日目录1.绪论 (2)1.1 课题研究背景及意义 (2)1.2 课题研究的内容 (2)2.测速器的系统概论 (4)2.1 系统的主要功能 (4)2.2 系统需求分析 (4)2.3 测速器的工作流程 (4)3总体设计方案 (6)3.1 单片机的选择 (6)3.1.1单片机的引脚功能介绍 (6)3.2测速器方案论证 (7)3.2.1方案的提出 (7)3.2.2方案的比较及确定 (8)4.软件设计 (9)4.1主程序流程图 (9)4.2按键分析 (9)4.3数码管显示电路 (10)4.4速度比较与报警 (12)4.5测速程序分析 (13)5.Proteus和keil仿真 (15)5.1 proteus软件的介绍及使用 (15)5.2测速器proteus软件的仿真 (18)6.实物制作 (20)6.1电路板焊接 (20)6.2电路板调试 (21)7.总结和展望 (21)7.1科研实践总结 (21)7.2对未来的展望 (22)附录 (23)1.参考文献 (23)2.元器件清单 (24)3原理图 (25)4.程序代码（C语言）： (25)5实物图 (35)1.绪论1.1 课题研究背景及意义近年来随着科技的飞速本设计是发展，为了克服传统模拟车速显示仪表显示数不准确及没有超速提示的缺点，数字化仪表迅速的进入汽车仪表行业，成为一种趋势，本文从驾驶员自身安全角度出发，设计了一种检测车辆超速的报警系统。
该报警系统允许驾驶员通过自带键盘设置本车辆安全行驶的最高速度当车辆处于行驶状态中，该系统通过速度传感器时刻监测机动车辆。
并通过LED显示车辆的实际车速和用户设置的安全参数．当发现车辆速度超过驾驶员设置的最高值时，蜂鸣器开始报警，警告灯不断闪烁，提醒驾驶员减速。
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 。
单片机课程设计车速测量仪
单片机是整个测量系统的主要部分，担当对前端脉冲信号的处理、计算、以及信号的同步，计时等任务。其次，将测量的数据经计算后，将得到的车速值传送到显示接口中，用数码管显示数值，在本系统中考虑到计数的范围，使用的定时，计数器的个数及I O接口，预选用AT89S51单片机。
驱动和显示
由于LED数码管具有亮度高，可靠性好等特点，工业测控系统中常用LED数码管作为显示输出。本系统中也采用数码管作显示。LED显示器是用发光二极管显示字段的，通常使用七段构成日字型和一只发光二极管作为小数点，称为八段数码显示器。其有两种驱动方式，共阴驱动和共阳驱动，共阴驱动是各段发光二极管的阴极连在一起，并将公共端接地，在共阳极结构中，将各段发光二极管连在一起并与公共端接上+5V电压，显示字符对应字形代码发光。
脉冲信号的拾取
速度信号拾取是整个系统的前端通道，目的是将外界的非电参数通过一定的方式转化成电量，这一环节可以通过敏感元件、传感器或测量仪表等来实现。
（1）通过敏感器件拾取被测信号
敏感元件体积小，可以根据用户，环境的要求做成各矛头形状的探头，它能将被测的物理量变换成电流、电压，只要选择合适的元件参数，如R,L,C设计相应的电路，便能完成这种对应关系。这种方法设计难度大，信号稳定误差在模拟处理系统中不宜采用。
随着汽车行业的发展，车速测量也不断进步，通过和各行各业的交融，根据原理不同，出现了许多不同种类的车速测量仪。
车速测量是车辆行驶过程的一个重要参数，测速测量过程实际上也是一个转速测量过程，而车速测量一般用传感器和敏感原件。
本装置设置了一套光电传感器，光电传感器由发光二极管及光敏原件组成，发光二极管利用二极管内电子与空隙结合过程中能量转换产生光的输出，光敏元件是将光信号转变为电信号。用于检测直接引起的光强度的变化的非电量。装置中的数码管用于显示汽车通过的车速。
大专毕业论文——基于单片机的测速仪的设计
大专毕业论文——基于单片机的测速仪的设计【摘要】单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。
1.SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。
“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。
在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。
2.MCU（即）微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。
它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。
3.单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC 化趋势。
随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。
【关键词】：单片机,光敏三极管，数码显示，软件，ABSTRACTSingle-chip was born in the 20th century, the end of the 70s, has experienced SCM, MCU, SoC three stages.1.SCM that single-chip microcomputer Single Chip Microcomputerstage, is mainly on finding the best single-chip embedded systems form the best architecture. "Innovation model" to be successful, laid the SCM with the general-purpose computers, a completely different path of development. At creating embedded systems on an independent path of development, Intel Corporation credit.2.MCU microcontroller Micro Controller Unit stage, the main direction of technology development are: expanding to meet the embedded applications, the target system requirements for the various peripheral circuits and interface circuits, to highlight the target of intelligent control. It covers areas associated with the object system, therefore, the development of MCU's responsibility inevitably falls on the electrical, electronics manufacturers. From this perspective, Intel gradually fade out MCU development also has its objective factors.3. Singlechip are independent embedded systems development, to the MCU an important factor in the development stage, is seeking applications on the chip to imize the resolution; Therefore, the development of dedicated single-chip SoC formed a natural trend. As microelectronic technology, IC design, EDA tools development, microcontroller-based SoC design application systems will have greater development.【KEYWORD】Single-chip,phototransistor,a digital display Software.目录一、引言1页（一）选题依据： 1页（二）单片机简述 1页二、芯片AT89C2051和辅助元件的介绍2页（一）AT89C2051芯片 2页（二）其它辅助元件介绍4页三、基于单片机AT89C2051测速仪的设计6页（一）工作原理6页（二）电路描述6页（三）软件设计9页（四）制作PCB板 13页（五）调试...............................................15页四、设计总结15页五、结束语16页参考文献16页致谢17页一、引言单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域在智能仪器仪表上的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
单片机课程设计测速
单片机课程设计测速一、课程目标知识目标：1. 理解单片机的基本原理和功能，掌握测速系统的设计方法。
2. 学会使用单片机及相关传感器进行速度检测，并完成数据采集与处理。
3. 掌握单片机编程技术，实现测速系统的实时显示与控制。
技能目标：1. 能够运用已学知识，独立设计并搭建单片机测速系统。
2. 培养学生动手实践能力，熟练操作单片机及相关设备，解决实际测速问题。
3. 提高学生的编程能力，使其能够编写出高效、稳定的测速程序。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机及测速技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 培养学生团队合作精神，提高沟通与协作能力。
3. 强化学生对工程实践的责任感，使其认识到测速技术在现实生活中的应用价值。
本课程针对单片机课程设计测速，结合学生年级特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的知识水平、动手能力和创新能力。
课程目标具体、可衡量，既符合教学实际，又与课本内容紧密相关，为后续的教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 单片机原理与测速系统设计基础- 理解单片机的工作原理、内部结构及功能。
- 学习测速系统的基本组成、原理及分类。
- 掌握测速传感器的工作原理及其在单片机测速系统中的应用。
2. 单片机编程与测速程序设计- 学习单片机编程语言（如C语言）的基本语法和编程技巧。
- 掌握中断、定时器等单片机资源在测速程序中的应用。
- 设计并编写测速程序，实现速度的实时显示与控制。
3. 实践操作与项目实施- 学习搭建单片机测速系统的硬件电路。
- 实践操作，调试并优化测速程序。
- 分组合作，完成单片机测速项目的设计、实施与展示。
教学内容与课本章节紧密结合，按照教学大纲安排和进度，系统地组织教学活动。
通过本章节学习，使学生全面掌握单片机测速技术的相关知识，提高实际操作和编程能力。
三、教学方法本章节将采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：通过教师系统的讲解，使学生掌握单片机原理、测速系统设计和编程基础等理论知识。
基于单片机的测速仪的设计与实现
莱芜职业技术学院课程设计（论文）一、引言(一)选题依据：近30年以来，单片机迅速发展，速度之快令人惊讶，广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。
在智能仪器仪表上的应用，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，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大；用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。
例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。
可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在；现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等；单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。
通过这个毕业设计的训练，可以使我更好的掌握单片机，领会它的魔力，既学会了动手操作技能，又增加了自己对未来的信心。
二、芯片AT89C2051和辅助元件的介绍（一）AT89C2051芯片1.AT89C2051的性能和结构AT89C2051是ATMEL公司生产的带2K字节闪速可编程可擦除只读存储器(EEPROM) 的8位单片机,它具有如下主要特性：（1）和MCS-51产品的兼容，2K字节可重编程闪速存储器（2）耐久性：1,000写／擦除周期，全静态操作：0Hz～24MHz（3）两级加密程序存储器，128×8位内部RAM（4）15根可编程I/O引线，两个16位定时器/计数器，六个中断源AT89C2051是一强劲的微型计算机,它对许多嵌入式控制应用提供一高度灵活和成本低的解决办法。
基于单片机的数字测速仪设计
广西大学行健文理学院毕业设计说明书题目：基于单片机的多点温度检测设计学部：电气信息学部专业：电子科学与技术班级： 2011级(1)班学号： 1138340124学生姓名：黎卫锋指导教师：杨凤娟二〇一五年五月摘要在工业生产及日常生活中，多点温度检测系统的应用十分广泛，例如消防电气的非破坏性温度检测，电力设备的过热故障预知检测，空调系统的温度检测，各类运输工具组件的过热检测，医疗与诊断设备的温度测试等。
针对这一情况，本文设计了一种基于AT89C51单片机的温度检测系统，系统利用单片机获得温度传感器数据并与系统设计值进行比较，根据比较结果分别控制执行系统系统采用AT89C51单片机视作为控裁核心，进行温度采集、信息显示及执行机构的控制。
温度传感器采用Dallas半导体公司的数字传感器DSl8820。
为了能够提供形象的用户显示界面，系统采用图形液晶显示模块LCDl2864，显示各释字符及图形。
关键词：多点温度检测单片机DSl8820传感器AbstractIn industrial production and daily life, the application of multi-point temperature detecting system is very wide, such as fire electric non-destructive testing temperature, precognition overheating fault detection of power equipment, and detect the temperature of the air conditioning system, all kinds of transport components of overheat detection, medical and diagnostic equipment, such as temperature test. Aim at this situation, this paper designs a temperature detection system based on AT89C51, using single chip computer system for temperature sensor data and comparing with values of system design, according to the comparison results, respectively, to control execution system system USES AT89C51 as control core, cutting temperature acquisition, information display and control of the actuator. The temperature sensor using digital sensor DSl8820 Dallas semiconductor company. In order to be able to provide the image of the user interface, the system adopts LCDl2864 graphic liquid crystal display module, according to the interpretation of the basic characters and graphics.51 single chip microcomputer temperature gathering application system used in the collection of variables, and to control other variables or action in the application system, such as collection of cold storage temperature to decide whether to open or closed refrigeration, collection of greenhouse temperature decide whether to open the Windows for ventilation. In practical application, the work is often not only use one point of temperature data as a reference, need to refer to multiple point temperature data at the same time, the need to use a multi-point temperature acquisition system to complete the corresponding work. Temperature acquisition system need to pay attention to the qualitative change of including patch number, patch distance, with sampling temperature range and accuracy. So this system need to eight distance in 10 cm points within the scope of data collection, the collection temperature range in - 30 ~ 50 ℃range, acquisition precision of 0.5 ℃.Keywords:Multipoint temperature detection SCM DSl8820 sensor目录第一章绪论 (1)1.1系统背景 (1)1.2系统概述 (1)1.3 设计任务及方案 (1)第二章方案论证 (3)2.1传感器部分 (3)2.2主控制部分 (6)2.3系统方案...................... 错误！未定义书签。
基于单片机测速仪的设计本科毕业设计
目录摘要 (4)第一章引言 (4)1.1课题研究的目的 (5)1.2课题研究的主要内容 (5)1.2.1设计要求 (5)1.2.2难点 (5)第二章硬件电路具体设计方案 (6)2.1方案论证 (6)2.1.1系统组成 (6)2.2系统的工作过程 (6)2.2.1转速的测量 (6)2.3主控制器 (7)2.3.1 SCT89C52 引脚功能介绍 (7)第三章传感器的选择 (9)3.1霍尔传感器介绍 (9)3.2霍尔传感器测速原理 (9)第四章测量磁场及工作设置 (10)4.1 测量磁场 (10)4.2 工作磁体的设置 (11)第五章霍尔电路设计 (12)5. 1工作方法 (12)5.2 齿轮、感应距离和角精度 (13)5.3 电路图设计 (13)第六章报警 (14)6.1蜂鸣器的作用 (14)6.2蜂鸣器的分类 (14)6.3报警电路 (15)第七章LCD显示 (15)7.1液晶显示模块概述 (15)7.2模块引脚说明 (16)7.3接口时序 (17)7.4串行连接时序图 (18)7.5用户指令集 (18)7.6 备注 (21)7.6.1具体指令介绍 (21)7.7显示坐标关系 (23)7.8显示RAM (24)第八章软件设计 (25)8.1程序流程图 (25)结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (26)附录一硬件原理图 (27)附录二程序代码 (27)毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解XX大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
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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)1.绪论1.1 课题研究背景及意义随着汽车工业和高速公路建设的发展，每年由各种交通事故造成的人员伤亡数目惊人，造成了巨大的经济损失。
据统计，造成各种交通事故的主要原因是车辆的超载和超速行驶，而后者随机性很大，纠章困难，而且由于中国公路条件复杂，不同等级的公路允许的最高速度不同，现有的限速装置难以适应这种情况。
针对这种状况，开发具有智能决策模块的汽车。
近年来随着科技的飞速本设计是发展，为了克服传统模拟车速显示仪表显示数不准确及没有超速提示的缺点，数字化仪表迅速的进入汽车仪表行业，成为一种趋势，本文从驾驶员自身安全角度出发，设计了一种检测车辆超速的报警系统。
该报警系统允许驾驶员通过自带键盘设置本车辆安全行驶的最高速度当车辆处于行驶状态中，该系统通过速度传感器时刻监测机动车辆。
并通过LED显示车辆的实际车速和用户设置的安全参数．当发现车辆速度超过驾驶员设置的最高值时，蜂鸣器开始报警，警告灯不断闪烁，提醒驾驶员减速。
达到防患于未然的目的。
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。
此设计就是一种利用8051单片机对机动车超速行驶情况进行蜂鸣报警和灯光报警的系统。
该系统结构简单，可靠性高，操作方便，可广泛应用于摩托车、汽车等机动车辆。
1.2 课题研究的内容本文要求设计一个具有数字显示功能的单片机系统,实现车辆当前速度输出，当达到所设定的速度上限时并报警，以保证驾驶人员的人身安全。
首先要进行系统的总体方案设计，在设计中一般应考虑以下几点：(1) 遵循从整体到局部的设计原则。
在过程中，应遵循从整体到局部的设计原则，把复杂难处理的问题分为若干个较为简单的、容易处理的问题，分别加以解决。
(2) 经济性要求。
为了获得较高的性能价格比，设计时不应盲目追求复杂高级的方案。
在满足性能指针的前提下，应尽可能采用简单的方案，因为方案简单意味着所用的元器件少，可靠性高，而且比较经济。
(3) 可靠性要求。
所谓可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。
可靠性指针除了可用完成功能的概率表示外，还可以用平均无故障时间、故障率、失效率或平均寿命等来表示。
2.测速器的系统概论2.1 系统的主要功能软件分为主程序、数据处理子程序、按键子程序、中断服务子程序、LED数码显示子程序、声光报警器报警程序等。
主程序主要完成硬件初始化、子程序调用以及显示、报警等功能。
数据处理子程序主要完成监测车辆速度即主要是计算出车辆的时速，为报警子程序提供参考数据；按键中断子程序主要实现合法参数的输入；报警子程序主要实现在车辆超速行驶状态下发出报警信号，包括SPEAKER输出子程序和警报灯的闪烁子程序；显示子程序设计采用数字化显示用户设定的最高时速和车辆实际时速，用MAX7219芯片驱动LED进行动态显示2.2 系统需求分析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。
2.3 测速器的工作流程对于本课题所研制的车速报警系统而言，其基本出发点就是利用现有工艺条件，采用现代计算机软件处理技术，提高系统的精度等级和工作的稳定性，拓展其功能，并赋予其智能化特征，使报警器不仅能够及时准确地显示车辆的当前速度信息，同时尽可能地减少不必要的人工操作，使报警能随时随地不间断进行并保证报警的工作效率。
有鉴于此，同时根据系统的要求，确定系统总设计方案如图所示：抢答器工作流程图如图2-1所示开始初始化初始化T0关中断接收传感信号开中断按键输入Vm计算车速V>V声光报警显示结束图2-1 速度仪工作流程图工作过程描述：因条件有限改选为使用按键测速，计数器T1计算每按键一次所用的时间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，与当速度键按下时，速度指示灯亮，LED切换显示当前速度。
当显示当前速度超过设定上限速度，便产生报警提示。
3总体设计方案3.1 单片机的选择ATMEL公司的89C52单片机,是增强型RISC内载Flash的单片机,芯片上的Flash存储器附在用户的产品中,可随时编程,再编程,使用户的产品设计容易,更新换代方便。
89C52单片机采用增强的RISC结构,使其具有高速处理能力,在一个时钟周期内可执行复杂的指令,每MHz可实现1MIPS的处理能力。
89C52单片机工作电压为2.7～6.0V,可以实现耗电最优化。
由于单片机的种类很多，在选择单片机时要依据实际设计要求选择合适的单片机。
例如当设计仅仅需要一个单片机定时器那么选择89C1051或89C2051即可，而不选择89C52,因为后者的价格较高一些。
当然若程序和数据区的要求较高那么选择的单片机还要满足程序空间的要求。
表3-1 51和52的比较定时器中断数据存储器程序存储器51128B 4KB 2 5 系列256B 8KB 3 8 52系列在本课题中，由于程序代码生成的.HEX格式的文件大小可能大于4KB，所以选用52系列单片机，即选用ATMEL公司的AT89C52。
3.1.1单片机的引脚功能介绍AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8K Bytes的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和256 字节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，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大，AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制场合应用。
图3-2 AT89C52引脚图AT89C52提供以下标准功能：8K字节Flash闪速存储器，256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位定时/计数器，5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3-2所示。
3.2测速器方案论证车速报警系统系统组成主要由单片机控制模块、霍尔传感器、LED数码显示器及声光报警器组成。
针对任务要求，我们发现此项设计在单片机接口芯片以及按键电路上有不同的选择。
因此，设计方案的比较主要对此展开。
3.2.1方案的提出方案一：采取通过带有I/O接口和计时器的静态RAM8155芯片与设定速度的键盘电路，速度显示电路，8155芯片具有256个字节的RAM，两个8位、一个6位的可编程I/O口和一个14为计数器。
系统的硬件电路简图如图1-1所示。
图3-3 系统硬件电路简图霍尔传感器用来产生脉冲方波，键盘输入用来设定限制速度，当车速超过最大速度Vm 时，声光报警电路将发出报警信号。
单片机外部中断口接霍尔传感器的输出，车轮每转一圈产生一次INT0中断请求，单片机对INT0中断请求的次数进行计数。
并将在1秒内的计数值转换成机动车的时速，送至显示缓冲区以供显示程序调用。
具体算法如下：设单片机每秒计数值为n ，即n r/s 。
设机车车轮的周长为d m ，则机车的时速V=d ×n ×3．6km/h 。
硬件电路方框图霍尔传感器的输出信号经AT89C51的INT0口输入并存储在内部R0M 中，AT89C51外扩一片8155芯片，其PB 口作为LED 数码管的段选线，PA4～PA0作为LED 的位选线和键盘的列线，PCO 和PC1口作为键盘的行线，从而组成10个按键的键盘。
AT89C51的P2．6口外接三极管放大器用来驱动声光报警电路，P2．6不断地输出101010⋯⋯ 的高低电平，驱动声光报警电路报警。
只要使声光报警电路报警重复输出256Hz 及350Hz 的叫声各0．73s ，便可以模拟警车的叫声，产生警示作用。
机车的上限速度Vm 通过键盘设置并存储起来。
单片机检测霍尔传感器输出的信息，计算出机车当前的速度v ，并送LED 显示。
当V ≥Vm 时，控制声光报警电路报警发出警示音。
8键盘 输入LED 数码机车霍尔 AT89S52单片机节气门开方案二：利用高集成化的串行输入/输出的共阴极LED驱动显示器MAX7219及按键电路实现。
MAX7219芯片用来显示当前及设定速度，当速度超过最大速度Vm时，声光报警电路发出报警，按键设定用来设定报警速度（最大速度Vm）。
3.2.2方案的比较及确定方案一和方案二比较，方案一采用8155芯片使用单片机引脚较多，采用键盘电路较复杂，而且只能显示当前速度，驾驶员对速度上限透明度不高，总体电路较复杂；方案二采用的MAX7219是一个高集成化的串行输入/输出的共阴极LED驱动显示器，每片可驱动8位7段加小数点的共阴极数码管，可以数片级联，而与微处理器的连接只需3根线，且速度设定只需通过几个按钮实现即可，并且可以实时实现速度上限的增减，因而硬件电路简单，人眼视觉效果好，可以方便的为驾驶员提供信息，易于实现维护，且MAX7219内部设有扫描电路，除了更新显示数据时从单片机接收数据外，平时独立工作，极大地节省了MCU有限的运行时间和程序资源。