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1、大连大学单片机课程设计1单片机系统课程设计单片机系统课程设计说明书说明书设计题目设计题目： 实用测速仪实用测速仪 专业班级：专业班级： 指导教师：指导教师： 时时 间：间： 完完 成成 人：人：1、 分工：分工： 2、 分工：分工： 3、 分工：分工： 日常表现（日常表现（20） 写作内容（写作内容（30） 规范性（规范性（10） 设计效果（设计效果（30）答辩（答辩（10）总成绩总成绩大连大学单片机课程设计2实用实用测速仪测速仪目录目录1、设计目的：.32、设计要求：.33、方案选择：.44、硬件电路：.46、单片机的电路部分.65.软件设计.61、显示软件：流程图如下。 .62.中断软件.
2、83.主软件：.96.元器件清单.97.运行调试及运行结果.98.心得感悟.109.参考文献.11大连大学单片机课程设计31、设计目的：、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：、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
3、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：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
4、 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。通过轮胎的周长计算时时速度。并将计算出的速度送到液晶显示屏上显示。方案二：方案二： 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大连大学单片机课程设计4测
5、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。单片机一直对光 源检测器的脉冲进行采样，同时单片机一直运行一个计时器。当采样脉冲达到设定值时， 将采样脉冲个数乘以轮胎的周长再除以定时器此刻的时间。将计算所得的数值送到液晶屏 中显示。3、方案选择、方案选择：方案一在低速时误差较大，在高速时准确度较高。方案二在低速时准确度较高，在高 速时准确度相对于方案一误差较大。两个方案的最大误差都是 N/T,就容易实现程度和稳定 性反
6、面方案一比较好。所以测速仪的设计中采用方案一。4、硬件电路：、硬件电路：1 1、光码盘模块电路部分、光码盘模块电路部分：光码盘有三个电极分别是电源正极 Vcc，电源负极 Gnd，信号输 出极 D0。由单片机的 5V 电源供电，将 D0 端接到单片机的外部计数端口 T1 上。当光码盘 的光源接受通道没有被挡板挡住时，光满盘的电源指示灯、信号指示灯都会亮，D0 端输出 为高电平。当光码盘的光源接受端被挡板挡住时，光码盘的电源指示灯亮，信号指示灯灭， D0 端输出低电平。在挡板划过光源接受通道时，会产生一个下降沿脉冲，通过单片机计数。2 2、液晶显示模块电路部分、液晶显示模块电路部分：液晶显示器有
7、16 个电极，其中 8 个数字信号电极，4 个电源 电极，4 个控制信号电极。一对电源电极作为液晶屏的供电电源，另一对电源电极需要接 可调电阻器作为亮度调节器。8 个数字信号电极作为液晶屏显示信号的来源。四个控制信 号控制液晶屏的分时显示、分段显示等显示方式。大连大学单片机课程设计53 3、复位电路部分：、复位电路部分：在系统中，有时会出现显示不正常的现象，也是为了调试的方便性，需 要在系统中设置一个复位电路。工作原理是：上电瞬间，RC 电路充电，RESET 管脚端出现 正脉冲，只要这个正脉冲的保持 10ms 以上，就能时单片机有效复位。4 4、时钟频率电路部分：、时钟频率电路部分：单片机内部
8、有一个时钟震荡电路，需要外接一个震荡源就能产生一 定的时钟信号送到单片机内的各个单元，给单片机提供时间数据。外接震荡电路的晶振频 率决定了单片机的工作周期，决定了单片机的元算速度。在测速仪的设计中采用 11.89MHz 的晶振，机器周期为 1us，保证了较快的处理速度。5 5、数据下载上传电路：、数据下载上传电路：要让单片机工作需要将编写好的程序下载到单片机中，为了在调试 时能在线模拟运行情况需要将单片机中的数据时时的读出，这就需要设计一个数据下载上 传电路。下载上传电路由一对供电电源和一对传输接受线组成。具体的电路设计如下。大连大学单片机课程设计66 6、单片机的电路部分、单片机的电路部分：
9、单片机需要将光码盘的脉冲计数，需要将计算所得速度通过 P0 口送到液晶屏中进行显示。主接线图如下：5.软件设计软件设计1 1、显示软件：、显示软件：流程图如下流程图如下。开始液晶屏初始化读入显示数据延时 5ms液晶屏清零大连大学单片机课程设计75-1.5-1.显示流程图显示流程图 程序如下：程序如下：#ifndef#ifndef _LCD_H_LCD_H_ #define#define _LCD_H_LCD_H_ /*/* 当使用的是当使用的是 4 4 位数据传输的时候定义，位数据传输的时候定义， 使用使用 8 8 位取消这个定义位取消这个定义*/*/ #define#define LCD1602_4PINSLCD1602_4PINS/*/* 包含头文件包含头文件*/*/ #include#include/-/-重定义关键词重定义关键词-/-/#ifndef#ifndef ucharuchar #define#define ucharuchar unsignedunsigned charchar #endif#endif#ifndef#ifndef uintuint #define#define uintuint unsignedunsigned intint #endif#endif/*
