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1、 设计题目：智能测速系统班 级： 电气0901 姓 名： 陈智慧 学 号： 23 号 指导老师： 程 秀 玲 2012年 04 月 航空电子电气工程系 2012-051长沙航空职业技术学院摘 要随着科技的飞速发展，计算机应用技术日益渗透到社会生产生活的各个领域，而单片机的应用则起到了举足轻重的作用。并带动传统控制检测技术不断更新。而测速就是一个很典型的例子，它跟我们的生活生产息息相关。传统的车速测量是通过软轴传动表来实现的，而现在基本都是利用LED和LCD实时进行数字显示的。这不仅克服了传统测速的不足，同时还保证了测量的精度。本次设计中我们是以AT89S52为核心，利用单片机的控制功能来实现测
2、转速进而利用单片机来计算速度。该方案中利用了LCD显示模块和霍尔传感器，因此在确保测量精度的基础上节约了系统资源减少了该系统的外围设备，同时也简化了编程。这就体现了该设计方案的简单、可靠的优点。关键字：AT89S52单片机、霍尔传感器、BS18B20温度传感、LCD显示AbstractWith the rapid development of science and technology, computer application technology is increasingly permeating all areas of life in social production, and
3、SCM applications has played a pivotal role. And promote the traditional control detection technology constantly updated. The tachometer is a very typical example, production is closely related to it with our lives. The speed measurement is achieved through the flexible shaft drive table, and now are
4、 basically the use of LED and LCD in real time digital display. This is not only to overcome the deficiencies of the traditional tachometer, but also to ensure the accuracy of measurement. The design is based on AT89S52 as the core, the MCU control functions to achieve the measured speed and then us
5、e the microcontroller to calculate the speed. The program using the LCD display module and the Hall sensor, on the basis of ensuring measurement accuracy, saving system resources to reduce the systems peripherals, but also simplifies the programming. This reflects the simple, reliable and advantages
6、 of the design.Keywords: AT89S52 microcontroller, the Hall sensor, BS18B20 temperature sensor, LCD display 目 录摘 要1Abstract2第一章 绪 论51.1 智能测速系统的意义51.2 智能测速系统的设计目的61.3 设计要求6第二章 方案论证与系统结构62.1 方案论证72.1.1 单片机芯片72.1.2测速传感器72.1.3 温度传感器102.1.4显示模块112.1.5 方案确定122.2 系统结构12第三章 硬件模块设计介绍133.1 AT89S52单片机功能介绍133.1.
7、1 AT89S52主要功能133.1.2 AT89S52各引脚功能介绍：143.1.3 中断源183.2测速模块设计233.2.1 霍尔测速的方法243.2.2 霍尔传感器的工作原理243.2.3 霍尔传感器与单片机应用253.3 温度测量模块介绍273.3.1 DS18B20的主要特征：283.3.2 DS18B20引脚结构图及其功能描述283.3.3 DS18B20内部结构293.3.4 DS18B20接口电路和工作时序333.4 1602液晶显示模块363.4.1 LCD1062的管脚功能363.4.2 LCD1602基本操作时序373.4.3 LCD1602的指令设置373.4.4 L
8、CD1602与单片机的连接图38第四章流程图及数据处理384.1 流程图384.1.1系统速度测量流程图384.1.2 系统温度测量流程图404.1.3系统显示模块流程图414.2数据处理42第五章系统软件仿真435.1 Proteus仿真图435.2误差分析43第六章总 结44致 谢45参考文献46附录1 系统C语言程序47第一章 绪 论1.1 智能测速系统的意义速度测量是一个是社会生产和日常生活中重要的检测和控制对象。同时也涉及到了军事科技中。然而测速大都是通过测转速来测得，我们都知道在测速的方法有很多，传统的测速主要机械式的。例如传统的机械式车速表是由旋转磁场作用于转动盘，使转动盘连同车
9、速表指针发生同向的偏转。当电磁转矩与弹簧产生的阻力矩平衡时，指针偏转停留在某一角度上。因而可用其表示车速。机械式车速表的缺陷是明显的。由于表盘指针偏转程度正比于软轴的转动时产生的磁力，当转速较低的时候，磁力较小，随转速变化波动较大。因此，低速时车速表指针摆动剧烈、测量及显示精度不高。对于发动机后置的车辆，要将车速表指针的偏转动力由变速箱经软轴等传至驾驶室，软轴必然布置的较长，如何将这种长长的转动软轴从结构上布置妥当，肯定是一件十分困难的事情。后来人们又利用模拟技术来测速，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，这种测速虽然有了很大的改进，但是还不是很精确。使用单
10、片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。这不仅使得机械简单化，更是提高了检测精度。目前随着我国城市规模的迅速扩大及农村道路的日益改善，长期依靠脚踏自行车的人们将会把目标转向电动自行车，对电动自行车需求也会越来越大。人们对环境的关注以及相关技术的更新，有力地促进了电动自行车的发展。1.2 智能测速系统的设计目的本次设计通过AT89S52单片机芯片，并以霍尔传感器和美国MAXIM/DALLAS半导体公司的单总线温度传感器DS18B20为核心，将采集到的数据送入单片机处理，经过单片机内部将温度和转速数据的
11、计算处理后再送到LCD中进行显示。通过单片机的不断刷新数据，进而达到了对速度和温度进行实时采集显示。通过本系统分为硬件和软件两个部分，硬件部分由四个部分组成，即单片机最小系统模块、温度采集模块、速度测试模块以及显示部分组成，所用的的软件有KEIL 编程软件、proteus仿真软件以及DXP 2004.除了达到本次论文设计要求外，最重要的目的是通过对各模块的分析以及对各软件使用起到巩固作用。 第二章 系统功能分析2.1 系统功能概述系统功能：本次系统主要是通过通过单片机来实现控制要求的，通过温度传感器的单总线和单片机通信从而读取所测温度。霍尔传感器测转速发送脉冲给单片机，通过定时器和计数器共同处
12、理的结果下，算出实时的速度，从而通过显示模块显示出来。系统的应用：该系统主要用于一些需要测速度的场合，对于科技日益发展的今天，车辆也是越来越多，在人们倡导低碳的环保大环境下，电动车也是日益增多，该系统设计主要是用于自行车和电动车上，可以直观的显示实时速度和气候的温度。给人们的生活带来方便。因此该系统具有一定的发展前景。2.2 系统设计方案 根据系统的要求，将系统主要分为测温模块、测速模块、cpu处理模块和显示模块。在测温模块中，通过传感器的单总线和单片机实行通信检测温度。测速模块通过测转速，经过一定的公式来换算成测速度，这种方法简单而实用。显示模块主要是进行一个实时的将单片机内部处理的数据实时
13、的更新显示出来。 系统设计模块组成图 ：温度传感器单 片 机 LCD显示电路速度传感器 设计的内容： 温度测量系统：1、能够实现温度测量2、用液晶显示器显示3、做实物测速系统: 1、能够测量速度 2、用液晶显示器显示3、做实物第三章 硬件模块设计3.1 方案论证 根据设计要求确定了系统的设计方案，接下来选择各个模块的器件选择也是至关重要的，因为一个好的系统必须要有一个好的硬件设备才能发挥系统的优势。3.1.1 单片机芯片 单片机的种类比较多，世界上不同的国家的很多芯片厂商都生产不同的单片机，如生产的AT89C51、AT89S51、52等，Philips（飞利浦）公司的P80C54、P87C52
14、8等，Intel（英特尔）公司的i87C58、i87C51FC等,Siemens（西门子）公司的C501-1R、C513A-H等，STC公司的STC89C51RC、STC89S52RC等等。而且单片机有8位、16位以及32位的，但是目前应用最广的还是8位的单片机。本次设计中我从对芯片的熟悉程度和成本的两个角度考虑，确定了选择Atmel公司的AT89S52作为本次设计的单片机芯片。3.1.2 测速传感器 方案一：旋转编码器旋转编码器具有无触点、高转速、高分辨率、安全可靠性高等优点。旋转编码器有两种分为光电式和磁电式。光电编码器的工作原理与光电传感器类似，内部由光电传感器、信号处理电路、码盘等组成。它在使用时必须要用联轴器将它的轴和被测对象的转轴连接起来才能获得多种输出信号。利用它来测速的原理就是当被测对象旋转一定距离就发出一个脉冲信号从而达到测速的目的。旋转编码器一般广泛用在工业生产中，如数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达和军事科研等高精度的领域。以下图3-1是深圳市华瑾光电科技公司产的光电编码器的一种产品 图 3-1 方案二：光电传感器 光电传感器是应用非常广泛的一种器件，根据用的不同场合，一般都会做成不同的形式，如透射式、反射式等。红外对管就是一个典型代表。光电传感器
