基于单片机的测速仪
【毕业论文】基于AT89C2051单片机电动车测速仪的设计
中文摘要单片机改变了我们生活,纵观我们现在生活的各个领域,从导弹的导航装置,到飞机上各种仪表的控制,从计算机的网络通讯与数据传输,到工业自动化过程的实时控制和数据处理,以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等,这些都离不开单片机, 单片机有着广阔的应用前景.科技的进步需要技术不断的提升。
一块大而复杂的模 拟电路花费了您巨大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。
而现在，只需要一块几厘米见方的单片机，写入简单 的程序，就可以使您以前的电路简单很多。
相信您在使用 并掌握了单片机技术后,不管在您今后开发或是工作上，一定会带来意想不到的惊喜。
本次设计选用AT89C2051单片机作为设计对象，在AT89C5X系列单片机中，AT89C1051,AT89C1052均属于低档次机型 依据设计要求和成本的考虑单片机的选型，AT89C51是单片机系列主流芯片之一，但是此单片机价格比较高.此次设计针对的对象是测速仪的开发，应用领域定为自行车或简单的需要研究测速设备的开发，相对来说是想功能不是很复杂，需要技术要求不高，AT80C2051可以满足我们的设计所以我们选用AT89C2051这个系列单片机进行开发.关键词：单片机，AT89C2051，测速仪英文摘要SCM has changed our life, we, we are now all spheres of life, from the missile to the aircraft navigation devices, various kinds of instrument control, from the computer network communication and data transmission, to industrial automation process real-time control and data processing, as well as our life is widely used in all kinds of intelligent IC card, electronic pets, these are inseparable from a single-chip microcomputer, SCM has wide application prospects. The progress of science and technology need technologies on the ascension. A large and complex mode to spend your circuit huge energy, various components increase your cost. And now, only need a few cm dices microcontroller, writing simple procedure, can make you a lot of simple circuit before. Believe you in use and master of single chip microcomputer, no matter your future development or in work, must be an unexpected surprise. This design choose AT89C2051 single chip microcomputer as design object, in AT89C5X series microcontroller,AT89C1051, AT89C1052 all belong to a low grade model according to the design requirements and cost for the choice of single-chip microcomputer AT89C51 microcontroller is one of series of mainstream chip, but the single chip prices are higher. The design of the object is in the development, application field speedometer as the bike or simply need to speed the development of equipment, research is relatively want to function is not very complex, need technical requirements is not high, AT80C2051 can meet our design so we choose AT89C2051 this series microcontroller development.Key words: a single-chip microcomputer, AT89C2051, speedometer目录前言 -----------------------------------------------------------1 第一章 内容简介1.1单片机定义------------------------------------------------------1 1.2单片机介绍------------------------------------------------------1 1.3单片机发展历史及趋势--------------------------------------------2 1.3.1发展历史四个阶段--------------------------------------------2 1.3.2发展趋势----------------------------------------------------3 1.4单片机的应用----------------------------------------------------3 1.5 AT89C2051单片机简介--------------------------------------------4 1.6测速仪的应用----------------------------------------------------4 第二章 需求分析2.1需求分析--------------------------------------------------------5 2.2设计重点--------------------------------------------------------5 2.3系统原理图------------------------------------------------------5 第三章 硬件设计3.1 AT89C2051单片机在设计中的应用----------------------------------6 3.2 LCD显示器介绍--------------------------------------------------8 3.3时钟电路--------------------------------------------------------9 3.4复位电路-------------------------------------------------------10 第四章 软件设计4.1设计构想-------------------------------------------------------11 4.2设计原理图-----------------------------------------------------11 4.3程序流程图-----------------------------------------------------11 4.4主要程序-------------------------------------------------------12 第五章 系统仿真5.1仿真软件的应用-------------------------------------------------15 5.2电路设计图-----------------------------------------------------15 5.3keil 开发工具介绍----------------------------------------------17 5.4Keil编译和链接-------------------------------------------------5.4仿真结果-------------------------------------------------------18 5.5 结论-----------------------------------------------------------19 5.6 总结-----------------------------------------------------------19 参考文献-----------------------------------------------------------21 致谢词-------------------------------------------------------------22 附录前言本次设计是基于AT89C2051系列单片机的开发，单片机的型号系列很多，从早期的MCS-51到AT89C5X系列单片机经过很多功能上加强，不断的适应如今的电子时代的发展，尽管单片机的品种很多，在我国使用最多的还是Inter 公司的MCS系列单片机 MCS-51系列单片机中的8051是最早，最典型的产品，20世纪80年代中期以后，Inter公司已把精力集中在 CPU芯片的开发上。
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。
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。
基于AT89S52单片机LCD数字测速仪设计
基于AT89S52单片机的LCD数字测速仪的设计在现代工业测量中，转速的测量显得非常重要。
本文基于at89s52单片机，利用optc光断续器和lcdl602液晶显示屏，对数字测速仪进行设计。
1 硬件结构设计本系统设计分为主控制模块、电源电路、lcd显示模块、信号输入模块、晶振电路、复位电路几个模块，系统结构框图如图1所示。
其中主模块采用at89s52单片机，信号输入主要采用optc光断续器。
(1)at89$52单片机。
at89s52单片机是一种低功耗、高性能cmos 8位微控制器，具有8k的系统可编程flash存储器。
设计采用at89s52作为系统的控制芯片，它的优点是体积小、抗干扰能力强、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。
(2)optc光断续器。
optc光断续器即光电开关。
其工作原理是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体的有无。
物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。
将其输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
多数选用波光接近可见光的红外线光波型。
光电开关可分为：对射式光电开关和槽式光电开关。
设计采用对射式光电开关，这种光断续器具有下列特点：体积小、可靠性高，外围电路少，能与ttl、lstyl、cmos器件直接连接，工作电压范围大(vcc=4.5～16v)。
2 硬件工作原理电路以at89s52芯片为核心，充分利用单片机的运算及其控制功能，并采用主控模块、信号输入模块、电源电路、复位电路、晶振电路等各模块，通过系统化lcd显示模块实时显示所测速度的数值。
设计以optc光断续器作为信号源，optc光断续器将发光部分的gaas红外光二极管和感光部分的光电二极管以及信号处理电路集成在一块芯片上。
当轮子转动一周时，optc光断续器则产生一个感应信号，再将产生的感应信号转换成为数字信号输入单片机中，再经过数据的运算处理后便得到该轮子的实际速度。
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。
基于单片机的数字测速仪设计
学号：常州大学毕业设计（论文）（2012届）题目学生学院专业班级校内指导教师专业技术职务校外指导老师专业技术职务二○一二年六月基于单片机的数字测速仪设计摘要：在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为数字式和模拟式两种。
模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。
数字式通常采用光电编码器，霍尔元件等为检测元件，得到的信号为脉冲信号。
随着微型计算机的广泛应用，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法。
本论文描述了一个以AT89S52单片机控制模块、红外传感器采集模块、电机驱动模块和报警模块为主要部分组成的转速测量系统。
该系统以一对红外发射和接收二极管形成光路，通过照射到齿盘上颜色的变化对光路形成脉冲，单片机采用同步M/T法对脉冲计数，经过内部数据处理得出转速，并通过1602液晶显示器显示出结果。
同时当转速超过其所设定的数值时，系统对其进行报警。
通过L298N电路调节电机转速，从而实现在一个电机上对低转速和高转速的测量。
关键词：AT89S52单片机；同步M/T法；1602液晶；L298N电路Design of digital speedometer based on single-chip microcomputerAbstract：In engineering practices, the situation of measuring revolving speed often occurs. There are two ways to measure revolving speed: analog type and digital type. With analog type, tachogenerator is used as detecting element, which brings out analog quantity, while with digital type, photoelectric encoder, Hall element etc. are often used, which brings out pulse signal. With the widespread of microcomputers, especially highly cost-efficient microcontroller, we often use microcontroller as the core of measuring revolving speed.This paper focuses on describing a revolving speed measuring system composed by AT89S52 microcontroller (controlling module), infrared sensor (collecting module), electrical machine (driving module), and alarming module, which uses a pair of infrared emitting-and-receiving diodes to form the optical path. Through the interval block-out from the change of colors on the fluted disc, electric pulse can be generated. The microcontroller uses synchronic M/T method to measure the time of pulse, then after inner data analysis, the author can get the revolving speed and finally a 1602 LCD is used to show the result. When the revolving speed outstrips the fixed number, system alarms. What’s more, through the use of L298 circuit to adjust the revolving speed of electrical machine, the measurement of low and high revolving speeding in one electrical machine can be realized.Key words：MCS52; Synchronic M/T method ; 1602 LCD; L298 circuit目录摘要 (II)目录 (III)1引言 (1)1.1课题研发的背景和意义 (1)1.2数字测速仪的国内外研究现状及发展趋势 (1)1.3课题的主要内容和任务 (2)2系统分析与总体设计方案 (3)2.1数字测速仪的基本工作原理 (3)2.2数字测速仪的整体设计结构 (3)2.3数字测速仪的测量方案的分析 (4)2.3.1转速测量方案论证 (4)2.3.2电机驱动方案论证 (4)2.3.2键盘显示方案论证 (4)2.3.3 PWM软件实现方案论证 (4)2.4转速测量原理 (5)2.4.1测频法“M法” (5)2.4.2测周期法“T法” (5)2.4.3测频测周法“M/T法” (6)3系统硬件电路设计 (8)3.1控制模块 (8)3.1.1模块控制的选择 (8)3.1.2 AT89S52单片机介绍 (8)3.1.3单片机的最小系统 (12)3.2红外传感器信号采集模块 (13)3.2.1红外光电管芯片介绍 (13)3.2.2红外光电管的工作原理 (13)3.2.3 LM339电压比较器芯片介绍 (14)3.2.3电压比较电路设计 (14)3.2.4红外采集模块电路设计 (15)3.3电机驱动模块 (16)3.3.1 L298N芯片介绍 (16)3.3.2电机驱动模块电路设计 (18)3.4 液晶显示模块 (19)3.4.1 LCD1602液晶显示 (19)3.4.2显示模块的电路设计 (21)3.5电源模块 (21)3.6蜂鸣器报警模块 (22)3.6.1蜂鸣器 (22)3.6.2发光二极管 (23)3.6.3报警电路的设计 (23)4系统的软件设计 (25)4.1中断服务子程序的设计 (26)4.2电机驱动模块子程序的设计 (26)4.3显示子程序的设计 (27)4.4报警电路子程序的设计 (30)5系统调试 (31)5.1硬件调试 (31)5.2软件调试 (31)5.3综合调试 (31)5.4调试结果 (31)5.4实物展示 (32)6结论与展望 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录A (37)附录B (38)1引言1.1课题研发的背景和意义转动物体的速度是测控系统中的重要参数之一，它的应用范围广，实用价强。
基于单片机的LCD数字测速仪设计
致谢： 感谢答辩组的各位老师！ 感谢我的导师李江洁老师！
鉴于本人水平有限，不足之处， 请各位老师指正。
答辩人：王赛
设计思路
硬件电路包括AT89S52单片机的外围电路
以及LCD显示电路等。根据单片机硬件系统的
设计，构建软件系统，分别对硬件系统的配置
予以估计，使其能够对物体通过进行测量。同
时分析接口电路，显示所测物体的速度。
软件设计包括：芯片的初始化程序、显示
子程序等，软件采用C语言编写，软件设计的
思想主要是自顶向下，模块化设计，各个子模
块逐一设计。
设计方案
电源电路
复位电路 晶振电路
主控模块 AT示-- 1602A
能耗低 显示的质量相对较高 接口采用的是数字式接口 显示屏的体积比较小巧且重量非常轻
主程序流程图
开始 初始化 信号采集 数据转换 数据处理 LCD显示
主程序行 计数器,断口,中断,初始化
P3.2是否有信号入 计算速度
送显示缓冲区 LCD显示
等待
仿真模拟图
实物图
展望
因时间有限，该设计有一点功能还未能实 现，需要继续努力。 该设计还可继续完善的功能有： （1）更精确的显示所测速度 （2）减小所测物体范围的局限性 完善的方法是选用更好的信号采集器件， 比如雷达（流动测速）、摄像机（摄像机 摄像区内通过位移及时间测定速度）等。
总结
本系统根据速度测量系统的硬件设计 和要求,设计出相应软件系统。文中首先 对单片机用于速度测量的理论、原理进 行了简单的分析、比较，并对基于 AT89S52单片机的速度测量电路做了简 单的介绍，详细阐述了软件的设计，编 译程序，最终实现速度测量、显示的功 能，再通过调试使程序通过编程器写入 芯片。
基于单片机的LCD数字测速仪设计
基于单片机的LCD数字测速仪设计Design of LCD Digital Velocimeter Based onSingle-chip Microcomputer学部：信息专业：计算机科学与技术毕业设计（论文）完成时间：自 2012 年 12 月至 2013 年 5 月摘要本课题是基于单片机的数字测速仪的设计。
系统以AT89S52为主控模块，OPTC光断续器测速，实现对通过物体的速度的测量，并能把测到的信号传递给单片机进行计算，并通过单片机输出驱动信号，用LCD数字显示屏实时显示。
系统的硬件部分包括AT89S52、信号输入模块、电源电路、复位电路、晶振电路和LCD显示模块。
OPTC光断续器用于信号输入，显示模块选用型号为1602A 的LCD数字显示屏。
复位电路的作用是控制CPU的复位状态，防止CPU发出错误指令、执行错误指令。
晶振电路的作用是为系统提供基本的晶振信号。
本课题主要研究了测速仪所涉及的硬件方面的问题。
并对单片机、OPTC光断续器及系统出现的误差和电路设计中出现的问题进行分析和讨论。
关键词：速度；单片机；光断续器；LCDAbstractThis article design a number Velocimeter based on Single-chip Microcomputer.The system uses an AT89S52 as main control module.OPTC Photoelectric interrupter is used to measure speed so that it can be measured of through object speed and transmit the detected signals to the SCM to calculate.At the same time, SCM outputs the drive signals to the LCD digital display screen to real-time display.The hardware of the system consists of AT89S52、signal input module、electric source、reset circuit、crystal oscillator circuit and LCD display module which is using 1602A model. OPTC Photoelectric interrupter is used to input signals.The function of reset circuit is to reset CPU.It can prevent the CPU to send wrong instruction or execute error instruction. The function of crystal oscillator circuit is to provide crystal oscillator for the system.The paper is mainly talk about the hardware problem of Velocimeter,analysis and discussion about Single-chip Microcomputer、OPTC Photoelectric interrupter and the error of the system as well as the problem in the Circuit design.Keywords：Speed SCM Photoelectric interrupter LCD目录1 概述 (1)2 方案选择 (1)2.1 项目功能 (1)2.2 方案论证 (1)2.3 开发环境的选择 (3)3 硬件设计 (3)3.1 主要电子元件 (3)3.1.1 单片机芯片 (3)3.1.2 显示单元 (4)3.1.3 测速单元 (4)3.2电路图 (5)4 软件设计 (5)4.1 总体设计 (6)4.2 主要程序代码 (6)4.2.1 写指令到LCD子函数 (6)4.2.2 写数据到LCD子函数 (7)4.2.3 显示指定坐标的一个字符子函数 (7)4.2.4 显示指定坐标的一串字符子函数 (7)5 仿真结果与分析 (8)5.1 项目测试 (8)5.2 结果及问题 (8)6 实物制作结果与分析 (10)6.1 制作过程 (10)6.2 问题及结果 (11)结论 (11)参考文献 (12)致谢 (13)1 概述现如今，在我们生活中的方方面面及各个领域都有单片机的身影。
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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。
本文在此基础上，对权数字测量转速系统的硬件和编程作探讨测速装置在电力系统中占有重要地位。
对测速的装置要求是分辨力强，精度高，尽可能在短的时间内完成检测。
本设计通过应用霍尔传感器通过测量磁场强度，来得到稳定的脉冲方波信号，实现机车转速的测量。
设计以STC89C51为核心，通过对硬件电路的设计和软件C语言的描述，利用单片机的运算和控制能力，实现测速设计。
设计中，由于采用了系统化的LCD现实模块，以及高效快速算法，因而可在节约系统资源和简化程序设计的基础上保证测量精度和系统实时性。
关键词：单片机；测速装置；霍尔传感器Abstract：With large scale integrated circuit technology improve the MCU application technology, especially with its powerful, price cheap remarkable characteristic, make the digital measurement speed system is widely used. This paper on the basis of digital survey speed right system hardware and programming for discussionSpeed measuring devices in power system occupies an important position. System of speed device requirements are resolution is strong, high precision, as far as possible in a short time to finish detection. This design through application hall sensor-based by measuring magnetic field intensity, to stabilize the pulse signal, realize the locomotive torque-current speed measurement.Design with STC89C51 as the core, through to the hardware circuit design and software C language description, of the microcontroller calculation and control ability and to achieve speed design. Design, as a result of the systematic LCD module and high real fast algorithm, thus in saving system resources and simplify programming based on guarantee measuring precision and real-time system.key words: SCM, Speed measuring devices, Hall sensors目录1 概述 (5)1.1课题研究的目的 (5)1.2课题研究的主要内容 (5)1.3 方案论证 (6)1.4 系统的工作过程 (6)1.5主控制器 (7)2 硬件设计 (11)2.1 霍尔传感器介绍 (11)2.2 霍尔传感器测速原理 (11)2.3 测量磁场 (12)2.4 工作磁体的设置 (13)2.5 工作方法 (14)2.6 齿轮、感应距离和角精度 (15)2.7 电路图设计 (15)2.8 主电路设计 (16)2.9 蜂鸣器的作用 (16)2.10 液晶显示模块概述 (18)3 软件设计 (20)3.1 程序流程图 (20)3.2 程序设计见附1 (20)参考文献 (21)谢辞 (22)附1：程序设计 (23)1 概述1.1课题研究的目的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C52系列单片机设计一种全数字化测速仪器，并从提高测量精度的角度出发，分析讨论起产生误差的可能原因，为今后的实际使用提供参考。
本设计以单片机为中心，设计权数字化测速仪器，这在工业控制和民用电器中都有较高的使用价值。
总之，转速测量仪器的研究是一个非常有意义的课题。
1.2课题研究的主要内容系统以单片机SCT89C52为控制核心，用霍尔传感器作为测量转速的检测元件，经过单片机数据处理，用RT12864M汉字图形点阵液晶显示模块显示速度和运行实际。
1.2.1设计要求1）可以对低速物体的转动速度、运行时间进行测量。
2）当物体运行速度超出一定限制时蜂鸣器会发出报警信号。
1.2.2难点霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，由于本仪表在日常应用中很有可能出于较强电磁干扰的环境中，因此必须采取抗干扰措施，否则系统难以稳定、可靠运行。
1.3 方案论证要测速，首先要解决时采样的问题。
在使用模拟技术制作测速表时，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。
使用单片机进行测速，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。
在本方案中，测量转速的霍尔传感器和被测物体同轴连接，机轴每转一周，产生一定量的脉冲个数，由霍尔器件电路部分输出。
经光电耦合器后，成为转数计数器的计数脉冲。
同时传感器电路输出幅度为12V的脉冲经光电耦合后降为5V，保持C52逻辑电平相一致。
控制计数时间，即可实现计数器的计数值对应机轴的转速值。
CPU将该值数据处理后，在LED现实屏上显示出来。
一旦超速CPU通过喇叭发出报警信号。
1.3.1系统组成单片机转速测量系统由传感器、处理器和显示器四个部分组成。
传感器采用霍尔器件将低速物体的转速转化为脉冲信号，处理器采用C52单片机，计数器采用单片机片内计数器完成脉冲信号的计数，显示器采用2864M汉字图形点阵液晶显示模块进行显示。
图1.1 系统组成框图1.4 系统的工作过程测量转速的霍尔传感器与物体的机轴相连，机轴每转一周，产生一定的脉冲个数，由霍尔器件电路部分输出，成为转速计数器的计数脉冲，控制计数时间，即可实现计数器的计数值对应机轴的转速值，单片机CPU将该数据处理后，通过显示屏显示出来。
1.4.1转速的测量转速传感器由磁钢、霍尔元件组成，将以非磁性圆盘固定装在物体的转轴上，圆盘边缘等距离用环氧树脂粘贴块状磁钢，磁钢采用永久磁铁分割成的小磁块，其磁力较强，霍尔元件固定在距磁块平面1—3mm处，当磁块与霍尔元件位置相对发生变化时，通过霍尔元件感磁面的磁场强度就会发生变化，圆盘转动，磁块靠近霍尔元件，穿过霍尔元件的磁场较强，当圆盘转到使霍尔元件处于磁块之间时，磁力线分散，霍尔元件输出低电平，当磁场减弱时，输出高电平，从而使得在物体转动过程中霍尔开关集成电路输出连续脉冲信号。
1.5主控制器使用单片机，对于单片机的选择，可以考虑使用8031与8052系列，由于8031没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而适用。
SCT89C51是美国ATMEL 公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可编程的Flash 只读程序存储器和内部集成了看门狗系统，兼容标准8051指令系统及引脚。
它集Flashi程序存储器既可在线编程，也可用传统方法进行编程，所以低价位SCT89C52单片机可为提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域，对于简单的测温系统已经足够。
单片机SCT89C52具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。
主要特性如下：● 4K字节可编程闪烁存储器●寿命：1000写/擦循环●数据保留时间：10年●全静态工作：0Hz-24Hz●三级程序存储器锁定● 128*8位内部RAM● 32可编程I/O线●两个16位定时器/计数器● 5个中断源●可编程串行通道●低功耗的闲置和掉电模式●片内振荡器和时钟电路1.5.1 AT89C52 引脚功能介绍SCT89C52单片机为40引脚双列直插式封装。