基于单片机控制的智能车测速算法研究
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。
基于单片机的行车测速系统
基于单片机的行车测速系统XX(XXXX，XXXX)摘要本设计采用AT89S52单片机作为控制芯片，利用霍尔传感器采集被测信号，将被测信号通过单片机计算在LCD上进行显示，另外通过矩阵键盘设置计算参数，并使用存储芯片储存重要数据和参数，构成了基于单片机的行车测速系统。
该测速系统除了可以测量车辆行驶速度，还可以记录车辆行驶里程，而且具有价格便宜、使用方便、可靠性高等特点，并能够有效提高对测速传感器输出信号测量的准确性和稳定性，在日常生活运用中具有独特的优势。
关键词AT89S52；测速系统；霍尔传感器1 绪论如今随着半导体技术的不断发展，微控制单元MCU（MicroControllerUnit）以其集成度高、功能强、速度快、可靠性好等特点被电子系统开发人员广泛的运用到控制系统、智能仪表、机电一体化产品、智能接口、智能民用产品等领域。
单片机的突出特点是体积小，抗干扰性好，功耗小，可靠性好，有较强的模拟接口，代码保密性好，所以得到了官方的应用[1]。
采用单片机作为主芯片可以有效的解决对采样信号的处理问题，并能够降低开发成本，提升开发的效率和开发的质量。
现代汽车上一般都装有发动机控制、自动驾驶、ABS、TRC、自动锁车门、主动式悬架、导向系统、电子仪表等装置[2]，这些装置都需要汽车车速信号。
速度是一个很重要的物理量，获取准确的速度能够保证车辆行驶的安全性，而基于单片机技术的测速系统具有价格便宜、使用方便、可靠性高等特点，能有效提高对测速传感器输出信号测量的准确性和稳定性。
因此本文提出了一种基于单片机的行车测速系统，有效速度范围为10~300 km/h，完全符合JJG 527-2007的标准测速仪的速度范围为20~180 km/h和MPE为±1%的要求。
因此，其可用于机动车的测速，为机动车的安全驾驶提供安全保障和技术支持。
2 方案的设计与论证2.1 测速系统主要组成器件的选择与论证2.1.1 微控制器的选择方案一：采用80C52单片机实现。
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51单片机智能小车(电路+程序+论文)
基于单片机的多功能智能小车设计论文(摘要（关键词：智能车单片机金属感应器霍尔元件 1602LCD）智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。
智能电动车就是其中的一个体现。
本次设计的简易智能电动车，采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心；采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片，从而把反馈到的信号送单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶，并且单片机选择的工作模式不同也可控制小车顺着S形铁片行驶；采用霍尔元件A44E检测小车行驶速度；采用1602LCD实时显示小车行驶的时间，小车停止行驶后，轮流显示小车行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。
本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。
目录1 设计任务 (3)1.1 要求 (3)2 方案比较与选择 (4)2.1路面检测模块 (4)2.2 LCD显示模块 (5)2.3测速模块 (5)2.4控速模块 (6)2.5模式选择模块 (7)3 程序框图 (7)4 系统的具体设计与实现 (9)4.1路面检测模块 (9)4.2 LCD显示模块 (9)4.3测速模块 (9)4.4控速模块 (9)4.5复位电路模块 (9)4.6模式选择模块 (9)5 最小系统图 (10)6 最终PCB板图 (12)7 系统程序 (13)8 致谢 (46)9 参考文献 (47)10 附录 (48)1. 设计任务：设计并制作了一个智能电动车，其行驶路线满足所需的要求。
1.1 要求：1.1.1 基本要求：（1）分区控制：如（图1）所示：（图1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线）。
在第一个路程C~D区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于10s；第二个路程D～E区（2米）以高速行驶，通过时间不得多于4秒；第三个路程E~F区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于10s。
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。
基于单片机的智能车速度控制系统_
图1 智能车速度控制系统在两个相邻的输入脉冲的间隔时间T内，用一个计数器对高频基准信号的脉冲数进行计数，由计数值来计算转速，原理图如图4所示。
计算公式推导：设计码盘格数为40，旋转一周能产生20个脉冲。
高频基准信号是通过对系统时钟128分频获得，实际频率f0=24M/128=187.5KHz。
在T法测速中，测速时间T是用计数器所得的基准信号脉冲个数M2来计算的，即T=M2/f0，对应后轮转速为：n=2/ ZT=2f0/ZM2，经测量小车的后轮周长为17cm，所以小车速度的计算公式如式(1)所示：(1) 3 速度控制策略为微分系数；T为采样周期周期；T D为微分周期e n为第n次偏差，差。
强制输出一个最小值u max，在速度误差较大时Bang调节比PID调节响应速度更快如式3所示。
式中e n为给定速度减去反馈速度的差值(3)3.3 增量式 PID 控制配合 BangBang 控制为了实现，在赛道曲率变化不大时且智能车高速匀速稳定行驶，采用增量式PID控制道时，智能车能够很快地反转刹车好通过弯道；在弯道进入直道时，高速度，以高速在直道上行驶。
我们采用的速度控制策(4)图2 两片33886并联实现驱动电机正反转电路4 速度控制周期采用的控制周期方案是：测速程序是通过单片机的输入捕捉中断来完成的，即车轮每转一周(0.17m)，将产生 20 次中断，在这20次中断过程中，能运行20次的速度检测，如果按照平均车速 1.8m/s 计算的话，那么每一次输入捕捉中断的时间为：0.17/(18×20)=4.7ms，也就是每隔4.7ms得到一个反馈速度。
速度控制程序是指单片机每隔一定时间(如10ms)根据给定的速度和反馈速度进行速度的闭环控制。
反馈速度是通过上面的输入捕捉中断方式读取，给定速度通过查询方式获得。
速度控制程序在定时中断程序中执行，而定时中断是通过模数递减计数器来实现的。
这样程序在运行中存在两个中断，并且输入捕捉中断优先级高于模数递减计数器的定时中断。
基于 stm32 单片机的智能小车控制
基于 stm32 单片机的智能小车控制摘要：进入21世纪以来，智能化已成为时下最热门的课题。
智能小车在日常生活、交通、军事等领域中发挥了独有作用，不仅断提高了人们的生活品质，而且还能够提升人们的服务效率、工作效率，成为了智能化研究的热门课题。
利用超声波传感器和SG90舵机组成超声波云台，以stm32单片机作为控制核心，对智能小车控制进行详细研究。
关键词：stm32单片机；智能小车；控制引言本文所设计的基于STM32F103的无线智能小车控制系统，其中以STM32F103单片机为控制核心，小车辅助避障模块为E18-D80NK光电传感器，使用超声波传感器和SG90舵机组成超声波云台，并将红外发射管、红外接收管和LM339电压比较器进行组合作为智能小车巡航传感器。
该小车在前进时能够检测一定范围内的障碍物距离，实现智能小车巡航、防摔等功能。
并且智能小车上安装GPS定位模块和无线模块，能够控制智能小车能够避开障碍自由行走。
GPS模块用于智能小车定位，无线模块能够使智能小车通过无线通信连接，与PC无线通信连接，将智能小车定位信息及障碍物距离信息显示到PC上，从而通过PC端控制智能小车的行走。
另外，为了驱动智能小车行走，并测量左右轮转速，直流电机驱动分别采用了TB6612FNG电机驱动模块和槽型光耦传感器、测速码盘，在PWM脉宽改变电机转速上，通过PID控制器实现小车调速功能。
一、基于STM32单片机的智能小车的硬件设计1.1主控芯片设计为了满足大多数嵌入式系统控制要求，采用STM32F103单机片，其性能优越且性价比较高。
1.2传感器设计避障系统传感器采用成本低、距盲区小及灵敏度高的HC-SR04超声波测距模块，该模块具有更好的抗干扰能力、可非接触测量0.02～4m的障碍物距离；巡航传感器选用模块价格便宜、体积较小的红外传感器，但该传感器多在没有强光的环境中使用，抗干扰能力较差，可控制小车巡航，防止摔倒；测速模块采用槽型光耦传感器和测速光电码盘组成测速系统，模块采用施密特触发器抖动触发脉冲，只要有非透明物体阻挡模块光电射槽，就可以触发模块输出5VTTL电压，触发脉冲稳定。
基于单片机的智能小车速度控制设计
基于单片机的智能小车速度控制设计一、本文概述随着科技的飞速发展，智能化、自动化已成为现代工业和生活的重要趋势。
智能小车作为这一趋势的代表之一，其研究与应用日益受到人们的关注。
智能小车在无人驾驶、物流配送、智能巡检等领域具有广泛的应用前景。
而速度控制作为智能小车运行过程中的关键环节，其设计的优劣直接影响到小车的性能与稳定性。
因此，本文旨在探讨基于单片机的智能小车速度控制设计，以期为智能小车的实际应用提供有益的参考。
本文将首先介绍智能小车速度控制的重要性及其研究背景，阐述基于单片机的速度控制设计的基本原理与优势。
接着，文章将详细分析智能小车速度控制系统的硬件组成和软件设计，包括单片机的选型、电机驱动电路的设计、速度传感器的选择以及控制算法的实现等。
在此基础上，文章还将探讨如何通过优化算法和硬件配置来提高智能小车的速度控制精度和稳定性。
文章将总结基于单片机的智能小车速度控制设计的实际应用效果，展望未来的发展趋势与挑战。
通过本文的研究，我们期望能够为智能小车的速度控制设计提供一种新的思路和方法，推动智能小车技术的进一步发展，为智能交通和智能化生活贡献一份力量。
二、智能小车速度控制的意义和现有技术智能小车的速度控制是现代智能车辆技术中的关键组成部分。
它对于提高小车的行驶安全性、提升运输效率以及实现无人驾驶等先进功能具有极其重要的意义。
精确的速度控制能够确保小车在复杂多变的环境中保持稳定，避免因速度过快或过慢导致的碰撞或延误。
通过速度控制，智能小车可以在不同路况和交通条件下实现自适应调整，提高行驶效率。
速度控制还是实现智能小车高级功能如自动巡航、自动避障等的基础，对于推动智能车辆技术的发展具有重要意义。
目前，智能小车的速度控制技术主要依赖于电子控制单元（ECU）和传感器技术。
ECU通过接收来自各种传感器的信号，如轮速传感器、加速度传感器等，实现对小车速度的精确控制。
同时，随着微处理器技术的发展，越来越多的智能小车开始采用基于单片机的控制系统，这种系统具有集成度高、成本低、可靠性强的优点。
基于单片机的智能小车速度控制设计
3.速度控制简介速度控制主要是指对智能小车的行驶速度进行控制，使其能 够按照预定的速度行驶，或者根据外界环境变化做出相应的速度调整。速度控制 的好坏直接影响到智能小车的性能和安全性。
二、设计思路
1.关键问题基于单片机的智能小车速度控制设计主要面临两个关键问题：一 是如何获取小车的实时速度；二是如何根据获取的速度信息来调整小车的行驶速 度。
在硬件设计方面，本次演示选用了一种常见的单片机，即STM32F103C8T6。 该单片机具有处理速度快、集成度高、外设接口丰富等特点，能够满足智能物料 搬运小车的控制需求。同时，为了实现小车的自动识别、定位和抓取功能，还选 用了以下硬件设备：
1、传感器部分：采用红外传感器和光电编码器相结合的方式，实现小车对 物料和位置的识别与检测。
analogWrite(motorPin2, 60);
上述代码中，我们通过编码器读取小车的实时速度，并根据速度阈值来判断 小车的速度状态。根据不同的速度状态，我们通过调节PWM信号的占空比来控制 电机的转速，从而实现对小车速度的控制。
三、实验结果
我们在实验中使用了基于Arduino单片机的智能小车速度控制设计，并对其 进行了多项测试。实验结果表明，该设计能够有效地控制小车的行驶速度，并具 有较高的稳定性。下表为实验数据记录：表1实验数据记录表在实验过程中，我 们发现该设计的最大优点在于其简单易行且稳定性高。
四、系统测试与结论
在完成硬件和软件的设计后，对整个系统进行了测试。测试结果显示，基于 单片机控制的智能循迹小车系统能够有效地实现自主循迹和避障功能，具有较高 的稳定性和可靠性。通过本设计的实践，可以得出单片机在自动化控制中具有广 泛的应用前景和发展潜力。
引言
随着科技的快速发展，智能化成为当今社会的关键词。智能小车作为一种智 能化的代表，具有广泛的应用前景。本次演示旨在研究基于STM32单片机的智能 小车控制，通过软硬件结合的方式实现小车的速度、循迹和刹车等控制功能，提 高小车的稳定性和灵活性。
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。
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基于单片机控制的智能车测速算法研究毕恩兴（西安铁路职业技术学院陕西西安710014）摘要：针对智能车速度闭环控制需要较高的实时车速测量精度这一问题，对测速传感器及信号处理电路进行了设计，依据数字测速原理，对不同的数字测速算法进行了研究，得出M/T 法测速在高、低速行驶范围内都有较好的理论测速精度，并以“飞思卡尔”S12单片机为硬件基础实现了M/T 测速算法，采用信号发生器模拟速度传感器信号，通过实验证明了M/T 测速算法的优越性，为智能车速度测量提供了理论依据及程序设计范例。
关键词：汽车工程；智能车；测速算法；飞思卡尔；嵌入式中图分类号：TN98文献标识码：A文章编号：1674－6236（2011）15-0118-05Research of smart car spead measurement algorithm based on single chipBI En -xing（Xi 'an Railway Vocational and Technical Institute ，Xi 'an 710064，China ）Abstract ：Aimed at the intelligent car adopts speed closed-loop control strategy ，precise value of car speed is required ，the thesis designs speed measurement sensors and signal processing circuits.By studying different digital speed measurement algorithms ，high theoretical speed measurement precision can be obtained with M/T method in the wide range of driving speed according to digital speed measurement principle.At the same time ，M/T speed measurement algorithm is achieved on the hardware basis of freescale S12single chip.Speed sensor signal is simulated by Signal Generator （SG ），and the advantages of M/T speed measurement algorithm are proved with experiments.As the result ，theoretical basis and program designing examples are provided for the speed measurement of intelligent car.Key words ：automotive engineering ；smart car ；speed measurement algorithm ；freescale ；embedded收稿日期：2011-06-22稿件编号：201106105作者简介：毕恩兴（1963—），男，陕西镇巴人，副教授。
研究方向：电子技术和制冷技术。
“飞思卡尔”智能车一般由：前瞻（路径传感器）、核心控制器、驱动器、测速模块等部分组成[1]。
为提高模型车的控制精度，引入车速闭环控制对于模型车在运行过程中的状态控制是十分重要的。
文献[1]与文献[2]仅对速度测量传感器的工作原理及如何安装速度传感器进行了说明，没有考虑在实际的使用过程中如何从测速算法角度减小测速误差，以及对不同数字测速算法的优缺点进行比较分析。
笔者主要针对速度传感器的信号输出特点，设计了速度信号处理电路，针对数字测速的特点分别对M 法、T 法、M/T 法这3种测速算法进行了分析、比较，最终选择了测速范围广、测速误差在一定范围内较小的适合模型车测速的M/T 法作为模型车测速算法并加以实现。
通过实验对测速算法进行了比较、分析，证明了理论分析的正确性，并为智能车测速提供了程序设计范例。
1测速电路硬件组成测速电路主要是由测速传感器与信号处理电路组成。
测速传感器的功能是将速度信号转换为电信号。
信号处理电路的功能是将传感器输出的信号转换为单片机可以识别的信号。
1.1测速传感器智能车竞赛中，测速传感器一般由发光二极管、光敏三极管与光栅组成，其工作原理是利用光栅遮挡发光二极管，使光敏三极管输出频率与转速成线性关系的电压信号，其结构如图1所示[3]。
1.2信号处理电路针对速度传感器的特点，在模型车车轮转动时，通过光栅遮挡发光管，从而使光敏三极管产生频率与速度成线性关系的电压信号。
对于单片机而言，由于是数字芯片，对于频率与速度成线性关系的模拟电压信号是不能直接识别的，故在此采用信号处理电路对速度信号进行调整，使其变为可以被单片机识别的数字脉冲信号。
具体的信号处理流程如图2所示，信号处理电路图如图3所示[4]。
图1测速传感器结构图Fig.1Speed sensor structure电子设计工程Electronic Design Engineering第19卷Vol.19第15期No.152011年8月Aug.2011－118－图3速度信号处理电路Fig.3Speed signal processing circuit由图2可知，该信号处理电路首先对速度电压信号进行削波处理，其次经过低通滤波器对高频干扰进行滤除，通过迟滞比较电路将信号整形为正负电压的方波信号，由于单片机只能识别逻辑正电平，故采用施密特触发器与二极管D75将负电平去除从而得到可以被单片机识别的数字信号。
图2速度信号处理流程Fig.2Speed signal processing flow2测速算法测速模块硬件的主要功能是：将频率随转速变化的模拟信号送入信号处理电路，最终转换成数字脉冲信号。
单片机通过对脉冲计数就可以得到转速的具体数值，该测量方法属于数字测速的范畴。
常用数字测速方法有：M 法、T 法和M/T 法。
2.1M 法测速在一定的时间T c 内测取测速电路输出的脉冲个数M1，用以计算这段时间内的平均转速，称为M 法测速。
如图4所示。
把M 1除以T c 就可得到测速电路输出脉冲的频率f 1=M 1/T c ，所以又称频率法。
电动机每转一圈共产生Z 个脉冲，把f 1除以Z 就得到电动机的转速。
在习惯上，时间T c 以秒为单位，而转速是以每分钟的转数r/min 为单位，则电动机的转速为n =60M 1e（1）上式中，Z 和T c 均为常值，因此转速n 正比于脉冲数M 1高速时M 1大，量化误差较小，随着转速的降低误差增大，转速过低时M 1小于1，测速装置便不能正常工作。
所以M 法测速只适用于高速段[5]。
2.2T 法测速在测速电路两个相邻输出脉冲的间隔时间内，用一个计数器对已知频率为f 0的高频时钟脉冲进行计数，并由此来计算转速，称作T 法测速，如图5所示。
在这，测速时间源于编码器输出脉冲的周期，所以又称周期法。
在T 法测速中，准确的测速时间T t 是用所得的高频时钟脉冲个数M 2计算出来的，即T t =M 2/f 0，则电动机转速为n =60Z T 1=60f 0Z M 2（2）高速时M 2小，量化误差大，随着转速的降低误差减小，所以T 法测速适合用于低速段与M 法恰好相反[5]。
2.3M/T 法测速在M 法和T 法结合起来，即检测T c 时间内测速电路输出的脉冲个数M 1，又检测同一时间间隔的高频时钟脉冲个数M 2，用来计算转速，称作M/T 法测速。
设高频时钟脉冲的频率为f 0，则准确的测速时间T t =M 2/f 0，而电动机转速为：n =60M 1t =60M 1f 02（3）采用M/T 法测速时，应保证高频时钟脉冲计数器与测速电路输出脉冲计数器同时开启与关闭，以减小误差，如图6所示。
只有等到测速电路输出脉冲前沿到达时，两个计数器才同时允许开始或停止计数[5]。
综上所述，3种方法中M法在高速时误差较小，低速时误差较大。
T 法在低速时误差较小，高速时误差较大。
M/T 法测速范围较广，在高速时相当于M 法，低速时相当于T 法。
对图4M 法测速原理Fig.4M speed measurement algorithm图5T 法测速原理Fig.5T speed measurement algorithm 图6M/T 法测速原理Fig.6M/T speed measurement algorithm 毕恩兴基于单片机控制的智能车测速算法研究－119－《电子设计工程》2011年第15期图7M/T 法测速算法流程图Fig.7Flow chart of M/T method于智能车而言从启动、加速到高速运行，速度范围较广，为了能够在各种情况下对车速进行精确测量，采用M/T 法较为适合。
3测速算法实现M/T 法的原理如图6所示。
该算法需要两个脉冲计数器、一个允许计数定时器。
并且要求两个脉冲计数器根据脉冲边沿同时开启与关闭，故需要对脉冲信号的边沿进行捕捉。
Freescale MC9S12DG128单片机的ECT 模块可以实现定时功能，并且可以实现对脉冲边沿捕捉的功能。
3.1ECT 相关功能模块说明1）脉冲输入捕捉、定时模块脉冲输入捕捉、定时模块的功能是：脉冲输入捕捉中断、定时器计数。
与该模块相关的控制寄存器有：TSCR1、TSCR2、ICSYS 、TIOS 、TCTL4、TIE 。
其分别可以完成：定时器使能、定时器分频、输入捕捉缓冲使能、触发模式设定、边沿触发类型设定、中断使能等功能[6-8]。
2）脉冲累加计数模块该模块的功能是：实现对外部输入脉冲进行累加计数。
与该模块功能相关的控制寄存器有：PACN01、PBCTL 。
分别可以实现：脉冲累加结果存储、脉冲累加计数器级联、脉冲累加计数器使能功能[6-8]。
3）模数向下计数定时模块该模块的功能是：实现长度可控的定时，采用16位减法计数的方法。
可以实现对允许计数时间的定时。
与该模块相关的控制寄存器有：MCCTL 、MCCNT 。
分别可以实现：计数器工作模式设定、中断使能、计数器使能、分频系数设定、定时器初值设定等功能[6-8]。
3.2M/T 测速算法程序流程设计速度测量算法主要通过3个模块来实现：脉冲输入捕捉定时模块、脉冲累加计数模块、模数向下计数定时模块。
测速程序主流程图如图7所示。
由图7可知，测速算法的实现，主要通过两个中断程序：脉冲输入捕捉中断程序、模数向下计数中断程序，的嵌套实现。