基于單片機(jī)測速系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-10-07 02:50 本頁面
【正文】 or； digital display； voice alarm； DC / DC convert 1 前言 研究背景 在全球倡導(dǎo)綠色環(huán)保的大趨勢下，我國加大了對車輛排放和噪聲的管理，由于電動自行車具有無污染、低噪聲和輕便快捷等優(yōu)點(diǎn)，是一種綠色環(huán)保的交通工具。隨著我國城市規(guī)模的迅速擴(kuò)大及農(nóng)村道路的日益改善，長期依靠腳踏自行車的人們將會把目標(biāo)轉(zhuǎn)向電動自行車，對電動自行車需求也會越來越大。人們對環(huán) 境的關(guān)注以及相關(guān)技術(shù)的更新，有力地促進(jìn)了電動自行車的發(fā)展。 研究意義 傳統(tǒng)的機(jī)械式車速表是由旋轉(zhuǎn)磁場作用于轉(zhuǎn)動盤，使轉(zhuǎn)動盤連同車速表指針發(fā)生同向的偏轉(zhuǎn)。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩與彈簧產(chǎn)生的阻力矩平衡時，指針偏轉(zhuǎn)停留在某一角度上。指針偏轉(zhuǎn)角與車速成正比，因而可用其表示車速。機(jī)械式車速表的缺陷是明顯的。由于表盤指針偏轉(zhuǎn)程度正比于軟軸的轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的磁力，當(dāng)轉(zhuǎn)速較低的時候，磁力較小，隨轉(zhuǎn)速變化波動較大。因此，低速時 車 速表指針擺動劇烈、測量及顯示精度不高。對于發(fā)動機(jī)后置的車輛，要將車速表指針的偏轉(zhuǎn)動力由變速箱經(jīng)軟軸等傳 至駕駛室，軟軸必然布置的較長，如何將這種長長的轉(zhuǎn)動軟軸從結(jié)構(gòu)上布置妥當(dāng)，肯定是一件十分困難的事情。 現(xiàn)在的車速表大多是電子式的，用 LED 數(shù)碼管或 LCD 顯示，使速度顯示更加直觀。采用 接觸車速傳感器代替軟軸傳動 ,可使車速表 的 安裝位置不受距離限制 ,有效地克服了機(jī)械式車速表中的諸多不足。 電子式車速表更加智能，車速表的功能也更加人性化，如加上了里程累計(jì)、超速提醒等功能。 2 總體設(shè)計(jì)方案 速度里程表由信號預(yù)處理電路、 AT89C2051 單片機(jī)、數(shù)碼管顯示電路、串口數(shù)據(jù)存儲電路和系統(tǒng)軟件組成。其中信號預(yù)處理電路包含信 號放大、波形變換和波形整形。信號預(yù)處理電路中的放大器用于對待測信號進(jìn)行放大 ,以降低對待測信號的幅度要求；波形變換和波形整形電路則用來將放大的信號轉(zhuǎn)換成可與單片機(jī)接口的 TTL 信號；通過單片機(jī)的設(shè)置可使 INT0 引腳能夠?qū)?nèi)部定時器T0 的工作進(jìn)行控制 ,這樣能精確地測出加到 INT0 引腳的正脈沖寬度 (即測出脈沖信號的周期 )；速度顯示部分采用數(shù)碼顯示模塊 , 所得的數(shù)據(jù)采用 I2C總線 , 并通 E2PROM來存儲 , 因而節(jié)省了所需單片機(jī)的口線和外圍器件 , 同時也簡化了顯示部分的軟件編程。系統(tǒng)軟件包括單片機(jī)和液晶模塊的 初始化模塊、 液晶模塊的寫數(shù)據(jù) / 命令子模塊、周期測量模塊、速度里程計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、速度和里程顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) BCD 碼模塊、顯示數(shù)據(jù)消多余零模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊以及實(shí)時中斷服務(wù)模塊等。 該設(shè)計(jì)能實(shí)時地將所測的速度顯示出來 , 同時也能夠累計(jì)顯示總里程數(shù)。該速度表能將傳感器輸入到單片機(jī)的脈沖信號的寬度 (傳感器將車速轉(zhuǎn)變成相應(yīng)寬度的脈沖信號 ) 實(shí)時地測量出來 ,然后通過單片機(jī)計(jì)算出速度和里程 , 再將所得的數(shù)據(jù)存儲到串口數(shù)據(jù)存儲器 , 并由動態(tài)數(shù)碼顯示模塊實(shí)時顯示出所測速度。本設(shè)計(jì)用兩個按鍵來控制顯示速度或里程?？紤]到 信號的衰減、干擾等影響 ,在信號送入單片機(jī)前應(yīng)對其進(jìn)行放大整形 , 然后再輸入到單片機(jī)進(jìn)行測速。單片機(jī)利用定時器 T0 的控制功能測出輸入信號的周期后 , 再利用單片機(jī)的算術(shù)運(yùn)算功能將周期轉(zhuǎn)換成速度 , 同時每秒鐘進(jìn)行 一次里程累計(jì) ,從而計(jì)算出總里程。最后將得出的速度、里程值存儲在 E2PROM 中 , 并根據(jù)兩個按鍵的選擇情況來顯示速度或里程。為了方便計(jì)算要顯示數(shù)據(jù)值的段碼 , 可再將其轉(zhuǎn)換成壓縮的 BCD 碼 , 然后通過查表將要顯示的數(shù)據(jù)值中每一位的壓縮 BCD 碼轉(zhuǎn)換成 8 段碼送到顯示緩沖區(qū) , 最后經(jīng)串口送至液晶顯示模塊以顯 示所測的速度或里程。設(shè)計(jì)時 , 應(yīng)綜合考慮測速精度和系統(tǒng)反應(yīng)時間。為了保證系統(tǒng)的實(shí)時性 , 系統(tǒng)的速度轉(zhuǎn)換模塊和顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) BCD 碼模塊都采用快速算法。另外 , 還應(yīng)盡量保證其它子模塊在編程時的通用性和高效性。本設(shè)計(jì)的速度和里程值采 用 2 位顯示。系統(tǒng)方框圖如圖 21 所示。 霍 爾傳 感 器信 號放 大 器波 形 變換 與 整 形單 片 機(jī)8 9 C 2 0 5 1超 速 語音 報(bào) 警L E D 顯 示A T 2 4 C 0 2存 儲 電 路電 動 車電 瓶 電 源D C / D C降 壓 器 圖 21 系統(tǒng)方框圖 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 變換 電路 設(shè)計(jì) 由于電動車電瓶的電源電壓大多是 24V， 36V， 48V 等，所以把電瓶電源 24V 轉(zhuǎn)換為單片機(jī)所需要的電壓 5V，本系統(tǒng)采用的 是 MC34063 制作的降壓變換電源 。 MC34063 引腳圖及原理框圖 如圖 31 所示 ： 12 3 48765開 關(guān) 管 集 電 極開 關(guān) 管 發(fā) 射 極 定 時 電 容 地電 流 檢 測V + 驅(qū) 動 管 集 電 極比 較 器 反 向 輸 入 A D B E Q T 1T 2+ 比 較 器C TC 振 蕩 器S R1 . 2 5 V r e f參 考 源 圖 31 MC34063 引腳圖及原理框圖 MC34063 是一單片雙極型線性集成電路 ,專用于直流 直流變換器控制部分 .片內(nèi)包含有溫度補(bǔ)償帶隙基準(zhǔn)源、一個占空比周期控制振蕩器、驅(qū)動器和大電流輸出開關(guān) ,能輸出 的開關(guān)電流 .它能使用最少的外接元件構(gòu)成開關(guān)式升壓變換器、降壓式變換器和電源反向器 。 特點(diǎn) :能在 的輸入電壓下工作 ； 短路電流限制 ； 低靜態(tài)電流 ； 輸出開關(guān)電流可達(dá) (無外接三極管 )； 輸出電壓可調(diào)工作振蕩頻率從 100HZ 到 100KHZ。 MC34063 是一種開關(guān)型高效 DC/DC 變換集成電路。它的內(nèi)部含有具有溫度補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)電壓源、比較器、具有限電流電路的占空比可控的振蕩器、驅(qū)動器和大電流輸出開關(guān)管。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DC
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1