【正文】 ............ 3 2 雷達(dá)測(cè)速儀原理 ...................................................... 4 車輛測(cè)速技術(shù)簡(jiǎn)介 .................................................. 4 多普勒效應(yīng) ........................................................ 5 多普勒信號(hào)的提取 .................................................. 6 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)思想以及原理框圖 ........................................ 8 方案論證 .......................................................... 8 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 .................................................. 8 單片機(jī) AT89C52 介紹 ................................................ 8 復(fù)位電路 ......................................................... 11 晶振電路 ......................................................... 13 放大整形電路 ..................................................... 14 數(shù)據(jù)顯示 ......................................................... 15 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ....................................................... 21 測(cè)頻方法的選擇 ................................................... 21 主程序流程圖 ..................................................... 23 中斷服務(wù)子程序流程圖 ............................................. 25 1602 液晶初始化流程圖 ............................................. 27 5 系統(tǒng)仿真及調(diào)試 ..................................................... 28 Proteus .......................................................... 28 Keil C51 ......................................................... 29 仿真與調(diào)試的步驟 ................................................. 29 功能的檢測(cè) ....................................................... 30 仿真結(jié)果 ......................................................... 31 結(jié) 論 ................................................................ 34 致 謝 ................................................................ 35 參 考 文 獻(xiàn) ........................................................... 35 附錄 ................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 本文是基于 MCS51單片機(jī)的車輛測(cè)速儀的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)以 AT89C52單片機(jī)為處理控制核心，設(shè)計(jì)了頻率計(jì)，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)頻率的測(cè)量， 并根據(jù)多普勒效應(yīng)，將頻率轉(zhuǎn)換為速度，最后采用系統(tǒng)化 LCD顯示模塊實(shí)時(shí)顯示所測(cè)速度的車輛測(cè)速儀的設(shè)計(jì)方案以及系統(tǒng)軟件。為了減少由于超速引起的交通事故與違章現(xiàn)象，必須采取有效手段，嚴(yán)肅治理違章超速行駛，使司機(jī)嚴(yán)格按道路限速規(guī)定要求行駛，為此對(duì)行進(jìn)中車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，對(duì)違章超速車輛進(jìn)行處理，警告駕駛員按章行車時(shí)十分必要的。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。 第一階段（ 1976 年 1978 年）：初級(jí)單片機(jī)階段。 第三階段（ 1982 年 1992 年）： 8 位單片機(jī)鞏固發(fā)展及 16 位高級(jí)單片機(jī)發(fā)展階段。 （ 2）大力發(fā)展專用型單片機(jī)。它采用 AT89C52 單片機(jī)作為處理控制核心，設(shè)計(jì)了頻率計(jì)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻率測(cè)量，再通過(guò)多普勒效應(yīng)實(shí)現(xiàn)頻率與速度的轉(zhuǎn)換，最終以 LCD實(shí)時(shí)顯示所測(cè)速度，測(cè)量精度達(dá)到一 定的要求，具有一定的實(shí)用性。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 4 頁(yè) 共 43 頁(yè) 2 雷達(dá)測(cè)速儀原 理 車輛測(cè)速技術(shù)簡(jiǎn)介 在“超速”已經(jīng)成為公路殺手的今天，高速公路測(cè)量汽車行使的速度，然后對(duì)超速駕駛的司機(jī)進(jìn)行吊證和罰款，無(wú)疑對(duì)減少交通事故的發(fā)生起到積極的作用，那么交通中有哪幾種測(cè)量汽車行使速度的方法呢？ 目前，車輛測(cè)速技術(shù)主要有地感線圈測(cè)速、激光測(cè)速、雷達(dá)測(cè)速、視頻測(cè)速四種。在靜止?fàn)顟B(tài)下使用時(shí)，司機(jī)很容易發(fā)現(xiàn)有檢測(cè)，因此達(dá)不到預(yù)期目的。視頻測(cè)速系統(tǒng)成本低，抗電子干擾，可用于移動(dòng)和固定場(chǎng)合，但是它的測(cè)速精度低，且需預(yù)先進(jìn)行測(cè)速系統(tǒng)中參數(shù)測(cè)量，并且國(guó)內(nèi)技術(shù)還不太成熟。 本系統(tǒng)采用的是連續(xù)波雷達(dá)，故以雷達(dá)發(fā)射連續(xù)波的情況為例，來(lái)說(shuō)明 當(dāng)目標(biāo)與雷達(dá)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，雷達(dá)接收信號(hào)的特征。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 6 頁(yè) 共 43 頁(yè) 式 ()說(shuō)明，在 t 時(shí)刻接收到的波形 Sr(t)上的某點(diǎn)，是在 ttr時(shí)刻發(fā)射的。因此要從接收信號(hào)中提取多普勒頻率需要采用差拍的方法，即設(shè)法取出 f0 和 fr的差值 fd。 本設(shè)計(jì)中由于采用 Protues 軟件做的硬件原理圖，由于 Protues 功能的限制無(wú)法仿真高頻發(fā)射和接收以及混頻，所以只能用信號(hào)發(fā)生器代替混頻器的輸出。 RST/Vpd（ 9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。 在 Flash 編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 10 頁(yè) 共 43 頁(yè) 時(shí)，要求外接上拉電阻。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。該位置位后，只有一條 。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1” 且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 本設(shè)計(jì)中的復(fù)位電路： 圖 復(fù)位電路 1) 復(fù)位 功能 ： 復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。 說(shuō)明：表 中符號(hào) *為隨機(jī)狀態(tài) 。引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。 本設(shè)計(jì)中的晶體振蕩電路如圖 ： 圖 晶體振蕩電路 晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。在這里由于單片機(jī)測(cè)速系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，所以只考慮 LED 靜態(tài)、動(dòng)態(tài)顯示器和 LCD 顯示器。 動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。 考慮到 LCD顯示車速度的實(shí)時(shí)性與直觀性，本設(shè)計(jì)選用 LCD 作為顯示模塊。這就是 LCD 顯示的基本原理。 第 2腳： VDD 接 5V 正電源。 表 1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11條控制指令 序號(hào) 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置 輸 入 模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開(kāi) /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光 標(biāo) 或 字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置 字 符 發(fā)生 存 貯 器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置 數(shù) 據(jù) 存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀 忙 標(biāo) 志或 地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址 10 寫數(shù)到CGRAM 或DDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM或 DDRAM讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 （說(shuō)明：表 中 1 為高電平、 0 為低電平） 1602 的驅(qū)動(dòng)程序 11條指令 : （ 1） void Clear_display()。 //設(shè)定 DDRAM 地址指令 （ 9） void Read_busy_flag()。軟件編程用 C語(yǔ)言完成的，需要能掌握 C語(yǔ)言，還要熟悉 AT89C52 單片機(jī)。若 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻率為 F0，則待測(cè)信號(hào)的頻率為： 00 MMFF xx ? () 多周期同步測(cè)頻法：是由閘門時(shí)間 Tc與同步門控時(shí)間 Td共同控制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的一種測(cè)量方法，待測(cè)信號(hào)頻率與 M/T法相同。 本次設(shè)計(jì)采用的方案 根據(jù)頻率的定義，頻率是單位時(shí)間內(nèi)信號(hào)波的個(gè)數(shù)，因此采用上述各種方案都能實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量。 int_init()。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/100%10+0x30)。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)(Fage*100)%10+0x30)。 // fd為赫茲， Vr為 KM/h。 } } testt=0。 } 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 27 頁(yè) 共 43 頁(yè) 1602 液晶初始化流程圖 圖 1602液晶初始化流程圖 1602 初始化代碼： void LCD_Initial() { LcdEn=0。 Proteus 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī) CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。 Proteus 是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具，它可以仿真 51 系列、 AVR，PIC 等常用的 MCU 及其外圍電路 （如 LCD， RAM， ROM，鍵盤，馬達(dá)， LED， AD/DA，部分 IIC 器件）。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì) 。使用菜單或者單擊工具欄的新建文件按鈕，出現(xiàn)文本便捷窗口，在該窗口中輸入程序 代碼； 保存文件，如果是用 C 語(yǔ)言編寫的程序，保存文件的后綴名為“ .c”。 仿真與調(diào)試 的步驟 在 Proteus 軟件 的菜單界面中選擇需要的元器件，搭建硬件電路； 使用 KEIL C51 軟 件建立工程文件 。相信 隨著時(shí)間的推移， Proteus 軟件 在單片機(jī)開(kāi)發(fā) 應(yīng)用中能 獲得越來(lái)越 廣泛的應(yīng)用。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。 //開(kāi)啟顯示 , 無(wú)光標(biāo) LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN)。 TL0=0。i3。 //過(guò)了一個(gè)循環(huán)后余下的時(shí)間 Tsum=Tsum+65536*testt。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage%10+0x30)。 // LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/10000%10+0x30)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 23 頁(yè) 共 43 頁(yè) 主程序流程圖