【正文】 出現(xiàn)。因此它可用作對外部輸出的 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13 頁 脈沖或用于定時目的。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 （ 5） P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 AT89C51 單片機的功能： 主要特性： （ 1） 與 MCS51 兼容 （ 2） 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 （ 3） 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) （ 4） 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 （ 5） 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz （ 6） 三級程序存儲器鎖定 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁 （ 7） 128*8 位內(nèi)部 RAM （ 8） 32 可編程 I/O 線 （ 9） 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 （ 10） 5 個中斷源 （ 11） 可編程串行通道 （ 12） 低功耗的閑置和掉電模式 （ 13） 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 管腳說明 [10]（圖 ）： 圖 AT89C51 管腳分布 （ 1） VCC：供電電壓， （ 2） GND：接地。計數(shù)值暫存于單片機寄存器內(nèi)，為后續(xù)處理提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。 PM12 光電傳感器 PM12 光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它的檢測距離可達(dá)幾米乃至幾十米。 激光 激光與普通光線相比具有能量高度集中，方向性好，頻率單純、相干性好等優(yōu)點，是很理想的光源。 測 量 頭光 學(xué)系 統(tǒng)光 電元 件電 子 測量 電 路光源被 測 量 量光 信 號電 參 量信 號可 用信 號 圖 光電傳感器結(jié)構(gòu)圖 光電傳感器一般由三部分構(gòu)成，它 們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路 [8]，發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管 (LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。 當(dāng)受到光照射時，吸收電子能量，其電阻率降低的導(dǎo)電現(xiàn)象稱為光導(dǎo)效應(yīng)。 方案選擇： 選用方案一是因為方案二在控制方式上難以實現(xiàn)復(fù)雜的控制過程， 而且在其計數(shù)顯示部分就需要幾個芯片，還需要采用 CD4543 驅(qū)動 LED 的配接電路，而方案一的基于AT89C51 單片機 電路簡單，其軟硬件實現(xiàn)起來較為容易，而且 可實現(xiàn)多種功能。將值 n 傳送處理中心，已知單片機的機器周期為 T，可通過編程 [5]計算出奔跑物體在定距離 S 內(nèi)的平均速度 V，為 V=S/nT 其中 S 為兩個對射型光電管之間的距離 。此部分是本設(shè)計的重點和難點。 目前，速度檢測系統(tǒng)已經(jīng)在汽車行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，預(yù)計今后的智能控制系統(tǒng)會朝著更可靠、性能更穩(wěn)定、更高端的 方向發(fā)展?？梢酝ㄟ^微電腦控制儀來事先設(shè)定速度，比如在高架上 ， 先設(shè)定最高速度為 60 公里。 速度測量目前主要運用在汽車行業(yè)，如今的汽車 工業(yè)正是朝著智能化，數(shù)字化發(fā)展，人們享受速度所帶來的高效率同時，卻要面對安全的巨大陰影，甚至有些人對汽車產(chǎn)生恐懼，在高速行駛的汽車上，什么事情都有可能發(fā)生。 速度是物理學(xué)中的一個重要的概念。 速度的測量方法有許多種，但在不同的應(yīng)用環(huán)境下，相應(yīng)的測量方法有它自己的特點和誤差。 關(guān)鍵詞： 單片機 ， 速度測量 ， 光電傳感器 ， LED 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 II 頁 Running Speed Measurement System Design Author: Li qinhai Tutor:Yang quanjiu Abstract With the continuous development of information technology, singlechip microputer has been widely used in the measurement system. Speed is a systems often need to measure, control and maintain, Speed whether meet the requirements, determine the production and industrial processes produce corresponding results. Speed measurement method has many kinds, but in different application environment, the corresponding measurement method has its own characteristics and error. So the study of microcontroller velocity measurement system has important purpose and meaning. This design USES AT89C51 as the main control core, using photoelectric sensors to collect signal, through single chip microputer timer counter and use an algorithm to measure the car speed, eventually with four LED digital tube display the measurement results, has high practical value. This article is give full play to the advantages of the performance of the single chip microputer, introduces the basic principle of the speed measuring method, implementation steps and the hardware and software design, hardware circuit is simple, software function is perfect, fast measurement speed, high precision, low cost etc. Key words: single chip microputer。在傳統(tǒng)的測速方法中，多基于對奔跑物體電機的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量，并由一定的公式轉(zhuǎn)換出奔跑物體的速度，這里面按照不同的理論方法，先后產(chǎn)生過模擬測速法 (如離心式轉(zhuǎn)速表、用電機轉(zhuǎn)矩或者電機電樞電動勢計算所得 )、同步測速法 (如機械式或閃光式頻閃測速儀 )以及計數(shù)測速法。進(jìn)入 70 年代后，為了治理排放，又 增加了一些傳感器來幫助控 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2頁 制汽車的動力系統(tǒng)，因為同期出現(xiàn)的催化轉(zhuǎn)換器、電子點火和燃油噴射裝置需要這些傳感器來維持一定的空燃比以控制排放。當(dāng)慣性過去，汽車速度小于 60 公里臨界值時，控制儀即指令機械手放松汽車油門，這時駕駛員又可以踩下油門加速，汽車又駕駛?cè)绯酢? 要測速，首先要解決信號采樣的問題，采樣效果的好壞關(guān)系到后續(xù)顯示及控制，光電傳感器由于其精度高、反應(yīng)快、非接觸性等優(yōu)點，所以本課題設(shè)計中的中間環(huán)節(jié)就是 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 3頁 光電式傳感電路的設(shè)計； 本課題主要采用嵌入式技 術(shù)，由單片機和探測、信號采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)顯示、 與通信等環(huán)節(jié)組成的電路構(gòu)成整個光電傳感電路系統(tǒng)。 本奔跑速檢測 系統(tǒng)有以下幾個部分構(gòu)成，如圖 奔跑速度測量系統(tǒng)方框圖所示。這種方法最大的優(yōu)點是反應(yīng)快、可測量瞬時速度，但設(shè)備成本高，且易受外圍環(huán)境的影響，比如大氣物理環(huán)境限制。假設(shè)光子的全部能量交給光子，電子能量將會增加，增加的能量一部分用于克服正離子的束縛，另一部分轉(zhuǎn)換成電子能量。電子、空穴仍留在半導(dǎo)體內(nèi)，并參與導(dǎo)電在外電場作用下形成的電流。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。但當(dāng)被檢測物體從槽中通過時，光被遮擋， 光電開關(guān)便動作。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到；一旦光路被檢測物擋住，收光器收不到光時，光電開關(guān)就動作，輸出一個開關(guān)控制信號。當(dāng)沒有光照時，光敏電阻的阻值很大；當(dāng)它受到紅外光照射時，其阻值急劇減小。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。 （ 18） RST：復(fù)位輸入。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 芯片擦除： 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。因而，復(fù)位是一個很重要的操作方式。單片機冷啟動后，片內(nèi) RAM 為隨機值，運行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi) RAM 區(qū)中的內(nèi)容， 21 個特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值，見表 。 引腳 XTAL1 和XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。 LED 由于結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、與單片機接口方便等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。 圖 4 位 LED 引腳 對于這種結(jié)構(gòu)的 LED 顯示器，它的體積和結(jié)構(gòu)都符合設(shè)計要求，由于 4 位 LED 陰極的各段已經(jīng)在內(nèi)部連接在一起，所以必須使用動態(tài)掃描方式（將所有數(shù)碼管的段選線 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 19 頁 并聯(lián)在一起，用一個 I/O 接口控制）顯示。 為了簡化奔跑速度檢測電路設(shè)計，在 LED 驅(qū)動電路的設(shè)計上，采用三極管對輸入位選端的電壓進(jìn)行放大，加大位選端口 k1/k2/k3/k4 的驅(qū)動能力，使得 LED 能按正常的亮度顯示出數(shù)字。下面作簡單介紹：系統(tǒng)軟件主程序的功能是完成系統(tǒng)的初始化、顯示程序。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 22 頁 C/T：定時或計數(shù)方式選擇位，當(dāng) C/T=1 時工作于計數(shù)方式；當(dāng) C/T=0 時工作于定時方式。 ET0：定時器 /計數(shù)器 T0 的溢出中斷允許位。 這個課題沒有進(jìn)行仿真，如果進(jìn)行仿真，本設(shè)計會更完美。學(xué)?？闯隽诉@種現(xiàn)狀，所以安排了畢業(yè)生的最后一門課：理論實踐相結(jié)合。 unsigned char number[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}。 void main () { unsigned int a。 TR1=0。 if(i==1) { K2=1。 TF1