基于單片機(jī)的行車測(cè)速系統(tǒng)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-10-02 14:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。 圖 36 串行存儲(chǔ)芯片 24c02引腳分配圖 24c02 采用 I2C總線協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信， I2C總線通信時(shí)必須有起始信號(hào)和停止信號(hào)，而且時(shí)鐘信號(hào)為高電平的時(shí)候，數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定的狀態(tài) [13]。主器件通過(guò)發(fā)送起始信號(hào)啟動(dòng)發(fā)送過(guò)程，然后發(fā)送它所要尋址的從器件地址，從器件會(huì)監(jiān)視總線并當(dāng)其地址與發(fā)送的從地址相同時(shí)便返回一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，單片機(jī)在根據(jù)讀寫引腳 R/W 的狀態(tài)進(jìn)行讀或?qū)懙牟僮?[14]。 I2C 總線在每傳輸完一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后，接收設(shè)備就會(huì)返回一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，接收器在第 九個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)將 SDA 線拉低，表示已經(jīng)接收一個(gè)數(shù)據(jù)，最后就是在時(shí)鐘線上始終保持高電平的情況下，數(shù)據(jù)線電平從低跳到高作為 I2C的停止信號(hào)，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)過(guò)程就完成了。 A0， A1， A2 為器件地址線， WP為寫保護(hù)引腳， SCL， SDA 為二線串行接口， 電子信息科學(xué)與技術(shù) 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 符合 I2C 總線協(xié)議。 串行存儲(chǔ)芯片 24c02 引腳分配如圖 36所示。 顯示模塊電路設(shè)計(jì) 顯示模塊采用 Nokia5110 LCD 液晶顯示器與單片機(jī)的 P0口相接，數(shù)據(jù)通過(guò) 液晶顯示器的 5個(gè)引腳輸入到顯示器 ， 連接電路圖 如圖 37所示 。 圖 37 Nokia5110 LCD顯示模塊 按鍵 模塊 電路 設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì) 通過(guò)矩陣鍵盤設(shè)置 車輪半徑、單位時(shí)間等 計(jì)算參數(shù)， 以適應(yīng)不同車輛的應(yīng)用，按鍵 模塊 電路如圖 38 所示。 圖 38 按鍵 模塊 電路 電源模塊電路 設(shè)計(jì) 電源供電由 9 V 電池和板內(nèi)穩(wěn)壓電源組成。電路板內(nèi)采用三端穩(wěn)壓集成電路塊 LM7805為板內(nèi)元器件供電， LM7805 三端穩(wěn)壓器具有內(nèi)部過(guò)流、熱過(guò)載和輸出晶體安全區(qū)保護(hù)功能 ，可將 9V的輸入電壓轉(zhuǎn)換為 +5 V 電壓 ， 最大輸出電流 A[15]， 保證板內(nèi) AT89S5 霍爾元 電子信息科學(xué)與技術(shù) 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 件等器件 可靠地工作 ，電源模塊電路如 圖 39所示 。 圖 39 電源模塊電路圖 4 系統(tǒng) 軟件 設(shè)計(jì) 在單片機(jī)軟件編程時(shí)，應(yīng)運(yùn)用模塊化編程思想，按照先粗后細(xì)的方法把整個(gè)系統(tǒng)的軟件劃分成多個(gè)功能獨(dú)立、大小適當(dāng)?shù)哪K。本設(shè)計(jì)軟件可分為霍爾元件測(cè)速子程序、 LCD 顯示子程序部分。軟件功能是 運(yùn)用 C 語(yǔ)言進(jìn)行代碼的編寫，用串口下載工具下載編譯調(diào)試成功的程序，在主程序中，先初始化計(jì)數(shù)器 T1 和 計(jì)數(shù) 器 T0，對(duì)外部脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)志位為 Flag，判斷 Flag 的值，當(dāng) Flag=1 時(shí)，將脈沖的數(shù)值由十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，將轉(zhuǎn)換后的值進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，然后存入到存儲(chǔ)器 中去，并通過(guò) LCD 顯示出來(lái)。 系統(tǒng)程序見(jiàn)附錄 2。 系統(tǒng)主程序流程圖 系統(tǒng)主程序流程圖 ， 如圖 41所示。 圖 41 主程序流程圖 電子信息科學(xué)與技術(shù) 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 各子程序單元流程圖及 軟件 設(shè)計(jì) 測(cè)速模塊軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)使用 T0、 T1 來(lái)測(cè)量 車輪 轉(zhuǎn)速 ， T0工作在定時(shí)模式， T1 工作在計(jì)數(shù)模式，在一定時(shí)間內(nèi)測(cè)量出脈沖數(shù)就可以計(jì)算出 車輪 的轉(zhuǎn)速 ，程序流程圖如圖 42 所示 。 圖 42 測(cè)速模塊程序流程圖 顯示模塊軟件設(shè)計(jì) 顯示模塊程序流程圖，如圖 43所示。 圖 43 顯示模塊程序流程圖 電子信息科學(xué)與技術(shù) 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 5 實(shí)驗(yàn)及誤差分析 將成功研制的測(cè)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置與德國(guó)考休斯 .達(dá)特朗公司生產(chǎn)的 L400 型非接觸式測(cè)速儀進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn) ， 實(shí)測(cè)結(jié)果如表 51所示。 表 51 比對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù) 序號(hào) 測(cè)速儀 實(shí)驗(yàn)裝置 絕對(duì)誤差 相對(duì)誤差 Km/h Km/h Km/h % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均值 / / 測(cè)速系統(tǒng) 誤差 分析如表 52所示。 表 52 誤差分析 序號(hào) 機(jī)動(dòng)車行駛速度 絕對(duì)誤差 相對(duì)誤差 Km/h Km/h % 1 10 2 60 3 100 4 200 5 300 通過(guò)以上分析 ， 該測(cè)速實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量機(jī)動(dòng)車行駛速度 (10～ 300km/h)的測(cè)速誤差均在1‰ 的數(shù)量級(jí)內(nèi) ， 完全符合 JJG 5272020 的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)速儀的速度范圍為 20~180 km/h 和 MPE為 177。 1%的要求 。 電子信息科學(xué)與技術(shù) 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 6 結(jié)論 本系統(tǒng)采用霍爾感應(yīng)原理采集轉(zhuǎn)速信號(hào)， 把霍爾元件輸出的電壓信號(hào) 輸入到單片機(jī)進(jìn)行處理、計(jì)算，得 出實(shí)際的速度值和行駛里程 ， 輔之以液晶顯示器顯示 行駛 數(shù)據(jù) 。該 系統(tǒng)能夠很好的完成轉(zhuǎn)速采集、速度計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和設(shè)置，能夠直觀的顯示出 車輛的行駛速度和行駛里 程 ， 操作簡(jiǎn)單方便，性能穩(wěn)定， 成本低廉。對(duì)于該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，目前已經(jīng)搭好了硬件電路進(jìn)行了一定程度的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)的調(diào)試運(yùn)行證明，該套測(cè)速系統(tǒng)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)想的功能要求，運(yùn)行良好。 另外
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