基于單片機(jī)的超速警報(bào)器的電路設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-19 02:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 輸出口）/INT0（外部中斷0）/INT1（外部中斷1）T0（記時(shí)器0外部輸入）T1（記時(shí)器1外部輸入）/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。通過時(shí)鐘電路可以得知計(jì)算機(jī)的工作狀態(tài)。AT89C51單片機(jī)允許的時(shí)鐘頻率是因型號(hào)而異的典型值為12MHZ，MCS51單片機(jī)芯片內(nèi)部設(shè)有一個(gè)由反向放大器構(gòu)成的振蕩器，XTALXTAL2分別為振蕩電路反相放大器輸入和輸出端，時(shí)鐘可由內(nèi)部或外部生成，在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩電路就會(huì)產(chǎn)生自激振蕩。外接定時(shí)反饋元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。系統(tǒng)采用的定時(shí)元件為石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。CMOS型單片機(jī)內(nèi)部（如AT89C51）有一個(gè)可控的負(fù)反饋反相放大器，外接晶振（或陶瓷諧振器）和電容組成振蕩器，圖為CMOS型單片機(jī)時(shí)鐘電路框圖[3]。振蕩器工作受/PD端控制，由軟件置“1”PD（）使/PD＝0，振蕩器停止工作，整個(gè)單片機(jī)也就停止工作，以達(dá)到節(jié)電目的。清“0”PD，使振蕩器工作產(chǎn)生時(shí)鐘，單片機(jī)便正常運(yùn)行。圖中SYS為晶振或陶瓷諧振器，振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率主要由SYS參數(shù)確定（晶振上標(biāo)明的頻率）。電容C1和C2的作用有兩個(gè)：其一是使振蕩器起振，其二是對振蕩器的頻率f起微調(diào)作用（CC2大，f變小），其典型值為30p。圖3 時(shí)鐘電路圖單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行[4]。單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動(dòng)從頭開始執(zhí)行。復(fù)位電路的原理是單片機(jī)RST引腳接收到2US以上的電平信號(hào)，只要保證電容的充放電時(shí)間大于2US，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，所以電路中的電容值是可以改變的。按鍵按下系統(tǒng)復(fù)位，是電容處于一個(gè)短路電路中，釋放了所有的電能，電阻兩端的電壓增加引起的。本系統(tǒng)采用電平式開關(guān)復(fù)位與上電復(fù)位方式，當(dāng)上電時(shí)，C1相當(dāng)于短路，使單片機(jī)復(fù)位，在正常工作時(shí)，按下復(fù)位鍵時(shí)單片機(jī)復(fù)位[5]。在有時(shí)碰到干擾時(shí)會(huì)造成錯(cuò)誤復(fù)位，但在大多數(shù)條件下，不會(huì)出現(xiàn)單片機(jī)錯(cuò)誤復(fù)位，而可能會(huì)引起內(nèi)部某些寄存器錯(cuò)誤復(fù)位，如果在復(fù)位端加一個(gè)電容，則會(huì)得到很好的效果。單片機(jī)采用的復(fù)位方式是自動(dòng)復(fù)位方式。AT89C51單片機(jī)只要接一個(gè)電容至VCC即可。在加電瞬間，電容通過電阻充電，就在RST端出現(xiàn)一定時(shí)間的高電平，只要高電平時(shí)間足夠長，就可以使AT89C51單片機(jī)有效的復(fù)位。RST端在加電時(shí)應(yīng)保持的高電平時(shí)間包括VCC的上升時(shí)間和振蕩器起振的時(shí)間，所以一般為了可靠的復(fù)位，RST在上電應(yīng)保持20ms以上的高電平。RC時(shí)間常數(shù)越大，上電RST端保持高電平的時(shí)間越長圖4 復(fù)位電路霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器[6]。霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬強(qiáng)得多，利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測技術(shù)及信息處理等方面?；魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)[7]。 圖5霍爾傳感器圖片和管腳圖霍爾傳感器檢測轉(zhuǎn)速示意圖如下。在非磁材料的圓盤邊上粘貼一塊磁鋼，霍爾傳感器固定在圓盤外緣附近。圓盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，霍爾傳感器便輸出一個(gè)脈沖。通過單片機(jī)測量產(chǎn)生脈沖的頻率就可以得出圓盤的轉(zhuǎn)速[8]。沒有磁鋼時(shí)輸出高電平，有磁鋼時(shí)輸出低電平。圖6 測速示意圖圖7霍爾傳感器安裝圖 圖8 霍爾傳感器電路 按鍵電路由四個(gè)開關(guān)加上拉電阻構(gòu)成，使用單片機(jī)P07口與P32口，四個(gè)開關(guān)分別是速度設(shè)置、速度增加、速度減小以及速度確定，有四個(gè)開關(guān)可以對速度上限值進(jìn)行設(shè)定，另外有速度增減按鍵，可以方便的根據(jù)當(dāng)?shù)叵匏俚囊髮?shí)時(shí)實(shí)地進(jìn)行速度更改以達(dá)到報(bào)警目的，具有很強(qiáng)的靈活性。方便駕駛員的操作[9]。圖9按鍵電路顯示電路由MAX7219芯片完成，MAX7219是一種集成化的串行輸入/輸出共陰極顯示驅(qū)動(dòng)器,它連接微處理器與8位數(shù)字的7段數(shù)字LED顯示[10]。其上包括一個(gè)片上的B型BCD編碼器、多路掃描回路，段字驅(qū)動(dòng)器，而且還有一個(gè)8*8的靜態(tài)RAM用來存儲(chǔ)每一個(gè)數(shù)據(jù)。 只有一個(gè)外部寄存器用來設(shè)置各個(gè)LED的段電流。一個(gè)方便的四線串行接口可以聯(lián)接所有通用的微處理器。 每個(gè)數(shù)據(jù)可以尋址在更新時(shí)不需要改寫所有的顯示。MAX7219同樣允許用戶對每一個(gè)數(shù)據(jù)選擇編碼或者不編碼。 整個(gè)設(shè)備包含一個(gè)150μA的低功耗關(guān)閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，一個(gè)掃描限制寄存器允許用戶顯示18位數(shù)據(jù)，還有一個(gè)讓所有LED發(fā)光的檢測模式。顯示電路輸出 位選信號(hào)，從每個(gè)LED公共陰極吸入電流，吸收顯示器共陰極電流的位驅(qū)動(dòng)線[11]。其最大值可達(dá)500毫安，關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，輸出＋VCC。圖10顯示電路連接圖報(bào)警模塊主要有聲音報(bào)警，報(bào)警電路相對來說比較簡單，聲音報(bào)警由單片機(jī)引腳接上兩個(gè)10K電阻，電源，一只三極管8550和一只蜂鳴器組成[12]。共同組成報(bào)警電路來進(jìn)行報(bào)警作用。以此來通知駕駛員進(jìn)行調(diào)速，減少發(fā)生交通事故。三極管8550是一種常用的普通三極管。 它是一種低電壓,大電流,小信號(hào)的PNP型硅三極管。三極管8550包括發(fā)射極 基極 集電極 8550三級(jí)管參數(shù):類型:開關(guān)型。 極性:PNP。 材料:硅。 最大集電極電流(A): A。 直流電增益:10 to 60。 功耗:625 mW。 最大集電極發(fā)射電壓（VCEO）:25。 頻率:150MHz 圖1
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