基于單片機(jī)的行車(chē)測(cè)速系統(tǒng)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 20:50 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(xiàn)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(xiàn)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(xiě)引腳 R/W的狀態(tài)進(jìn)行讀或?qū)懙牟僮鱗14]。I2C總線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)上始終保持高電平的情況下，數(shù)據(jù)線(xiàn)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(xiàn)，WP為寫(xiě)保護(hù)引腳，SCL，SDA為二線(xiàn)串行接口，符合I2C總線(xiàn)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(pán)設(shè)置車(chē)輪半徑、單位時(shí)間等計(jì)算參數(shù)，以適應(yīng)不同車(chē)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， A[15]，保證板內(nèi)AT89S5霍爾元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(xiě)，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 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(chē)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(chē)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5 實(shí)驗(yàn)及誤差分析，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/hKm/hKm/h%12345678910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(chē)行駛速度絕對(duì)誤差相對(duì)誤差Km/hKm/h%110260310042005300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(chē)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 5272007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。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(guān)的顯示出車(chē)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，為拓寬本測(cè)速系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，經(jīng)改裝也可應(yīng)用于電動(dòng)車(chē)、自行車(chē)的測(cè)速以及行駛里程的計(jì)量并由液晶顯示器顯示。通過(guò)將霍爾傳感器安裝在靠近車(chē)輪不超過(guò)10mm遠(yuǎn)的車(chē)架上，增加安裝在車(chē)輪上的磁鋼數(shù)，利用矩陣鍵盤(pán)更改車(chē)輪半徑、單位測(cè)量時(shí)間等參數(shù)，提高測(cè)量精度，可以達(dá)到1km/h～80km/h的車(chē)速測(cè)量范圍。本測(cè)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性好，抗外界干擾能力強(qiáng)，如抗錯(cuò)誤的干擾信號(hào)等，因此不易因環(huán)境的因素而產(chǎn)生誤差。由于霍爾測(cè)速傳感器在防護(hù)措施有效的情況下，可以不受電子、電氣環(huán)境影響，能防油、防潮，并且能在溫度較高的環(huán)境中工作，而且測(cè)量結(jié)果精確穩(wěn)定，輸出
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