【導(dǎo)讀】隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機在測量系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。因此對單片機速度測量系統(tǒng)的研究有著重要的目的和意義。運用一個算法測量出奔跑物體的行駛速度，最終用4位LED數(shù)碼管顯示其測量結(jié)果，機的控制功能，與所學(xué)知識緊密結(jié)合，學(xué)以致用，有很高的的使用價值。

　　

【正文】 1 頁 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計 硬件電路完成以后，進行系統(tǒng)軟件設(shè)計。首先要分析系統(tǒng)對軟件的要求，然后進行軟件的總體的設(shè)計，包括程序的總體設(shè)計和對程序的模塊化設(shè)計。按整體功能分為多個不同的模塊，單獨設(shè)計、編程、調(diào)試，然后將各個模塊裝配聯(lián)調(diào)，組成完整的軟件。 根據(jù)設(shè)計的要求，單片機的任務(wù)是：內(nèi)部進行計數(shù)，在計算出速度后顯示。軟件編程用 C 語言完成的，需要能掌握 C 語言，還要熟練 AT89C51 單片機。從程序流程圖 、編寫程序、編譯，到最后的調(diào)試，是很復(fù)雜的。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。 主程序初始化 定時器的初始化 AT89C51 有兩個定時器 /計數(shù)器 T0 和 T1，每個定時器 /計數(shù)器均可設(shè)置成為 16 位，也可以設(shè)置成為 13 位進行定時或計數(shù)。計數(shù)器的功能是對 T0 或 T1 外來脈沖的進行計數(shù)，外部輸入脈沖負跳變時，計數(shù)器進行加 1。 定時功能是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的，每個機器周期產(chǎn)生 1 個計數(shù)脈沖，即每個機器周期計數(shù)器加 1，因此定時時間等于計數(shù)個數(shù)乘以機器周期。定時器工作時，每接收到 1 個計數(shù)脈沖（或機器周期）則在設(shè)定的初值基礎(chǔ)上自動加 1，當所有位都位 1 時，再加 1 就會產(chǎn)生溢出，將向 CPU 提出定時器溢出中斷身請。當定時器采用不同的工作方式和設(shè)置不同的初值時，產(chǎn)生溢出中斷的定時值和計數(shù)值將不同，從而可以適應(yīng)不同的定時或計數(shù)控制。 定時器有 4 種工作方式：方式 0、方式 方式 2 和方式 3，在此對工作方式不做具體介紹。 工作方式寄存器 TMOD[12]的設(shè)定： GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 TMOD 各位的含義如下： GATE：門控位，用于控制定時 /計數(shù)器的啟動是否受外 部中斷請求信號的影響。 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 C/T=1 時工作于計數(shù)方式；當 C/T=0 時工作于定時方式。 M M0 為工作方式選擇位，用于對 T0 的四種工作方式， T1 的三種工作方式進行選擇，選擇情況如下表 ： M1M0=00 為方式 0； M1M0=01 為方式 1； 表 M M0 為工作方式選擇位 MO M1 工作方式 方式說明 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 2 3 13 位定時 /計數(shù)器 16 位定時 /計數(shù)器 8 位自動重置定時 /計數(shù)器 兩個 8 位定時 /計數(shù)器（只有 T0有） 中斷允許控制 MCS51 單片機中沒有專門的開中斷和關(guān)中斷指令，對各個中斷源的允許和屏蔽是由內(nèi)部的中斷允許寄存器 IE 的各位來控制的。中斷允許寄存器 IE 的字節(jié)地址為 A8H，可以進行位尋址 。 表 中斷位尋址表 IE D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 （ A8H） EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 EA：中斷允許總控位。 EA=0，屏蔽所有的中斷請求； EA=1，開放中斷。 ET2：定時器 /計數(shù)器 T2 的溢出中斷允許位 ES：串行口中斷允許位。 ET1：定時器 /計數(shù)器 T1 的溢出中斷允許位。 EX1：外部中斷 INT1 的中斷允許位。 ET0：定時器 /計數(shù)器 T0 的溢出中斷允許位。 EX0：外部中斷 INT0 的中斷允許位。 主程序流程圖程序流程圖 主程序流程圖 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 23 頁 開 始初 始 化 定 時 器 計 數(shù) 器Q 1 是 否 為高 電 平 ？啟 動 定 時 器 計 數(shù) 器Q 2 是 否 為高 電 平 ？關(guān) 閉 定 時 器 計 數(shù) 器計 算 速 度NNYYL E D 顯 示 圖 流程圖 顯示子程序流程圖 開 始顯 示 緩 存 初 始 化L E D 顯 示 初 始 化數(shù) 碼 顯 示 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24 頁 圖 顯示子程序流程圖 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25 頁 總結(jié) 采用單片機與光電傳感器技術(shù)來實現(xiàn)測速的測量，可以快速測量顯示速度，可以提高速度測量的精確度， 本設(shè)計簡單易于用于工業(yè)等領(lǐng)域，且成本低廉，適合大規(guī)模生產(chǎn)，技術(shù)性要求較低。對于單片機與光電傳感器領(lǐng)域，技術(shù)研究非常完善，技術(shù)相對成熟，問題解決能力要 求不高，對原有的各種性能特性無明顯的要求，能夠與其他設(shè)備相互整合， 因而具有較寬的應(yīng)用范圍和廣闊的應(yīng)用的前景。 基于單片機的速度測量系統(tǒng)，具有硬件電路簡單，程序簡單和運算速度快，測速范圍廣，抗干擾性能好的特點。 本課題由于能力的限制，在以下幾個問題上面有待進一步改進： 在設(shè)計的信號處理電路中經(jīng)過濾波，能夠進一步減少誤差，是測速精度得到提高。 多套光電傳感器的運用可以進一步提高測速精度以及準確度。 本課題沒有考慮報警環(huán)節(jié)設(shè)計。 這個課題沒有進行仿真，如果進行仿真，本設(shè)計會更完美。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 26 頁 致謝 經(jīng)過幾個月 的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，通過這次學(xué)校組織的畢業(yè)設(shè)計 ,端正了自己學(xué)習(xí)的態(tài)度 ,鍛煉了自己獨立動手的能力，在此，我要感謝每一個幫助過我的人。 首先 ,我要感謝的是我的導(dǎo)師楊全玖老師。楊老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，都給予我悉心的指導(dǎo)和幫助。每次我都是通過郵件以及電話詳細詢問論文設(shè)計所用到的一些技術(shù)問題，楊老師總是及時回復(fù)給予解答，另外，他的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 再次，我要感謝的是我的同學(xué) ***和 @@在我畢業(yè)設(shè)計期間，他們給了我不少 的關(guān)心和幫助，幫助我分析原理，尋找解決方案，同我共同探討設(shè)計方案 ，幫助我設(shè)計電路圖并講解 ，在此非常的感謝。理論與實踐的結(jié)合，是對知識較好牢固掌握的一種方法 ,這次的畢設(shè)就有這種理念?；诟淖兏叻值湍艿默F(xiàn)狀，對于即將畢業(yè)的我們，社會更迫切需要的是能力而不是以往的高分。學(xué)校看出了這種現(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。所以作為畢業(yè)生的我表示深切感謝。這次真的是機不可失，失不在來 .最后我要感謝的是我親愛的黃河科技學(xué)院的每一位老師和同學(xué)。 總之，感謝每一位關(guān)心過我，愛護過我的人。滴水之恩，當涌泉相報。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27 頁 參考文獻 [1]楊少春 .傳感器原理及應(yīng)用 [M].北京 ： 電子工業(yè)出版社 , 2020： 213216. 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