【導(dǎo)讀】題目:基于MCS-51單片機(jī)。的車(chē)輛測(cè)速儀的設(shè)計(jì)與制作。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)。指導(dǎo)者(簽字)：。答辯委員會(huì)（小組）評(píng)語(yǔ)：。雷達(dá)測(cè)速儀是利用多普勒原理測(cè)量車(chē)輛速度的。根據(jù)多普勒原理，當(dāng)雷達(dá)把信。號(hào)發(fā)射到運(yùn)動(dòng)車(chē)輛上時(shí)，將會(huì)反射回一個(gè)與車(chē)輛速度成比例的回波信號(hào)，回波信號(hào)。經(jīng)過(guò)處理后得到一個(gè)頻率的變化值，這個(gè)變化值就是多普勒頻率，再根據(jù)多普勒效。不論駛近的車(chē)輛還是遠(yuǎn)離的車(chē)輛都會(huì)產(chǎn)生頻率變。化，因此，任何行駛方向的車(chē)輛都會(huì)被測(cè)量到速度。本文是基于MCS-51單片機(jī)的車(chē)輛測(cè)速儀的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)為處理?？刂坪诵?，設(shè)計(jì)了頻率計(jì)，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)頻率的測(cè)量，并根據(jù)多普勒效應(yīng)，將頻率轉(zhuǎn)。換為速度，最后采用系統(tǒng)化LCD顯示模塊實(shí)時(shí)顯示所測(cè)速度的車(chē)輛測(cè)速儀的設(shè)計(jì)方。案以及系統(tǒng)軟件。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第I頁(yè)共I頁(yè)

　　

【正文】 ATMF ? () 脈沖數(shù)分頻測(cè)頻法（ AT 法）：此法是為了提高 T法高頻測(cè)量時(shí)的精度產(chǎn)生的。由于 T 法測(cè)量時(shí)要求待測(cè)信號(hào)周期不能太短，所以可以通過(guò) A分頻，使待測(cè)信號(hào)的周期擴(kuò)大 A倍，所測(cè)頻率為： xx TAMF 0? () 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 22 頁(yè) 共 43 頁(yè) 脈沖平均周期測(cè)頻法（ M/T 法）：此法是在閘門(mén)時(shí)間 Tc內(nèi)，同時(shí)用 2 個(gè)計(jì)數(shù)器分別記錄待測(cè)信號(hào)的脈沖數(shù) Mx和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的 M0。若 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻率為 F0，則待測(cè)信號(hào)的頻率為： 00 MMFF xx ? () 多周期同步測(cè)頻法：是由閘門(mén)時(shí)間 Tc與同步門(mén)控時(shí)間 Td共同控制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的一種測(cè)量方法，待測(cè)信號(hào)頻率與 M/T法相同。 幾種方案的優(yōu)劣討論 以上幾種方案各有優(yōu)劣，下面作簡(jiǎn)單的分析： 脈沖數(shù)定時(shí)測(cè)頻法，時(shí)間 Tc為準(zhǔn)確值，測(cè)量的精度主要取決于計(jì)數(shù) Mx的誤差。其特點(diǎn)在于：測(cè)量方法簡(jiǎn)單，測(cè)量精度與待測(cè)信號(hào) 頻率和門(mén)控時(shí)間有關(guān)，當(dāng)待測(cè)信號(hào)頻率較低時(shí)誤差可能偏大。 脈沖周期測(cè)頻法，其特點(diǎn)是低頻檢測(cè)時(shí)精度高，但當(dāng)高頻檢測(cè)時(shí)誤差較大。 脈沖數(shù)倍頻測(cè)頻法，其特點(diǎn)是待測(cè)信號(hào)脈沖間隔減小，間隔誤差降低；精度比 M法高 A 倍，但控制電路比較復(fù)雜。 脈沖數(shù)分頻測(cè)頻法，其特點(diǎn)是高頻測(cè)量精度比 T法高 A 倍，但控制電路也比較復(fù)雜。 脈沖平均周期測(cè)頻法，此法在測(cè)高頻是精度較高，但在測(cè)低頻信號(hào)時(shí)精度較低。 多周期同步測(cè)頻法，此法的優(yōu)點(diǎn)是，閘門(mén)時(shí)間與被測(cè)信號(hào)同步，消除了對(duì)被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)產(chǎn)生的 ? 1 字誤差， 測(cè)量精度大大提高，且測(cè)量精度與待測(cè)信號(hào)的頻率無(wú)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)測(cè)量頻段的等精度測(cè)量。 本次設(shè)計(jì)采用的方案 根據(jù)頻率的定義，頻率是單位時(shí)間內(nèi)信號(hào)波的個(gè)數(shù)，因此采用上述各種方案都能實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量。由于需要本設(shè)計(jì)是一個(gè)以單片機(jī)為處理控制核心的，采用脈沖定時(shí)測(cè)頻法，則在低頻率的測(cè)量時(shí)誤差可能偏大；采用脈沖周期測(cè)頻法，在高頻的測(cè)量精度又無(wú)法保證；采用脈沖數(shù)被頻測(cè)頻法和脈沖數(shù)分頻測(cè)頻法雖然測(cè)量精度有所提高，但是控制電路會(huì)變得比較復(fù)雜；采用脈沖平均周期測(cè)頻法則很難兼顧低頻信號(hào)的測(cè)量；顯然多周期同步 測(cè)頻法是最好的方法。但是本次設(shè)計(jì)由于技術(shù)指標(biāo)的要求不會(huì)使頻率達(dá)到一個(gè)很低的范圍，因此為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，采用脈沖數(shù)定時(shí)測(cè)頻法。經(jīng)過(guò)測(cè)試精度是可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 23 頁(yè) 共 43 頁(yè) 主程序流程圖 圖 主程序流程圖 開(kāi)始 1602 液晶初始化 置顯示初值，顯示指針指向第一行 定義速度輸出樣式 數(shù)據(jù)顯示 在指定區(qū)域 顯示完畢 結(jié)束 Y N 定時(shí)器初始化 速度顯示 響應(yīng)定時(shí)器中斷 定時(shí)時(shí)間到 N Y 平均值計(jì)算完成 N Y 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 24 頁(yè) 共 43 頁(yè) 主程序代碼： main() { int a=1。 LCD_Initial()。 GotoXY(0,1)。 Print( Vr= )。 int_init()。 //定時(shí)器初始化 while(1) { // GotoXY(3,1)。 // LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/100000+0x30)。 // GotoXY(4,1)。 // LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/10000%10+0x30)。 // GotoXY(5,1)。 // LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/1000%10+0x30)。 GotoXY(6,1)。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/100%10+0x30)。 GotoXY(7,1)。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/10%10+0x30)。 GotoXY(8,1)。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage%10+0x30)。 GotoXY(10,1)。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)(Fage*10)%10+0x30)。 GotoXY(11,1)。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)(Fage*100)%10+0x30)。 } } 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 25 頁(yè) 共 43 頁(yè) 中斷服務(wù)子程序流程圖 圖 中斷服務(wù)子程序流程圖 中斷服務(wù)子程序代碼： void int1() interrupt 2 { if(testt) //判斷定時(shí)器是否溢出 { TR0=0。 開(kāi)始 禁止外部中斷， T1清零，允許 T1計(jì)時(shí)， T0 計(jì)數(shù) 統(tǒng)計(jì)脈沖總和 結(jié)果存入數(shù)組 頻率 =脈沖總和 /時(shí)間總長(zhǎng) 頻率與速度的轉(zhuǎn)換 結(jié)束 禁止 T1計(jì)時(shí)，禁止 T0計(jì)數(shù) N Y i=0 i＞ 2 計(jì)算平均值 i=i+1 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 26 頁(yè) 共 43 頁(yè) TR1=0。 Tsum=(TH18)|TH0。 //過(guò)了一個(gè)循環(huán)后余下的時(shí)間 Tsum=Tsum+65536*testt。 //時(shí)間總長(zhǎng) Psum=(double)(TH08)+(double)TL0。 //脈沖數(shù)的總和 Fresult=Psum/Tsum。 //頻率計(jì)算結(jié)果 Fresult=Fresult*8**。 // fd為赫茲， Vr為 KM/h。 temp[i++]=Fresult。 //把結(jié)果放進(jìn)數(shù)組里 Fresult=0。 if(i2) //有 3個(gè)采樣數(shù)值就進(jìn)行取平均值計(jì)算 { for(i=0。i3。i++) {Fresult=Fresult+temp[i]。} Fage=Fresult/。 i=0。 } } testt=0。 TH1=0。 TL1=0。 TH0=0。 TL0=0。 TR1=1。 TR0=1。 EX1=0。 } 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 27 頁(yè) 共 43 頁(yè) 1602 液晶初始化流程圖 圖 1602液晶初始化流程圖 1602 初始化代碼： void LCD_Initial() { LcdEn=0。 LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38)。 //8 位數(shù)據(jù)端口 ,2行顯示 ,5*7 點(diǎn)陣 LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38)。 LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR)。 //開(kāi)啟顯示 , 無(wú)光標(biāo) LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN)。 //清屏 LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE)。 //AC 遞增 , 畫(huà)面不動(dòng) } 液晶初始化開(kāi)始 8位數(shù)據(jù)端口， 2行顯示， 5*7點(diǎn)陣 開(kāi)啟顯示，無(wú)光標(biāo) 清屏 地址指針遞增，畫(huà)面不可平移 初始化完畢，返回主程序 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 28 頁(yè) 共 43 頁(yè) 5 系統(tǒng)仿真及調(diào)試 Proteus Proteus 軟件簡(jiǎn)介 Proteus 軟件是來(lái)自英國(guó) Labcenter Electronics 公司的 EDA 工件 ,Proteus 軟件除了其具有和其它 EDA 工具一樣的原理布圖 ,PCB 自動(dòng)或人工布線及電路仿真的功能外 , 其革命性的功能是 ,他的電路仿真是互動(dòng)的 ,針對(duì)微處理器的應(yīng)用 ,還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程 ,并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級(jí)的實(shí)時(shí)調(diào)試 ,如有顯示及輸出 , 還能看到運(yùn)行后輸入輸出 的效果 ,配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器 ,邏輯分析儀等 , Proteus 建立了完備的電子設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境。 當(dāng)然，軟件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相應(yīng)的仿真模型，用開(kāi)發(fā)板和仿真器當(dāng)然是最好選擇，可是對(duì)于單片機(jī)愛(ài)好者，或者簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)應(yīng)該是比較好的選擇。 Proteus 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī) CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序 運(yùn)行和電路工作的過(guò)程和結(jié)果。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。 Proteus 軟件的優(yōu)點(diǎn) Proteus 軟件 不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。它的 元器件 、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能。由于 Proteus 軟件 提供了實(shí)驗(yàn)室無(wú)法相比的大量的元器件庫(kù)，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性 ，以及 提 供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上 均 難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了 很好的實(shí)踐 平臺(tái)。 Proteus 是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具，它可以仿真 51 系列、 AVR，PIC 等常用的 MCU 及其外圍電路 （如 LCD， RAM， ROM，鍵盤(pán)，馬達(dá)， LED， AD/DA，部分 IIC 器件）。 隨著科技的發(fā)展 ， 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已成為許多設(shè)計(jì)部門(mén)重要的前期設(shè)計(jì)手段。它具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過(guò)程的統(tǒng)一的特點(diǎn)?？墒乖O(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少， 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 29 頁(yè) 共 43 頁(yè) 也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。相信 隨著時(shí)間的推移， Proteus 軟件 在單片機(jī)開(kāi)發(fā) 應(yīng)用中能 獲得越來(lái)越 廣泛的應(yīng)用。 Keil C51 Keil C51 軟件簡(jiǎn)介 Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51系列兼容單片機(jī) C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。 Keil C51 軟件提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案 [14]，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起，是一款方便易用的的軟件仿真調(diào)試工具。 Keil C51 軟件的優(yōu)點(diǎn) Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率高，多數(shù)語(yǔ)句生 成的匯編代碼 比較 緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì) 。同時(shí)， Keil C51 軟件兼容 C 語(yǔ)言，相比起 匯編 語(yǔ)言 ， C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。 Keil C51 軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具 [15]， 并且為 全 Windows 操作 界面 ，操作起來(lái)更容易上手，更適合初學(xué)者使用 。 仿真與調(diào)試 的步驟 在 Proteus 軟件 的菜單界面中選擇需要的元器件，搭建硬件電路； 使用 KEIL C51 軟 件建立工程文件 。 通常單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟件 中 包含多個(gè)源程序文件， KEIL C51 使用工程這一概念，將這些參數(shù)設(shè)置和所需的所有文件都加在一個(gè)工程中。因此，需要建立一個(gè)工程文件，并為這個(gè)工程選擇 處理器類型 ，確定編譯，匯編，連接的參數(shù)，指定調(diào)試的方式 ； 建立好工程之后添加新的項(xiàng)目。 建立并添加源文件。使用菜單或者單擊工具欄的新建文件按鈕，出現(xiàn)文本便捷窗口，在該窗口中輸入程序 代碼； 保存文件，如果是用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)的程序，保存文件的后綴名為“ .c”。如果使用的是匯編語(yǔ)言 [16]，那么保存文件的后綴名則為“ .asm”； 調(diào)試程序； 在程序調(diào)試成功后，生成 HEX 文件； 打開(kāi)之前用 Proteus 軟件 完成的硬件電路，將生成的 HEX 文件導(dǎo)入單片機(jī)里，點(diǎn) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 30 頁(yè) 共 43 頁(yè) 擊開(kāi)始按鈕，看電路能夠正常工作，并且能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，從而驗(yàn)證程序的正確性。 功能的檢測(cè) 用 Proteus 軟件搭建硬件電路圖 圖 硬件電路圖 使用 Keil C5