基于單片機(jī)的行車測(cè)速系統(tǒng)畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料
2025-07-03 20:50本頁(yè)面
【正文】 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)過程就完成了。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]。C=2πR （31）V=n*C/t （32）L=N*C （33） 其中C為車輪的圓周長(zhǎng)，R為車輪的外徑，V為車輛行駛速度，t為單位時(shí)間，n為單位時(shí)間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，L為車輛行駛里程，N為車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的總?cè)?shù)。圖35 霍爾傳感器電路圖以上是霍爾傳感器的原理部分，而整個(gè)測(cè)速器就是用到單片機(jī)與一個(gè)電磁感應(yīng)器來(lái)計(jì)算行進(jìn)中車輪所轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，輸入車輪的外徑，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)車輪所轉(zhuǎn)圈數(shù)即得車速。 圖33 霍爾傳感器使用示意圖 圖34 檢測(cè)脈沖產(chǎn)生模塊檢測(cè)脈沖產(chǎn)生模塊如圖34所示，將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上裝上小磁鋼，每當(dāng)小磁鋼經(jīng)過霍爾傳感器時(shí)，就會(huì)引起傳感器輸出電壓發(fā)生變化。其工作原理是當(dāng)傳感器的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在外驅(qū)動(dòng)作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)永久磁鐵旋轉(zhuǎn),穿過霍爾元件的磁場(chǎng)將產(chǎn)生周期性變化，引起霍爾元件輸出電壓變化，所得的電壓信號(hào)即為車速傳感器的輸出信號(hào)。（注：沒有磁鋼時(shí)輸出高電平，有磁鋼時(shí)輸出低電平。磁場(chǎng)由磁鋼提供，所以霍爾傳感器和磁鋼需要配對(duì)使用。上電自動(dòng)復(fù)位通過電容C1充電來(lái)實(shí)現(xiàn)[11]，手動(dòng)按鍵復(fù)位是通過按鍵將電阻R1與VCC接通來(lái)實(shí)現(xiàn)。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作?？梢愿鶕?jù)情況選擇6MHz、12MHz或24MHz等頻率的石英晶體，補(bǔ)償電容通常選擇30pF左右的瓷片電容，時(shí)鐘電路如圖31所示。 單片機(jī)計(jì)算處理模塊電路設(shè)計(jì)單片機(jī)加上適當(dāng)?shù)耐鈬骷蛻?yīng)用程序，構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)稱為最小系統(tǒng)[8]。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)測(cè)速系統(tǒng)的硬件電路大致分為五個(gè)模塊：由單片機(jī)最小系統(tǒng)構(gòu)成的核心計(jì)算模塊，霍爾傳感器作為主要器件的數(shù)據(jù)采集模塊，由24c02串行存儲(chǔ)芯片等核心器件構(gòu)成的存儲(chǔ)模塊，由Nokia5110 LCD構(gòu)成的顯示模塊和電源模塊。通過顯示器直觀的顯示數(shù)據(jù)信息，使用者可以方便的了解到當(dāng)前的車速和行駛里程。圖21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 測(cè)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述通過對(duì)測(cè)速系統(tǒng)的理論研究和實(shí)際電路的設(shè)計(jì)，將霍爾傳感器、單片機(jī)、存儲(chǔ)器、按鍵、LCD 顯示器有機(jī)的結(jié)合在一起從而構(gòu)成了一個(gè)完整的測(cè)速系統(tǒng)。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案及結(jié)構(gòu)框圖 測(cè)速系統(tǒng)的測(cè)速原理本設(shè)計(jì)是采用AT89S52單片機(jī)作為主控制芯片，通過對(duì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)引起的周期脈沖信號(hào)的頻率進(jìn)行測(cè)量，將所得頻率通過計(jì)算變換成實(shí)際的運(yùn)行速度，并通過計(jì)算轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)總?cè)?shù)得出行駛里程，然后通過串行存儲(chǔ)芯片 24c02 芯片儲(chǔ)存行駛數(shù)據(jù)并通過Nokia5110 LCD顯示器顯示車速和車輛行駛里程。缺點(diǎn)：亮度較低。方案二：Nokia5110 LCD顯示。 優(yōu)點(diǎn)：亮度高，價(jià)格便宜，壽命長(zhǎng)。其原因還有三點(diǎn)：一是霍爾傳感器輸出信號(hào)電壓幅值不受轉(zhuǎn)速的影響；二是頻率響應(yīng)高，其響應(yīng)頻率高達(dá)20kHz[7]，相當(dāng)于車速為1000km/h時(shí)所檢測(cè)的信號(hào)頻率；三是抗電磁波干擾能力強(qiáng)?；魻杺鞲衅鬏敵鲱l率與轉(zhuǎn)速成正比，此信號(hào)經(jīng)單片機(jī)處理后，即可得出車輛的速度。方案二：磁電式脈沖發(fā)生器。其脈沖頻率與車速成正比，經(jīng)過單片機(jī)處理后，即可得出車輛的速度。主要由光源、光敏器件和遮光盤組成。由于80C52不支持在線系統(tǒng)編程，而AT89S52支持，80C52具有一個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR，而AT89S52具有兩個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR0和DPTR1，且AT89S52含有一個(gè)看門狗定時(shí)器，具有斷電標(biāo)志POF，因此本設(shè)計(jì)選擇AT89S52。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路[5]。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時(shí)鐘振蕩停止，同時(shí)停止芯片內(nèi)其它功能。此外，80C52還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑模式和掉電模式。2 方案的設(shè)計(jì)與論證 測(cè)速系統(tǒng)主要組成器件的選擇與論證 微控制器的選擇方案一：采用80C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。1%的要求。速度是一個(gè)很重要的物理量，獲取準(zhǔn)確的速度能夠保證車輛行駛的安全性，而基于單片機(jī)技術(shù)的測(cè)速系統(tǒng)具有價(jià)格便宜、使用方便、可靠性高等特點(diǎn)，能有效提高對(duì)測(cè)速傳感器輸出信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。采用單片機(jī)作為主芯片可以有效的解決對(duì)采樣信號(hào)的處理問題，并能夠降低開發(fā)成本，提升開發(fā)的效率
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