【正文】 向 輸 入 A D B E Q T 1T 2+ 比 較 器C TC 振 蕩 器S R1 . 2 5 V r e f參 考 源 圖 44 MC34063引腳圖及原理框圖 MC34063是一單片雙極型線 性集成電路 ,專用于直流 直流變換器控制部分 .片內(nèi)包含有溫度補償帶隙基準源、一個占空比周期控制振蕩器、驅(qū)動器和大電流輸出開關(guān) ,能輸出 的開關(guān)電流 .它能使用最少的外接元件構(gòu)成開關(guān)式升壓變換器、降壓式變換器和電源反向器 。晶振電路在本系統(tǒng)中是并聯(lián)方式，最后連接在 AT89c2051 的 5引腳。至于兩個電容的大小， 它是根據(jù)晶振廠家提供的晶振要求選值的，換句話說，晶振的頻率就是在它提供負載電容下測得，能最大限度的保證頻率值誤差。 比如 此系統(tǒng)所用的 12MHz 晶振 ， 單片機工作速度就是每秒 12M。晶振電路部分電路連接如圖43所示。時鐘頻率選用 6MHZ 時， C取 22uF,Rs 取 200Ω， RK取 1KΩ。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。 除了上電復(fù)位外，有時還需要按鍵手動復(fù)位。只要 Vcc 的上升時間1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 1 M a y 2 0 0 9 S h e e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n g s \ A d m i n i s t r a t o r . Q Z 2 0 0 \桌面 \ 畢業(yè)設(shè)計 單片機測速 \ t a n g l e i . d d bD r a w n B y :R S T / V p pP 3 . 0 ( R X D )P 3 . 1 ( T X D )X T A L 1X T A L 2P 3 . 2 ( I N T 0 )P 3 . 3 ( I N T 1 )P 3 . 4 ( T 0 )P 3 . 5 ( T 1 )P 3 . 7 G N DP 1 . 0 ( A I N 0 )P 1 . 1 ( A I N 1 )P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7V C C1234567891011121314151617181920J P ?A T 8 9 C 2 0 5 1R1V C C河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 18 不超過 1ms,就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位。 按鍵手動復(fù)位電路見圖 42。復(fù)位引腳 RST 通過一個斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個機器周期的 S5P2,斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。 6. XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。每一個機器周期需 12 個振蕩器或時鐘周期。 RST 一旦變成高電平 ,所有的 I/O 引腳就復(fù)位到 “1” 。 P3 口還接收一些用于閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。用作輸入時 ,被外部拉低 P3 口引腳將用上拉電 阻而流出電流 (IIL)。 用于固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號并且它作為一通用 I/O 引腳而不可訪問。 P1 口還在閃速編程和程序校驗期間接收代碼數(shù)據(jù)。當(dāng) P1 口引腳寫入 “1” 時 ,其可用作輸入端。 和 還分別作為片內(nèi)精密模擬比較器的同相輸入 (AIN0)和反相輸入（ AIN1)。 2. P1 口： P1 口是一 8 位雙向 I/O 口。AT89C2051 引腳 圖 41 所示。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 15 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計 單片機主控電路 單片機概述 AT89C2051 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 2k bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和128bytes 的隨機數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，功能 強大 at89c2051 單片機可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合 ,它具有如下主要特性： .和 MCS51 產(chǎn)品的兼容 .2K字節(jié)可重編程閃速存儲器 .耐久性： 1,000 寫／擦除周期 .～ 6V 的操作范圍 .全靜態(tài)操作： 0Hz～ 24MHz .兩級加密程序存儲器 .128179。然后再用插值法從下限值和上限值得到一個整數(shù)值．即為當(dāng)前測試周期內(nèi)的分頻值。的門控位 GATE 測量 INTO()引腳上出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速脈沖河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 14 寬度． 1T 的值即為轉(zhuǎn)速脈沖寬度的 2 倍。由于 1T 在具體的檢測系統(tǒng)中是已知的，由式 (34)可知，求 1m 的上限值只須求出此測試周期內(nèi) 1T 的值。這樣，既保證了轉(zhuǎn)速計算精度，又提高了低速檢測的實時性。根據(jù)以上分析，誤差主要來自時標信號脈沖計數(shù)誤差，即： 01 1110f NNd ddTf N m Tm??? ? ? ? ? ? （ 36） 若精度要求為 a%，即 ： %fd af ?? （ 37） 011100maT?? (38) 綜合式 (34)和式 (38)，即可確定 1m 值 : 0 111100 mTmaT T? ?? (39) 在實際計算過程 中，以每個測試周期中的第一個轉(zhuǎn)速周期 1T 作為求解 1m 值的試算脈沖。由式 (33)可得： 00()f Nd ddfN ??? ? ? （ 35） 由式 (35)可知，測量誤差來自兩部分：一部分是時標信號脈沖計河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 13 數(shù)誤差 Nd /N，這種誤差即177。此方法關(guān)鍵是式 (32)中 1m 值的選取，須根據(jù)精度 的 要求和時間限制等條件來確定。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 12 轉(zhuǎn)速脈沖分頻脈沖時標脈沖1T1T m T?0?0N ? 圖 35 多倍周期法測量原理圖 此方法是以多倍周期法為基礎(chǔ)，并結(jié)合轉(zhuǎn)速的計算精度和檢測的實時性的要求設(shè)計完成的。但是，由于這種方法對低頻轉(zhuǎn)速脈沖信號進行了倍乘，所以 ，多倍周期法在提高高額轉(zhuǎn)速計算精度的同時，拉大了低頻轉(zhuǎn)速計算的時間間隔，從而降低了低速檢測時的實時性。由于每個轉(zhuǎn)速脈沖周期都存在著 1T? 的誤差，如磁片在滾筒端面的圓周邊緣分布不均勻等， 1T? 有正有負，所以取 1m 個轉(zhuǎn)速周期的平均值的誤差必然小于單個周期的誤差，從而提高了轉(zhuǎn)速測量的 精度。 轉(zhuǎn)速脈沖信號按固定分頻數(shù)進行分頻，使得被測周期得到倍河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 11 乘，計算轉(zhuǎn)速脈沖頻率 f： 111 1 11 mmfT m T T? ? ? （ 32） 式中 1m — 周期倍乘數(shù)； 1T — 實際轉(zhuǎn)速輸出脈沖信號的周期； T— 1m 分頻脈 沖周期。因此如果把周期法與頻率法結(jié)合起來，采用轉(zhuǎn)速脈沖 周期倍乘的措施，可以展寬轉(zhuǎn)速測量范圍，提高測量精度。對于確定的系統(tǒng)， 2 r? ／ z 為常數(shù)，所以車速計算的誤差分析轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速輸出脈沖頻率的誤差分析。這種方法在保證各頻帶轉(zhuǎn)速計算精度的同時，也能滿足本系統(tǒng)檢測的實時性的要求，較好地克服了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速計算方法的局限性。目前，常用的轉(zhuǎn)速計算方法有以下幾種：頻率法、周期法和多倍周期法。因此產(chǎn)生了 M 法、 T法結(jié)合的 多倍周期法 ：低速時測周期、高速時測頻率。 本系統(tǒng)采用 多倍周期法 。速度較高時，測得的周期較小，誤差所占的比例變大，所以 T法宜測量低速。 T 法是測量兩個脈沖之間的時間換算成周期，從而得到頻率。速度較低時，因測量時間內(nèi)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 10 的脈沖數(shù)變少，誤差所占的比例會變大，所以 M法宜測量高速。脈沖測速最典型的方法有測頻率 (M法 )和測周期 (T 法 )。 之所以選擇 WTV040 語音芯片作為電動車超速報警器電路的核心，是因為 WTV040 語音芯片不僅僅能滿足電動車 超速報警器性能的各種要求，而且芯片價格便宜，外圍電路簡單，容易制作，最重要的是語音內(nèi)容可以由自己決定選用。所以我們在這個系統(tǒng)中采用動態(tài) LED。 LED 技術(shù)的優(yōu)勢還在于， LED 比 LCD 更高的刷新速率使得 LED 在視頻方面有更好的性能表現(xiàn)。 LED 技術(shù)具有非常明顯的三大優(yōu)勢。 LCD 的好處有：與 CRT 顯示器相比， LCD的優(yōu)點主要包括零輻射、低功耗、散熱小、體積小、圖像還原精確、字符顯示銳利等。 方案 三 、用液晶顯示器 LCD 顯示信息。所謂動態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時都在顯示。這樣一來，就沒有必要每一位數(shù)碼管配一個鎖存器，從而大大地簡化了硬件電路。 方案二、 LED 動態(tài)顯示器。這種方法的優(yōu)點是占用 CPU 時間少，顯示便于監(jiān)測和控制。 靜態(tài)顯示的特點是每個數(shù)碼管的段選必須接一個 8 位數(shù)據(jù)線來保持顯示字形碼。 LED 顯示器工作方式有兩種靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。 顯示 模塊選型 單片機系統(tǒng)中常用的顯示器有：發(fā)光二極管 LED 顯示器、液晶 LCD顯示器 等。系統(tǒng)初始化時 ,可通過設(shè)置使 T0 和 T1 定時器工作在模式 1 方式。當(dāng) P3. 2 引腳出現(xiàn)高電平時 ,定時器 T0 開始定時 。當(dāng)定時器 T0 的運行控制位復(fù)位時 , 不管 P3. 2 引腳是何值 ,定時器都不工作。此外 ,AT89C2051 自身還有一些其它特點 , 譬如可以使用命令使其工作在低功耗模式等?？紤]到 AT89C2051 本身固有的特點 ,設(shè)計時需注意以下幾點 : 首先 , 它的程序存儲器空間為 2kB , 因此所有的跳轉(zhuǎn)和分支轉(zhuǎn)移指令都要限制在這個范圍內(nèi)。設(shè)計中用到了 AT89C2051 的T0、 T1 定時器和 INT0 引腳 ,以及 P1 端口的 6 個口線。 單片機選型 速度里程測量電路選用 AT89C2051 作為頻率計的信號處理核心。由霍爾元件加整形電路構(gòu)成的霍爾開關(guān)系統(tǒng)，具有輸出響應(yīng)快，數(shù)字脈沖性能好，安裝方便，性能可靠，不受光線、泥水等因素影響，價格便宜的優(yōu)點。而編碼器必須安裝在車軸上，這樣安裝就會給用戶帶來很多不便。這種傳感器不怕灰塵、油污，在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用廣泛。 霍爾元件和磁鋼如圖 34 所示。 圖 34 霍爾元件和磁鋼實際 圖 使用霍爾傳感器獲得脈沖信號，其機械結(jié)構(gòu)也可以做得較為簡單，只要在轉(zhuǎn)軸的圓周上粘上一粒磁鋼，讓霍爾開關(guān)靠近磁鋼，就有信號輸出，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，就會不斷地產(chǎn)生脈沖信號輸出。利用脈沖數(shù)對里程進行測量。如圖 33 所示，是某光電編碼器的外形。 方案二、 光電編碼器 光電編碼器的工作原理與光電傳感器一樣，不過它已將光電傳感河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 6 器、電子 電路 、碼盤等做成一個整體，只要用連軸器將光電傳感器的軸與轉(zhuǎn)軸相連，就能獲得多種輸出信號。 圖 31 光電傳感器的原理圖 圖 32 遮光葉片 將光敏電阻安裝在自行車前又的一側(cè)，在同等高度的另一側(cè)安上一個高亮度的發(fā)光二極管。為此可以制作一個遮光葉片如圖 32 所示，安裝在轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)扇葉經(jīng)過時，產(chǎn)生脈沖信號。 光電傳感器是應(yīng)用非常廣泛的一種器件，各種各樣的形式，如透射式、反射式等，基本原理就是當(dāng)發(fā)射管光照射到接收管時，接收管導(dǎo)通，反之關(guān)斷。 系統(tǒng)方框圖如圖21所示。另外 , 還應(yīng)盡量保證其它子模塊在編程時的通用性和高效性。本設(shè)計用測量脈沖頻率來計算速度 , 因而具有較高的測速精度。為了方便計算要顯示數(shù)據(jù)值的段碼 , 可再將其轉(zhuǎn)換成壓縮的 BCD 碼 , 然后通過查表將要顯示的數(shù)據(jù)值中每一位河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 4 的壓縮 BCD 碼轉(zhuǎn)換成 8 段碼送到顯示緩沖區(qū) , 最后經(jīng)串口送至液晶顯示模塊以顯示所測的速度或里程。單片機利用定時器T0 的控制功能測出輸入信號的周期后 , 再利用單片機的算術(shù)運算功能將周期轉(zhuǎn)換成速度 , 同時每秒鐘進行一次里程累計 ,從而計算出總里程。本設(shè)計用兩個按鍵來控制顯示速度或里程。 該設(shè)計能實時地將所測的速度顯示出來 , 同時也能夠累