基于单片机设计的自行车测速计系统_毕业设计(编辑修改稿)

基于单片机设计的自行车测速计系统_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

P 1H2H3H4HQ18550Q38550Q48550Q28550VCC1H3H2H4HR2 100R6 100R7 100R8 100R9 100R10 100R11 100R12 100ABCDEFGDPP10P11P12P13P14P15P16P17R1 1KR3 1KR5 1KR4 1KE1D2DP3C4G54H62H9F10A111H12B73H8DS1ABCDE FGDP 5H6H7H8HQ58550Q78550Q88550Q68550VCC5H7H6H8HR13 1KR14 1KR16 1KR15 1KP20P21P22P23P24P25P26P2712345678RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1U1Y112MC2 C3 GNDR2110KC1 10uFVCC1234J1VCCS1P10P11P12P13P14P15P16P17P20P21P22P35P36P23P25P37P26CPU 模块546231SW1sw 灰色12P1GNDR22 1K12D2DVCCS2 S3GNDS4P35 P36 P37VCCvcc1gnd2out3HU2HQ98550R1810KR1710KR20GNDVCCR192K12D1DVCCP24P27P32P32P33P33 图 4 系统总电路图 单片机简介 单片机是指集成在一个芯片上的微型计算机，也就是把组成微型计算机的各种功能部件，包括 CPU(Central Processing Unit)、随机存储器 RAM(Random Access Memory)、只读存储器 ROM(Readonly Memory)、基本输入 /输出 (Input/Output)接口电路。 定时器/计数器等部件都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机从而实现微型计算机的基本功能。 单片机内部结构示意图如图 5所示。 图 5 单片机内部结构示意图 定时 /计数器 中断系统 CPU 存储器 并行 I/O口 串口 I/O口 TXD TXD RXD T INT P0P3 10 单片机的引脚功能介绍 STC89C52 是 低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8K Bytes 的可反复擦写的只读程序存储器（ EPROM）和 256 字节的随机存取数据存储器（ RAM），器件采用高密度、非易失性存储技术生产，与标准 MCS51 指令系统及 8052 产品引脚兼容，片内置通用 8位中央处理器（ CPU）和 Flash 存储单元，功能强大， STC89C52 单片机适合于许多较为复杂控制场合应用。 图 6 STC89C52引脚图 STC89C52 提供以下标准功能： 8K 字节 Flash 闪速存储器， 256 字节内部 RAM， 32个 I/O 口线， 3 个 16 位定时 /计数器， 5 个中断源，一个全双工串行通信口，片内具有振荡器及时钟电路。 STC89C52 管脚图如图 6 所示。 单片机中断系统介绍 中断是指当计算机执行正常程序时，系统中出现某些急需处理的事件， CPU 暂时中止 当前的程序，转去执行服务程序，以对发生的更紧迫的事件进行处理，待处理结束后，CPU 自动返回原来的程序执行 STC89C52 系列单片机的系统有 5个中断源， 2个优先级，可实现二级中断服务嵌套。 由片内特殊功能寄存器中的中断允许寄存器 IE 控制 CPU 是否响应中断请求；由中断优先级寄存器 IP 安排各优中断源的优先级；同一优先级内各终端同时提出中断请求时，由内部的查询逻辑确定其响应次序。 采用的外部中断方式包括外部中断 0和外部中断 1，它们的中断请求信号分别由单片机引脚 0INT / 和 1INT / 输入。 外部中断请求有两种信号方式：电平触发方式和脉冲触发方式。 电平触发方式的中断请求是低电平有效。 只要在 0INT 和 1INT 引脚上出现有效低电平时，就激活外部中断方式。 脉冲触发方式的中断请求则是脉冲的负跳变有效。 在这种方式下，在两个相邻机器周期内， 0INT 和 1INT 引脚 电平发生变化，即在第一个机器周期内为高电平，第二个机 11 器周期内为低电平，就激活外部中断。 由此可见，在脉冲方式下，中断请求信号的高电平和低电平状态都应至少维持一个机器周期，以使 CPU 采样到电平状态的变化，本次设计所采用的触发方式为脉冲触发方式。 传感器及其测量系统 本次设计信号的捕获采用的是霍尔传感器。 霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便、功耗小、频率高（可达 1MHz）、耐震动、不怕灰尘、油污、水汽及烟雾等的污染或腐蚀。 霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器 件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高。 取用各种补偿和保护措施的霍尔器件工作温度范围宽，可达－ 55℃～ 150℃。 按照霍尔器件的功能可将它们分为：霍尔线性器件和霍尔开关器件，前者输出模拟量，后者输出数字量。 按被检测对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。 前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体。 通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态 发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。 霍尔传感器的测温原理 霍尔传感器是利用霍尔效应制成的一种磁敏传感器。 在置于磁场中的导体或半导体通入电流 I，若电流垂直磁场 B，则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个电势差Uh，这种现象称为霍尔效应。 利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件。 因为它具有结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量线性范围大、抗干扰能力强以及体积小、使用寿命长等一系列特点，因此被广泛应用于测量、自动控制及信息处理等领域。 霍尔效应原理图如图 7 所示。 XYZBILU hbd 图 7 霍尔效应原理图 12 集成开关型霍尔传感器 A44E 集成霍尔开关由稳压器 A、霍尔电势发生器 (即硅霍尔片 )B、差分放大器 C、施密特触发器 D 和 OC 门输出 E 五个基本部分组成，如图 9（ a）所示。 (1)、 (2)、 (3)代表集成霍尔开关的三个引出端点。 在电源端加电压 Vcc，经稳压器稳压后加在霍尔电势发生器的两端，根据霍尔效应原理，当霍尔片处在磁场中时，在垂直于磁场的方向通以电流，则与这二者相垂直的方向上将会产生霍尔电势差 VH 输出，该 VH 信号经放大器放大后送至施密特触发器整形， 使其成为方波输送到 OC 门输出。 当施加的磁场达到工作点时，触发器输出高电压 (相对于地电位 )，使三极管导通，此时 OC 门输出端输出低电压，通常称这种状态为开。 当施加的磁场达到释放点时，触发器输出低电压，三极管截止，使 OC门输出高电压，这种状态为关。 这样两次电压变换，使霍尔开关完成了一次开关动作。 工作点与释放点的差值一定，此差值称为磁滞，在此差值内， V0 保持不变，因而使开关输出稳定可靠，这也就是集电成霍尔开关传感器优良特性之一。 传感器主要特性是它的输出特性，即输入磁感应强度 B与输出电压 V0 之间的关系。 A44E 集 成霍尔开关是单稳态型，由测量数据作出的输出特性曲线如图 8(b)所示。 测量时，在 2 两端加 5V 直流电压 ,在输出端 3与 1之间接一个 2k 的负载电阻，如图 9所示。