汽车速度计设计.doc

毕业设计设计题目：汽车速度计设计 任 务 书机电工程系（部）机电一体化技术专业 班学生 学号 一、毕业设计（论文）题目： 汽车速度计设计 二、毕业设计（论文）工作规定进行的日期：年 月 日起至年 月 日 止 三、毕业设计（论文）进行地点： 四、任务书的内容：设计要求要求用PLC设计一个能实时反映汽车行驶速度的仪器，PLC类型自己选择。汽车行驶速度在（099公里/小时）目的：(1) 通过毕业设计使学生应用学过的课程，能独立设计简单控制系统，加深学生对机电类课程理解、把理论应用与实际，培养学生运用仿真系统设计、分析、调试系统的能力，为将来从事机电类开发工作打下一定基础。(2)培养学生综合运用所学知识，结合实际独立完成课题的工作能力。(3)对学生的知识面、掌握知识的深度、运用理论结合实际去处理问题的能力、实验能力、计算机运用水平、书面及口头表达能力进行考核。要完成的工作任务：1、收集相关的资料；2、方案选择、程序流程图及电路工作原理；3、硬件单元电路设计、软件设计，元器件的选择，画出电路图、各子程序流程图；4、安装、调试、仿真中遇到的问题，解决的方法以及实验模拟效果； 学生开始执行任务书日期 200 年 月 日 指导教师签名： 年 月 日学生送交毕业设计（论文）日期： 200 年 月 日 教研室主任签名： 年 月 日学生签名： 年 月 日 摘要现在的汽车越来越多，汽车超速已经成为家常便饭，从而交通事故也频频发生，为了社会的交通安全，本课题设计一款实用新型公开了一种数显示汽车车计程计速器，它包括A1302EUA-T霍尔开关传感器、PLC-200和LED显示器。霍尔传感器安装在车轮轴上的反射器和与之配合的光电接收器构成。传感器将汽车车轮的转动信号送至安装在车梁上的里程计数器和计速器。经处理后由LED显示器显示出汽车的行程值和即时速度，它可安装于各种型号的车上使用。本设计通过PLC-200I/O与A1302EUA-T 霍尔传感器，LED显示器的连接实现0099公里/小时计数器的计数并显示关键词：公里/小时，霍尔传感器，PLC-200，LED显示器 目录第一章 绪论1.1产品设计背景21.2本课题主要研究内容2第二张 系统设计方案32.1系统框图32.2系统硬件选择4第三章 系统元件功能介绍3.1霍尔开关工作原理和作用53.2 PLC-200工作原理和作用63.3 共阳极LED显示器工作原理和作用7第四章 系统程序工作原理4.1系统程序清单104.2模拟显示10结语12附录13附录1 电路13附录2 源程序14第一章：绪论1.1产品设计背景打从汽车出现以来，这个解决了我们移动速度问题的家伙同时也带来了新的问题它太快了！1899年5月20日，一个名叫Cabbie Jacob German的纽约佬真是倒了大霉，当地警方这天将他逮捕，理由是他当时驾驶的出租车车速达到了每小时19公里，属于“非常危险”级别。尽管1899年的美国还没有任何关于汽车限速的法令，但是人们牢牢谨记1652年新阿姆斯特丹当时还不叫做纽约颁布的规定：No wagons, carts or sleighs shall be run, rode or driven at a gallop and that the drivers and conductors of all wagons, carts and sleighs within this city (the Broad Highway alone excepted) shall walk by the wagons, carts or sleighs and so take and lead the horses, on the penalty of two pounds Flemish about $150 in todays money for the first time, and for the second time double, and for the third time to be arbitrarily corrected therefor and in addition to be responsible for all damages which may arise therefrom.1.2本课题主要研究内容如何通过霍尔传感器从过检测车轮在1S时间内传送的脉冲数，通过PLC-200处理数据，输出到LED七段数码管显示出行车速度，从而达到行车计速效果。第二章 系统设计方案2.1系统构成框图 图1注释：通过传感器对外部物理量进行测量，再将物理信号转换为电信号，输入单片机，单片机对所输入的电信号进行处理，最后输出显示。2.2元器件的选择霍尔传感器：A1302EUA-TPLC-200: 24DC电源 CPU226 晶体管I/O接口模块显示器件： 共阳极型LED显示器第三章 系统元器件功能介绍3.1 A1302EUA-T霍尔传感器工作原理 图2检测脉冲产生模块如图2所示，将电机的转动轴上装上小磁钢，每当小磁钢经过霍尔传感器时，就会引起传感器输出电压发生变化2。本设计选用A1302EUA-T连续型比例式线性霍尔传感器,它是一款24V供直流电的传感器，具有低噪声输出，灵敏度高，快速上电，温度稳定性好，寿命长，高可靠性等优点，非常适合用在线性目标移动和旋转目标移动的位置检测系统中。可精确提供与所适用磁场成比例的电压输出，灵敏度为1.3mv/G。其静态输出电压为电源电压的50%，所以在信号进入频率/电压转换模块之前需要对变化量进行调零和放大。实物如图3所示 图33.2 PLC-200工作原理和作用1.PLC的扫描工作过程可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段，并进行周期性循环。 如下图4所示输入端子输入锁存器输入状态寄存器程序执行输出状态寄存器输出锁存器输出端子 图4工作原理图图52.PLC-200的硬件构成和作用1. CPU(1) 将各种输入信号取入存储器。(2) 编译、执行指令。(3) 把结果送到输出端。(4) 响应各种外部设备的请求。2. 存储器RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调 试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。3. 输入、输出接口：采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。(电路)输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。(电路)输出三种形式：继电器 - 低速大功率可控硅 - 高速大功率晶体管 - 高速小功率4. 编程设备编程设备可以是专用的手持式的编程器；也可以是安装了专门的编程通讯软件的个人计算机。用户可以通过键盘输入和调试程序；另外在运行时，还可以对整个控制过程进行监控。3.3 共阳极LED显示器工作原理和作用LED显示器1LED显示器结构 LED显示器内部由多个发光二极管组成。根据内部二极管连接方式，LED显示器在结构上又分为共阴极型和共阳极型两种，共阳极型内部发光二极管阳极连在一起，接高电平。共阴极型内部发光二极管阴极连在一起，接低电平。数码管内部共有8只发光二极管，7只为字段，可组成字形，第八个为小数点。故数码有人称为七段数码显示，也有人称为八段显示。下图a)为数码管引脚及外型图，b)共阳极型LED显示器,c)共阴极型LED显示器 图2-4 LED原理图由图可见，a,b,c,d,e,f,g,分别为七个发光段引脚，dp引脚为小数点。3与8脚接电源或接地，共10个引脚。各电阻为限流电阻，限流电阻需要外接。注意：外接限流电阻要每段串一个，而不能用一个电阻放在共阳极或共阴极端。否则，由于各发光二极管的参数不同，容易引起某段过流而烧坏数码管。另外，电阻值的选择只要保证管子正常发光即可。一般单个数码管电流控制在2030mA较合适。电流太大会加大耗电量，而电流太小又无法得到足够的发光度。2显示字形与字段的关系 数码管发光原理分两种。共阳极型，这种结构的二极管的a,b,c,d,e,f,g,各引脚输入低电平有效。只要哪个引脚输入低电平对应的二极管就会发亮。共阴极型，a,b,c,d,e,f,g,各引脚输入高电平有效，只要哪只引脚输入高电平，对应的二极管就会发亮。通过点亮不同的发光段可组成不同的字形。输入到数码管a,b,c,d,e,f,g,dp的二进制码称为字段码（或称字形码），数码管显示的结果为字形。下表是显示字形与共阳极和共阴极两种接法的字段对应关系。表2-1 LED数码管显示字形与段选码关系 显示字形共阳极段选码共阴极段选码0C0H3FH1F9H06H2A4H5BH3B0H4FH499H66H592H6DH682H7DH7F8H07H880H7FH990H6FHa88H77Hb83H7CHcC6H39HdA1H5EHE86H79HF8EH71H灭FFH00H3IED数码显示方式（1）静态显示方式 静态显示的特点是每个数码管必须接一个8位锁存器用来锁存待显示的字段码。送入一次字段码显示字形一直保持直到送入新的字段码为止。这种方法的优点是占用CPU时间少，显示便于监测和控制。缺点是硬件电路比较复杂，成本较高。（2）动态显示方式 动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。这样一来，就没有必要每一位数码配一个锁存器，从而大大地简化了硬件电路。选亮数码管采用动态扫描显示。所谓动态扫描显示即轮流向各位送出字形码和相应的字位选择，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇