基于AVRMega16的测速系统

基于AVRMEGA16的测速系统1设计的目的与意义本设计的速度测量主要应用于轮式设备的速度测量中（如车辆，转轮等），特别适用于如自行车，人力三轮车等要求低成本的应用中。本研究的目的是通过单片机的控制实现速度的测量和超速的报警，其中有七段数码管输出速度的值，有控制按钮来控制KM/H和M/S显示，由蜂鸣器来进行报警。2设计内容与方法本设计的速度测量主要是测量转轴的角速度，利用角速度和线速度的转换关系转换为线速度，从而测量出物体的行进速度。角速度的测量利用红外光发射和探测而测出转轴的角速度，利用单片机的处理并用七段数码管输出速度值。如果速度超过指定值时，蜂鸣器发出响声提示。3设计电路图4硬件功能说明本部分包括对硬件设计思想的说明和硬件用途的说明。硬件设计思想说明本课程设计主要是通过测量轮式车的轮轴转动角速度，转换为小车行进的线速度。这要求我们要设计一个信号采集源来采集角速度信息传递到单片机进行处理。我们利用红外反射接收对管产生电信号，利用固定在轴上的挡板来使轴运动信息与电信号关联，最后输入单片机处理。单片机转换的速度值通过四位七段数码管来显示，如果超速通过蜂鸣器来提示超速，同时又LED闪烁来提醒。信号收集转换系统说明原理如图所示我们的挡板开孔将360分为四等分，这样做可以提高精度。将挡板放置于光电对管发射管和接收管之间。轴的周期性运动使挡板周期性的遮挡发射管与接收管的红外线传播，是光电对管产生周期性的电信号，最后通过接线传输到单片机。光电对管原理如图所示。光电对管是由红外线发光二极管和光明三极管组成，我们在集电极串入1K的电阻，输出集电极电压值。当光电三级管导通时由于集电极有电流流过会使输出电压降低使呈现低电平状态，当三极管截止时，输出电压近似等于5V，呈现为高电平。信号由PD6口输入。速度显示系统说明七段数码管如图示。我们选用的是四位集成的共阳极七段数码管，采用PA0PA7口分别控制AP七段和小数点，利用PC0，PC1，PC6，PC7口分别控制1、2、3、4位的七段数码管显示。最终实现四位动态扫描显示。蜂鸣器电路如图所示。我们利用PD0口来控制蜂鸣器的工作，当PD0口输出为高电平时，三极管导通蜂鸣器发声。PD0口为低电平时三极管截止，蜂鸣器中没有电流流过，不工作LED电路如图示。我们利用PD1口来控制LED的显示，当超速时，PD1口周期性的输出高电平使LED灯闪烁提示超速。未超速时输出低电平二极管不导通。键盘电路如图。我们采用PD2口作为键盘检测口。当检测到键盘按下时，七段数码管显示为KM/H。正常情况下显示为M/S。5软件设计流程与设计思想软件流程软件流程图如下所示。软件设计思想我们课程设计的测速功能主要是由单片机内部定时器T0实现的，通过T0的精确定时测出两次脉冲时间，转换成脉冲频率，最后转换为所求速度。6系统测试我们通过PROTEUS仿真软件对软件部分行了测试。图中为当输入的脉冲频率为10HZ是输出输出值。图中为输入频率为30HZ时的输出值第三张图的输入脉冲为45HZ。分析三张图中结果输出值与输入值的比例近似相等，说明测速部分基本运行正常。按键和显示转换部分测试当10INCLUDEUNSIGNEDINTF_TIME0,L_TIME0/F_TIMEL_TIME即FIRST和LAST，存储两次间隔的初始态和末态,以TIMER1的时序为单位。FLOATTIME0/TIME记录两次时间间隔，以秒为单位CHARPOINT3/小数点的位置DOUBLEV/速度CONSTCHARLED_7130X3F,0X06,0X5B,0X4F,0X66,0X6D,0X7D,0X07,0X7F,0X6F,0X40,0X39,0X00CONSTCHARPOSITION40XFE,0XFD,0XBF,0X7FCHARDIS_BUF40CHARV_OK0/V_OK1时显示速度，预定05S刷新一次速度DEFINESECOND390625/一秒钟DEFINER15/车轮半径VOIDPORT_INITVOIDPORTA0X00DDRA0XFFPORTB0X00DDRB0X00PORTC0X00/M103OUTPUTONLYDDRC0XFFPORTDBIT2DDRDBIT0|BIT1/TIMER1INITIALIZEPRESCALE1024/WGM0NORMAL,TOP0XFFFF/DESIREDVALUE01HZ/ACTUALVALUE0100HZ00VOIDTIMER1_INITVOIDTCCR1B0X00/STOPTCCR1A0X00TCCR1B0XC5/STARTTIMERVOIDTIMER0_INITVOIDTCCR00X00/STOPTCNT00X00/SETCOUNTOCR00X7D/SETCOMPARETCCR00X0B/STARTTIMERVOIDINIT_DEVICESVOID/STOPERRANTINTERRUPTSUNTILSETUPCLI/DISABLEALLINTERRUPTSPORT_INITTIMER1_INITTIMER0_INITMCUCR0X00GICR0X00TIMSK0X22/TIMERINTERRUPTSOURCESSEI/REENABLEINTERRUPTS/ALLPERIPHERALSARENOWINITIALIZEDPRAGMAINTERRUPT_HANDLERDISPLAYIV_TIM0_COMP/显示速度，兼为速度刷新的标准J1时速度刷新VOIDDISPLAYVOID/COMPAREOCCUREDTCNT0OCR0STATICCHARI0,J0IFJ0V_OK1PORTC0XFFIFI4I0PORTALED_7DIS_BUFIPORTCPOSITIONIIFIPOINTPORTAIPRAGMAINTERRUPT_HANDLERTIMER1_CAPT_ISRIV_TIM1_CAPT/上升沿触发VOIDTIMER1_CAPT_ISRVOID/TIMER1I