测控系统设计

1、上课时间制定计划，说明书学生姓名：学号：学院：自动化工程学院:类测量和控制081标题：里程表设计指导教师：2011年5月1日里程表设计摘要：本文介绍了里程表设计以单片机和霍尔传感器为中心。霍尔传感器输入进入微芯片的低级脉冲信号，进行控制和计算，并使用LED模块使电动自行车的行驶距离直观地显示给用户。自行车里程表是用于测量长距离连续自行车里程表的仪器。分为电源、霍尔传感器和显示器三部分。目前里程表一般用于汽车和摩擦车辆，测试精度较低，自行车使用里程表还很少。针对这种情况，为自行车开发新的数字里程表是非常必要的。本文介绍的自行车里程表由电源调节系统供电，AT89C52微控制器是中央处理器，结合高精

2、度、可靠、高效的自行车里程表，设计和使用方便。关键字：测控系统SCM自行车代码表英语摘要abstract : this paper introductes milestones designed to SCM and hall sensor as the core . hall sensor-based the upcoming low-level PPSit is divided into power，hall sensors and display part 3。at present，Milestones widespread use in The car and The car，jog

3、gling is a mechanical measureing devices，testing precision ofin view of this situation，Development of a new digital milestones used to bicycle is very necessary . this paper introductes bike keywords : micro controller measure-control system bike timers目录1设计要求.41.1基本要求.4发挥1.2部分.42方案讨论.42.1速度测量.42.2选

4、择传感器.42.3单片机书架.52.4选择显示器.53功能说明.64结构方块图.65电路图.76组件简介.76.1 AT89S52微控制器简介.76.2 LED数码管显示器.76.3孔开关型传感器.87系统流程图.98调试过程的简要说明.99程序编写步骤.1010参考资料.1211附录1.1412附录2.25设计要求以单片机为核心设备，设计自行车行驶代码表。以实际自行车为背景，号码表精度最高，大小尽可能小，成本尽可能低，功耗尽可能少，功能最丰富。1.基本要求：(1)显示实时速度、里程和其他相关信息。(2)可以任意设定操控盘的周长。(3)可以记录最高和平均速度。2.部分发挥：(1)可以保存相关信

5、息。(2)可以显示温度、风速、雨等环境信息；讨论两个方案1速度测量测量速度的方法有两种。1)测量固定间隔t处自行车车轮转动的转数n。假定车轮周长为c，则为速度。2)测量自行车轮子转动一周的时间t，速度。2选择传感器有多种传感器可供选择。1)光电传感器。光电传感器是使用光电元件作为检测元件的传感器。首先将测量的变化转换为光的信号变化，然后使用光电子器件进一步将光信号转换为电信号。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，可测量参数多，传感器结构简单，形式灵活。2)红外对管。将红外对管分别安装在自行车车轮的两侧，车轮旋转时，辐条切断红外对管的光路，接收管输出较低的水平，微控制器可以根据此信号计

6、算里程、速度等。红外对管的优点是测量精度高，安装复杂，易受外来光、灰尘等的影响。3)开关孔传感器。霍尔传感器是利用霍尔效应将磁输入信号转换为电信号的设备。自行车在接近车轮的支架上安装开关孔传感器，磁铁安装在辐条上，磁铁接近霍尔传感器时，传感器输出没有抖动的低水平，单片机可以根据此信号计算行驶距离、速度等。霍尔传感器的缺点是稳定性好，安装容易，费用高。4)单簧管。单簧管与开关型霍尔传感器的原理相同，是应用于里程表的磁感应电容式手动电子开关组件，自行车在靠近车轮的支架上安装单簧管，在辐条上安装磁铁，接近霍尔传感器时单簧管关闭，单片机可以根据此信号计算里程表、速度等。单簧管的优点是成本低，安装简单，

7、脆弱，稳定性差。3选择微控制器可以选择MCS51系列和AT89S52、SST89E51RD。4选择显示器分成两类：1)动态扫描LED数码管显示器。里程表是基于数字的，使用LED数字管基本满足使用要求，成本低。但是，通过动态扫描驱动数字管，亮度太低，受到阳光照射，显示屏内容几乎看不见，因此失去了使用价值。2)串行静态LED数码管显示器。将单芯片串行端口设置为模式0(同步移位寄存器)并输出显示信息后，LED数码管的静态显示变得足够亮。但是，由于需要使用74HC164/74LS164字符串并切换芯片驱动器LED代码管道，因此其缺点是体积大、成本高、功耗高。3)液晶屏液晶屏显示模块。体积小、功耗低、显

8、示功能丰富的液晶屏模块现在是单片机应用设计中最常用的信息显示设备。三个功能说明当前累计时间、当前累计里程(自动调整m/km)、当前速度(km/h)、最大速度(km/h)、平均速度(km/h)、加速度(m/s2)、和改变自行车轮胎的直径，应用于其他自行车，通用性好。打开电源或按重置后，将显示闪屏。2秒钟后进入时钟设置屏幕。按Button13调整时钟，然后按Button4确认。然后进入自行车轮胎半径设置屏幕。按Button1、Button2调整轮胎直径，按Button4确认后，速度计开始工作。其中，速度、里程、平均速度、时间可共享标记按Button5顺序切换。4结构方块图AT89S52微控制器霍尔

9、传感器钥匙电池超速警报液晶显示器5个电路6个组件简介 AT89S52单片机简介AT89S52是低功耗高性能CMOS 8位微控制器，具有8K系统可编程闪存。Atmel采用高密度非易失性存储技术构建，与行业80C51产品指南和针脚完全兼容。片上闪存允许程序内存在系统中编程，适合一般程序员使用。AT89S52使用8位CPU和系统可编程Flash，在单个芯片上为许多嵌入式控制应用程序系统提供灵活高效的解决方案。AT89S52具有标准功能，如8k字节闪存、256字节Flash、32位I/O端口线、看门狗计时器、2个数据指针、3个16位计时器/计数器、1个6矢量2级中断结构、全双工串行端口、片上晶体和时钟

10、电路。此外，AT89S52支持两种软件，可降至0Hz静态逻辑操作，并允许用户选择睡眠模式。在空闲模式下，CPU死机，RAM、计时器/计数器、串行端口和中断继续运行。以断电保护方式存储RAM内容，振荡器冻结，单芯片微型计算机的所有操作停止，直到进行下一次中断或硬件重置。 LED数码管显示器LED数码管使用发光二极管作为发光单位，具有单红、黄、蓝、绿、白、七色效果。单色、分段全彩管可用的建筑、道路、路堤轮廓照明、LED数码管均匀排列大面积显示区域以显示图案和文字并播放各种格式的视频文件。通过计算机下的文件(如flash、动画、文本等)或使用动画设计软件设计自定义动画，播放动态变色的各种图形效果。霍

11、尔开关传感器霍尔传感器是根据霍尔效应制造的一种磁场传感器。霍尔效应是一种磁电效应，霍尔(A.H.Hall，1855-1938)在1879年研究金属的导电仪器时发现。后来发现，半导体、导电流体等也有这种效果，半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这种现象制成的各种霍尔元件，广泛应用于工业自动化技术、检测技术、信息处理等。霍尔效应是研究半导体材料特性的基本方法。通过霍尔效应实验测量的霍尔系数可以确定半导体材料的导电类型、载流子浓度和载流子迁移率等重要参数。7系统流程图开始显示欢迎消息测试按钮时钟设置处理刷新累积驾驶时间和时钟初始化中特殊寄存器设置、定时常量设置、中断打开、屏幕清理等等待中断测试按钮使用

12、直径设定更新里程、速度等变更萤幕显示内容INT0INT1T08调试流程概述自行车里程表的原理比较简单。我编制了一个比较简单但核心的程序(只计算里程和速度)，在Keil C上模拟后，短时间的调试成功了。这证明了我对里程表最核心的想法是正确的，给了我很大的信心在我的背后制作和调试。然后在单片机上构建硬件，重点关注密钥晃动。我的模式选择按钮在单片机外部被中断。起初用一般按钮的防晃动方法进行了测试，但没有成功。所以中断服务程序开始时中断结束，最后中断重新打开，不行吗？稍后，在中断服务程序的末尾添加了这些清除中断标志。即使在单片机的外部中断关闭的情况下，如果在运行中断服务的过程中按下键，中断标志也将设置

13、为1；如果不清除中断标志，服务进程将在退出中断服务程序后再运行一次，因此按下键将导致服务中断运行两次。我的里程表的早期版本使用串行LED数码管显示器作为显示模块(请参阅简介附录ii)。但是，据说太大、耗电量大，不适合小型、结实、耐久性强的自行车里程表。该系统的软件系统都是用C51编写的，软件调试更复杂，因为典型模拟器的C51支持有缺陷。除了语法错误，确认程序没有问题的时候，直接烧在微控制器上调试。单独调试每个模块，然后连接到整个系统调试。硬件连接步骤：1.连接计算机主机、计算机主机USB线(短线)和模拟器USB线(长线)的9针串行电缆。2.如果模拟器运行所需的电源电流不大于150毫安，则不需要直接从计算机的USB接口供电(金属从USB端跳出来)来满足仿真要求。如果需要150MA以上的电源电流，或不想使用USB接口，可以直接购买5V直流电源(直流电源插座为内部