智能化测控应用系统设计报告正

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1、西华大学电气信息学院智能化测控应用系统设计报告1前言22总体方案设计32.1方案对比32.1.1方案一32.1.2方案二42.2方案论证42.3方案选择53单元模块设计63.1各单元模块功能介绍及电路设计63.1.1单元模块功能介绍64软件设计124.1软件设计原理及设计所用工具124.1.1制图软件AltiumDesignerWinter09124.1.2Keil仿真软件134.2系统程序设计134.2.1主程序流程图144.2.2主程序设计流程155系统调试166结论177总结与体会188谢词199参

2、考文献20附录121附录222附录323附录42432页第西华大学电气信息学院智能化测控应用系统设计报告1前言自行车被发明及使用到现在已有两百多年的历史，这两百年间人类在不断的尝试与研发过程中，将玩具式的木马车转换到今日各式新颖休闲运动自行车，自行车发展的目的也从最早的交通代步的工具转换成休闲娱乐运动的用途。随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。因此，人们希望自行车的功用更强大，能给人们带来更多的方便。自行车里程速度表作为自行车的一大辅助工

3、具也正是随着这个要求而迅速发展的，其功能也逐渐从单一的里程显示发展到速度、时间显示，甚至有的还具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量消耗等功能。本设计采用了MCS-51系列单片机设计一种体积小、操作简单的便携式自行车的速度里程表，它能自动地显示当前自行车行走的距离及运行的速度。32页第西华大学电气信息学院智能化测控应用系统设计报告2总体方案设计根据本系统所要实现的功能为：1、设计以单片机和速度感器为核心的速度过高报警装置。2、能实现自行车轮子圈数信号的检测、传输和处理功能。3、当自行车速度超过一定值时报警。

4、4、具有实时显示速度值或里程值和速度超高报警功能。所以根据设计要求制定了以下两种方案。2.1方案对比两种方案的设计思路是相同的，只是在某些模块上采用的形式不同，以下为两种不同的设计方案的具体实现形式：2.1.1方案一89C52共阴数码管显示选择轮圈大小里程/速度显示的选择报警器传感器复位电路时钟信号图2.1方案一的原理框图方案一中首先是对自行车轮圈大小的选择，再传感器对自行车车轮圈数进行检测；将检测信号直接送进单片机，复位电路使单片机所有部位处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作；时钟电路为CPU提

5、供时钟脉冲；根据里程和速度的选择来显示电路用于显示所测得的里程或速度，报警器是当速度超过预定值时报警。32页第西华大学电气信息学院智能化测控应用系统设计报告2.1.2方案二信号复位电路89C52传感器共阴数码管显示报警器时钟信号图2.2方案二的原理框图方案二系统工作时，传感器采集到信号传输给单片机，单片机计数器统计脉冲个数，定时器记录相应时间长度，经过运算，将行驶里程、平均速度送给共阴数码管显示。报警器是当速度超过预定值时报警。2.2方案论证测量一定时间间隔t里自行车车轮转过的圈数q。假设车轮周长为c，则

6、速度V=c*q/t测量自行车车轮转过一圈的时间t，则速度V=c/t本里程表是根据第一个原理计算速度的。方案一采用了传感器具体的给出信号采集的方案，而且还增加了了轮圈大小的选择，可以测量多种型号的轮圈，并且对里程显示或者速度显示有选择，使使用者能自由选择显示里程还是速度，方案二比较的简单没有轮子大小的选择，也就说这个系统只能测量一个型号的自行车。其中在传感器方面我们也做出了比较和选择红外光电传感器。把红外对管分别安装在自行车车轮的两侧，当车轮转动时，辐条会阻挡红外对管的光路，接收管输出低电平，单片机根据此信

7、号可计算里程、速度等。红外对管的优点是测量精度高，缺点是安装比较复杂和容易受外来光线、灰尘等的影响。开关型霍尔传感器。霍尔传感器是利用霍尔效应把磁输入信号转换成电信号的器件。把开关型霍尔传感器安装在自行车贴近车轮的支架上，磁钢安装在辐条上，当磁钢靠近霍尔传感器的时候，传感器输出一个无抖动的低电平，单片机根据此信号可计算里程、速度等。霍尔传感器的优点是稳定和安装简易，缺点是成本较高。干簧管。干簧管是一种磁敏的有触点无源电子开关元件，应用在里程表上的原理与开关型霍尔传感器类似，把干簧管安装在自行车贴近车轮的支

8、架上，磁钢安装在辐条上，当磁钢靠近霍尔传感器的时候，干簧管闭合，单片机根据此信号可计算里程、速度等。干簧管的优点是成本低廉和安装简易，缺点是比较脆弱和不够稳定。本里程表选用干簧管，稳定、安装简易。32页第西华大学电气信息学院智能化测控应用系统设计报告2.3方案选择比较两种方案可以看出，方案一和方案二的大概思路都差不多，只是单片机选择和显示模块不同，而方案一的设计比较具体使用一些，他可以对多种型号的自行车进行检测，二方案二只能测