基于单片机的测速仪设计
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华北理工大学轻工学院
Ｑｉng Goｎg ColleｇｅＮoｒthＣｈｉnａUniversitｙｏf Science and Ｔechnology
课程设计报告
课程名称:EＤＡ辅助设计
项目名称:基于单片机的测速仪设计
专业班级:
学号：
姓名：
成绩:
一、项目说明
转速是工程中应用非常广泛的一个参数, 其测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法,目前这种测量方法已不能适应现代科技发展的要求。
随着大规模及超大规模集成电路的发展，使得全数字测量仪器越来越普及，其转速测量仪器也可以用全数字化处理。
在测量范围和测量精度方面都有很大提高。
因此，本次设计的目的是：对各种测量转速的方法加以分析,针对不同的应用环境，利用ＡＴ89S52系列单片机设计一种全数字化测速仪器。
本设计在通电后就会开始运行进行测速,由数码管进行显示当前转速,按下S1将会重置。
二、项目原理图
１、原理图
图1 项目原理图
2、各部分说明
（1）电源部分
DC０02插座是带有插入断开开关，中心脚为1脚,下面为２脚，侧面为3脚，插入时3脚断开。
的一款给单片机提供5v电压的电源。
图2电源
(2）ＳTC8９C52芯片
ＳTC８9C52是一个低功耗，高性能CＭOS8位单片机，片内含具有如下特点:40个引脚，４ｋＢｙtｅsFｌasｈ片内程序存储器，128byｔes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出（I/O)口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗(WDTC）电路,片内时钟振荡器。
此外，STC89C52设计和配置了振荡频率可为0HＺ并可通过软件设置省电模式。
空闲模式下,ＣPＵ暂停工作,而RAＭ定时计数器,串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RＡM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
同时该芯片还具有PＤＩP、TQＦP和ＰLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。
图3STC８9Ｃ52
（3）单片机复位部分
１)复位功能：单片机复位电路就好比电脑的重启部分,当电脑在使用中出现死机,按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。
单片机也一样,当单片机系统在运行中,受到环境干扰出现程序跑飞的时候,按下复位按钮内部的程序自动从头开始。
图4 复位电路
(4）数码管部分
lｅd数码管（ＬED Seｇｍent Displayｓ）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件,引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。
我采用的led数码管是段数为7段有的另加一个小数点，leｄ数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类,了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管,图6是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。
颜色有红，绿，蓝，黄等几种。
lｅd数码管广泛用于仪表,时钟,车站，家电等场合。
选用时要注意产品尺寸颜色,功耗,亮度，波长等。
图5 数码管
(５)光电传感器部分
光电传感器是利用光电子应用技术,将光信号转换成电信号从而检测被测目标的一种装置。
光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,体积小。
它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温和气体成分等;也可用来检测能转换成光量的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度和加速度,以及物体形状、工作状态等。
光电式传感器具有非接触,响应快,性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。
图６光电传感器模块
(6）单片机晶振部分ﻩ
外接晶振引脚XTAL1和TXＡL２接外部晶振和微调电容的一端。
振荡电路的频率就是晶体的固有频率。
晶振电路结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率。
晶振提高频率越高，单片机运行速度越快。
单片机一切指令的执行都是建立在晶振提供的时钟频率上。
图７晶振
三、项目中的器件及其封装
1、材料清单，如表1所示。
表1 项目材料清单
Ｃomment D ｅs ｉgn ａtor
Fo ｏtpr ｉnt
Ｑuan ｔｉty
10Ｋ 1% Ｒ1 Ｒ2 R3 R4 Ｒ5 R6 R7 R8 R9 08０5 9 2０K 1％
R1０ R13
0805 2 30p ｆ/５0v
5％ C1 C2
0８0５ 2 ＳW －ＰB S1 ＳMD 1 10uf/25v ５*11 E Ｃ1 R Ｂ.2/.4 1 ＳＴＣ８９C52 U ３ PDIP40
1 Dc ０0２ US1 DI Ｐ
1 ６K 1％ R １１ R1２ 08０５
２ XTAL X1
H Ｃ－４9Ｓ 1
3６41Ｓ V １ 20364
1 BPW8５Ｃ
Q １
RoHS
１
2、项目中元器件及其封装 （1)S ＴＣ89Ｃ52单片机封装
1
2
3
4
5
6
7
8
91
01
11
21
31
41
51
61
71
81
9202
12
22
32
42
52
62
72
82
93
03
13
33
43
53
63
73
83
94
03
2
图８ S ＴC ８９Ｃ５2
（2）０8０5电阻封装
2
1
图９ 电阻
（3)4位数码管封装
121110987
2
1
3
6
5
4
图１0 数码管
（4）贴片按键封装
12
图1１贴片按键
(5)电源封装
21
3
图12 电源
（６)电容封装
1
2
图13 电容
(7)点解电容封装
1
2
图14 点解电容
（8)晶振封装
12
图15 晶振（９)光电三极管封装
图１６光电三极管
四、项目完成情况
1、SmａrＰDF导出图
(1)整个ＰＣB
(2)Top Lａyer
（3)ToｐOｖerLayer
(4）Boｔtom Layｅr
(5)BｏｔｔｏｍＯverLayeｒ
底层丝印层无信息
2、PCB的3D效果图
五、心得体会
1、项目完成过程中遇到的问题及解决办法
由于之前做过秒表的结课设计所以此次测速仪的设计得心应手，画封装的技术也逐渐娴熟,所以没遇到什么难题。
２、项目完成过程中的收获及体会
经过这次的基于单片机的测速仪的设计，让我学到很多东西,但就我个人感觉而言,学到的东西，对我今后的学习有重要的指导作用，这次学习对我的确很重要,至少我认可了自己,在过去的三年里，还是学到了一些有用的课本知识。
现在学到的东西，在书本上是学不来的，在以后的工作中一定也会用到的，一定要自己经历了，在实践中才学得到。
这短暂的时间也许会对我的未来有大的影响。
很感激学院提供这次学习机会给我,这次学习绝对是一次成长的机会。
希望在以后的工作中,我今天学到的东西，能有用武之地。