NANHUA University单片机课程设计题目基于单片机的测速仪学院名称电气工程学院指导教师职称副教授班级学号学生姓名2010年 12 月 31日《单片机课题设计》任务书3．主要参考文献：[1] 胡汗才. 单片机原理及其接口技术[M].北京：清华大学出版社，2004[2] 钱晓捷. 汇编语言程序设计[M].北京：高等学校教材，2005[3] 张洪润. 张压凡.传感器与应用教程[M].北京：清华大学出版社，2005[4] 张洪建.蒙建波.自动检测技术与装置[M].北京：化学工业出版社，2004[5] 吕宁. 水箱水位PLC 自动控制系统的设计[J].电子技术，2005[6] 刘东红.利用单片机89C52的一个并行I∕O口实现多个LED显示的一种简单方法,国外电子元器件.2002年（8）[7]童诗白．模拟电子技术基础．高等教育出版社，1999[8]何立民．单片机高级教程——应用与设计．北京航空航天大学出版社，2000[9]李嗣福．计算机控制基础．中国科技大学出版社，2001[10]黄丹辉. 党向荣．微机测控系统中的接地系统设计， 2002．4.20[11]蒋亚东. 敏感材料与传感器. 电子科技大学出版社，2008.12[12]陈艾. 敏感材料与传感器. 化学工业出版社，2004.10.1[13]戴佳、戴卫恒刘博文 .51单片机C语言应用程序设计电子工业出版社，2008.12[14] 谢淑如，郑光钦，杨渝生 .Protel PCB 99 SE电路板设计.清华大学出版社，2001[16] 江晓安、董秀峰. 模拟电子技术. 西安电子科技大学出版社, 2007.14．课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容1 2010.12.15 布置任务，教师讲解设计方法及要求2 2010.12.16--2011.12.20 学生查找阅读资料，初定方案,小组会议讨论并确定方案3 2010.12.21-2010.12.27 硬件电路设计及程序编写4 2010.12.28-2010.12.30 仿真、实验并写说明书，小组讨论5 2010.12.31 答辩主指导教师肖金凤日期： 2010 年 12月 14日摘要：随着超大规模集成电路技术提高，尤其是单片机应用技术以其功能强大，价格低廉的显著特点，使全数字化测量转速系统得以广泛应用。
本文在此基础上，对权数字测量转速系统的硬件和编程作探讨测速装置在电力系统中占有重要地位。
对测速的装置要求是分辨力强，精度高，尽可能在短的时间内完成检测。
本设计通过应用霍尔传感器通过测量磁场强度，来得到稳定的脉冲方波信号，实现机车转速的测量。
设计以STC89C51为核心，通过对硬件电路的设计和软件C语言的描述，利用单片机的运算和控制能力，实现测速设计。
设计中，由于采用了系统化的LCD现实模块，以及高效快速算法，因而可在节约系统资源和简化程序设计的基础上保证测量精度和系统实时性。
关键词：单片机；测速装置；霍尔传感器Abstract：With large scale integrated circuit technology improve the MCU application technology, especially with its powerful, price cheap remarkable characteristic, make the digital measurement speed system is widely used. This paper on the basis of digital survey speed right system hardware and programming for discussionSpeed measuring devices in power system occupies an important position. System of speed device requirements are resolution is strong, high precision, as far as possible in a short time to finish detection. This design through application hall sensor-based by measuring magnetic field intensity, to stabilize the pulse signal, realize the locomotive torque-current speed measurement.Design with STC89C51 as the core, through to the hardware circuit design and software C language description, of the microcontroller calculation and control ability and to achieve speed design. Design, as a result of the systematic LCD module and high real fast algorithm, thus in saving system resources and simplify programming based on guarantee measuring precision and real-time system.key words: SCM, Speed measuring devices, Hall sensors目录1 概述 (5)1.1课题研究的目的 (5)1.2课题研究的主要内容 (5)1.3 方案论证 (6)1.4 系统的工作过程 (6)1.5主控制器 (7)2 硬件设计 (11)2.1 霍尔传感器介绍 (11)2.2 霍尔传感器测速原理 (11)2.3 测量磁场 (12)2.4 工作磁体的设置 (13)2.5 工作方法 (14)2.6 齿轮、感应距离和角精度 (15)2.7 电路图设计 (15)2.8 主电路设计 (16)2.9 蜂鸣器的作用 (16)2.10 液晶显示模块概述 (18)3 软件设计 (20)3.1 程序流程图 (20)3.2 程序设计见附1 (20)参考文献 (21)谢辞 (22)附1：程序设计 (23)1 概述1.1课题研究的目的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C52系列单片机设计一种全数字化测速仪器，并从提高测量精度的角度出发，分析讨论起产生误差的可能原因，为今后的实际使用提供参考。
本设计以单片机为中心，设计权数字化测速仪器，这在工业控制和民用电器中都有较高的使用价值。
总之，转速测量仪器的研究是一个非常有意义的课题。
1.2课题研究的主要内容系统以单片机SCT89C52为控制核心，用霍尔传感器作为测量转速的检测元件，经过单片机数据处理，用RT12864M汉字图形点阵液晶显示模块显示速度和运行实际。
1.2.1设计要求1）可以对低速物体的转动速度、运行时间进行测量。
2）当物体运行速度超出一定限制时蜂鸣器会发出报警信号。
1.2.2难点霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，由于本仪表在日常应用中很有可能出于较强电磁干扰的环境中，因此必须采取抗干扰措施，否则系统难以稳定、可靠运行。
1.3 方案论证要测速，首先要解决时采样的问题。
在使用模拟技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。
使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。
只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。
在本方案中，测量转速的霍尔传感器和被测物体同轴连接，机轴每转一周，产生一定量的脉冲个数，由霍尔器件电路部分输出。
经光电耦合器后，成为转数计数器的计数脉冲。
同时传感器电路输出幅度为12V的脉冲经光电耦合后降为5V，保持C52逻辑电平相一致。
控制计数时间，即可实现计数器的计数值对应机轴的转速值。
CPU将该值数据处理后，在LED现实屏上显示出来。
一旦超速CPU通过喇叭发出报警信号。
1.3.1系统组成单片机转速测量系统由传感器、处理器和显示器四个部分组成。
传感器采用霍尔器件将低速物体的转速转化为脉冲信号，处理器采用C52单片机，计数器采用单片机片内计数器完成脉冲信号的计数，显示器采用2864M汉字图形点阵液晶显示模块进行显示。
图1.1 系统组成框图1.4 系统的工作过程测量转速的霍尔传感器与物体的机轴相连，机轴每转一周，产生一定的脉冲个数，由霍尔器件电路部分输出，成为转速计数器的计数脉冲，控制计数时间，即可实现计数器的计数值对应机轴的转速值，单片机CPU将该数据处理后，通过显示屏显示出来。
1.4.1转速的测量转速传感器由磁钢、霍尔元件组成，将以非磁性圆盘固定装在物体的转轴上，圆盘边缘等距离用环氧树脂粘贴块状磁钢，磁钢采用永久磁铁分割成的小磁块，其磁力较强，霍尔元件固定在距磁块平面1—3mm处，当磁块与霍尔元件位置相对发生变化时，通过霍尔元件感磁面的磁场强度就会发生变化，圆盘转动，磁块靠近霍尔元件，穿过霍尔元件的磁场较强，当圆盘转到使霍尔元件处于磁块之间时，磁力线分散，霍尔元件输出低电平，当磁场减弱时，输出高电平，从而使得在物体转动过程中霍尔开关集成电路输出连续脉冲信号。
1.5主控制器使用单片机，对于单片机的选择，可以考虑使用8031与8052系列，由于8031没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而适用。
SCT89C51是美国ATMEL 公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可编程的Flash 只读程序存储器和内部集成了看门狗系统，兼容标准8051指令系统及引脚。
它集Flashi程序存储器既可在线编程，也可用传统方法进行编程，所以低价位SCT89C52单片机可为提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域，对于简单的测温系统已经足够。
单片机SCT89C52具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。
主要特性如下：● 4K字节可编程闪烁存储器●寿命：1000写/擦循环●数据保留时间：10年●全静态工作：0Hz-24Hz●三级程序存储器锁定● 128*8位内部RAM● 32可编程I/O线●两个16位定时器/计数器● 5个中断源●可编程串行通道●低功耗的闲置和掉电模式●片内振荡器和时钟电路1.5.1 AT89C52 引脚功能介绍SCT89C52单片机为40引脚双列直插式封装。