基于單片機(jī)的汽車測速及防盜報(bào)警裝置畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、 基于單片機(jī)的汽車測速及防盜報(bào)警裝置 摘要 汽車的舒適性、安全性，操控的簡便性，參數(shù)監(jiān)測自動(dòng)化是汽車設(shè)計(jì)的重要領(lǐng)域，是提升汽車品質(zhì)和市場競爭力的重要方面。本論文擬采用微處理器加外圍信號(hào)處理、傳輸?shù)扔布到y(tǒng)及相應(yīng)的軟件程序?qū)崿F(xiàn)汽車車速實(shí)時(shí)檢測與控制，幫助駕駛員了解車輛行駛速度，有效防止事故發(fā)生，當(dāng)汽車與障礙物的距離小于設(shè)定值時(shí)以及當(dāng)有人盜竊汽車時(shí)，通過語音報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警聲，有效避免車內(nèi)貴重物品和汽車丟失。本文通過對(duì)交通事故原因的調(diào)查，得出超速駕駛的危害，分析了超速駕駛的原因，

2、在對(duì)現(xiàn)階段常用的測速設(shè)備分析的基礎(chǔ)上，提出了采用stc89c52單片機(jī)來完成測速的方法。本論文的課題是基于單片機(jī)的汽車測速及報(bào)警裝置，并介紹了利用單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，給出了單片機(jī)控制系統(tǒng)和軟件設(shè)計(jì)的基本思想，采用stc89c52 ，mxc6202及報(bào)警芯片lx110c實(shí)現(xiàn)了汽車測速及超速報(bào)警。 關(guān)鍵詞：單片機(jī) 汽車測速 STC89C52 LX110C Vehicle speed and anti-theft alarm device based on MCU A

3、BSTRACT Comfort, safety, ease of handling, parameter automatic monitoring is an important field of car design, is important to enhance the vehicle quality and market competitiveness. This thesis uses the microprocessor and peripheral signal processing, transmission and other hardware system and co

4、rresponding software to achieve real-time detection and control of vehicle speed, help the driver about vehicle speed, prevent accidents, when the car and the obstacle distance is less than the set value and when someone stealing a car, send out alarm sound by the speech alarm module, effectively av

5、oid the valuables and the car lost. In this paper, through the investigation of traffic accidents, harm that speeding, analyzes the reasons for speeding, based on analysis of the current commonly used measurement equipment, proposed a method using STC89C52 chip to complete the speed. The p

6、urpose of this paper is the vehicle speed and alarm device based on, and introduces how to realize real-time monitoring of vehicles by using STC89C52 SCM system, gives the basic thinking, SCM control system and software design, mxc6202 and alarm chip lx110c the car speed and overspeed alarm. Key

7、word: MCU car speed STC89C52 LX110C 目錄 1緒論 1 1.1選題意義 1 1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀研究 1 1.3設(shè)計(jì)目標(biāo)及主要內(nèi)容 3 1.3.1設(shè)計(jì)目標(biāo) 3 1.3.2主要內(nèi)容 3 2系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 4 2.1系統(tǒng)簡介 4 2.2主要電路器件選型 4 2.2.1單片機(jī)選型 4 2.2.2加速度傳感器選型 5 2.2.3測速傳感器選型 6 2.2.4顯示屏選型 8 2.2.5報(bào)警芯片選型 9 2.2.6電機(jī)驅(qū)動(dòng)選型 10 3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 11 3.1中央處理電路設(shè)計(jì) 11 3.

8、1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 3.1.2按鍵電路設(shè)計(jì) 12 3.2傳感器電路設(shè)計(jì) 13 3.2.1加速度傳感器電路設(shè)計(jì) 13 3.2.2超聲波模塊電路設(shè)計(jì) 14 3.2.3霍爾傳感器的電路設(shè)計(jì) 15 3.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 16 3.4顯示模塊電路設(shè)計(jì) 19 3.5報(bào)警電路設(shè)計(jì) 19 3.5.1倒車提醒電路 19 3.5.2防盜報(bào)警電路 20 3.6電源電路設(shè)計(jì) 20 4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 21 4.1系統(tǒng)主程序流程圖 21 4.1.1主機(jī)程序流程圖 21 4.1.2從機(jī)程序流程圖 22 4.2各子程序單元流程圖及設(shè)計(jì) 22 4.2.1電機(jī)控制和測速單元

9、軟件設(shè)計(jì) 22 4.2.2倒車提醒單元軟件設(shè)計(jì) 23 4.2.3加速度檢測單元軟件設(shè)計(jì) 24 4.2.4雙機(jī)串行通信軟件設(shè)計(jì) 25 5結(jié)論 27 致謝 28 參考文獻(xiàn) 29 附錄一：源程序代碼 30 附錄二：總體電路原理圖 43 江蘇大學(xué)畢業(yè)論文 1緒論 1.1選題意義 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,交通運(yùn)輸業(yè)日益興旺，汽車已經(jīng)成為一種重要的代步工具。尤其是近幾年來，我國開始進(jìn)入私家車時(shí)代，汽車的數(shù)量更是逐年增加。與此同時(shí)車禍、倒車碰撞和車輛被盜等事故也時(shí)常發(fā)生，造成了不可避免

10、的人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，因此汽車的測速、倒車防撞和防盜報(bào)警問題越來越受到人們的重視。測速電路可以檢測汽車的實(shí)時(shí)速度，幫助用戶了解車輛行駛速度，有效防止事故發(fā)生；超聲波測距法是最常見的一種距離測距方法，應(yīng)用于本系統(tǒng)中可以測量車輛與障礙物的距離，當(dāng)距離小于設(shè)定的安全范圍時(shí)，蜂鳴器報(bào)警提醒用戶有障礙物，可以有效防止倒車碰撞；防盜電路可以檢測車輛是否安全，車倆被盜時(shí)發(fā)出報(bào)警信息有效避免用戶的經(jīng)濟(jì)損失。綜上所述，可以看出本系統(tǒng)可以有效的避免車禍、倒車碰撞和車輛被盜等事故，有很大的實(shí)用價(jià)值。 1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀研究 目前用于輔助司機(jī)倒車的裝置主要有：語音告警裝置、后視系統(tǒng)以及倒車?yán)走_(dá)等。語音告警裝置用于

11、播放提示語以提醒車后的行人注意避讓正在倒車的汽車。這種裝置價(jià)格便宜，使用方便，其缺點(diǎn)是只能對(duì)車后的行人起告警作用，對(duì)于其他障礙物則不起作用，所以其應(yīng)用范圍有限。后視系統(tǒng)是由視頻捕捉裝置和視頻播放裝置組成，通過后視系統(tǒng)司機(jī)可以直觀地看到車后的障礙物，消除視覺盲區(qū)。由于這類裝置的價(jià)位較高，目前還沒有普遍推廣使用。 目前，很多科研機(jī)構(gòu)已對(duì)汽車?yán)走_(dá)技術(shù)進(jìn)行深入開發(fā)，國內(nèi)外也已有相應(yīng)的產(chǎn)品。經(jīng)過總結(jié)分析，按照工作方式分主要有激光、超聲波、紅外、毫米波等一些測量方法，它們的工作原理雖然不完全一樣，但最終作用都是通過不同的探測方法判斷車后方障礙物與本車的相對(duì)距離，并根據(jù)程序中定義好的危險(xiǎn)等級(jí)做出相應(yīng)的預(yù)防

12、措施。下面簡要分析一下幾種方式的特點(diǎn)： 激光方式：激光具有高定向性，能以定向的光束無發(fā)散地直線向前傳播；單色性好，它可以達(dá)到的亮度比太陽光還高幾百億倍；相干性好，激光的頻率、振動(dòng)方向、相位高度一致。因此激光波束近似直線性，很少擴(kuò)散，波束能量集中，傳輸距離較遠(yuǎn)。但它在對(duì)氣候的適應(yīng)能力方面具有局限性，因?yàn)榧す鉁y距方式受惡劣天氣、汽車激烈震動(dòng)、發(fā)射鏡表面磨損、污染等因素影響，則探測距離減少二分之一至三分之一,降低了實(shí)用精度，所以在汽車倒車?yán)走_(dá)領(lǐng)域激光測距方式?jīng)]有得到很好發(fā)展。 紅外線方式：紅外線可以人為制造,自然界中也廣泛存在,一般的生物都會(huì)輻射出紅外線,體現(xiàn)出來的宏觀效應(yīng)就是熱度。 紅外線透視

13、和夜視是分別利用了紅外線的不同性質(zhì)。紅外線測距系統(tǒng)成本低廉，但是容易受到天氣和路邊等物體干擾的影響，在惡劣的天氣與環(huán)境下探測距離仍然不能滿足要求。 毫米波方式：毫米波是微波的一個(gè)波段，頻率在30－300G,相應(yīng)波長為1－10mm。毫米波電子系統(tǒng)具有如下特性: 小天線孔徑具有較高的天線增益; 高跟蹤精度和制導(dǎo)精度; 不易受電子干擾; 低角跟蹤時(shí)多徑效應(yīng)和地雜波干擾小; 多目標(biāo)鑒別性能好; 雷達(dá)分辨率高; 大氣衰減“諧振點(diǎn)”可作保密傳輸。但其價(jià)格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 超聲波方式：超聲波是頻率大于20 kHz 的聲波, 具有方向性強(qiáng)、能量衰減緩慢、在介質(zhì)中轉(zhuǎn)播距離遠(yuǎn)等特點(diǎn),用于測距計(jì)算方法簡單, 常

14、用于非接觸式距離測量, 其傳感器種類較多,由于超聲波指向性強(qiáng)，在傳輸過程中能量損耗緩慢，反射能力強(qiáng)，經(jīng)常被用于距離的測量。由于超聲波測距的探測距離較短，主要用于倒車?yán)走_(dá)等近距離測距[1]。 目前汽車測速原理可以分為機(jī)械式和電子式兩類。機(jī)械式不夠準(zhǔn)確，電子式相對(duì)準(zhǔn)確。電子式的就必須用到單片機(jī)與一個(gè)電磁感應(yīng)器用來計(jì)算行進(jìn)中車輪所轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，輸入車輪的外徑，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)車輪所轉(zhuǎn)圈數(shù)即得?，F(xiàn)在汽車測速大多采用這種方式。 目前的汽車報(bào)警系統(tǒng)領(lǐng)域多用到開關(guān)振動(dòng)、超聲波、紅外探測等類型的傳感器，其在應(yīng)用過程中暴露出諸多的缺點(diǎn)：首先，傳感器價(jià)格昂貴，體積龐大，難以集成。比如超聲波傳感器，體積大，市場價(jià)在

15、8元左右，操作復(fù)雜，易受干擾；其次，誤報(bào)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，汽車防盜報(bào)警器擾民現(xiàn)象越來越普遍，成為城市管理中的一道新難題。據(jù)一些城市統(tǒng)計(jì)，這類投訴往往占環(huán)境噪聲總投訴量的10%—20%，所占比例不算很高，但影響人群不少。本系統(tǒng)采用美新公司的加速度傳感器，主要用來檢測物體狀態(tài)。傳感器采集到的信號(hào)經(jīng)算法處理后，判斷物體是處于移動(dòng)還是振動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)行分級(jí)報(bào)警，從而克服了傳統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)的漏報(bào)誤報(bào)現(xiàn)象，大大提高報(bào)警效率，提高人們的生活質(zhì)量。 1.3設(shè)計(jì)目標(biāo)及主要內(nèi)容 1.3.1設(shè)計(jì)目標(biāo) （1）電機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)測量； （2）能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)； （3）能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的加減速； （4）當(dāng)離障礙物的距離小于設(shè)定值

16、時(shí)蜂鳴器鳴叫提醒用戶； （5）數(shù)碼管能實(shí)時(shí)顯示電機(jī)速度； （6）當(dāng)電機(jī)停止時(shí)，檢測加速度信息，當(dāng)加速度值大于設(shè)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警音。 1.3.2主要內(nèi)容 本系統(tǒng)可以測量電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，幫助用戶了解車輛行駛速度，有效防止事故發(fā)生；當(dāng)汽車與障礙物的距離小于設(shè)定值時(shí)可以提醒用戶，避免汽車碰撞障礙物，減少用戶的經(jīng)濟(jì)損失；當(dāng)有人盜竊汽車時(shí)，加速度傳感器檢測到的加速度信息大于設(shè)定值，單片機(jī)控制語音報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警聲，有效避免車內(nèi)貴重物品和汽車丟失。 2系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 2.1系統(tǒng)簡介 本論文是基于單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)中，首先要對(duì)汽車的行駛速度進(jìn)

17、行測量與計(jì)算，若汽車超速行駛則報(bào)警，關(guān)于汽車測速的方法很多，例如通過壓力傳感器測速，聲波測速等。由于其他發(fā)放可能成本過高或精度較低，所以本系統(tǒng)采用霍爾元件來完成本設(shè)計(jì)課題。系統(tǒng)框圖如下圖2-1：測速傳感器檢測電機(jī)的實(shí)時(shí)速度，通過顯示屏顯示出來。當(dāng)電機(jī)停止時(shí)，主機(jī)通過加速度傳感器檢測加速度信息，并將加速度信息傳給從機(jī)，當(dāng)加速度大于設(shè)定值時(shí)，從機(jī)控制報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警音，防止車輛被盜。超聲波模塊用于測量車輛與障礙物的距離，當(dāng)測量距離小于設(shè)定值時(shí)，從機(jī)控制報(bào)警模塊的蜂鳴器鳴叫，提醒用戶注意障礙物，防止倒車碰撞。 測速傳感器 主機(jī) 從機(jī) 報(bào)警模塊 加速度信息 超聲波模塊 顯示屏 加速傳感

18、器 圖2-1系統(tǒng)框圖 2.2主要電路器件選型 2.2.1單片機(jī)選型 現(xiàn)今單片機(jī)種類繁多，但這次設(shè)計(jì)所需單片機(jī)最好具有低功耗，靈巧，操作簡單等特點(diǎn)，所以選擇STC89C52，STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM、MAX810復(fù)位電路，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向

19、量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35Mhz，6T/12T可選[2][3]。 本系統(tǒng)需要用到四個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，STC89C52只有三個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，如果換用有四個(gè)及以上定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的單片機(jī)（例如Atmega64），價(jià)格相對(duì)較高。而該款單片機(jī)價(jià)格便宜，降低了系統(tǒng)的成本，并且可以采用雙機(jī)串行通信的方式滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，所以選擇該款

20、單片機(jī)。 圖2-2 STC89C52引腳圖 2.2.2加速度傳感器選型 加速度傳感器的工作原理是 ：敏感元件將測點(diǎn)的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，進(jìn)入前置放大電路，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路改善信號(hào)的信噪比，再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號(hào)，最后送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和顯示[4]。 美新的MEMS加速度傳感器采用了其獨(dú)特的氣體熱感的原理，具有以下獨(dú)特的性能特點(diǎn)： （1）可靠性高，抗沖擊能力強(qiáng)(>50000g)； （2）低的共振頻率和頻響(<100Hz)； （3）零點(diǎn)偏差??； （4）抗干擾能力強(qiáng)(相比于同類產(chǎn)品)； （5）產(chǎn)品的一致性、重復(fù)性好； （6）外形精巧：5m

21、m5mm1.55mm； （7）工作溫度范圍：0℃to+70℃（G/H） -40℃to+85（M/N）。 利用美新的MEMS加速度傳感器的以上優(yōu)勢，可以使產(chǎn)品更加精確。 美新加速度傳感器MXC6202加速度傳感器測量物體加速度的兩個(gè)分量Ax, Ay，該測量數(shù)據(jù)完全可以滿足汽車報(bào)警所需的加速度信息。若采用三軸加速度傳感器成本加高，而且硬件電路和軟件設(shè)計(jì)都會(huì)變復(fù)雜。綜上可得，本系統(tǒng)采用美新加速度傳感器MXC6202。 圖2-3 MXC6202 2.2.3測速傳感器選型 方案一：光電式脈沖發(fā)生器。 光電式脈沖傳感器原理如圖2-4所示，主要由光源、光敏器件和遮光盤組成。車輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)遮光盤旋

22、轉(zhuǎn)，當(dāng)遮光盤沒有遮住光源時(shí)，光源的光射到光敏器件上，光敏器件中有電流流過，于是在輸出端產(chǎn)生電壓輸出[5]。其脈沖頻率與車速成正比，經(jīng)過單片機(jī)處理后，即可得出車輛的速度。這種光脈沖發(fā)生裝置，在轉(zhuǎn)換速度較高的情況下，由于車輛運(yùn)行中的振動(dòng)引起的光脈沖干擾等問題不好解決，現(xiàn)在采用的不多。 被測物 光脈沖信號(hào) 結(jié)果顯示及 相關(guān)處理 光源 電脈沖信號(hào) 計(jì)數(shù)及數(shù)字處理?。停茫? 圖2-4光電式脈沖傳感器原理 方案二：磁電式脈沖發(fā)生器。 磁電式脈沖傳感器原理圖如圖2-5所示，將導(dǎo)磁材料的齒輪固定在轉(zhuǎn)軸上，對(duì)著齒輪端面固定一塊磁鋼，霍爾元件貼在磁鋼的一個(gè)端面上，隨著齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，元件

23、的輸出呈周期性變化，經(jīng)整形和放大后輸出方波脈沖[6]?；魻杺鞲衅鬏敵鲱l率與轉(zhuǎn)速成正比，此信號(hào)經(jīng)單片機(jī)處理后，即可得出車輛的速度。 圖2-5 磁電式脈沖傳感器原理圖 本設(shè)計(jì)測量要求穩(wěn)定性好，靈敏度高和精度高，而且對(duì)汽車速度的測量要求傳感器能夠適應(yīng)各種各樣的環(huán)境。所以這里選擇方案二。其原因還有三點(diǎn)：其一是霍爾傳感器輸出信號(hào)電壓幅值不受轉(zhuǎn)速的影響；其二是頻率響應(yīng)高，其響應(yīng)頻率高達(dá)20kHz，相當(dāng)于車速為1000km/h時(shí)所檢測的信號(hào)頻率；其三是抗電磁波干擾能力強(qiáng)。 根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的方法主要有M法(測頻法)、T法(測周期法)和M/T法(頻率周期

24、法)。測頻法一般用于高速測量，在轉(zhuǎn)速較低時(shí)，測量誤差較大；而測周期法一般用于低速測量，速度越低測量精度越高，但在測量高轉(zhuǎn)速時(shí)，誤差較大；頻率周期法結(jié)合了上面兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，但是此種方法要求單片機(jī)有3個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器?？紤]上面三種因素，該系統(tǒng)選擇測頻法。 霍爾傳感器是對(duì)磁敏感的傳感元件，常用于開關(guān)信號(hào)采集的有CS3020、CS3040等，這種傳感器是一個(gè)3端器件，外形與三極管相似，只要接上電源、地，即可工作，輸出通常是集電極開路門輸出，工作電壓范圍寬，使用非常方便?？紤]到用于汽車速度測量這種特殊環(huán)境下，在本設(shè)計(jì)中選擇了CS3020霍爾傳感器，該系列霍爾開關(guān)電路傳感器廣泛用于汽車工業(yè)和軍事工程中。

25、如圖2-6所示是CS3020的外形圖。將有字面對(duì)準(zhǔn)自己，三根引腳從左向右分別是Vcc，地，輸出。 圖2-6 CS3020的外形圖 CS3020是由電壓調(diào)整器，霍爾電壓發(fā)生器，差分放大器，史密特觸發(fā)器和集電極開路的輸出級(jí)組成的磁敏傳感電路，它是一種單磁極工作的磁敏電路，適合于矩形或者柱形磁體下工作。當(dāng)磁鋼隨車輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，霍爾傳感器受磁場的影響，霍爾器件輸出一個(gè)脈沖信號(hào)。感受到磁場的時(shí)候輸出一個(gè)低電平，沒感受到磁場的時(shí)候輸出高電平。 工作特點(diǎn)如下： （1）電源電壓范圍寬； （2）開關(guān)速度快，無瞬間抖動(dòng)； （3）工作頻率寬； （4）壽命長、體積小、安裝方便； （5）能直接和晶體

26、管及TTL、MOS等邏輯電路接口。 2.2.4顯示屏選型 方案一：采用1602LCD顯示屏作為顯示器，1602是一個(gè)能顯示32個(gè)字符的液晶顯示屏，其顯示美觀大方、功耗很小，適用于顯示較多字符的場合，而且控制復(fù)雜、價(jià)格較貴、而且環(huán)境溫度不能太冷和太熱。由于本系統(tǒng)只需顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速，顯示的字符個(gè)數(shù)較少，而且1602液晶顯示屏不亮，故本系統(tǒng)不采用1602LCD顯示器。 方案二：采用七段數(shù)碼管作為本系統(tǒng)的顯示器。其優(yōu)點(diǎn)是控制簡單、亮度大、價(jià)格便宜、亮度也比較高。由于系統(tǒng)要求顯示四位數(shù)碼，因此采用四位數(shù)碼管作為顯示器。 2.2.5報(bào)警芯片選型 如圖2-7所示，本系統(tǒng)語音報(bào)警芯片采用LX110C

27、，該芯片具有體積小、硬件電路簡單、功耗小等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，并且報(bào)警音樂質(zhì)量相對(duì)較高，因此選用該報(bào)警芯片 圖2-7 LX110C實(shí)物圖和原理圖 2.2.6電機(jī)驅(qū)動(dòng)選型 方案一：采用集成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298n，具有驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、運(yùn)行可靠、使用簡單、易于操作、體積小等優(yōu)點(diǎn)，但是其價(jià)格比較昂貴，成本較高，且效率不高。 方案二：采用雙三極管構(gòu)成的H橋電路驅(qū)動(dòng)。通過單片機(jī)控制三極管的通斷，單片機(jī)輸出不同占空比的PWM即可調(diào)節(jié)電機(jī)的速度。由于這種電路工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高，電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也極佳。 由于兼于方案二調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大、且成本較低

28、，因此本設(shè)計(jì)采用方案二。 3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 3.1中央處理電路設(shè)計(jì) 3.1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)加上適當(dāng)?shù)耐鈬骷蛻?yīng)用程序，構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)稱為最小系統(tǒng)。 （1）時(shí)鐘電路 單片機(jī)內(nèi)部具有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。通常在引腳XTALl和XTAL2跨接石英晶體和兩個(gè)補(bǔ)償電容構(gòu)成自激振蕩器?？梢愿鶕?jù)情況選擇6MHz、12MHz或24MHz等頻率的石英晶體，補(bǔ)償電容通常選擇30pF左右的瓷片電容。 圖3-1 時(shí)鐘電路 （2）復(fù)位電路 單片機(jī)小系統(tǒng)常采用上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位兩種方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位操作。上電復(fù)位要

29、求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。手動(dòng)復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，用按鈕開關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位。其結(jié)構(gòu)如下圖。上電自動(dòng)復(fù)位通過電容C1充電來實(shí)現(xiàn)。手動(dòng)按鍵復(fù)位是通過按鍵將電阻R1與VCC接通來實(shí)現(xiàn)。 圖3-2 復(fù)位電路 3.1.2按鍵電路設(shè)計(jì) 常用的按鍵有三種：機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵、導(dǎo)電橡膠式和柔性按鍵（又稱觸摸式鍵盤）。 機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵是利用機(jī)械彈性使鍵復(fù)位，手感明顯，連線清晰，工藝簡單，適合單件制造。但是觸點(diǎn)處易侵入灰塵而導(dǎo)致接觸不良，體積相對(duì)較大。導(dǎo)電橡膠按鍵是利用橡膠的彈性來復(fù)位，通過壓制的方法把面板上所有的按鍵制成一塊，體積小，裝配方便，適合批量生產(chǎn)。但是

30、時(shí)間長了，橡膠老化而使彈力下降，同時(shí)易侵入灰塵。柔性按鍵是近年來迅速發(fā)展的一種新型按鍵，可以分為凸球型和平面型兩種。柔性按鍵最大特點(diǎn)是防塵、防潮、耐蝕，外形美觀，裝嵌方便。而且外形和面板的布局、色彩、鍵距可按照整機(jī)的要求來設(shè)計(jì)。 由于客觀條件與經(jīng)濟(jì)能力有限，本系統(tǒng)采用機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵。 （1）獨(dú)立連接式鍵盤 獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它I/O口線的狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口線，然而，在按鍵較多時(shí)，I/O口線浪費(fèi)較大，不宜采用。 獨(dú)立式按鍵軟件常采用查詢式結(jié)

31、構(gòu)。先逐位查詢每根I/O口線的輸入狀態(tài)，如某一根I/O口線輸入為低電平，則可確認(rèn)該I/O口線所對(duì)應(yīng)的按鍵已按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。由于本程序較為簡單，為了使用方便及節(jié)省資源，選擇獨(dú)立式鍵盤。 本系統(tǒng)使用的按鍵工作方式為：低電平有效，當(dāng)有按鍵按下時(shí)給單片機(jī)相應(yīng)的I/O口一個(gè)低電平，控制系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的功能。 下圖為獨(dú)立式鍵盤電路圖： 圖3-3 獨(dú)立式鍵盤電路圖 （2）去抖動(dòng) 鍵盤編程中主要考慮去抖動(dòng)的問題。 當(dāng)測試表明有鍵被按下之后，緊接著就進(jìn)行去抖動(dòng)處理。因?yàn)殒I是機(jī)械開關(guān)結(jié)構(gòu)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性及電壓突跳等原因，在觸點(diǎn)閉合或斷開的瞬間會(huì)出現(xiàn)電壓抖動(dòng)。為保證鍵識(shí)別的準(zhǔn)

32、確，在電壓信號(hào)抖動(dòng)的情況下不能進(jìn)行行狀態(tài)輸入。為此需進(jìn)行去抖動(dòng)處理。去抖動(dòng)有硬件和軟件兩種方法。硬件方法就是加去抖動(dòng)電路，從根本上避免抖動(dòng)的產(chǎn)生。軟件消抖，在第一次檢測到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí)程序之后，再檢測此按鍵，如果第二次檢測結(jié)果仍為按下狀態(tài)，CPU便確認(rèn)此按鍵己按下，消除了抖動(dòng)。 3.2傳感器電路設(shè)計(jì) 3.2.1加速度傳感器電路設(shè)計(jì) （1）加一個(gè)電容可以很好的防止電源干擾（如下圖），電容應(yīng)該盡量與芯片的VDD引腳靠近，電容的接線盡量短，并且優(yōu)先和電容表面相連。此處電容一般選用0.1μF的陶瓷電容。 電源 VDD MEMSIC 圖3-4 電源隔噪電路 （2）應(yīng)該使用魯

33、棒小電感地面布線。 （3）必須采取措施保證MEMSIC芯片所在的PCB板周圍熱平衡且附近較大熱源。實(shí)驗(yàn)表明，在離MEMSIC 11MM的地方有120degC熱源偏差將在5mg內(nèi)。 （4）芯片下面要置放一塊與芯片大小相當(dāng)?shù)慕饘俚讓?，底層要盡量厚。 （5）均勻的焊接在底線上，這些焊點(diǎn)將會(huì)增加芯片與PCB的絕沿并且有助于運(yùn)行。 圖3-5 加速度傳感器電路 3.2.2超聲波模塊電路設(shè)計(jì) 超聲波模塊M0總共有5個(gè)管腳，除了VCC電和GND地以外還有三個(gè)腳，NC是空腳（不接任何IO口），還剩下TRIG使能腳和ECHO檢測腳兩個(gè)腳。TRIG和ECHO分別接單片機(jī)的IO口，單片機(jī)給模塊的TRI

34、G腳一段時(shí)間的高電平，模塊就工作一次。根據(jù)時(shí)序圖，當(dāng)單片機(jī)IO口給TRIG高于10uS的高電平，給完后單片機(jī)拉低。TRIG被拉低以后，模塊控制發(fā)射探頭發(fā)送8個(gè)40K的聲波出去，并且ECHO被硬件自動(dòng)拉高，當(dāng)發(fā)出的聲波被障礙物發(fā)射回來，模塊接收探頭接收到這8個(gè)聲波，ECHO腳又自動(dòng)拉低。ECHO腳高電平的時(shí)間就是聲波在空氣中傳播的時(shí)間T，時(shí)間T乘以聲速V除以2就是需要檢測的距離S。 距離計(jì)算公式：S=(T*V)/2 V=340M/S（或者當(dāng)時(shí)溫度下的聲速） 圖3-6 超聲波測距時(shí)序圖 圖3-7超聲波模塊接線圖 3.2.3霍爾傳感器的電路設(shè)計(jì) 圖3-8霍爾傳感器使用示意圖

35、 圖3-9檢測脈沖產(chǎn)生模塊 霍爾傳感器外形圖和與磁場的作用關(guān)系如圖3-8所示。磁場由磁鋼提供，所以霍爾傳感器和磁鋼需要配對(duì)使用。在非磁材料的圓盤邊上粘貼一塊磁鋼，霍爾傳感器固定在圓盤外緣附近。通過單片機(jī)測量產(chǎn)生脈沖的頻率就可以得出圓盤的轉(zhuǎn)速。提醒：沒有磁鋼時(shí)輸出高電平，有磁鋼時(shí)輸出低電平。 檢測脈沖產(chǎn)生模塊如圖3-9所示，將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上裝上小磁鋼，每當(dāng)小磁鋼經(jīng)過霍爾傳感器時(shí)，就會(huì)引起傳感器輸出電壓發(fā)生變化。本設(shè)計(jì)選用連續(xù)型比例式線性霍爾傳感器,具有低噪聲輸出，靈敏度高，快速上電，溫度穩(wěn)定性好，壽命長，高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用在線性目標(biāo)移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)目標(biāo)移動(dòng)的位置檢測系統(tǒng)中

36、。 這是霍爾傳感器的原理部分，而整個(gè)測速器就是用到單片機(jī)與一個(gè)電磁感應(yīng)器用來計(jì)算行進(jìn)中車輪所轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)。輸入車輪的外徑，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)車輪所轉(zhuǎn)圈數(shù)即得。 圖3-10 霍爾傳感器電路圖 3.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 采用雙三極管構(gòu)成的H橋電路驅(qū)動(dòng)。通過單片機(jī)控制三極管的通斷，單片機(jī)輸出不同占空比的PWM即可調(diào)節(jié)電機(jī)的速度。由于這種電路工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高，電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也極佳。并且由于三極管和二極管成本低，使得驅(qū)動(dòng)電路成本低。 圖3-11中所示為一個(gè)典型的直流電機(jī)控制電路。電路得名于“H橋驅(qū)動(dòng)電路”是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜窰。4個(gè)三極管組成H的4條垂直腿，而電

37、機(jī)就是H中的橫杠（注意：圖3-11及隨后的兩個(gè)圖都只是示意圖，而不是完整的電路圖，其中三極管的驅(qū)動(dòng)電路沒有畫出來）。 如圖所示，H橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括4個(gè)三極管和一個(gè)電機(jī)。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對(duì)角線上的一對(duì)三極管。根據(jù)不同三極管對(duì)的導(dǎo)通情況，電流可能會(huì)從左至右或從右至左流過電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。 _ _ + + Q1 Q2 Q3 Q4 M _ _ + + Q1 Q2 Q3 Q4 M 圖3-11 H橋驅(qū)動(dòng)電路 要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通。例如，如圖3-12所示，當(dāng)Q1管和Q4管導(dǎo)通時(shí)，電流就從電源正

38、極經(jīng)Q1從左至右穿過電機(jī)，然后再經(jīng) Q4回到電源負(fù)極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)三極管Q1和Q4導(dǎo)通時(shí)，電流將從左至右流過電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)按特定方向 轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)周圍的箭頭指示為順時(shí)針方向）。 _ _ + + Q1 Q2 Q3 Q4 M _ _ + + Q1 Q2 Q3 Q4 M 圖3-12 H橋電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 圖3-13 所示為另一對(duì)三極管Q2和Q3導(dǎo)通的情況，電流將從右至左流過電機(jī)。當(dāng)三極管Q2和Q3導(dǎo)通時(shí)，電流將從右至左流過電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)周圍的箭頭表示為逆時(shí)針方向）。

39、 _ _ + + Q1 Q2 Q3 Q4 M _ _ + + Q1 Q2 Q3 Q4 M 圖3-13 H橋驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 下面為系統(tǒng)所用的具體驅(qū)動(dòng)電路： 圖3-14 H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 3.4顯示模塊電路設(shè)計(jì) 采用七段數(shù)碼管作為本系統(tǒng)的顯示器。其優(yōu)點(diǎn)是控制簡單、亮度大、價(jià)格便宜、亮度也比較高。 圖3-15 數(shù)碼管顯示電路 3.5報(bào)警電路設(shè)計(jì) 3.5.1倒車提醒電路 倒車提醒采用蜂鳴器鳴叫達(dá)到提醒目的。 圖3-16 蜂鳴器電路 3.5.2防盜報(bào)警電路 單片機(jī)控制繼電

40、器工作進(jìn)而控制報(bào)警芯片。 圖3-17 防盜報(bào)警電路 3.6電源電路設(shè)計(jì) 220V交流電通過變壓器轉(zhuǎn)換成12V交流電，再進(jìn)過整流橋整流，C7起濾波作用，C8、C9防止自激，7805為穩(wěn)壓芯片。 圖3-18 電源電路 4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 在單片機(jī)軟件編程時(shí)，應(yīng)運(yùn)用模塊化編程思想，按照先粗后細(xì)的方法把整個(gè)系統(tǒng)的軟件劃分成多個(gè)功能獨(dú)立、大小適當(dāng)?shù)哪K。本設(shè)計(jì)軟件可分為超聲波測距子程序、加速度傳感器測加速度信息子程序、LED數(shù)碼管顯示子程序、電機(jī)正反?？刂坪蜏y速子程序、雙機(jī)通信工序五個(gè)部分。軟件功能是在Keil uVision4中編寫C語言來實(shí)現(xiàn)的。 4.1系統(tǒng)主程序流

41、程圖 4.1.1主機(jī)程序流程圖 圖4-1 主機(jī)程序流程圖 4.1.2從機(jī)程序流程圖 圖4-2 從機(jī)程序流程圖 4.2各子程序單元流程圖及設(shè)計(jì) 4.2.1電機(jī)控制和測速單元軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)使用T0、T2來測量電機(jī)轉(zhuǎn)速：T0工作在定時(shí)模式，T2工作在計(jì)數(shù)模式，在一定時(shí)間內(nèi)測量出脈沖數(shù)就可以計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。按鍵可以控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、停機(jī)和加減速：通過調(diào)節(jié)PWM波的占空比來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 下面是子程序流程圖： 圖4-3 電機(jī)控制和測速度單元程序流程圖 4.2.2倒車提醒單元軟件設(shè)計(jì) 超聲波測距采用定時(shí)器2和外部中斷0來共同完成。當(dāng)測量的距離小于30 cm時(shí)蜂鳴器

42、鳴叫提醒用戶。 下面是子程序流程圖： 圖4-4 倒車提醒單元程序流程圖 4.2.3加速度檢測單元軟件設(shè)計(jì) 加速度傳感器利用I2C總線來測量加速度信息。 I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在時(shí)鐘線上的信號(hào)為低電平期間，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化。 圖4-5 I2C總線起始、終止和工作時(shí)序圖 起始和終止信號(hào) ：SCL線為高電平期間，SDA線由高電平向低電平的變化表示起始信號(hào)；SCL線為高電平期間，SDA線由低電平向高電平的變化表示終止信號(hào)。 數(shù)據(jù)傳送格式（1）字節(jié)傳送與應(yīng)答： 每一個(gè)字

43、節(jié)必須保證是8位長度。數(shù)據(jù)傳送時(shí)，先傳送最高位（MSB），每一個(gè)被傳送的字節(jié)后面都必須跟隨一位應(yīng)答位（即一幀共有9位）。如果一段時(shí)間內(nèi)沒有收到從機(jī)的應(yīng)答信號(hào)，則自動(dòng)認(rèn)為從機(jī)已正確接收到數(shù)據(jù)。 圖4-6 I2C總線傳送數(shù)據(jù)時(shí)序圖 4.2.4雙機(jī)串行通信軟件設(shè)計(jì) 某加速度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有主、從機(jī)進(jìn)行串行通訊，假定雙機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率fosc=11.0592MHz，通訊速率9600bps，主機(jī)每次將加速度數(shù)據(jù)jiasudu的值發(fā)送給從機(jī)，從機(jī)則將收到的數(shù)據(jù)送到顯示器上顯示，試完成雙機(jī)通信程序設(shè)計(jì)[7][8]。 主機(jī)采集數(shù)據(jù)，并發(fā)送給從機(jī)的子程序如下（這里沒有考慮通信協(xié)議）: #inc

44、lude #define uchar unsigned char uchar jiasudu; void InitSystem(void); void Delay(void); void InitSystem(void) { TMOD=0x20; /* T1工作于方式2*/ TH1=0xfd; /* 通信速率2400bps*/ TL1=0xfd; PCON=0x00; /* SMOD=0*/ SCON=0x50; /* 允許接收*/ ES=0; /* 開串口中斷*/ ET1=0

45、; TR1=1; /* 啟動(dòng)定時(shí)器1*/ RI=0; TI=0; } void Delay() /*延時(shí)子程序*/ { int i; for(i=0;i<10000;i++); } void main(void) { InitSystem(); while(1) { Delay(); SBUF=jiasudu; while(!TI); TI=0; CollectData(); //測量數(shù)據(jù)

46、} } 從機(jī)程序如下： #include #define uchar unsigned char uchar jiasudu; void InitSystem(void); void Display(void); void InitSystem(void) /*系統(tǒng)初始化程序*/ { TMOD=0x20; /* T1工作于方式2*/ TH1=0xfd; /* 通信速率2400bps*/ TL1=0xfd; PCON=0x00; /* SMOD=0*/ SCON=0x50; /* 允許接收

47、*/ EA=1; ES=1; /* 開串口中斷*/ ET1=0; TR1=1; /* 啟動(dòng)定時(shí)器1*/ RI=0; TI=0; } void Comm(void) interrupt 4 using 0 /*串行中斷服務(wù)程序*/ { jiasudu=SBUF; /* 保存數(shù)據(jù)*/ RI=0; /*清中斷標(biāo)志*/ } void main(void) { InitSystem(); while(1) { Display();/

48、/顯示 } } 5結(jié)論 （1）系統(tǒng)的特點(diǎn) 汽車測速系統(tǒng)，采用單片機(jī)，霍爾元件來實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)從功能上來說，比較完備。測速傳感器檢測電機(jī)的實(shí)時(shí)速度，通過顯示屏顯示出來。當(dāng)電機(jī)停止時(shí)，主機(jī)通過加速度傳感器檢測加速度信息，并將加速度信息傳給從機(jī)，當(dāng)加速度大于設(shè)定值時(shí)，從機(jī)控制報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警音，防止車輛被盜。 （2）系統(tǒng)的不足和改進(jìn) 本系統(tǒng)基本上滿足了一般性汽車的測速及報(bào)警。但由于時(shí)間倉促，本系統(tǒng)還存在一些不足之處，未能做出實(shí)物，只能模擬仿真；很多都是理想狀況，實(shí)際操作可能還會(huì)遇到更多難題及困難；改進(jìn)的話，需查閱更多有關(guān)方面資料，進(jìn)行多方面研究考慮，另外做實(shí)物還需要把經(jīng)過準(zhǔn)

49、確測量的電源電壓加入電路，且不接入信號(hào)源信號(hào)。電源接通后，首先觀察有無異?，F(xiàn)象，包括有無冒煙，異常氣味。觸摸元件是否發(fā)燙，電源是否短路等。 雖然，畢業(yè)設(shè)計(jì)只有短暫的幾個(gè)月，但卻使我充分認(rèn)識(shí)到自身還存在很多不足的地方，還需要不斷的努力來充實(shí)自己、完善自己，只有這樣才能學(xué)無止境，以求得更大的發(fā)展。 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們知識(shí)運(yùn)用能力的一次全面的考核，也是對(duì)我們進(jìn)行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立地分析問題和解決問題的能力，為以后撰寫專業(yè)學(xué)術(shù)論文和工作打下良好的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)能夠順利完成，首先我要感謝我的母校，是她為我們提供了學(xué)習(xí)知

50、識(shí)的土壤，使我們在這里茁壯成長。時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。離校日期已日趨臨近，畢業(yè)論文的的完成也隨之進(jìn)入了尾聲。從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學(xué)、朋友給我熱情的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!感謝我的所有朋友，多年來一直對(duì)我進(jìn)行鼓勵(lì)和支持，使我端正了學(xué)習(xí)和生活的態(tài)度，使我有恒心有毅力在學(xué)習(xí)和科研的道路上不斷進(jìn)步。感謝全班所有的同學(xué)，四年來對(duì)我無微不至的照顧和的關(guān)懷，伴我度過充實(shí)而美好的大學(xué)時(shí)光。 最后，深深感謝我的家人對(duì)我的關(guān)心、愛護(hù)和幫助，他們的支持、理解和鼓勵(lì)是我努力完成學(xué)業(yè)的精神支柱，父母的期望是我前進(jìn)的最大動(dòng)力。

51、 參考文獻(xiàn)： [1] 路錦正，王建勤等. 超聲波測距儀的設(shè)計(jì)[J]. 傳感器技術(shù)，2002，21（8）：29-34 [2] 張毅剛，彭喜元，姜守達(dá)，喬立巖．新編MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003.6 [3] 樓然苗，李光飛，51單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003 [4] 索雪松, 紀(jì)建偉. 傳感器與信號(hào)處理電路. 中國水利水電出版社， 2008 [5] 張琳娜，劉武發(fā). 傳感檢測技術(shù)與應(yīng)用[M]. 中國計(jì)量出版社，2000 [6] 卿太全, 郭明. 最新傳感器選用手冊. 中國電力出版社，2009

52、[7] 湯鈺鵬，關(guān)宇，季曉衡[M]. MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用及接口技術(shù)，人民郵電出版社，2003 [8] 李華．MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用接口技術(shù)．北京航空航天大學(xué)出版社,1993 [9] 曹家喆. 汽車電子控制基礎(chǔ). 機(jī)械工業(yè)出版社，2007 [10] 于海生等編著.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社，1999. [11] 王萬清.智能檢測技術(shù).北京：科學(xué)普及出版社，2005,30-35 [12] 吳正毅.測試技術(shù)與測試信號(hào)處理.北京：清華大學(xué)出版社,2003,65-72

53、 附錄A：源程序代碼 主機(jī)： //最終主機(jī) #include #include //求絕對(duì)值函數(shù) #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sfr T2MOD=0xc9; uint mm=0,tt=0,a1=0,a2=0,a3=0,x=1,y=8; sbit WE0=P2^4; sbit WE1=P2^5; sbit WE2=P2^6; sbit WE3=P2^7; sbit m1=P2^0; sbit m2=P2^1; sbit zheng

54、=P1^4; //手動(dòng)按鍵 sbit fan=P3^6; sbit ting=P3^7; sbit jia=P1^2; sbit jian=P1^3; float xg,yg; uint k=0; uchar z=0; uchar s[]={"0123"}; sbit sda=P2^2; sbit scl=P2^3; void InitSystem(void); void CollectData(void); uchar code table[]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,

55、0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e}; shou(); shou1(); shou2(); void Jia(); void Jian(); void delay(uint m) { uint i,j; for(i=m;i>0;i--) for(j=60;j>0;j--); } void delay1(uchar a) { uchar c,d; for(c=a;c>0;c--) for(d=110;d>0;d--); } void xian_shi() { uchar ge,shi,bai,qian;

56、 uint jj; jj=mm; jj*=60; //每秒轉(zhuǎn)速 qian=jj/1000; bai=(jj%1000)/100; shi=(jj%100)/10; ge=jj%10; WE0=0; P0=table[qian]; delay(2); WE0=1; P0=0xff; //關(guān)位碼 WE1=0; P0=table[bai]; delay(2); WE1=1; P0=0xff; //關(guān)位碼 WE2=0; P0=table[s

57、hi]; delay(2); WE2=1; P0=0xff; //關(guān)位碼 WE3=0; P0=table[ge]; delay(2); WE3=1; P0=0xff; //關(guān)位碼 } void timer_init() //定時(shí)器計(jì)數(shù)器初始化函數(shù) { EA=1; ET0=1; ET2=1; TMOD=0x21; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; T2MOD=0x00; T2CON=0x06; RCAP2H=0;

58、 RCAP2L=0; TH2=RCAP2H; TL2=RCAP2L; TR0=1; } /*系統(tǒng)初始化*/ void InitSystem(void) { TMOD=0x21; /* T1工作于方式2*/ TH1=0xfd; /* 通信速率2400bps*/ TL1=0xfd; PCON=0x00; /* SMOD=0*/ SCON=0x50; /* 允許接收*/ ES=0; /* 開串口中斷*/ ET1=0; TR1=1; /* 啟動(dòng)定時(shí)器1*/ }

59、 /***************************************************************/ /***********定義兩個(gè)延時(shí)函數(shù)，一個(gè)微妙級(jí)，一個(gè)毫秒級(jí)************/ void delayjia() { ; ; } void delaymsjia(uint z) { uint i,j; for(i=z;i>0;i--) for(j=115;j>0;j--); } void delay1jia(uint r) { uint f,g; for(f=r;f>0;f--) for

60、(g=100;g>0;g--); } void start()//起始 { sda=1; delayjia(); scl=1; delayjia(); sda=0; delayjia(); } void stop() //停止 { sda=0; delayjia(); scl=1; delayjia(); sda=1; delayjia(); } void ack() { uchar i; scl=1; delayjia(); while((

61、sda==1)&&(i<250))i++; scl=0; delayjia(); } void write_byte(uchar date) //寫 { uchar i,temp; temp=date; for(i=0;i<8;i++) { temp=temp<<1; scl=0; delayjia(); sda=CY; delayjia(); scl=1; delayjia(); scl=0; } scl=

62、0; delayjia(); sda=1; delayjia(); } uchar read_byte() //讀 { uchar i,k; scl=0; delayjia(); sda=1; delayjia(); for(i=0;i<8;i++) { scl=1; delayjia(); k=(k<<1)|sda; scl=0; delayjia(); } return k; } void acknowledg

63、e(uchar a) /*主機(jī)應(yīng)答程序 acknowledge（0）為應(yīng)答，acknowledge（1）為非應(yīng)答*/ { if(a==0) sda=0; else sda=1; delayjia(); scl=1; delayjia(); scl=0; delayjia(); } void MXC_init() { start(); /*對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)通信示例的第一至第三周期*/ write_byte(0x20); ack(); write_byte(0x00); ack()

64、; write_byte(0x00); ack(); stop(); delaymsjia(75); } /***************************************************************/ /*********獲取4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)*************************************/ void receive5bytes() { uchar i; start(); write_byte(0x20); //對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)通信示例的第四周期

65、 ack(); write_byte(0x01); //第五周期 ack(); start(); write_byte(0x21); //第六周期 ack(); for(i=0;i<3;i++) //第八至十周期（第七周期省略） { s[i]=read_byte(); acknowledge(0); } s[3]=read_byte(); //第十一周期 acknowledge(1); stop(); } void II2() { uint x=0,y=0,k=0; receiv

66、e5bytes(); x=s[0]*256+s[1]; xg=x/512.0-4; //數(shù)據(jù)的處理,C6202量程為-2g至+2g，G型號(hào)分辨率512counts/g,0g對(duì)應(yīng)x值是2048, xg=fabs(xg); //求浮點(diǎn)數(shù)絕對(duì)值 z=(int)(xg); y=s[2]*256+s[3]; yg=y/512.0-4; yg=fabs(yg); } void fasongjiadisplay() { II2(); SBUF=z; while(!TI); TI=0; delay1jia(10); } void main() { P0=0; //開始數(shù)碼管不顯示 timer_init(); InitSystem(); MXC_init(); WE0=1; WE1=1; WE2=1; WE3=1; m1=1; m2=1; zheng=1;