自行車測速警報系統(tǒng)設(shè)計說明

1、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計題目： 自行車測速報警系統(tǒng)設(shè)計自行車測速報警系統(tǒng)設(shè)計本設(shè)計以 AT89C2051 為核心，通過霍爾傳感器來檢測自行車的運轉(zhuǎn)情況進(jìn)而實現(xiàn)電動自行車的速度，最后用 2 位的 LED 能直觀的將速度與里程顯示給用戶，并且在速度高于一定的值時可自動向用戶報警，從而達(dá)到智能化。主要研究內(nèi)容 :1. 傳感器電路模塊設(shè)計光敏電阻對光特別敏感，當(dāng)白天行駛時，外界光敏電阻對光特別敏感，當(dāng)黑天行駛時，外界光源導(dǎo)致光敏電阻發(fā)出錯誤信號； 光敏電阻對環(huán)境的要求相當(dāng)高， 如果光敏電阻或發(fā)光二極管被泥沙或灰塵所覆蓋， 光敏電阻就不能再進(jìn)行測量； 在霧天和雨天光敏電阻的測量的效果也不好。 而編碼器必須安裝在車

2、軸上， 這樣安裝就會給用戶帶來很多不便。 霍爾傳感器是對磁敏感的傳感元件，是一個 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（ OC ）門輸出，工作電壓范圍寬，由霍爾元件加整形電路構(gòu)成的霍爾開關(guān)系統(tǒng)，具有輸出響應(yīng)快，數(shù)字脈沖性能好，安裝方便，性能可靠，不受光線、泥水等因素影響。所以本設(shè)計采用霍爾傳感器。2. 電源電路設(shè)計本系統(tǒng)采用的是MC34063制作的降壓變換電源。由于電動車電瓶的電源電壓大多是24V ， 36V，48V 等，所以把電瓶電源24V轉(zhuǎn)換為單片機(jī)所需要的電壓5V 。 MC34063是一單片雙極型線性集成電路, 專用于直流 - 直流變換器控制部分

3、. 片內(nèi)包含有溫度補(bǔ)償帶隙基準(zhǔn)源、一個占空比周期控制振蕩器、驅(qū)動器和大電流輸出開關(guān), 能輸出1.5A的開關(guān)電流 .它能使用最少的外接元件構(gòu)成開關(guān)式升壓變換器、降壓式變換器和電源反向器。特點:能在3.0-40V 的輸入電壓下工作；短路電流限制； 低靜態(tài)電流； 輸出開關(guān)電流可達(dá)1.5A( 無外接三極管 )；輸出電壓可調(diào)工作振蕩頻率從100HZ 到 100KHZ 。MC34063 是一種開關(guān)型高效 DC/DC變換集成電路。它的內(nèi)部含有具有溫度補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)電壓源、 比較器、具有限電流電路的占空比可控的振蕩器、驅(qū)動器和大電流輸出開關(guān)管。3. 存儲器電路模塊設(shè)計在本設(shè)計中用芯片 AT24C02.AT24C0

4、2的 1、2、3腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。在 AT89C2051試驗開發(fā)板上它們都接地，第8腳和第 4腳分別為正、負(fù)電源。第 5腳 SDA 為串行數(shù)據(jù)輸入/ 輸出，數(shù)據(jù)通過這條雙向I2C總線串行傳送，在AT89C2051試驗開發(fā)板上和單片機(jī)的P3.5連接。第 6腳 SCL 為串行時鐘輸入線，在AT89C2051試驗開發(fā)板上和單片機(jī)的P3.6連接。 SDA 和 SCL 都需要和正電源間各接一個 5.1K 的電阻上拉。 第 7 腳需要接地單片機(jī)從AT24C02內(nèi)部的地址向單片機(jī)的讀出單元字節(jié)讀出數(shù)據(jù)，供顯示所用。4. 報警電路設(shè)計語音報警電路的核心是WTV040語音芯片。當(dāng)電動車的行

5、使速度達(dá)到或超過測速器預(yù)設(shè)速度時， 測速器單片機(jī)往外發(fā)出一個低電平，直接拉低I/O口 P01 的電平，使 WTV040語音芯片被觸發(fā)，點亮報警指示進(jìn)行提示并觸發(fā)語音進(jìn)行報警。5. 顯示電路設(shè)計顯示模塊用 74HC164 驅(qū)動數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管 ,驅(qū)動電路等組成顯示電路，使用共陽數(shù)碼管。 P3.3-P3.4 為數(shù)碼管的動態(tài)掃描位驅(qū)動。 P1.6 ， P1.7 作數(shù)碼段碼輸出。6 、程序設(shè)計#ifndef _Max7219_H_#define _Max7219_H_#include<intrins.h>#include<reg51.h>#define uchar unsig

6、ned char#define uintunsigned int#defineDECODE_MODE0x09/ 譯碼方式#defineINTENSITY0x0A#defineSCAN_LIMIT0x0B#defineSHUT_DOWN0x0C#defineDISPLAY_TEST0x0D#definedelay1us_nop_();#definedelay2usdelay1us;delay1us;#definedelay4usdelay2us;delay2us;#definedelay5usdelay4us;delay1us;#definedelay12usdelay4us;delay4us;

7、delay4us;sbit din=P20;sbit load=P21;sbit clk=P22;void Max7219_Wr_byte(uchar wrdat);void Max7219_Wr_data(uchar addr,uchar dat);void Init_Max7219(void);void Disp_speed(uint speed);void Disp_set_speed(uint set_speed);/ 初始化 MAX7219 void Max7219_Init(void)Max7219_Wr_data(SHUT_DOWN, 0x01); Max7219_Wr_data

8、(DISPLAY_TEST, 0x00); Max7219_Wr_data(DECODE_MODE, 0xff); Max7219_Wr_data(SCAN_LIMIT, 0x07); Max7219_Wr_data(INTENSITY, 0x0a);void Max7219_Wr_byte(uchar wrdat)bit dat;uchar i;for (i=0;i<8;i+)clk=0;dat=(bit)(wrdat&0x80);if(dat)din=1;elsedin=0;wrdat<<=1;clk=1;void Max7219_Wr_data(uchar ad

9、dr,uchar dat)load=0;Max7219_Wr_byte(addr);Max7219_Wr_byte(dat);load=1;void Disp_speed(uint speed)uchar speed_buf4;uchar i;speed_buf0=speed%10;speed_buf1=speed/10%10|0x80;speed_buf2=speed/100%10;speed_buf3=speed/1000;if(0=speed_buf3)speed_buf3=0x0f;if(0=speed_buf2)speed_buf2=0x0f;for(i=1;i<=4;i+)M

10、ax7219_Wr_data(i,speed_bufi-1);void Disp_set_speed(uint set_speed)uchar speed_buf4;uchar i;speed_buf0=set_speed%10;speed_buf1=set_speed/10%10|0x80;speed_buf2=set_speed/100%10;speed_buf3=set_speed/1000;if(0=speed_buf3)speed_buf3=0x0f;if(0=speed_buf2)speed_buf2=0x0f;for(i=1;i<=4;i+)Max7219_Wr_data(

11、i+4,speed_bufi-1);#endif#include <reg51.h>sbit KEY0=P23;sbit KEY1=P24;sbit KEY2=P25;sbit KEY3=P26;sbit SPK=P27;sbit LED_GREEN=P16;sbit LED=P17;uint set_speed;uint speed;uchar sec_cnt;void Init_8051(void);void Delay(uchar time);uint Get_key(void);void Warn_ring(void);void main(void)Init_8051();

12、Max7219_Init();while(1)set_speed=Get_key();Disp_speed(speed);Disp_set_speed(set_speed);Warn_ring();void Delay(uchar time)uchar t1,t2;for(t1=time;t1>0;t1-)for(t2=248;t2>0;t2-);/初始化void Init_8051(void)EA=0;TCON=0x00;TMOD=0x51;TL0=0xe0;/定時20msTH0=0xb1;/T1計數(shù)13個脈沖TL1=0xf3;TH1=0xff;TR0=1;TR1=1;IE=0x

13、8a;SPK=0;LED=0;LED_GREEN=1;/ 定時器 0 函數(shù)，定時 50*20ms=1s void Timer0_speed(void) interrupt 1ET0=0;TR0=0;TL0=0xe0;TH0=0xb1;TR0=1;sec_cnt+;ET0=1;/ 計數(shù)中斷 計數(shù) 10 次 半徑 d=20cm /speed=0.2*60*10/sec_cnt*36 km/hvoid Counter_speed(void) interrupt 3 float a=6250;ET1=0;TR1=0;TL1=0xf3;TH1=0xff;TR1=1; speed=4.52*a/sec_c

14、nt; sec_cnt=0;ET1=1;/ 鍵盤處理函數(shù)uint Get_key(void)staticif(!KEY0)uint key_value;Delay(40);if(!KEY0)while(KEY3)if(!KEY1)Delay(40);if(0=KEY1)while(0=KEY1)Disp_set_speed(key_value);key_value+=10;if(key_value=9999)key_value=0;if(!KEY2)Delay(40);if(0=KEY2)while(0=KEY2)Disp_set_speed(key_value);key_value-=10;

15、if(key_value=0)key_value=9999;return (key_value);/ 報警函數(shù)void Warn_ring(void)if(speed > set_speed)LED=1;SPK=0;Delay(1);SPK=1;elseLED=0;7 、結(jié)論本設(shè)計以AT89C2051為核心，利用單片機(jī)的運算和控制功能，并采用系統(tǒng)化LED顯示模塊實時顯示所測速度的設(shè)計方案，以及串口數(shù)據(jù)存儲電路和系統(tǒng)軟件。實現(xiàn)了電動車速度即時顯示， 并可通過控制兩個按鍵顯示速度或里程。當(dāng)速度超過限定時就會產(chǎn)生語音報警。參考文獻(xiàn)1 謝維成，楊加國單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51 程序設(shè)計 M 北京：

16、清華大學(xué)出版社2王田苗嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與實例開發(fā)M 北京：清華大學(xué)出版社3夏靖波，王航，陳雅蓉嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)M 西安：西安電子科技大學(xué)出版社4楊恒 ARM 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與實踐M 西安：西安電子科技大學(xué)出版社5 王萍 C+ 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計 M 北京：清華大學(xué)出版社6 趙家貴主編 . 新編傳感器電路設(shè)計手冊 . 中國計量出版社 .2002.97 丁杰元主編 . 單片機(jī)微機(jī)原理及應(yīng)用 . 機(jī)械工業(yè)出版社 .1998.88 沙占友等主編 .單片機(jī)外圍電路設(shè)計 . 電子工業(yè)出版社 . 2003.19 張新穎單片機(jī)原理與接口技術(shù)哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2002 10 楊志忠數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)北京：高等教育出版社，2004 11 余發(fā)山主編 .單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) .中國礦業(yè)大學(xué)出版社 .2003.12.21-3212 董愛華主編 .檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù) .中國電力出版社 .2007.1213康華光主編 .電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版）.2006.137-153 430-46014Yang. Y., Yi. J., Woo, Y.Y., and Kim. B.: Optimum design for linearity andefficiency of microwave Doherty ampl