智能测速仪的设计.doc

智能仪表设计论文 学 院：XXX 学 号：XXX 班 级：XXX 姓 名：XXX 摘 要 智能测速仪的设计 随着嵌入式微控制器和微处理器的快速发展，微控制器越来越整体化、小型化和廉价，使其能够被广泛应用在小型智能电子产品的设计与开发中。本设计的对象就是一个基于单片机 的智能测速仪，设计测速范围0～360 km／hr，可应用于道路交通实时监测记录，有较高的测速精度和可靠性，适合户。 【关键词】：单片机；测速仪；交通；光电传感器；微控制器 Abstract Design and Realization of I ntelligent Velomete With the fast development of micro—controllers and micro—processors，the microcontroller are more and more integral，smaller and cheaper such that they can be widely used in the designandexploitation of small intellective elec—trical products．The object of the instant design is an intellective speed tester with a single-chip．In theory，the range of the speed testing is 0 ～360 km／h，SO it can be used for real—time inspecting and recording the traffic，which has high precision and reliability and is suitable for outdoor work． 【Key words】：single—chip；speed tester；trafic；photo—sensor；nucro—controller 1．引 言 为了更好地使课程教学与实际应用相结合，运用计算机技术，设计了一个基于HT45R24单片机的智能测速仪 。HT46R24是HOLTEK公司的八位高性能精简指令单片机，具有低功耗、I／0使用灵活、可编程分频器、计数器、振荡类型选择、多通道A／D转换、脉冲测量功能、I2C通信、暂停和唤醒功能等特点，可以广泛应用于传感器、马达控制、工业控制等领域。 2．硬件设计 硬件方面，测速仪采用HT46R24型八位单片机作为其检测、处理和控制的核心；采用激光对射遮断式光电传感器 作来采集被测对象的速度信号，送至单片机进行数据处理；采用LED数码管显示单片机的处理结果，即被测对象的速度。测速范围0～360 km／hr，精度达0．1 km／hr，可作道路交通实时监测记录，有较高的测速精度和可靠性，适合户外工作。并且，上述测速范围和精度，均可根据需要在本设计基础上，通过修改程序的部分参数得以实现。灵活方便，有着较广的应用范围。其功能框图如图所示。 测速仪原理框图 Velometer functional block diagram 2．1 测速仪的工作原理 测速仪工作原理就是通过激光传感器检测车辆通过固定距离的时间，然后将数据交单片机处理，在确定位移的情况下，由通过时间可得到速度值，然后单片机将速度值输出给显示器。主要由以下几个模块组成：中心控制模块、信号采集模块、电源模块和显示模块， 电路图如图。 电路设计原理图 Circuit design schematic diagram 2．2 信号采集电路 如图信号采集电路所示，传感器采用两对激光发射接收管。当激光发射接收管都正常工作时，a1、a2均为低电平；当接收管Q1、Q2被外物遮挡住时，与之对应的点a1、a2变为高电平。而通过一个RC微分电路，可以将a1(a2)点的电平变化转化为b1(b2)点的正负尖脉冲。 对应关系如下：当a1(a2)点由低电平转为高电平(即上升沿)时，b1(b2)点输出正的尖脉冲；当a1(a2)点由高电平转为低电平(即下降沿)时，b1(b2)点输出负的尖脉冲。接着，b1(b2)点的信号经过一个半波整流电路，滤去负的尖脉冲，便得到c1(C2)点的信号。最后c1、c2点的信号经过或非门 u2得到d点信号，送至核心控制芯片HT46R24的外部中断人口INT。该电路经过PROTELL99SE电路仿真，仿真波形如图所示： 信号采集模块电路仿真波形图 Sign