车辆测速及显示系统设计嵌入式系统课程设计.doc

课程设计报告 （嵌入式系统课程设计） 题　　目：　　　 车辆测速及显示系统设计　 　 学生姓名（学号）： 许心悦 　 　　　　　　　 周 梅 　　 　 　　　　　 庞影影 　　　　　 郑 辉 课程院（系）：　 电子信息工程学院 物联网工程系　 　 指导老师姓名：　徐 磊　 职称/学位：　 讲师/博士 指导老师所在单位：　 安徽大学 电子信息工程学院　　 完成时间：　 　2015　 　　年　 　 12　 　月 目 录 第一章 内容摘要 1 第二章 设计内容及要求 1 第三章 总设计原理 1 第四章 硬件设计 2 4.1 硬件方案设计 2 4.2 AT89C51单片机介绍 4 4.3 霍尔开关型传感器介绍 7 4.4 LCD显示器介绍 8 4.4.1 液晶显示原理 8 4.4.2液晶显示器的分类 8 4.4.3液晶显示器各种图形的显示原理 8 4.5单片机外围电路设计 9 4.5.1时钟电路设计 10 4.5.2显示电路设计 10 第五章 软件设计 16 5.1 软件总体程序分析 16 5.2 软件主程序设计 16 5.3中断子程序设计 18 5.4软件应用介绍 19 5.4.1 Proteus 19 5.4.2 Keil C51 19 第六章 心得体会 20 车辆测速及显示系统设计 第一章 内容摘要 截至2015年初，全国有31个城市的汽车数量超过100万辆，特别是北京市汽车超过500万辆。国内汽车保有量从2004年的2400万辆增长到1.37亿辆。中国交通面临巨大的压力，且这种趋势短期内不会放缓。为解决交通问题，鼓励使用自行车是解决办法之一。但是自行车的骑行体验始终没有质的提升，甚至对于骑行者的安全没有完善的解决方案，也无法为骑行者提供多种骑行建议。因此，人们希望自行车的功用更强大，能给人们带来更多的方便。自行车里程速度表作为自行车的一大辅助工具也正是随着这个要求而迅速发展的，其功能也逐渐从单一的里程显示发展到速度、时间显示，甚至有的还具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量消耗等功能。本次课程设计我们主要针对车辆的速度测量及里程数进行了设计。本设计采用了MCS-51系列单片机设计一种体积小、操作简单的便携式自行车的速度里程表，使其能自动地显示当前自行车行走的距离及运行的速度，从而方便人们的出行。 第二章 设计内容及要求 本课题主要任务是利用霍尔元件、AT89C51单片机等部件设计一个可用1602液晶实时显示里程和速度的自行车的速度里程表。以通用MCS-51单片机为处理核心，用传感器将车轮的转数转换为电脉冲，进行处理后送入单片机。里程及速度的测量，是经过MCS-51的定时/计数器测出总的脉冲数和每转一圈的时间，再经过单片机的计算得出，其结果通过LED显示器显示出来。实现自行车的LED显示屏上有里程、速度测试两项显示功能，采用单片机作控制，达到显示里程及速度的最终目标。 第三章 总设计原理 图1：总设计原理图 （1）通过利用霍尔传感器产生里程数的脉冲信号： 假定车轮圈的周长为L，在轮圈上安装m个永久磁铁，则测得的里程值最大误差为L/m。经综合分析，本设计中取m=1。当轮子每转一圈，通过开关型霍尔元件传感器采集到一个脉冲信号。 （2）利用单片机自带的计数器T1对霍尔传感器脉冲信号进行计数： 将采集到的脉冲信号从引脚P3.2中断0端输入，开启定时器0计时，传感器每获取一个脉冲信号即对系统提供一次计数中断这样就可以计算自行车路程和速度了。 （3）对数据进行处理得到需要的熟知，再用LED显示里程总数和即时速度： 每次中断代表车轮转动一圈，中断数n与轮圈的周长L的乘积为里程值。计数器T1计算每转一圈所用的时间t，就可以计算出即时速度v。当里程键按下时，里程指示灯亮，LED切换显示当前里程，与当速度键按下时，速度指示灯亮，LED切换显示当前速度。 第四章 硬件设计 4.1 硬件方案设计 测速，首先要解决是采样的问题。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，将脉冲送入单片机中进行计算，即可获得转速的信息。常用的测速元件有霍尔传感器、光电传感器和光电编码器。里程测量传感器的选择也有很多种。例如使用光敏电阻对里程进行测量、利用编码器对车轮的圈数进行测量、利用霍尔传感器对里程进行测量、利用干簧管型传感器测量里程等多种方案： （1）使用光敏电阻对里程进行测量。光敏电阻对光特别敏感，当白天行驶时，外界光源将导