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IXX大学本科毕业设计基于AT89C51的LCD数字测速仪的设计——测量汽车车速学生姓名XXX院系名称工学院专业名称电气工程及其自动化班级2007级1班学号XXXXXX指导教师XXX完成时间2011年5月18日II基于AT89C51的数字测速仪学生姓名：XXX指导教师：XXX内容摘要随着居民生活水平的不断提高，家用轿车开始普及为人们娱乐、休闲代步的工具。汽车测速仪能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程、时间等物理量。以便做出判断和采取必要的措施，以防止交通事故的发生。测速仪作为汽车最基本、最重要的部件之一，在汽车的运行过程中起着至关重要的作用。一个性能良好、测量精确、稳定的测速系统，从某种意义上说，直接影响着汽车乃至司乘人员的生命安全。本论文主要阐述一种基于光电传感器的汽车测速仪的设计。以AT89C52单片机为核心，OPTC光断续器测转数，实现对汽车速度、时间的测量统计，并能将汽车的里程数及速度信息送单片机，并通过单片机输出驱动信号，用LCD实时显示。文章详细介绍了汽车测速仪的硬件电路和软件设计。硬件部分利用光电传感器组件将汽车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。软件部分用C语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。关键词：速度；时间；光断续器；单片机；LCD显示ThecarspeedometerdesignbasedontheAT89C51ABSTRACTWiththedevelopingofpeople’slife,thecarisbecomingtheuniversaltooloftransportationandsubstituteforwalkingandbecomingthefirstchoiceofentertainmentandexercising.Thecarspeedometercanfulfillthebasicneedofpeople’slife,sothattheycanlearnthespeed、themileage、thetimeofthecar.Forthatpeoplecouldtakesomenecessarymeasuresincaseofanyaccidenthappenedbyadangerousspeed.Asoneofthemostbasicandimportantpartofacar,speedometeristakinganimportantroleduringthecar’srunning.Tosomeextent,anaccurateandstablespeedometerhasaeffectonthedriver’slifedirectly.Inthispaper,thecarspeedometerdesignbasedonthephotoelectricsensorelementiselaborated.ByAT89C52askernel,usingphotoelectricsensorelementtomeasurerevolution,themeasureandstatisticareachieved.ThecarspeedcanbedisplayedonLCD.Inthisarticle,thehardwarecircuitandsoftwaredesignofcarspeedometerinstrumentareintroducedindetail.Aboutthehardware,thepulsenumberistransmittedofonecycleofthecarintoSingleChipMicrocomputersystem.ThenthesignalprocessedbySingleChipMicrocomputersystemissenttodisplayscream.Aboutthesoftware,inClanguage;theprogramisdesignedinthemodeofmodules.Thesystemhassimplehardware,commonsub-program,andmeetsthedemandofdesign.KEYWORDS:Mileage/speed;Time；temperature；photoelectricsensorelement;Singlechipmicrocomputer;LCDIII目录1、设计背景.....................................................12、欲实现功能...................................................33、系统硬件设计.................................................43.1系统框图及测速原理.......................................43.2单片机AT89C52...........................................53.3OPTC光电断续器..........................................63.4液晶显示LM016L..........................................73.5三端稳压集成器LM7805....................................83.6电源.....................................................84、软件设计.....................................................94.1程序流程图...............................................94.2C语言编程...............................................95、系统仿真及调试...............................................106、元器件清单...................................................117、结语.........................................................118、附录.........................................................13附录1实验仿真电路...........................................13附录2源程序.................................................149、参考文献......................................................2310、致谢.........................................................241基于AT89C51的LCD数字测速仪1设计背景随着人们生活水平的逐渐提高，人们对于生活质量的要求也日益增加，尤其是对出行的要求。汽车在中国普遍作为代步工具，对于忙碌的现代人来说，无疑是一种较好的省时方法。现代社会的快速发展，中国经济的快速增长，社会上机动车拥有量也急速增多。根据统计资料表明，未来机动车增长趋势不会下降，小汽车进入寻常百姓家，给人们生活带来极大的便利。但是，在追求省时、舒适的同时，安全也日益成为人们关注的焦点。交通事故频发，又给人们的生活增添了烦恼和不幸。据调查，每100例交通事故中，由于超速行驶造成的占60％以上，正所谓十次事故九次快！而且凡是由于超速所导致的交通事故，大部分都是恶性事故，对司乘人员造成严重伤害。因而作为汽车的必要组成部分之一，测速系统扮演着举足轻重的作用。已经成熟的测速方式中，光电式传感器较其他的具有有以下优点：1、检测距离长：如在对射型中保留10m以上的检测距离，便能实现其他检测手段(磁性、超声波等)无法检测的距离。2、对检测物体的限制少：由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。3、响应时间短：光本身为高速，并且传感器的电路都由电子零件构成，所以不包含机械性工作时间，响应时间非常短。4、分辨率高：能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光学系统，来实现高分辨率。也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。5、可实现非接触的检测：可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因此，传感器能长期使用。6、可实现颜色判别通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这种性质，可对检测物体的颜色进行检测。7、便于调整：在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。光电传感器是以光电效应为基础，将光信号转换为电信号的传感器。光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。所谓光电效应，即是当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生的相应的电效应，如电导率变化、发射电子或产生电动势等。通常将光电效应分三类:其一，光照在光电材料上，材料表面的电子吸收能量，若电子吸收的能量足够大时，电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间，从而改变光电子材料的导电性，这种现象称为外光电效应。基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等。其二，当受到光照射时，吸收电子能2量，其电阻率降低的导电现象称为光导效应。它属于内光电效应，这种光电元件有光敏电阻等。其三，在光线作用下能使物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应。据此效应制造的光电器件有光电池，光电二极管，管控晶闸管和光耦合器等。光电传感器一般由三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路，如图1所示，发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管，光束不间断地发射。接收器有光电二极管、光电三极管等。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维，三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。图1光电器件原理图光电传感器是一种依靠被测物与光电元件和光源之间的关系，来达到测量目的的，因此光电传感器的光源扮演着很重要的角色，光电传感器的电源要是一个恒光源，电源稳定性的设计至关重要，电源的稳定性直接影响到测量的准确性，常用光源有以下几种：1、发光二极管：它是一种把电能转变成光能的半导体器件。它具有体积小、功耗低、寿命长、响应快、机械强度高等优点，并能和集成电路相匹配。因此，广泛地用于计算机、仪器仪表和自动控制设备中。2、丝灯泡：这是一种最常用的光源，它具有丰富的红外线。如果选用的光电元件对红外光敏感，构成传感器时可加滤色片将钨丝灯泡的可见光滤除，而仅用它的红外线做光源，这样，可有效防止其他光线的干扰。3、激光：激光与普通光线相比具有能量高度集中，方向性好，频率单纯、相干性好等优点，是很理想的光源。由光源、光学通路和光电器件组成的光电传感器在用于光电检测时，还必须配备适当的测量电路。测量电路能够把光电效应造成的