单片机在汽车速度、加速度测量系统中的硬软件设计

2010年第7期 OIT论坛。 科技信息 单片机在汽车速度、加速度测量 系统中的硬软件设计 游晓容1徐东2 (1．重庆机械电子高级技工学校 中国 重庆400037； 2．重庆天府矿业有限责任公司磨心坡电厂 中国 重庆400700) 【摘要】本文设计了一个汽车速度、加速度检测系统。该系统采用了简单的光电技术采实现将汽车的行驶状态转换为容易处理的外部脉 冲教，在单片机方面采用具有3+gec{g／i-i-&器的高速度高性能的AT89C52，通过单片机采对外部的脉冲进行处理．同时将需要测量的参数 实时显示，并根据读取的参数进行相应的操作管理，．满足-g基29A车性能测试的要求。在本设计汽车，摩托车测量系统中。用户可在户外直接测 试车子性能的；其为小型的测量仪，测量几个常用的性能，如速度。加速度。行驶路程等。 【关键词】单片机；AT89C52；脉冲计数 0引言 随着国家汽车工业化的日益发展和新技术的不断涌现．汽车性能 检测的技术就显得尤为重要。我国近几年汽车性能检测系统发展迅 速。随着五轮仪的渗入推动了汽车制造业的发展。经过几十年的不断 改进与完善。我国五轮仪从最初的纯数字电路型发展到现在的电子型 和数字智能型。 现在的第五轮仪有两种类型。机械式和电子式的，这种五轮仪的 特点是测量数据的处理简便直观．而且精度较高使用方便。它可以准 确地测出车辆行驶的距离、时问和速度，供进行汽车整车性能道路试 验使用，本文就运用AT89C52单片机设计了汽车速度、加速度测量系 统。 1设计总体介绍 本次设计的仪器汽车和拖拉机速度，加速度性能测试仅。本仪器 用于测试公共汽车、电车、载重卡车、拖拉机以及其他各种汽车的速 度、加速度性能滑行性能等具有如下功能：(1)随时测定车辆的瞬时速 度；(2)开关测定车辆的行驶距离；(3)测量车辆的加速度；(4)测量路 段时间及车辆从一速度到另一速度所需要的时间。 本仪器称为“五轮仪”，是通过获取轮子上的信号来进行测量的。 获取信号的轮子通过夹具固定在车身上．使轮子跟随车辆运动。因为 这个轮子是车辆本身四个车轮之外的第五个轮子。所以通常把此仪器 叫做“五轮仪”。 第五轮仪分接触式和非接触式两种，接触式第五轮仪。应较多的 是单片机采控的五轮仪。接触式第五轮仪由光电开关发出一个光电 脉冲信号行程的信号，一般一个信号等于汽车行驶lem行程。是通过 光电转换器发出脉冲信号．由单片机共同完成实现对脉冲的测量和计 数，即是由硬件和软件来对系统进行全面的控制。用数码管显示一定 时间间隔内汽车的行程，既该段时间中的平均速度。时间间隔一般为 36ms。 我们的设计就是主要采用上述的接触式方式。设计的主要内容就 是单片机系统和显示部分。 应用系统的整体结构的简图如图 信号发生模块一光电脉冲信号一单片机测量系统模一显示驱动 模块--，LED显示模块 A偈9C52(简称89C52)的广泛使用j该芯片(以下简称多功能接 I=1)具有如下功能：①有1个专用的键盘，显示接口；②有1个全双工 异步串行通信接口；③有3个16位定时，计数器。这样。1个89C52芯 片，承担了3个专用接口芯片的工作；不仅使成本大大下降。而且优化 了硬件结构和软件设计，给用户带来许多方便。 它的主要性能： 1)8K字节在系统可编程Flash闪速存储器 211000次擦写周期 3)全静态操作：0Hz一24MI-lz 41三级加密程序存储器 5)256*8字节片内RAM 6)32个可编程I／O口线 7)3个16位定时器，计数器 8)8个中断源 9)可编程UART串行通道 10)低功耗空闲和掉电模式 功能特性描述： AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。具有8K在 系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技 术制造，与工业80C5l产品指令和引脚完全兼容。片上F1ash允许程 序存储器在系统可编程。亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89C55WD为众多嵌入式控 制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89C52具有以下 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I／O口线。看门狗定时器，2个数据指针。三个16位定时器／计数器。 一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另 外。AT89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模 式。空闲模式下，CPU停止工作，允许R丸M、定时器，计数器、串口、中 断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单 片机一切工作停止。直到下一个中断或硬件复位为止。 3硬件设计 系统硬件的设计要求 硬件除r要求达到单片机独立运行要求外还须具备以下功能： 1)脉冲信号计数町采用定时器／计数器。 21选择8279作为LED显示器译码驱动电路。 3)LED显示，对速度、加速度、行驶路程进行显示。 4)设置两个开关，一个仪器总开关，接通时仪器开始工作，断开时 仪器停止工作。另一个为测定时间的开关，接通时开始计时，断开时停 止计时。 硬件设计思路 1)采用单片机为核心器件．对数据进行采集和处理． 2)脉冲信号计数可采用定时器／计数器． 3)选择8279作为LED显示器的译码驱动电路，并确定8279与单 片机和与LED显示器的接口方式． 4)选择LED显示的驱动译码电路． 硬件电路设计 设定和显示是微机是微机控制系统不可缺少的内容．但在工程实 际中，特别需要在现场显示和设定就显得很不方便．LED数码管是工 业系统中应用十分广泛的器件．当显示的数字位数较多时，就要占用较 多的硬．软件资源．提出采用一种inter8279芯片的显示接121方案．这种 方案可以动态显示16只LED数码管，而不占用CPU的时间，而且电 路简单，功耗低． 8279键盘．显示接El器件是实现人机对话的主要部件，它已为广 大用户欢迎和广泛应用，其中我们会用到4线一16线(下转第36页) 万方数据 2010年第7期 。科教前沿。 科技信■ 并box：0．00．00．00．61．20．5concrete 掀：0．20．50．1OA0．70．3freespace #hertzian_dipole：1．0900e6tickerMyDipole #ana]yfis：21second．outb #t】【：X0．30．1150．55MyDipole0．012e--9 #Ⅸ：0．30．3650．55 #txsteps：0．00．040．0 #rxsteps：0．00．040．0 #end_analysis： 图3三维探地雷达模型示意图 利用gprmax．m和our．m读取输出文件second．out中的数据。获得 此模型E数据的剖面图如图4所示 图4三维模拟模拟数据E的剖面示意图 3结论 由以卜两例可知．利用GprMax2D和GprMax3D与MATLAB进行 cPR正演数值模拟是可行的，并且具有很好的效果。e 【参考文献】 [1]周奇才，李炳杰，郑宇轩，等．基于GPRMax2D的探地雷达图像正演模拟【刀．工 程地球物理学报，2008，5(4)：396—399． [2]User'sManualofGprMax2Dversion2．0． [3]GPRma．x2Ddownloads：http：／／www．gprmax．org． [4]YeeKs．NⅢericalsolutionofinitialboundaryvalueprobleminvolvingMaxell eqll觚onsinisotropicmedia[J1．IEEETramAntennasProlmSate，1966，14(3)：302— 307． 作者简介：宋审宇(1983一)，男。聊城大学囊士研究生，研究方向为光通信 技术。 [责任编辑：汤静】 (上接第58页)译码器——乇D4514以及驱动器MCl413， 4软件设计 系统软件设计要求 要求软件不仅能完成测量任务，还要求软件显示任务、完成系统 初始化。具体来说主要以下几个方面的要求： 1)系统初始化； 2)显示缓冲区初始化．设置堆栈指针以及开中断． 3)参数显示； 41中断服务； 软件设计思路 根据设计要求，要测鼍每O．36秒的脉冲数．最简单的方案是利用 单片机内部三个定时器，计数器．其中定时器nf数器2用来产生0．36 秒的定时，定时器／计数器l用来计外部脉冲数。定时器，计数器0用来 测量开关闭合，断开之间的时间。按此构思，程序由几大模块组成。其 中模块应包含有： 11单片机．8279的初始化 21定时器，计数器初始化 3)显示缓冲区初始化．设置堆栈指针以及开中断． 41显示子程序 软件没计方案 根据设计要求，要测量每0．36秒的脉冲数．最简单的方案是利用 单片机内部三个定时器，计数器，其中定时器，计数器2用来产生0．36 秒的定时，定时器，计数器l用来计外部脉冲数。定时器，计数器0用来 测量时间。 系统软件设计框图如图 汽车性能的测量系统 系 定时器，计数器模块 显示模块 8279初始化显示缓冲区初始化，设置堆栈指针以及开中断 初始化程序包括定时器初始化和中断系统初始化，主要是对伊、 IE、TCOM、TMOD的相应位进行正确的设置。并将时间常数送入定时 器中。 5结束语 通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求j 电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化；近几年新 研制的五轮仪结构充分体现了小薄轻的发展方向。 该系统具有硬件电路简单、系统功能比较强大、所选用元器件流 行实用、数据传输准确、实时性好等特点。其小型化、模块化、集成化、 智能化的检测其有较为广泛的前景。l争● 【参考文献】 [1】王宝光，蒲昭邦．测控仪器设计[M1．机械工业出版社，2001，3． [2]袁辉．光电传感器及其应mlM]．机械工业出版社，1992，1． [3】李宝琛．微型计算机常用器件手册【M】．福建科学技术出版社，1999，9． [4】刘植甄．微行控制系统设计工程——从芯片到系统【M】．清华大学出版社。 2001，7． [5】马顺心，等．单片机的{亡编语言应用程序设计．北京航空航天大学出版社。 1999． [责任编辑：张新■】 万方数据 单片机在汽车速度、加速度测量系统中的硬软件设计 作者： 游晓容， 徐东 作者单位： 游晓容(重庆机械电子高级技工学校,中国,重庆,400037)， 徐东(重庆天府矿业有限责任公 司磨心坡电厂,中国,重庆,400700) 刊名： 科技信息 英文刊名： SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： 2010，""(7) 被引用次数： 0次 参考文献(5条) 1.王宝光.蒲昭邦 测控仪器设计 2001 2.袁辉 光电传感器及其应用 1992 3.李宝琛 微型计算机常用器件手册 1999 4.刘植甄 微行控制系统设计工程--从芯片到系统 2001 5.马顺心 单片机的汇编语言应用程序设计 1999 相似文献(10条) 1.期刊论文 杨海.YANG Hai 基于AT89C52单片机的药品库房温湿度控制系统设计 -科技信息2010,""(7) 本文主要介绍以AT89C52单片机为主控器件,以温度,湿度传感器,LCD显示屏外部器件的针对药品库房的温湿度检测与控制系统.该系统利用相关传感 器采集数据,用单片机AT89C52处理数据把信息通过LCD显示屏显示出来,还可以通过单片机的通用串行接口把数据信息传递给PC机保留分析.本设计为药品 库房提供了精确的温湿度控制,更有利于药品的长期存储. 2.期刊论文 张海顺.刘铁根.王峻松.朱体高.ZHANG Hai-shun.LIU Tie-gen.WANG Jun-song.ZHU Ti-gao 基于 AT89C52单片机的GP触摸屏通讯 -自动化与仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 2009,24(6) 为使GP触摸屏在小型系统应用,通过AT89C52单片机组成灵活的人机界面.由于GP触摸屏内置了Memory link通讯 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ,AT89C52单片机可以依据memor link通讯协议编程实现GP触摸屏对非通用设备的通讯.文中给出详尽的解决方案,提供了相应的程序流程图.该设计方案已经应用于'核工'色选机控制系统 ,经过实际验证该系统稳定可靠. 3.期刊论文 韩晓新.邢绍邦.沈琳 基于AT89C52单片机的液晶GPS定位仪设计 -工矿自动化2010,36(2) 在介绍GPS定位基本原理的基础上,提出了一种基于AT89C52系列单片机的液晶GPS定位仪的设计方案,详细介绍了定位仪的硬件和软件设计.实际应用 表明,该系统能够实现对GPS全球定位系统的定位导航信息帧参数的提取,实现了GPS空间数据的读取显示,具有体积小、功耗低、价格低廉的特点,有良好 的应用价值. 4.期刊论文 周功明.周陈琛.ZHOU Gong-ming.ZHOU Chen-chen 基于AT89C52单片机的超声波测距器设计 -绵阳师范 学院学报2008,27(8) 目前国内超声波测距器的设计大多采用汇编语言设计.由于单片机应用系统的日趋复杂,要求所写的代码 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 化,模块化,并便于多人以软件工程的形 式进行协同开发,汇编语言作为传统的单片机应用系统的编程语言,已经不能满足这样的实际需要了,而C语言以其结构化和能产生高效代码满足了这样的 需求,成为电子工程师进行单片机系统编程时的首先编程语言.本设计就是一种基于AT89C52单片机、采用C语言和汇鳊语言混合鳊程来实现的超声波测距 器.该文较详细地论述了采用单片机技术研制而成的泊车用超声波测距仪的基本原理,测量计算方法,实现方案.使用它,可以极大的提高泊车时的安全性. 5.期刊论文 宋清昆.蒋继成.SONG Qing-kun.JIANG Ji-cheng 基于AT89C52单片机CAN总线节点的设计 -自动化技术 与应用2009,28(5) 介绍了基于AT89C52型单片机CAN总线的节点设计方法,详述了其硬件结构、软件设计和工作原理.重点对设计中的多种现场信号数据采集部分和节点 实现过程中应注意的一些问题进行比较详细的介绍.本方案提出的节点,可供交流,参考. 6.期刊论文 曾璐.李明.Zeng Lu.Li Ming 基于AT89C52单片机的洗衣机智能控制系统 -家电科技2007,237(9) 本文采用AT89C52单片机对洗衣机进行智能控制,通过74LS138译码器、水位检测机构、LED数码显示器、键盘等硬件设计实现了洗衣机工作过程的自 动化.应用表明该系统具有洗涤(强洗、弱洗)、脱水、定时以及洗涤次数和动作编程等功能,从而极大地提高效率、降低功耗、减少噪声. 7.期刊论文 徐守品.蒋晓刚.陈闽鄂.XU Shoupin.JIANG Xiaogang.CHEN Min'e 基于AT89C52单片机智能温控箱的设 计与开发 -精密制造与自动化2010,""(2) 介绍了基于单片机AT89C52的智能温控箱的设计方案与软硬件实现.采用温度传感器DS18B20采集温度数据,1602C型字符型液晶显示模块显示温度数据 ,按键设置温度上下限并可改变加热元件的温控状态. 8.期刊论文 刘丙友.凌有铸.LIU Bing-you.LING You-zhu 基于单片机AT89C52的多路温、湿度测试系统 -自动化与 仪表2007,22(3) 为了准确获取现场的温、湿度值,提出了基于单片机的温、湿度测试系统的设计.现场的温、湿度采集分别使用温度传感器DS18B20和湿度传感器HIH- 3610.从测试现场采集到的温、湿度经A/D转换送单片机进行处理,然后通过接口芯片与上位机相连,进行串行通信,从而以较低的成本、较高的精度实现了 现场温、湿度的测试,具有一定的实用前景. 9.期刊论文 曾璐.李明.Zeng Lu.Li Ming 基于AT89C52单片机的洗衣机智能控制系统 -家电科技2007,230(2) 本文采用AT89C52单片机对洗衣机进行智控制,通过74LS138译码器、水位检测机构、LED数码显示器、键盘等硬件设计实现了洗衣机工作过程的自动 化.应用表明该系统具有洗涤(强洗、弱洗)、脱水、定时以及洗涤次数和动作编程等功能,从而极大地提高效率、隆低功耗、减速少噪声. 10.期刊论文 李宏俊.Li Hongjun 基于AT89C52单片机的视频丢失报警系统 -科技广场2004,""(7) 讨论了基于AT89C52单片机的视频丢失报警系统工作原理和功能,介绍了视频丢失报警技术的应用及发展趋势. 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjxx201007358.aspx 授权使用：洛阳工学院（河南科技大学）(wflskd)，授权号：bc3f7f8a-b654-408c-b2b2-9e0c014fa4de 下载时间：2010年10月11日