基于单片机的测速仪设计.docx
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基于单片机的测速仪设计
基于单片机的测速仪设计
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ﻩ
华北理工大学轻工学院
ＱｉngGoｎgColleｇｅ Ｎoｒth ＣｈｉnａUniversitｙｏfScience andＴechnology
课程设计报告
课程名称:
EＤＡ辅助设计
项目名称:
基于单片机的测速仪设计
专业班级:
学 号：
姓 名：
成 绩:
一、项目说明
转速是工程中应用非常广泛的一个参数, 其测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法,目前这种测量方法已不能适应现代科技发展的要求。
随着大规模及超大规模集成电路的发展，使得全数字测量仪器越来越普及，其转速测量仪器也可以用全数字化处理。
在测量范围和测量精度方面都有很大提高。
因此，本次设计的目的是：
对各种测量转速的方法加以分析,针对不同的应用环境，利用ＡＴ89S52系列单片机设计一种全数字化测速仪器。
本设计在通电后就会开始运行进行测速,由数码管进行显示当前转速,按下S1将会重置。
二、项目原理图
１、原理图
图1项目原理图
2、各部分说明
（1）电源部分
DC０02插座是带有插入断开开关，中心脚为1脚,下面为２脚，侧面为3脚，插入时3脚断开。
的一款给单片机提供5v电压的电源。
图2 电源
（2）ＳTC8９C52芯片
ＳTC８9C52是一个低功耗，高性能CＭOS8位单片机，片内含具有如下特点:
40个引脚，４ｋＢｙtｅsFｌasｈ片内程序存储器，128byｔes的随机存取数据存储器（RAM）,32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗（WDTC）电路,片内时钟振荡器。
此外，STC89C52设计和配置了振荡频率可为0HＺ并可通过软件设置省电模式。
空闲模式下,ＣPＵ暂停工作,而RAＭ定时计数器,串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RＡM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
同时该芯片还具有PＤＩP、TQＦP和ＰLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。
图3 STC８9Ｃ52
（3）单片机复位部分
１）复位功能：
单片机复位电路就好比电脑的重启部分,当电脑在使用中出现死机,按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。
单片机也一样,当单片机系统在运行中,受到环境干扰出现程序跑飞的时候,按下复位按钮内部的程序自动从头开始。
图4复位电路
（4）数码管部分
lｅd数码管（ＬEDSeｇｍentDisplayｓ）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件,引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。
我采用的led数码管是段数为7段有的另加一个小数点，leｄ数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类,了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管,图6是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。
颜色有红，绿，蓝，黄等几种。
lｅd数码管广泛用于仪表,时钟,车站，家电等场合。
选用时要注意产品尺寸颜色,功耗,亮度，波长等。
图5数码管
（５）光电传感器部分
光电传感器是利用光电子应用技术,将光信号转换成电信号从而检测被测目标的一种装置。
光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,体积小。
它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温和气体成分等;也可用来检测能转换成光量的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度和加速度,以及物体形状、工作状态等。
光电式传感器具有非接触,响应快,性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。
图６ 光电传感器模块
（6）单片机晶振部分ﻩ
外接晶振引脚XTAL1和TXＡL２接外部晶振和微调电容的一端。
振荡电路的频率就是晶体的固有频率。
晶振电路结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率。
晶振提高频率越高，单片机运行速度越快。
单片机一切指令的执行都是建立在晶振提供的时钟频率上。
图７ 晶振
三、项目中的器件及其封装
1、材料清单，如表1所示。
表1项目材料清单
Ｃomment
Dｅsｉgnａtor
Foｏtprｉnt
Ｑuanｔｉty
10Ｋ1%
Ｒ1Ｒ2R3 R4Ｒ5R6R7 R8R9
08０5
9
2０K1％
R1０ R13
0805
2
30pｆ/５0v 5％
C1C2
0８0５
2
ＳW－ＰB
S1
ＳMD
1
10uf/25v５*11
EＣ1
RＢ.2/.4
1
ＳＴＣ８９C52
U３
PDIP40
1
Dc０0２
US1
DIＰ
1
６K1％
R１１R1２
08０５
２
XTAL
X1
HＣ－４9Ｓ
1
3６41Ｓ
V１
20364
1
BPW8５Ｃ
Q１
RoHS
１
2、项目中元器件及其封装
（1）SＴＣ89Ｃ52单片机封装
图８ SＴC８９Ｃ５2
（2）０8０5电阻封装
图９ 电阻
（3）4位数码管封装
图１0 数码管
（4）贴片按键 封装
图1１ 贴片按键
（5）电源封装
图12电源
（６）电容封装
图13 电容
（7）点解电容 封装
图14点解电容
（8）晶振封装
图15晶振
（９）光电三极管 封装
图１６ 光电三极管
四、项目完成情况
1、SmａrＰDF导出图
（1）整个ＰＣB
（2）TopLａyer
（3）ToｐOｖerLayer
（4）Boｔtom Layｅr
（5）Bｏｔｔｏｍ ＯverLayeｒ
底层丝印层无信息
2、PCB的3D效果图
五、心得体会
1、项目完成过程中遇到的问题及解决办法
由于之前做过秒表的结课设计所以此次测速仪的设计得心应手，画封装的技术也逐渐娴熟,所以没遇到什么难题。
２、项目完成过程中的收获及体会
经过这次的基于单片机的测速仪的设计，让我学到很多东西,但就我个人感觉而言,学到的东西，对我今后的学习有重要的指导作用，这次学习对我的确很重要,至少我认可了自己,在过去的三年里，还是学到了一些有用的课本知识。
现在学到的东西，在书本上是学不来的，在以后的工作中一定也会用到的，一定要自己经历了，在实践中才学得到。
这短暂的时间也许会对我的未来有大的影响。
很感激学院提供这次学习机会给我,这次学习绝对是一次成长的机会。
希望在以后的工作中,我今天学到的东西，能有用武之地。
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