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基于单片机的汽车速度测量系统设计说明

专业技能实训报告

题目基于单片机的汽车速度测量系统设计

学院信息科学与工程学院

专业通信工程

班级通信0902 学生彭元

学号 20091221

指导教师

二〇一二年一月三日

1前言 (2)

2 总体设计 (3)

2.1 设计方案 (3)

2.2 主要容 (3)

3 单片机速度测量系统 (4)

3.1 单片机速度测量原理 (4)

3.2 单片机速度测量系统结构框图 (4)

4 系统硬件设计 (5)

4.1 传感器的选用 (5)

4.1.1 霍尔传感器的基本工作原理 (5)

4.1.2 CS3020霍尔传感器 (6)

4.1.3 霍尔传感器的硬件连接 (7)

4.2 MCU 控制系统设计 (8)

4.2.1 CPU的选用 (8)

4.2.2 AT89S51 主要特性和引脚说明 (8)

4.2.3 MCU 最小系统设计 (10)

4.3 LED 数码管显示器 (11)

4.4 单片机测速系统总原理图 (11)

5 系统软件设计 (12)

5.1 程序流程图 (12)

5.2 程序功能 (14)

结语 (15)

参考文献 (16)

附录 (16)

1 前言

随着信息技术的不断发展，单片机在测量系统中得到了广泛的应用。速度是一个系统经常需要测量、控制和保持的量。速度的测量方法有许多种，但在不同的应用环境下，相应的测量方法有它自己的特点和误差。因此对单片机速度测量系统的研究有着重要的目的和意义。本设计采用 AT89S51 单片机作为主要控制核心，应用霍尔传感感器采集信号，经过单片机定时计数并运用一个算法测量出汽车行驶速度，最终用4位位的在以上建的系统的基础上LED数码管显示其测量结果,具有较高的实用价值。

2 总体设计

2.1 设计方案

现在测量速度的方法有很多，可以采用不同的器件做出多种测速器。在这里用磁电式脉冲发生器的方案。

磁电式脉冲发生器。将导磁材料的齿轮固定在转轴上，对着齿轮端面固定一块磁钢，霍尔元件贴在磁钢的一个端面上，随着齿轮转动，元件的输出呈周期性变化，经整形和放大后输出方波脉冲。霍尔传感器输出频率与转速成正比，此信号经单片机处理后，即可得出车辆的速度。

本设计测量要求稳定性好，灵敏度高和精度高，而且对汽车速度的测量要求传感器能够适应各种各样的环境。所以这里选择该方案。其原因还有三点：其一是霍尔传感器输出信号电压幅值不受转速的影响；其二是频率响应高，其响应频率高达20kHz，相当于车速为 1000km/h 时所检测的信号频率；其三是抗电磁波干扰能力强。根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有 M 法(测频法)、T 法(测周期法) 和M/T 法(频率周期法)。测频法一般用于高速测量，在转速较低时，测量误差较大；而测周期法一般用于低速测量，速度越低测量精度越高，但在测量高转速时，误差较大；频率周期法结合了上面两种方法的优点，但是此种方法要求单片机有 3 个定时/计数器。考虑上面三种因素，该系统选择测频法。

2.2 主要容

根据上面选择的方案，设计主要容由以下三大部分组成：

一、信号的采集。这部分主要是用霍尔转速传感器采集车轮转速的信号，并将采集的信号传给单片机。

二、单片机数据处理。这部分主要是使用51系列单片机采用适当的算法来编程快速准确地对采集的数据进行相关运算并得出结果。

三、LED 数字显示。这部分主要是对测得的结果通过 4 位 LED 数码管显示给用户

用单片机 AT89S51 作为控制核心，通过霍尔传感器来检测汽车的运转情况进而实现汽车速度的测量，最后用 4 位 LED 数码管直观的将速度显示给用户，保留一位小数位。该测量方法是数字式测量方法，代替了传统的机械式或模拟式结构，测量精度有了很大的提高，具有很大的实用价值。

3 单片机速度测量系统

3.1 单片机速度测量原理

根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在车轮转轴上的转盘边沿（如果要提高测量精度，可以在转盘边沿多固定 2 到 3 个磁钢），转盘随着轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转。在转盘附近安装一个霍尔器件，转盘随轴旋转一周时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出一个脉冲信号，转盘转了多少转霍尔器件就输出多少个脉冲信号，将输出的脉冲信号送到单片机的计数口，利用单片机的定时/计数器进行定时和计数，测出脉冲的周期或频率即可计算出车轮转速。通过单片机软件设计，把转速转换成线速度。转速即是角速度，线速度=角速度* 周长。

3.2 单片机速度测量系统结构框图

根据霍尔转速测量原理，可以画出单片机速度测量系统的结构框图。结构框图如图所示。

图1 单片机速度测量系统结构框图

由霍尔传感器采集车轮转速的信号，并将采集的信号传给单片机，利用单片机的定时计数器功能和编写的程序将采集的信号转换成数据，通过数码管将数据显示出来。

4 系统硬件设计

4.1 传感器的选用

传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。在电子技术领域，常把能感受信号的电子元件称为敏感元件，如热敏元件、磁敏元件、光敏元件等。

通常，传感器由敏感元件和转换元件组成，如图所示。其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适合于传输或测量的电信号部分。由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调理与转换电路，进行放大、运算调制等，此外信号调理转换电路以及传感器的工作必须有辅助的电源，因此信号调理转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调理转换电路与敏感元件一起集成在同一芯片上，安装在传感器的壳体里。

图2 传感器组成方框图

4.1.1 霍尔传感器的基本工作原理

霍尔传感器是利用霍尔效应原理，通过磁场、电流对被测量的控制，使包含有被测量变化信息的霍尔电压发生变化，在利用后继的信号检索和信号放大电路，就可以得到被测量的信息。正因为霍尔传感器的基本原理霍尔效应只包含了磁场、电流、电压三个常用物理量，使得采用霍尔传感器对被测量的测量简单易行，而磁场强度、电流、电压是磁场、电场的基本物理量，所以霍尔传感器可以进行精确的非接触测量。

1．霍尔效应

在一块半导体薄片上，当它被置于磁感应强度为B的磁场中，如果在它相对的两边通以控制电流 I，且磁场方向与电流方向正交，则在半导体另外两边将产生一个大小与控制电流I和磁感应强度 B 乘积成正比的电势 UH，即 UH=KhIB，其中 Kh 为霍尔元件的灵敏度，Kh 值越大，灵敏度就越高，该电势称为霍尔电势。在片子上作四个电极，其中 C1、C2 间通以工作电流 I，C1、C2 称为电流电极， C3、C4 间取出霍尔电压 UH，C3、C4 称为敏感电极。将各个电极焊上引线，并将片子用塑料封

装起来，就形成了一个完整的霍尔元件。

2．工作原理

霍尔开关集成电路由稳压器、霍尔元件、差分放大器、斯密特触发器和输出级组成。在外磁场的作用下，当磁感应强度超过导通阈值 BOP 时，霍尔电路输出管导通，输出低电平。之后，磁感应强度再增加，仍保持导通态。若外加磁场的磁感应强度值降低到 BRP 时，输出管截止，输出高电平。通常称 BOP 为工作点， BRP 为释放点，BOP－BRP=BH 称为回差。回差的存在使开关电路的抗干扰能力增强。集成电路中的信号放大器将霍尔元件产生的幅值随磁场强度变化的霍尔电压 UH 放大后再经过斯密特触发器进行整形、放大后输出脉冲方波信号。霍尔传感器部结构如图所示。

图3 霍尔传感器部结构方框图

4.1.2 CS3020 霍尔传感器

霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于开关信号采集的有CS3020、 CS3040等，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极CS3020霍尔传感器，该系列霍尔开关电路传感器广泛用于汽车工业和军事开路门输出，工作电压围宽，使用非常方便。考虑到用于汽车速度测量这种特殊环境下，在本设计中选择了工程中。如图所示是 CS3020的外形图。将有字面对准自己，三根引脚从左向右分别是V c c，地，输出。

图4 CS3020的外形图

CS3020是由电压调整器，霍尔电压发生器，差分放大器，史密特触发器和集电极开路的输出级组成的磁敏传感电路，它是一种单磁极工作的磁敏电路，适合于矩形或者柱形磁体下工作。当磁钢随车轮轴旋转时，霍尔传感器受磁场的影响，霍尔器件输出一个脉冲信号。感受到磁场的时候输出一个低电平，没感受到磁场的时候输出高电平。

工作特点如下：

a.电源电压围宽

b.开关速度快，无瞬间抖动

c.工作频率宽

d.寿命长、体积小、安装方便

e.能直接和晶体管及 TTL、MOS 等逻辑电路接口

4.1.3 霍尔传感器的硬件连接

霍尔传感器的标志面对着自己，从左至有右分别是接 5V 电压，接地，脉冲输出。如图所示是霍尔传感器的硬件连接图。图中 R1 是限流电阻，C1、R2 起滤高频的作用。当霍尔元件感受到磁场的时候引脚 3 输出低电平，三极管导通，单片机 P3 .5 口接收到高电平脉冲；当霍尔元件没有感受到磁场的时候引脚 3 输出高电平，三极管截止，单片机 P3 .5 口接收到低电平脉冲。

图5 霍尔传感器的硬件连接图

4.2 MCU 控制系统设计

4.2.1 CPU 的选用

AT89S51 是一个低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，片含 4k Bytes 的可反复擦写1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS-51 指令系统及80C51引脚结构，芯片集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元，功能强大的微型计算机的 AT89S51 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89S51 具有如下特点：40 个引脚，4k Bytes Flash 片程序存储器， 128 bytes

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，看门狗电路，片时钟振荡器。此外，AT89S51 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。

4.2.2 AT89S51 主要特性和引脚说明

AT89S51 有 PDIP、PLCC、TQFP 三种封装方式，以适应不同产品的需求。其中最常见的就是采用 40Pin 封装的双列直接 PDIP 封装，其引脚排列见如图所示。

图6 AT89S51 芯片引脚排列图

1．主要特性：

●与 MCS-51 产品指令系统完全兼容

●4K 字节可编程 FLASH 存储器

●1000 次擦写周期

●全静态工作：0Hz-24KHz

●128*8 位部 RAM

●32 个可编程 I/O 口线

●两个 16 位定时/计数器

●6个中断源

●可编程串行通道

●低功耗的闲置和掉电模式

●片振荡器和时钟电路

4.2.3 MCU 最小系统设计

单片机最小系统就是能使单片机工作的最少的器件构成的系统，是大多数控制系统所必不可少的部分。AT89S51 部已经包含了一定数量的程序存储器，在外部只要增加时钟电路和复位电路就可以构成单片机最小系统。

1.时钟电路

所有单片机都需要时钟电路，时钟电路的作用是控制单片机的工作节奏。利用芯片部的振荡器然后在引脚 XTAL1 和 XTAL2 两端跨接晶体振荡器（简称晶振），就构成了稳定的自激振荡器，发出的脉冲直接送入部时钟电路。外接晶振时，C1 和 C2 的值通常选择为 30pF 左右，C1、C2 对频率有微调作用，为了减小寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠的工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机引脚 XTAL1 和 XTAL2 靠近。

2.复位电路

复位是单片机的初始化操作，所有单片机在启动运行时都需要复位，以使 CPU 和系统中的其他部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，因而，复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身是不能自动进行复位的，必须配合相应的外部复位电路才能实现。

单片机第 40 引脚正极接上 5V 电源，负极（地）接 20 引脚。单片机部已集成了振荡器，使用晶体振荡器时，接 18、19 脚，再接上电容。EA 引脚接到正电源端就可以了。

4.3 LED 数码管显示器

由于LED数码管具有亮度高、使用电压低、寿命长等特点，所以在工业测控系统中常用LED数码管作为显示输出。本系统也采用LED数码管作显示输出。

LED显示器是由发光二极管显示字段的显示器件。单片机系统中通常使用8 段LED 数码显示器，

LED显示器有两种不同的形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称为共阳极LED显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称为共阴极LED显示器。

本设计采用LED动态扫描显示，这样能分时轮流选通数码管的公共端，使得数码管轮流导通，在选通相应LED后，即在显示字段上得到字形码。究竟是哪个数码管亮，则取决于COM端，而这一端是由I/O控制的，所以就可以自行决定何时显示哪一位了。这种方式不但能提高数码管的发光效率，而且由于各个数码管的字段线是并联使用的，从而大大简化了硬件线路。

在动态方式中，逐个地循环地点亮各位显示器。这样虽然在任一时刻只有一位显示器被点亮，但是由于人眼具有视觉残留效应，看起来与全部显示器持续点亮效果完全一样。

在单片机P0的8个输出口分别连接上一个150Ω的电阻是为了保证数码管显示的时候每段亮度都一样。采用共阳极驱动，当位选口P2.0~ P2.3输出一个低电平的时候三极管导通，这就决定了哪一位数码管被点亮。三极管前面的1KΩ电阻起限流的作用，防止电流过大烧坏三极管。这样P2.0~ P2.3分别控制百位，十位，个位和小数位。

4.4 单片机测速系统总原理图

图7 单片机测速系统总原理图

从系统原来图中可以看到本设计结构和线路布局相对比较简单，也具有较强的实用性。将永久磁钢固定在转盘上，转盘随轴旋转一周，磁钢也旋转一周，霍尔传感器感受到一次磁场。当霍尔传感器感受永久磁钢产生的磁场时，传感器的引脚3输出低电平，此时三极管导通，单片机P3 .5口接收到高电平脉冲；当传感器没有感受到磁场的时候引脚3输出高电平，此时三极管截止，单片机P3 .5口接收到低电平脉冲。转盘转了多少转单片机就接收到多少个脉冲，利用单片机的定时/计数器进行定时和计数，测出脉冲的周期或频率即可计算出车轮转速。通过单片机软件设计，把转速转换成线速度。转速即是角速度，线速度=角速度*周长。

5 系统软件设计

5.1 程序流程图

主程序流程图和中断服务程序流程图分别见图 8和图 9。

图8 主程序流程图

系统要开始工作就要对单片机进行初始化，系统初始化部分程序如下：

#include

#define SYSCLK 11.059200

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define ulong unsigned long

#define R 4

#define PI 314

接下来是定时/计数器初始化，设置工作方式控制寄存器TMOD。

TMOD=0x51

TL1=0x00; TH1=0x00;

TL0=0x00; TH0=0x4c;

单片机跳中断处理，处理后返回主程序，最后用数码管显示数据，1 秒钟更新一次，结束程序。

图9 中断服务程序流程图

当单片机执行中断程序的时候要重新设置定时计数器的初值，每次从传感器传来一个脉冲的时候，单片机计数器加“1”。如果每 50ms 中断一次，那么当 k=20 的时候（即定时器每到 1 秒钟），程序跳出中断返回到主程序，执行显示程序。

5.2 程序功能

该程序的功能是利用单片机将霍尔传感器采集到的信号进行处理，将处理后得到的数据通过 P0 口送到 LED 数码管显示出来。

系统初始化：

TMOD=0x51; //初始化，工作方式控制寄存器 TMOD 十六进制 51 转化成二进制为 01010001。T1 计数工作方式，工作在方式1；T0 定时工作方式，工作在方式1。

TL1=0x00; TH1=0x00; //T1 计数初值为0。

TL0=0x00; TH0=0x4c; //每50ms=50000us 中断一次。

由公式

(65536-x)*12/11.0592=50000

得定时初值(65536-50000*11.0592/12)/256=76 转换为 16 进制，得高位为 4C (65536-50000*11.0592/12)%256=0 得低位。

IE=0x82; //中断控制 IE，EA=1，CPU 开放中断；ET0=1，允许定时器中断。

TR0=1; //定时开始。

中断函数程序如下：

void timer0(void) interrupt 1

{

TR1=0;TR0=0; //启动计数/定时器

TF0=0; //中断标志位

TL0=0x00;

TH0=0x4c;

k++;

if(k>=20) //每50ms 中断一次，那么当K>=20的时候就是

1s，每 1s 钟计算一次转速 js。

{

js=TH1*256+TL1;TH1=0;TL1=0;k=0;

}

js=0;TR0=1;

}

结语

本次专业技能实训是一次和生活息息相关的实验，在我们平时的生活中，不管走到哪里都能和汽车联系起来，但是关于汽车速度的测量却不了解。而通过该实验系统详细的学习，使得对于上述问题有了更加明确的了解，不再是困扰我们的生活的一些常识性问题。在该实验之中，由于自己专业能力的限制，做实验的时候十分困难，但是时间是充足的，所以在这段时间不断查阅资料和阅读教科书的过程中，进一步的加深了自己对专业知识的了解和认识，更加的巩固了自己以往所学习的知识，正所谓“温故而知新”，在这段学习的过程中也让自己学到了更多新的知识。

参考文献

1 念强，等单片机原理及应用[M]，北京：机械工业，2007.

2 振江，等流行单片机实用子程序及应用实例[M]，：电子科技大学出版，2002.

3 何立民，单片机应用系统设计[M]，北京：北京航天航空大学，1989.

4 小忠，单片机接口技术实用子程序[M]，北京：人民邮电，2005.

5 彭军等，数字电路设计与制作[M]，北京：科学，2007.

6 常建等，传感器原理与工程应用[M]，：电子科技大学，2007.

7 蔡萍，现代检测技术与系统[M],北京：高等教育，2005.

附录

单片机测速测量系统程序如下：

#include

#define SYSCLK 11.059200 // 时钟脉冲，单位 MHz

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define ulong unsigned long

#define R 5 //半径 0.5m

#define PI 314 //pi=3.14

//段选定义

sbit P0_0 = P0^0;

sbit P0_1 = P0^1;

sbit P0_2 = P0^2;

sbit P0_3 = P0^3;

sbit P0_4 = P0^4;

sbit P0_5 = P0^5;

sbit P0_6 = P0^6;

sbit P0_7 = P0^7;

//位选定义

sbit P2_0 = P2^0;

sbit P2_1 = P2^1;

sbit P2_2 = P2^2;

SbitP2_3=P2^3;

uchar code

SEG_TAB[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};

//采用共阳 0-9 数字dp不点亮

uchar code SEG_TAB1[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};

//0.-9.数字 dp 点亮void Delay(void);

ulong js;

uchar k=0;

void main()

{

TMOD=0x51; //初始化,每50ms=50000us 中断一次(65536-x)*12/11.0592=50000

TL1=0x00; TH1=0x00;

TL0=0x00; TH0=0x4c; //定时初值(65536-50000*11.0592/12)/256=76 转换为 16

进制，得高位为 4C (65536-50000*11.0592/12)%256=0 得低位

IE=0x82;

TR0=1; //定时开始

while(1)

{

P0 = SEG_TAB[js*2*PI*R/100000 ]; //显示百位单位:米每秒

P2_0 = 0; //共阳 // PI*R/100 是因为 PI=314 所以要除以 100

Delay();

P0 = SEG_TAB[(js*2*PI*R%100000)/100 ]; //显示十位

P2_1 = 0;

Delay();

P0 = SEG_TAB1[ (js*2*PI*R%100000)%100/10 ]; //显示个位加小数点 P2_2 = 0;

Delay();

P0 = SEG_TAB[ (js*2*PI*R%100000)%100%10 ]; //显示小数位

P2_3 = 0;

Delay();

}

******************中断子程序***********************************

void timer0(void) interrupt 1

{

TR1=0;TR0=0;

TF0=0; //中断标志位

TL0=0x00;

TH0=0x4c;

k++;

if(k>=20) //每 1s 钟计算一次{

js=TH1*256+TL1;TH1=0;TL1=0;k=0;

}

js=0;TR0=1;

}

*******************延时函数*************************************** void Delay(void)

{

uchari;

for(i=0;i<60;i++);

}

汽车倒车测距仪的设计

大学本科生毕业设计（论文）目录摘要 (2) Abstract (2) 第一章绪论 (3) 1. 1 研究背景 (3) 1. 2 发展概况和当前存在的问题 (4) 1. 2. 1 发展概况 (4) 1. 2. 2 当前存在的问题 (4) 1. 3 本设计的主要内容和目的 (5) 第二章系统方案相关理论 (6) 2. 1 汽车倒车超声波测距系统主要功能的概述 (6) 2. 2 汽车倒车超声波测距系统的原理 (7) 2. 3 超声波测距系统的主要技术指标 (9) 第三章硬件设计及调试 (10) 3. 1 系统装置的硬件组成 (10) 3. 1. 1 单片机控制系统 (10) 3. 1. 2 超声波发射电路 (11) 3. 1. 3 超声波接受电路 (11) 3. 1. 4 LED液晶显示电路 (13) 3. 2 焊接 (14) 3. 3 调试过程及方法 (14) 第四章软件设计及调试 (16) 4. 1 系统软件设计整体介绍 (16) 4. 2 系统的程序 (17) 4. 3 软件调试简介 (24) 第五章总结 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27) - 1 -

大学本科生毕业设计（论文）汽车倒车测距仪摘要随着科学技术的快速发展，超声波在传感器中的应用也越来越广。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。而本文介绍的是一种可应用于倒车测距仪的超声波测距系统。本系统采用STC89C52单片机为核心，结合发射和接受模块以及液晶显示构成整个的测距系统，该系统能够在汽车以较低的速度进行倒车的过程中，识别出车后部的障碍物，并能够测量车与障碍物之间的距离，在车辆与障碍物发生碰撞前，发出声光报警，提醒司机刹车。倒车测距仪是用来探测车身和周围的障碍物并显示其距离，以帮助驾驶员安全倒车或停车的辅助电子设备，对驾驶员倒车的安全起到了很大作用。因此本系统的设计具有广泛的运用价值和意义。关键词：传感技术超声波测距运用价值 Abstract With the rapid development of science and technology, in the application of ultrasonic sensors is more and more widely. But so far the technical level, the specific use range finder technology is limited, so, it is a vigorous development and infinite prospect areas of technology and industry. And this paper is a kind of can be applied to reverse the ranger ultrasonic ranging system. The system uses the STC89C52 microcontroller as the core, combining the launch and accept modules and liquid crystal display constitute the whole range finder system, This system can be identify obstacles at the back of the car and able to measure the distance between the car and the obstacles,and before the car run into obstacles,it can give out sound and light alarm signal, remind the driver brakes,when the car reversing with a low speed ,.Reverse rangefinder is an assist electronic equipment what can used to detect the body and the surrounding obstacles and show the distance, to help the driver safety reversing or parking,It plays a large role when the drive reversing So the design of system has broad application value and meaning. Keyword：sensor technology ultrasonic ranging use Value 第一章绪论 - 2 -

压电式传感器测量加速度

压电式加速度测试系统姓名：张书峰学号：201003140125 学院：机电学院班级：机自101 指导教师：王玮

一设计概论压电传感器是一种可逆性传感器，既可以将机械能转换为电能，又可以将机械能转换为电能。它是利用某些物质（如石英、钛酸钡或压电陶瓷、高分子材料等）的压电效应来工作的。在外力作用下，在电介质表面产生电荷，从而实现非电量测量的目的。因此是一种典型的自发电式传感器。压电传感器是力敏感元件，它可以测量最终能变换为力的那些非电物理量，例如，动态力、动态压力、振动加速度等现有测试系统的各个组成部分常常以信息流的过程来划分。一般可以分为：信息的获得，信息的转换，信息的显示、信息的处理。作为一个完整的非电量电测系统，也包括了信息的获得、转换、显示和处理等几个部分。因为它首先要获得被测量的信息，把它变换成电量，然后通过信息的转换，把获得的信息变换、放大，再用指示仪或记录仪将信息显示出来，有的还需要把信息加以处理。因此非电量电测系统，具体来说，一般包括传感器(信息的获得)、测量电路(信息的转换)、放大器、指示器、记录仪(信息的显示)等几部分有时还有数据处理仪器(信息的处理)。它们间的关系可用右框图来表示。其中传感器是一个把被测的非电物理变换成电量的装置，因此是一种获得信息的手段，它在非电量电测系统中占有重要的位置。它获得信息的正确与否，直接影响到整个测量系统的测量效果。测量电路的作用是把传感器的输出

变量变成易于处理的电压或电流信号，使信号能在指示仪上显示或在记录仪中记录。测量电路的种类由传感器的类型而定。压电加速度传感器常用的测量电路是电荷放大器。常用的压电加速度传感器的动态测量系统如图1.2 二整体设计方案 1、测量的示意图 2、设计的原理压电式加速度传感器属于惯性式传感器，工作原理是以某些物质的压电效应为基础，在加速度计受振时，加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比，可以把被测的非电物理量加速度转化为电量。由于压电式传感器的输出电信号是微弱的电荷，而且传感器本身有很大内阻，故输出能量甚微，这给后接电路带来一定困难。为此，通常器信号选用电荷放大器作为电信号的测量电路。 3、方框图

汽车倒车测距仪设计

《微机原理》课程设计 ——汽车倒车测距仪学院：自动化专业：自动化班级：09（2）班姓名：李轶平学号： 2（15）设计日期：2010年1月13日

目录一、课程设计目的及要求 (3) 1.1设计目的 (3) 1.2设计内容和要求 (3) 1.3 设计任务 (3) 二、超声波简介 (4) 2.1 超声波的含义 (4) 2.2 超声波的特点 (4) 三、设计方案分析 (4) 3.1 设计的思路 (4) 3.2 硬件部分 (4) 四、硬件部分设计 (6) 4.1整机连接图 (6) 4.2 8088最小系统 (6) 4.3 8255与数码管电路 (7) 4.4 8253及8259部分电路 (8) 五、软件部分设计 (9) 5.1设计思路及流程图 (9) 5.2程序清单 (11) 六、设计体会及总结 (16) 七、参考文献 (17)

一、课程设计目的及要求 1.1设计目的 1. 学会用汇编语言编写一个较完整的实用程序。 2. 掌握微型计算机技术应用开发的全过程：分析需求、设计原理图、选用元器件、布线、编程、调试、撰写报告等步骤。 3、复习巩固本学期学到的相关知识,提高自身思考问题解决问题的能力,培养对本课程的兴趣,提高动手的能力。 4、加强课程学习与生活实践的联系，运用所学知识与日常生活实践的结合。 5、学会用8086/8088解决实际问题的能力、硬件使用原理。 1.2设计内容和要求 1、设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近； ①开机后先显示“———”，并有开机指示灯。 ②CPU发射超声波1ms，然后显示60ms；即1ms+60ms为一个工作周期，等待回波，在次周期内完成一次探测。 ③根据距离远近发出报警声并显示距离。 ④障碍物距离小于1m，距离值变化5cm更换显示，否则不更换；距离在1m以上，新值与原显示值之差大于10cm更换，否则不更换。 ⑤用三LED位数码管显示障碍物距离 2、硬件电路原理图和软件框图； 3、编写控制程序，写出设计任务书（总结报告）。 1.3 设计任务 1、选用8088和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。 2、用LED显示器显示电子锁的当前状态。 3、画出详细的硬件连接原理图。 4、给出程序设计思路、画出软件流程图。 5、给出地址分配表。 6、给出所有程序清单并加上必要注释。 7、完成设计说明书（列出参考文献，所用器件型号）。

汽车倒车测距仪设计任务书

《微机原理综合训练》设计任务书题目：汽车倒车测距仪设计学生姓名：学号：班级：题目类型：设计性指导教师：一、课程设计题目汽车倒车测距仪设计。二、题目简介以汽车倒车测距仪设计为背景，对汽车倒车测距仪进行分析和设计。通过该题目的分析和设计，学习微机软、硬件系统设计开发过程，加深微机原理及应用课程基础知识的理解和综合运用能力，熟悉集成电路芯片的使用方法，熟悉微机编程及接口电路，学习体会工程实际设计的过程，培养学生独立解决实际工程问题的综合能力。学生初步得到用汇编语言书写程序的训练，全面培养程序设计过程中的分析、设计、编码、测试及文档规范书写的能力，得到运用汇编语言的综合训练，提高解决实际问题的能力。三、设计任务学生通过该题目的设计过程，可以初步掌握汇编语言的运用、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近； 1. 开机后先显示“———”，并有开机指示灯。 2.CPU 发射超声波 1ms，然后显示 60ms；即 1ms+60ms 为一个工作周期，等待回波，在次周期内完成一次探测。 3. 根据距离远近发出报警声并显示距离。障碍物距离小于 1m，距离值变化 5cm 更换显示，否则不更换；距离在 1m 以上，新值与原显示值之差大于10cm 更换，否则不更换。 4.用三 LED 位数码管显示障碍物距离。 5.程序采用汇编语言在PC机上完成。

6.同时完成符合学校要求的设计计算说明书。 7. 提倡创新。四、设计要求 1.利用Intel 8086 CPU及其相应的外围扩展电路及接口电路，设计系统硬件原理图，并绘制于2号工程图纸。 2.给出程序的设计思路，设计系统软件流程框图，并绘制于2号工程图纸。 3.完成设计计算说明书。五、提交的成果 1. 设计计算说明书一份，包括以下内容： (1) 封面； (2) 设计任务书 (3) 课题摘要； (4) 目录； (5) 正文： ①简要说明本设计的基本内容、用途及特点； ②方案比较及论证； ③硬件系统说明（硬件设计思路、系统构成框图、芯片选择、存储空间与I/O地址分配）； ④画出完整的硬件电路图，并说明电路的工作原理； ⑤软件系统说明（软件设计思路、源程序清单及必要的注释）； ⑥主要单元电路的设计及参数计算； ⑦列出所用元器件及集成芯片型号； ⑧指出所设计电路的特点和方案的优缺点； ⑨总结体会； ⑩参考文献。备注：设计计算说明书要求用黑色字迹手写。 2. 系统硬件原理图纸。 3. 系统软件流程框图纸。六、主要参考文献

-汽车倒车测距仪

一、应用系统的一般构成 1、硬件系统按照系统所需功能，系统硬件结构可以划分为三大主要模块：测距系统、控制系统以及显示和语音报警系统。系统总体结构框图如1所示. 图1 系统总体结构图其中测距系统有超声波发射、接收子系统构成；控制部分以AT89S51单片机为核心，其P1.0口输出低电平控制超声波发射电路产生40KHz的超声波，利用外部中断监测超声波接收电路输出的返回信号；显示报警部分由显示系统及语音系统构成，其中显示系统采用简单实用的4位共阳8段LED数码管。二、设计原则和要求倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。该测距仪将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短，驾驶员不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。三、基本设计内容和步骤本文将在以单片机为控制核心的基础上，设计出汽车倒车测距仪的电路，并通过数码管显示及蜂鸣器报警来提示障碍物与车后的距离。

分别完成单片机控制电路设计、数码管显示电路设计、蜂鸣器报警电路设计、按键控制电路设计及超声波测距模块的安装与调试等。软件设计中，通过汇编语言编写程序，完成单片机对外围芯片的驱动与控制，从而完成整个汽车倒车测距仪的功能实现。四、硬件和软件的具体设计 1、系统硬件的具体设计（1）单片机控制电路设计采用AT89S51作为系统控制器。它是美国ATMEL公司生产的低功耗、高性能CMOS 8位单片机，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程，也可用传统方法进行编程。AT89S51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗，2个数据指针，2个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，单片机振荡器及时钟电路。同时AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。单片机最小系统是指能让单片机工作的最简单的电路，包括电源电路、振荡电路、复位电路，如图2

基于单片机汽车倒车测距仪设计

- - - 机电职业技术院毕业设计（论文）作者：真学号：40831450 系部：电气工程系专业：应用电子技术题目：基于单片机的汽车倒车测距仪的设计指导者：平王建青评阅者： 2011 年05 月

- - - 毕业设计（论文）中文摘要

毕业设计（论文）外文摘要

目录 1绪论 (1) 2 超声波传感器的介绍 (2) 2.1超声波传感器的概述 (2) 2.2 超声波传感器的特点 (3) 2.3超声效应 (3) 2.4超声波传感器的应用 (4) 3 单片机的介绍............................................................................... ..5 3.1 单片机的定义.. (5) 3.2 单片机的特点 (5) 3.3 单片机的应用 (5) 3.4 AT89C51单片机的介绍 (6) 4 汽车倒车测距仪的硬件设计 (9) 4.1 设计的思路 (9) 4.2 设计的重点与难点........................................................................ .9 4.3硬件设计的基本原理及原理图.. (9) 5超声波汽车倒车测距仪软件设计 (14) 5.1 主程序编制及流程图 (16) 5.2 中断服务程序的流程图及编制 (16) 5.3 显示距离子程序和延时子程序 (17) 5.4信号处理程序 (18) 5.5程序中有关存储器，寄存器及标志位的容及用途…………………………. .21 结论……………………………………………………………………….................. 23 致 (25) 参考文献 (26)

速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证

中国石油大学（华东）现代远程教育实验报告课程名称：大学物理（）实验名称：速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验形式：在线模拟+现场实践提交形式：提交书面实验报告学生姓学号：年级专业层次：高起专学习中心：________ 提交时间：2016 年6 月15 日

、实验目的 1.了解气垫导轨的构造和性能，熟悉气垫导轨的调节和使用方法。 2?了解光电计时系统的基本工作原理，学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。 3.掌握在气垫导轨上测定速度、加速度的原理和方法。 4?从实验上验证F=ma的关系式，加深对牛顿第二定律的理解。 5?掌握验证物理规律的基本实验方法。二、实验原理 1速度的测量一个作直线运动的物体，如果在t~t+ △时间内通过的位移为\x x~x+ Ax ,则该物体在 1F =—— At时间内的平均速度为亠，△越小，平均速度就越接近于t时刻的实际速度。当 A t T 时，平均速度的极限值就是t时刻（或x位置）的瞬时速度 ir = lim ------------------——— （1）实际测量中，计时装置不可能记下 A t T0勺时间来，因而直接用式（1）测量某点的速度就难以实现。但在一定误差范围内，只要取很小的位移Ax测量对应时间间隔At就可以用平均速度订近似代替t时刻到达x点的瞬时速度r。本实验中取Ax为定值（约10mm ）, 用光电计时系统测出通过Ax所需的极短时间A,较好地解决了瞬时速度的测量问题。 2.加速度的测量在气垫导轨上相距一定距离S的两个位置处各放置一个光电门，分别测出滑块经过这两个位置时的速度v1和v2。对于匀加速直线运动问题，通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系，就可以实现加速度a的测量。（1）由■- "-+■-测量加速度在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和v2,经过两个光电门之间的时间为t21，则加速度a为 (2) （2）根据式（2）即可计算出滑块的加速度。（3）由厂测量加速度设v1和v2为滑块经过两个光电门的速度，S是两个光电门之间距离，则加速度a为根据式（3）也可以计算出作匀加速直线运动滑块的加速度。

微机原理课程设计--汽车倒车测距仪

微机原理与接口技术课程设计 ——汽车倒车测距仪题目：汽车倒车测距仪指导老师：日期：2013年1月13日

目录一、设计目的 (4) 二、设计内容 (4) 三、设计任务 (4) 四、问题分析及方案选择 (5) 1.总体思路 (5) 2.超声的波发射 (5) 3.测距原理 (5) 4.显示原理 (6) 5.报警原理 (6) 五、所需元件 (6) 1.8086介绍 (6) 2.8259A介绍 (7) 3.8255介绍 (8) 4.8253介绍 (8) 5.地址锁存器74LS138介绍 (9) 六、硬件接线图 (11) 1.总电路图 (11) 2.超声波发射电路： (11) 3.超声波接收电路 (12) 4.数码管显示电路 (14) 5.蜂鸣报警电路 (14) 七、主程序流程图 (15) 1.中断子程序 (17) 2. 延时子程序 (17) 3. 距离计算子程序 (18) 4. 十六进制转10进制数子程序 (18) 5. LED显示子程序 (19) 八、程序代码 (19) 九、设计难点 (25) 十、心得体会 (25)

十一、参考文献 (27) 汽车倒车测距仪设计

一设计目的 1、运用微机原理及接口技术理论课中学习的8086、8255等芯片，以及数码管等元件进行课程设计，做到学以致用。 2、通过课程设计提高自己的动手能力，分析问题的能力、解决问题的能力。 3、提高自己运用汇编语言的能力，使自己的思维更加发散，提高创新能力。 4、通过整个课程设计，提高综合运用能力，及提高对硬件的认识和布线能力。二、设计内容 1、设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近； ①开机后先显示“———”，并有开机指示灯。 ② CPU发射超声波1ms，然后显示60ms；即1ms+60ms为一个工作周期，等待回波，在次周期内完成一次探测。 ③根据距离远近发出报警声并显示距离。障碍物距离小于1m，距离值变化5cm更换显示，否则不更换；距离在1m以上，新值与原显示值之差大于10cm更换，否则不更换。 ④用三LED位数码管显示障碍物距离 2、硬件电路原理图和软件框图； 3 编写控制程序，写出设计任务书（总结报告）。三、设计任务 1、选用8088和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。 2、用LED显示器显示电子锁的当前状态。 3、画出详细的硬件连接图。 4、给出程序设计思路、画出软件流程图。 5、给出地址分配表。

汽车倒车测距仪word版

密级：公开汽车倒车测距仪的研究Design for the Car Parking Sensor 学院：信息科学与工程学院专业班级：电子信息工程XXXX班学号：XXXX 学生姓名：XXX 指导教师：XXX （副教授） 2012 年 6 月 / 1

摘要随着社会经济的发展，交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大幅攀升，交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行。本文介绍了一种基于80C51单片机控制的汽车倒车测距仪。采用超声波测距技术与单片机技术相结合，利用超声波传输中距离和时间的关系运算，80C51单片机计算出车后的障碍物与汽车尾部的距离，并通过数码显示车后的障碍物与汽车尾部的距离远近，实时发出报警信号，使驾驶员能时刻了解倒车时车后的环境并采取积极有效措施，从而大大提高了驾驶的安全性。文章对总体设计思想进行了论述，分析了系统主要功能并以系统硬件设计框图的形式体现，进行了方案选择与方案论证。完成了硬件电路的设计，描述了各模块电路的组成，其中包括超声波发射电路、超声波接收电路、显示电路、蜂鸣器报警电路等，分析了电路中所用芯片的主要功能及各部分电路的工作原理。本设计通过对各模块的硬件和软件的设计，基本能够达到设计要求，满足汽车倒车安全指标。关键词：超声波；单片机；测距

Abstract With the development of social economy, transportation industry is booming. The number of cars climbed sharply, traffic congestion has become more and more serious. Crash ongoing caused the inevitable personal casualty and economic loss. In this kind of situation, design a kind of fast response, high reliability and more economical car crash warning system is imperative. This paper introduces a kind of Car Parking Sensor based on 80C51 single chip microcomputer. Using ultrasonic transmission distance and time relationship operations, along with the ultrasonic ranging technology and single chip microcomputer combined, 80C51 single chip computer calculate the distance between the obstacles and the rear of the car, showing the distance with Digital tube and sending real-time warning signal. This made the driver can always know the environment reverse of the car and take positive and effective measures, which greatly improve the driving safety. It discusses the overall design thought, analyses the main function and show the hardware design of the system with a diagram, and give the plan selection and scheme comparison. Completed the design of the hardware circuit, described the module of the circuit component, which include the ultrasonic transmitter circuit, ultrasonic receiver circuit, display circuit, the buzzer warning circuit. Analysis of the main function of the chip used in the circuit and the works for various parts of the circuit. Through the design for the software and hardware of each module, it can basically meet the design requirements and the reversing safety indicators. Keywords: ultrasonic; single chip microcomputer; ranging

汽车倒车测距仪毕业设计开题报告

本科生毕业设计（论文）开题报告毕业设计题目：汽车倒车测距仪的研究学院：信息科学与工程学院专业班级：电子信息工程XX班学生姓名：XXX 指导教师：XXX 2012年3月20日

汽车倒车测距仪的研究一、课题研究的目的和意义随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越为人们所关注。由于倒车后视镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因，倒车事故发生的频率远大于汽车前进时的事故率。倒车事故不仅会对自己的车和他人财物造成损伤如果伤及儿童更是不堪设想。有鉴于此，汽车产品家族中，专为倒车泊车而设计的“倒车测距仪”应运而生。经过调查，绝大部分非职业汽车驾驶员都希望有一种能发现汽车尾部障碍物的“后视眼”。倒车测距仪的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧，大大降低倒车事故的发生。倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。该测距仪讲单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短，驾驶员不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。本文介绍了一种基于单片机的超声波测距倒车辅助系统，该系统可以精确测得车尾与障碍物的距离，指导司机安全倒车。二、课题研究的主要任务和预期目标 1．主要任务及要求设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距

汽车倒车测距仪原理及电路分析

汽车倒车测距仪原理及电路分析汽车倒车测距仪能测量并显示车辆后部的障碍物离车辆的距离，同时可根据报警“嘟嘟”声的间隙来判断距离的远近。主要技术指标：最大探测距离5m;测距相对误差〈士5%;工作环境：-10~55C。雨、雪、雾及黑夜均不受影响。汽车倒车测距仪电路图a为汽车倒车测距仪电路原理图。IC1、IC2、IC3组成单片机的最小系统。IC3为CPU芯片，IC1为接口电路，IC2为EPROM，内存汽车倒车测距工作程序。仪器有3位LED数码管显示距离，小数点固定在第一位数字后.显示单位为米。IC3的P1 口输出7段显示信号，低电平有效。IC3第10~12脚为数显控制端，低电平有效。数显系统采用扫描显示。IC3第14脚为发射电路控制端，卨电平有效。汽车倒车测距仪电路图b为40kHz超声波发射电路，IC4为2输人端4与非门，其中两个门组成多谐振荡器.调冇RP1可调节其振荡频率。IC3第13脚为接收信号输人端，低电平有效。汽车倒车测距仪电路图c为音频报警电路。汽车倒车测距仪电路图d为反射信号接收电路，第二级放大器反馈回路采用LC并联谐振，以提高整机抗干扰性能.U采用收录机陷波线圈，调谐在40kHZ频率上。放大后的反射信号，经VD2、C12整流滤波后输入IC6第4只运放进行电压比较.调节R17,即能调节整机接收距离。当信号有效时，VT5管输出一个低电平脉冲。系统软件根据发射信号和接收信号之间的时间差计算并转换成距离信号予以显示报警。IC3第15脚为报警信号控制端，髙电平有效。图3-10(c)为音频报警电路，IC4另两个门组成音频振荡器，振荡频率约800HZ，由C3耦合至IC5 (LM386)音频放大后驱动扬声器发出“嘟嘟”间隙报警声。当探测到车后有障碍物时，即IC3第13脚有低电平信号输入时，系统软件根据障碍物距离远近输出不同频率的控制方波，距离远方波频率低，嘟声间隙时间长；距离近，方波频率髙，嘟声间隙时间短。因此，驾驶员可以不看数显也能判断出距离障碍物的远近。1C3第16脚输出STOP报警灯信号，当距离障碍物在30cm以内时，输出高电平. VT4导通，发光二极管VD1导通发光，表示应迅速停止倒车。此高电平信号也可用于控制自动刹车。

加速度测试系统设计

机械工程测试技术基础

目录 1.简介 2.测试方案设计 3.测试系统组成 3.1压电加速度传感器 3.1.1组成 3.1.2工作原理 3.1.3灵敏度 3.2电荷放大器 3.2.1测试电路图 3.2.2数据计算处理 3.3动态信号分析仪 4.实验测试流程 5.说明总结 6.参考文献

压电加速度测试系统 1.简介现代工业和自动化生产过程中，非电物理量的测量和控制技术会涉及大量的动态测试问题。所谓动态测试是指量的瞬时值以及它随时间而变化的值的确定，即被测量为变量的连续测量过程。它以动态信号为特征，研究了测试系统的动态特性问题，而动态测试中振动和冲击的精确测量尤其重要。振动与冲击测量的核心是传感器，常用压电加速度传感器来获取冲击和振动信号。压电式传感器是基于某些介质材料的压电效应，当材料受力作用而变形时，其表面会有电荷产生，从而实现非电量测量。压电式传感器具有体积小，质量轻，工作频带宽，结构简单，成本低，性能稳定等特点，因此在各种动态力、机械冲击与振动的测量以及声学、医学、力学、宇航等方面都得到了非常广泛的应用。所以在此设计了一种压电式加速度测试系统，能够满足测试0—3G的低频率加速度测试。 2.测试方案设计系统组成：压电加速度传感器、电荷放大器、动态信号分析仪被测对象的振动加速度信号经传感器拾振，由传感器电缆将加速度信号送入该系统电荷放大器，电荷放大器将信号转换成电压信号并放大，通过数据采集测试仪采样，便实现对信号的采集。

最后在PC 端对实验数据进行处理并显示。如下图所示 3.测试系统组成 3.1压电加速度传感器 3.1.1组成由质量块、压电元件、支座以及引线组成如下图所示 3.1.2工作原理压电加速度传感器采用具有压电效应的压电材料作基本元件，是以压电材料受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理的传感器。这些压电材料，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个相对的表面上便产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带电的状质压电元件支座输出引线

加速度测量仪的设计

<<综合课程设计>> 课程设计报告题目：加速度测量仪的设计专业：电子信息工程年级：2010级学号：学生姓名：联系电话：指导老师：完成日期：2013年 12月10日

摘要利用ADXL345模块、STC89C52RC、LCD1602、12MHZ晶振等元件，制作加速度测量仪，实现能够测量静态下的重力加速度值和物体的倾角。经测试，系统达到课程设计的基本要求，具有易于操作，制作成本低的优点。关键词：ADXL345模块；STC89C52RC；LCD1602；加速度测量仪；重力加速度；倾角

ABSTRACT Using the ADXL345 module, STC89C52RC, LCD1602, 12MHZ crystal element, making acceleration measurement instrument, and can dip angle acceleration of gravity measuring static values and objects. After testing, the system to meet the basic requirements of curriculum design, has the advantages of easy operation, advantages of low production cost. Key Words:the ADXL345 module; STC89C52RC; LCD1602; accelerometer; gravity acceleration; angle

基于8051单片机的超声波汽车倒车测距仪控制系统的设计

摘要随着社会经济的提高，交通运输业日益发展，汽车的数量不断增加，汽车的普及极大方便了人们的出行、学习和工作。但与此同时，交通拥挤状况也日趋严重，汽车也给人们带来了很大的安全隐患，比如倒车时不能有效看清车身后的障碍物或存在视线模糊等情况，这往往会造成行车事故的频繁发生，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统尤为重要。汽车倒车测距仪是汽车泊车或倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器、控制器、显示器和报警器组成。它能以声音和具体的数据来告诉驾驶员后方障碍物的情况，就可以扫除视野死角和视线模糊的缺陷，减小了驾驶员泊车和倒车难度，提高了驾驶的安全性。关键词：单片机；倒车；测距仪

ABSTRACT With the improvement of social economy, transportation industry growing, increasing the number of vehicles, the popularity of cars greatly facilitates people's travel, study and work. But at the same time, traffic congestion is serious, the car also brings a lot of potential safety problems, such as when reversing cannot effectively see body after obstacles or blurred vision, and so on and so forth, which often causes traffic accidents frequently occur, taking place repeatedly crash, caused the inevitable personal casualty and economic losses, for this kind of situation, design a kind of fast response, high reliability and more economical car crash warning system is particularly important. Reverse range finder is when the car parking or reversing safety auxiliary device, composed of ultrasonic sensor, controller, display and alarm. It can sound and specific data to tell drivers behind obstacles, can eliminate the blind spot and the defects of blurred vision, reduced the driver parking and reversing difficult, improve the driving safety. Key words: single chip microcomputer; Astern. Range finder

基于单片机汽车倒车测距仪的设计——开题报告

毕业设计(论文)开题报告系部电子信息专业计算机控制姓名学号题目基于单片机汽车倒车测距仪的设计指导教师

一、毕业设计论文开题报告论文题目基于单片机汽车倒车测距仪的设计课题来源 1、选题背景和意义随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越为人们所关注。由于倒车后视镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因，倒车事故发生的频率远大于汽车前进时的事故率。倒车事故不仅会对自己的车和他人财物造成损伤如果伤及儿童更是不堪设想。有鉴于此，汽车产品家族中，专为倒车泊车而设计的“倒车测距仪”应运而生。经过调查，绝大部分非职业汽车驾驶员都希望有一种能发现汽车尾部障碍物的“后视眼”。倒车测距仪的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧，大大降低倒车事故的发生。倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。该测距仪将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短，驾驶员不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性[1]。 2、主要工作思路本文将在以单片机为控制核心的基础上，设计出汽车倒车测距仪的电路，并通过数码管显示及蜂鸣器报警来提示障碍物与车后的距离。分别完成单片机控制电路设计、数码管显示电路设计、蜂鸣器报警电路设计、按键控制电路设计及超声波测距模块的安装与调试等。软件设计中，通过C语言编写程序，完成单片机对外围芯片的驱动与控制，从而完成整个汽车倒车测距仪的功能实现。论文构成主要由以下部分组成：第 1 章为绪论。包括研究背景、意义以及相关技术在国内外的研究现状。第2章为系统总体设计思想及方案论证。首先介绍汽车倒车测距仪的设计要求，详细介绍测距系统传感器的选择、显示报警系统的方案设计，然后提出本系统总的方案设计。为其后的硬件设计奠定了基础。第3章为系统硬件设计。首先分析超声波传感器的工作原理，然后具体讨论测距模块中超声波发射电路和接收电路等的设计，最后介绍了系统显示电路及报警电路的设计。第4章为系统软件设计。在软件设计中采用模块化设计思想，分别对系统的主程序模块、测距模块、报警模块和显示模块的程序进行了软件设计。第5章为硬件组装及调试。对汽车倒车测距仪的硬件进行了组装与调试，并进行了实地测量，对产生误差的可能原因进行了分析，给出减小误差的方法。第6章为结论。对全文进行了总结。 3、文献综述

基于单片机汽车倒车测距仪的设计1毕业论文

常州机电职业技术院毕业设计（论文）作者：郑真学号：系部：电气工程系专业：应用电子技术题目：基于单片机的汽车倒车测距仪的设计指导者：刘平王建青评阅者： 2011 年 05 月

毕业设计（论文）中文摘要

毕业设计（论文）外文摘要

目录 1绪论 (1) 2 超声波传感器的介绍 (2) 2.1超声波传感器的概述 (2) 2.2 超声波传感器的特点 (3) 2.3超声效应 (3) 2.4超声波传感器的应用 (4) 3 单片机的介绍............................................................................... ..5 3.1 单片机的定义.. (5) 3.2 单片机的特点 (5) 3.3 单片机的应用 (5) 3.4 AT89C51单片机的介绍 (6) 4 汽车倒车测距仪的硬件设计 (9) 4.1 设计的思路 (9) 4.2 设计的重点与难点........................................................................ .9 4.3硬件设计的基本原理及原理图.. (9) 5超声波汽车倒车测距仪软件设计 (14) 5.1 主程序编制及流程图 (16) 5.2 中断服务程序的流程图及编制 (16) 5.3 显示距离子程序和延时子程序 (17) 5.4信号处理程序 (18) 5.5程序中有关存储器，寄存器及标志位的内容及用途............................... .21 结论 (23) 致谢 (25) 参考文献 (26)