电动车（硬件设计）

东华理工大学毕业设计（论文） 摘要

摘 要

本设计采用AT89C52单片机作为电动车行驶记录议测试的检测和控制核心。速度行驶、里程检测采用霍尔传感器，行驶时间记录采用数字时钟，电量检测用A/D转换电路实现，并具有超速报警，防盗报警等硬件设计。基于这些可靠而完备的硬件设计，使用了一套独特的软件算法，实现了电动车行驶记录、速度检测、电量检测、报警的精确控制，并可以自动记录时间，显示当前速度和里程等功能。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。

采用的技术主要有：

（1） 通过编程来测试小车的速度和行驶时间； （2） 传感器的有效应用； （3） 显示芯片的采用； （4） 电量检测。

关键词： AT89C52单片机、A/D转换、霍尔传感器、电动车

东华理工大学毕业设计（论文） 摘要

Abstact

The design uses AT89C52 as electric cars driving record re-debate test detection and control core. Speed detection hall-effect sensor, travel time digital clock, recorded by using power detection Schmitt toggle, and has the speeding alarm, anti-theft alarm and other hardware design. Based on these reliable and complete hardware design, USES a unique set of software algorithm, achieves the electric car driving record, speed detection, power detection and alarm the precise control, and can automatically record time, display the current speed and power, and other functions. The whole system circuit structure simple, reliable performance is high. The test results meet the requirements, the paper introduces the hardware design method and the analysis of the testing result.

The technique to be used mainly include:

(1) through the programming to test car speed and travel time; (2) sensor effective application; (3) display chip adoption; (4) capacity check.

Keywords: AT89C52, schmidt flip-flop, hall sensors, electric cars

东华理工大学毕业设计（论文） 目录

目 录

第一章 绪论 ....................................................................................................................... 1

1.1 电动车产业的发展史................................................................................................... 1 1.2 电动车产业的发展现状 ............................................................................................... 1 1.3 电动车的发展趋势 ...................................................................................................... 2 第二章 系统总体方案设计 ..................................................................................................... 3

2.1 任务分析与实现.......................................................................................................... 3 2.2 电动车的硬件方案设计 ............................................................................................... 4 第三章 硬件电路设计 ............................................................................................................ 6

3.1 概述 ........................................................................................................................... 6 3.2 传感器及其测量系统................................................................................................... 7

3.2.1霍尔传感器的工作原理 ...................................................................................... 8 3.2.2集成开关型霍尔传感器 ...................................................................................... 8 3.2.3 放大电路..........................................................................................................10 3.2.4 滤波电路.......................................................................................................... 11 3.2.5 A/D转换器 .......................................................................................................12 3.3 AT89C52简介 ..........................................................................................................15

3.3.1AT89C52结构 ....................................................................................................15 3.3.2 AT89C52单片机引脚功能介绍...........................................................................16 3.3.3 单片机中断系统介绍 ........................................................................................17 3.3.4 单片机定时/计数功能介绍 ................................................................................17 3.3.5时钟电路 ..........................................................................................................18 3.3.6复位电路 ..........................................................................................................19 3.4 显示电路的设计.........................................................................................................20 3.5 外部存储器设计.........................................................................................................21 3.6 报警电路设计 ............................................................................................................22

3.6.1超速报警电路 ...................................................................................................22 3.5.2 防盗报警电路...................................................................................................23 3.7 电量检测电路 ............................................................................................................24 3.8 系统电源模块 ............................................................................................................26 第五章 软件系统方案设计 ....................................................................................................29 结 论 ....................................................................................................................................31 致 谢 ....................................................................................................................................32 参考文献` ...............................................................................................................................33

东华理工大学毕业设计（论文） 第一章 绪论

第一章 绪 论

1.1 电动车产业的发展史

在上世纪80年代，电动自行车就已经悄悄展露其神秘的身影，那时候的企业侧重于技术研究，主要是对电动自行车电气部分的研究。电机、电池、控制器、充电器被简称为“四大件”，第一批生产去哦也开始出现，他们把电动车作为一种新的商品大力推荐，产品结构简单，外形貌似自行车，那时市场认知缓慢，同时一些地方通过了对电动自行车上路的政策，这为电动车的发展创造了良好的外部环境。1997——1999年，上海、浙江、江苏相继许可电动车上牌上路。

当少数电动车企业取得初步成功后，大量的企业开始进入电动车行业，企业数量快速增加，电动车的款式更新快，销量急剧增长，电动车的技术也呈现多元化趋势。

1.2 电动车产业的发展现状

对于目前的行业而言，推动技术及产品进步的主要力量并不在于整车生产企业而多数是相关的零配件生产企业。随着部分整车生产企业实力的增强，他们开始通过与一定规模的配件生产企业合作或者自己设立相应的技术研究中心。

从产品自身分析，目前应用在电动车的电机采用具有较高效率的盘式无刷电机。同样产品的款式也可分为简易型和豪华型。简易型向着轻巧方便的方向发展，豪华型则向着舒适功能化的方向发展。

产品价格的制定是一个非常关键的问题，同时也是一个时分敏感的问题。定价的技巧必须结合整个消费大环境、消费者消费习惯变化、产品的生产周期以及公司的战略定位。其销售渠道基本以专卖店、大卖场为主。

就目前来说，购买者以女性居多，约占80%，其中各年龄阶层的女性购买者的比例相当。而随着豪华电动车的样式不断变化，男性购买者比例呈上升趋势。

而今，电动车的销售从过去的一级城市向二级城市发展，逐渐从市区向乡镇发展，有实力的电动车企业正在大力开拓乡镇市场，简历专卖店。全国不少城市禁止摩托车在市区行驶，因此，一些城市的城镇农村人员改用电动车代替自行车，而且电动车的维修比摩托车方便的多。

东华理工大学毕业设计（论文） 第一章 绪论

1.3 电动车的发展趋势

电动车外部环境良好，全球电动车产业趋勃发展。全球产业业绩以达130亿美元，共有6000多家公司参与。

其环保行业发展前景广泛，“十一五”期间，中国环保投资共需7000亿，约占中国生产总值的1.3%，约占全社会固定资产投资总量的3.6%，其中仅大气污染防治和水污染防治的投资就需5500亿。随着“十一五”计划的实施加北京举办08奥运会，中国环保市场的规模将进一步扩大，并将在未来10——15年内持续以14%——17%的速度增长。作为环保行业的焦点，环保电动车一定能取得长足的发展。

电动车的升温，也得益于政府管理政策的支持。交通管理部门将电动车列为非机动车，使其享受良好待遇。

中国目前每年消耗3亿2千万吨石油，到2020年中国大约要消耗4——5亿吨，也就是说再过十几年，中国石油大部分需要依赖进口，诚然，石油源缺乏是一个烟花总的问题。燃油助动车和摩托车虽然相对耗油要少一些，但是污染大，是城市发展的交通工具。换句话说，在一定程度上电动车是对传统自行车的代替和补充。

本文正是在各种需要之下开发设计的新型环保电动车系统它以单片机AT89C52为控制核心，附以外围电路，采用霍尔传感器对行驶速度、里程进行检测；充分利用单片机的串口、并口资源和运算、处理能力，来实现电动车行驶记录、速度检测、电量检测、报警的精确控制，并具有显示当前速度和里程等功能。

东华理工大学毕业设计（论文） 第二章 系统总体方案设计

第二章 系统总体方案设计

2.1 任务分析与实现

本设计的任务是：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。运用三极管、蜂鸣器进行报警检测和运用电压检测电路进行电量充放电检测，设置上限、下限来控制电量范围。

本系统总体思路如下：假定轮圈的周长为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，并从引脚P3.2中断0端输入，传感器每获取一个脉冲信号即对系统提供一次计数中断。每次中断代表车轮转动一圈，中断数n轮圈的周长为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， LED切换显示当前里程，与当速度键按下时， LED切换显示当前速度,若电动车超速，系统发出报警信号，指示灯闪烁，蜂鸣器鸣叫；若电动车被盗用时，系统也会发出报警信号、蜂鸣器报警；通过电压变化用A/D转换电路进行电量充放电检测。

要求达到的各项指标及实现方法如下：

1. 利用霍尔传感器产生里程数的脉冲信号 2. 对脉冲信号进行定时、计数

实现：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，用T0对其进行计定时

3. 对数据进行处理，要求用LED显示里程总数和即时速度 实现：利用软件编程，对数据进行处理得到需要的数值 4.报警系统采用三极管、蜂鸣器进行控制 实现：电动车的超速报警和防盗报警

5. 利用A/D转换电路设置上限、下限对电量进行检测

最终实现目标：电动车的行驶记录仪具有里程、速度测试与显示功能，采用单片机作控制，显示电路可显示里程及速度，并且实现报警检测和电量检测。

东华理工大学毕业设计（论文） 第二章 系统总体方案设计

2.2 电动车的硬件方案设计

测速，首先要解决采样的问题。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以下几种方案：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。

光敏电阻对光特别敏感，当白天行驶时，外界光源将导致光敏电阻发出错误信号；光敏电阻对环境的要求相当高，如果光敏或发光二极管被泥沙或灰尘所覆盖，光敏电阻就不能再进行准确测量；而编码器必须安装在车轴上，安装较为复杂；霍尔元件或干簧管不但不受天气的影响，即使被泥沙或灰尘覆盖也不会有影响，而且安装方便。所以本设计采用霍尔元件对里程与速度进行测量，既简单易行，又经济适用。

霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于信号采集的有A44E，该传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，工作电压范围宽，使用非常方便。A44E的外形如图2.1所示。

A44E 121-Vcc 2-GND 3-OUT 图2.1 A44E外形图

单片机由于将CPU、内存和一些必要的接口集成到一个芯片上，并且面向控制功能将结构作了一定的优化，所以它有一般芯片不具有的特点：

1. 体积小、重量轻； 2. 电源单一、功耗低； 3. 功能强、价格低；

4. 全部集成在一块芯片上，布线短、合理；

5. 数据大部分在单片机内传送，运行速度快、抗干扰能力强、可靠性高。 目前，单片机被广泛的应用于测控系统、工业自动化、智能仪表、集成智能传感器、机电一体化产品、家用电器领域、办公自动化领域、汽车电子与航空航天器电子系统以及单片机的多机系统等领域。在设计中选用的是AT89C52单片机。

运用三极管、蜂鸣器组成的报警电路，可以对项目进行有效、合理的报警，三极管起驱动作用。51单片机I/O口电流不够大所以加个三极管放大电流。

3东华理工大学毕业设计（论文） 第二章 系统总体方案设计

为了在使用电动车过程中得知电量的变化，利用A/D转换电路设置上限、下限对电量进行检测，这种方法能够有效、合理地测出电量的变化。如图2.2为系统的原理框图，

图2.2 系统原理框图

霍尔传感 外部存储

外部信号 AT89C52 速度、里程显示 报警部分 电量检测

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

第三章 硬件电路设计

3.1 概述

电动车行驶记录仪的硬件电路设计是基础部分，它包括信号的采集、放大、整形，单片机的计算处理，LED数码管的实时显示和单片机外围基本电路的设计，两大主要器件就是传感器和单片机。其硬件总体流程框图如下3.1.1所述，

滤波电路 数据采集 传感器 电流或电压 放大电路 A/D转换电路 CPU 数据处理 数据显示 显示器

图 3.1.1 系统总体流程框图

传感器是获取自然或生产领域中信息的关键器件，是现代信息系统和各种设备不可缺少的信息采集工具。磁传感器是一种将磁学量信号转变为电信号的器件或装置。随着信息产业、工业自动化、医疗仪器等的飞速发展和计算机应用的普及，需要大量的传感器将被测或被控的非电信号转换成可与计算机兼容的电信号。作为输入信号，这就给磁传感器的快速发展提供了机遇，形成了磁传感器的产业。其中最具代表的磁传感器就是霍尔传感器，在自动检测系统中，利用霍尔传感器测转数是一种最基本的测量工作。

AT89C52是本次设计的核心部件，它是信号从采集到输出的桥梁，而且包括计算、定时、信息处理等功能。

三极管、蜂鸣器是报警电路常用的设备，本次报警电路主要由超速报警和防盗报警构成，三极管具有驱动作用，所以选择三极管、蜂鸣器作为报警设备。

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

电量检测部分通过电压变化用A/D转换电路进行电量充放电检测。

通过这种方案的确定就可以把电动车系统划分为控制部分和信号部分，如图3.1.2所示。其中信号检测模块包括里程测量模块，控制部分包括充放电模块，显示模块，防盗模块和计时模块。控制部分和信号检测部分共6个模块。

显示模块 充放电模块 控制模块 里程测量模块 防盗报警 报警模块 超速报警 图3.1.2 控制模块图

本方案采用Atmtel公司的AT89C52作为系统控制器的方案，通过单片机为核心，监控速度检测模块，电量检测模块，超速报警模块和防盗报警模块发出的感应信号，同时实现速度、里程的显示。

3.2 传感器及其测量系统

本次设计信号的捕获采用的是霍尔传感器。 霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便、功耗小、频率高（可达1MHz）、耐震动、不怕灰尘、油污、水汽及烟雾等的污染或腐蚀。霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高。取用各种补偿和保护措施的霍尔器件工作温度范围宽，可达－55℃～150℃。按照霍尔器件的功能可将它们分为：霍尔线性器件和霍尔开关器件，前者输出模拟量，后者输出数字量。 按被检测对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体。通过它，将许多非电、非磁的物理量

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

例如力、力矩、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。 3.2.1霍尔传感器工作原理

霍尔传感器是利用霍尔效应制成的一种磁敏传感器。将半导体薄片置于磁场中，当它的电流方向与磁场方向不一致时，半导体薄片上平行于电流和磁场方向的两个面之间产生电动势，这种现象称为霍尔效应，该电动势称霍尔电势，半导体薄片称为霍尔元件。

如图 所示，在垂直于外磁场B的方向上放置半导体薄片，当半导体薄片流有电流I（称控制电流）时，在半导体薄片前、后两个端面之间产生霍尔电势UH。由实验可知，霍尔电势的大小与激励电流I和磁场的磁感应强度成正比，与半导体薄片厚度d成反比，即

UH=RH*IB/d

式中，RH为霍尔常数。

利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件。因为它具有结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量线性范围大、抗干扰能力强以及体积小、使用寿命长等一系列特点，因此被广泛应用于测量、自动控制及信息处理等领域。

图3.2.1 霍尔效应原理图

3.2.2 A44E集成开关型霍尔传感器

A44E集成霍尔开关由稳压器A、霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B、差分放大器 C、施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成，如图3.2.2（a）所示。(1)、(2)、(3)代表集成霍尔开关的三个引出端点。在电源端加电压Vcc，经稳压器稳压后加在

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

霍尔电势发生器的两端，根据霍尔效应原理，当霍尔片处在磁场中时，在垂直于磁场的方向通以电流，则与这二者相垂直的方向上将会产生霍尔电势差VH输出，该VH信号经放大器放大后送至施密特触发器整形，使其成为方波输送到OC门输出。当施加的磁场达到工作点时，触发器输出高电压(相对于地电位)，使三极管导通，此时OC门输出端输出低电压，通常称这种状态为开 。当施加的磁场达到释放点时，触发器输出低电压，三极管截止，使OC门输出高电压，这种状态为关 。这样两次电压变换，使霍尔开关完成了一次开关动作。工作点与释放点的差值一定，此差值称为磁滞，在此差值内，V0保持不变，因而使开关输出稳定可靠，这也就是集电成霍尔开关传感器优良特性之一。传感器主要特性是它的输出特性，即输入磁感应强度B与输出电压V0之间的关系。A44E集成霍尔开关是单稳态型，由测量数据作出的输出特性曲线如图 3.2.2(b)所示。测量时，在1、2两端加5V直流电压,在输出端3与1之间接一个2k?的负载电阻，如图3.2.3所示。

(1)VCCVO/VABCDEGND(a)(2)OUT(3)1296305工作点(ON)(V)释放点(OFF)101520B/mT(b)

图3.2.2 集成开关型霍尔传感器

1 5VR302KA44E3 OUT

2 GND

图3.2.3 集成霍尔开关接线图

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

3.2.3 放大电路

从霍尔传感器得到的电压信号非常微弱，通过放大电路可以把电压信号增强，从而能被AT89C52处理。放大电路图如3.2.4所示，

24VLM358A1R482K24VR1RW20K24V91KR341.2KLM358A3R239K91KR5R6LM35839KA2 图3.2.4 放大电路图

电路中，输入级由两个同相放大器并联构成，由于同相输入阻抗按规定为Ri+，不难得出三运放电路的输入阻抗；差模输入阻抗RID = 2 Ri+ ，共模输入阻抗RIC = Ri+/2。

由于运放两输入端的电压相等(有一端接地Vi2=0)，所以

Vi1RW?V01R1?R2?RW (1)

即 V01?

代入（2）式中，可得到放大器前级的差模增益AVD1和共模增益AVC1：

AVC1 = 0

由（3）式可以得出，前级电路不需要匹配电阻，理论上放大器的共模抑制比为无穷大。但这是双端输出的情况，对后级电路而言，共模信号是按系数为1的比例由

R1?R2?RWRW?Vi1 (2)

AVD1?R1?R2?RWRW (3)

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

第一级传输到第二级：Vi1 =VIC,且V01=V0C。所以，三运放总的差模增益AVD为（R3=R5，R4=R6）：

模增益。

三运放电路的共模增益表达式与基本差分放大器相同。

因此，三运放电路的共模抑制比在电阻匹配精度相同的情况下，要比基本差分放大器高R4/R3倍,根据公式得到放大倍数为20倍。模抑制比、高输入阻抗和可变增益等一系列优点。 3.2.4 滤波电路

滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。

交流电经过二极管整流之后，方向单一了，但是大小（电流强度）还是处在不断地变化之中。这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。要把脉动直流变成波形平滑的直流，还需要再做一番“填平取齐”的工作，这便是滤波。换句话说，滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近恒稳的直流电经过整流后的电源电压虽然没有交流变化成分，但其脉动较大，需要经过滤波电路消除其脉动成分，使其更接近于直流。

滤波的方法一般采用无源元件电容或电感，利用其对电压,电流的储能特性达到滤波的目的。由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容器C在电源供给的电压升高时，能把部分能量储存起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑，即电容C具有平波的作用；与负载串联的电感L1，当电源供给的电流增加（由电源电压增加引起）时，它把能量储存起来，而当电流减小时，又把能量释放出来，使负载电流比较平滑，即电感L1也有平波作用。其滤波电路图如3.2.5所示，

AVC?R6R5?R6?R3?R4R3?R4R3Avd?R1 ? R2 ? RWRW?R4R3

由上式可以看出，改变RW可以在不影响共模增益的情况下改变三运放电路的差

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

L1输入CRL 图3.2.5 滤波电路图 3.2.5 A/D转换器

霍尔传感器有无脉冲信号作用，通过磁场来判断。用A/D转换器来检测脉冲信号的强弱，ADC0809的精度为5/255≈1/5，相当于20mV。当磁场信号在20mV以下时，磁场信号微弱；当有吃肠作用时（比较强），这时就会有140mV电压。

1、A/D转换的种类

A/D转换器的种类很多，按其转换原理分，主要有逐次逼近式A/D转换器、积分式A/D转换器、计数器式A/D转换器和并行A/D转换器。

双积分式A/D转换器具有抗干扰能力强，转换精度高，性能价格比高的特点，常用于数字式测量仪表或非高速数据采集过程中；逐次逼近式A/D转换器兼顾了转换速度和转换精度两方面的指标，是测试系统中应用最广泛的A/D转换器件；并行A/D转换器的转换速度最快，但结构复杂、成本高，适合转换速度极高的场合。计数器式A/D转换器结构很简单，但转换速度也很慢，目前很少使用。本系统的信号采集采用逐次逼近式A/D转换器，选用芯片为ADC0809。

2、 逐次逼近式A/D转换器原理 ○1A/D转换器结构

逐次逼近式A/D转换器是转换速度较快、转换就能过度较高的转换器。逐次逼近式A/D转换器实际上是采用对分搜索原理实现A/D转换的，其原理结构框图如3.2.5所示，

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

模拟输入电压Ux + 比较器A - 参考电压Ur N位D/A转换器 Us 数据输出寄存器 N位寄存器及控制逻辑电路 时启钟动信脉号 冲 3.2.6 A/D转换器原理结构框图 图

逐次逼近式A/D转换器一般由电压比较器A、N位D/A转换器、N位控制逻辑及移位寄存器等部分组成。图中Ux为待转换的模拟输入电压信号，Us是N位D/A转换器的输出电压、Ur为参考电压。

逐次逼近式A/D转换器的转换原理类似天平称物体，用一系列的标准砝码与待称物体进行逐次比较，从大到小顺序调整砝码。直到所加砝码的重量与物体的重量达到平衡为止。

○2下面分析其工作过程：

当启动脉冲到来时，D/A转换器输出的各位均为“0”。当第一个时钟脉冲到来时，控制逻辑电路工作，启动转换，N位寄存器的最高位置“1”，其余位仍为“0”，它经N位D/A转换器转换输出的模拟电压值Us为

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

RrUs（1*2-1+0*2-2+0*2-3 + ………. 0*2-N）Ur = 2 （7）

Us送至比较器的反相输入端与模拟输入电压Ux进行比较。若

Ux > Us，则比较器输出逻辑“1”，由控制逻辑电路使N位寄存器最高位2-1 “1”保留；若Ux < Us，则比较器输出逻辑“0”，由控制逻辑电路使N位寄存器最高位2-1复位。然后依次对N位寄存器其余位重复上面过程直到最低位，最后N位寄存器中做得到的值就是和模拟输入电压Ux相对应的数字量。

逐次逼近式A/D转换器由于精度高、转换速度快，广泛用于在中高速数据采集、在线自动检测、动态测控等系统中。

3、 A/D转换电路设计

ADC0809与AT89C52接口电路设计

ADC0809是采用逐次比较的方法完成A/D转换的，由单一的+5V电源供电。片内带有锁存功能的8路选1的模拟开关，由C、B、A引脚的编码来决定所选的通道。0809完成一次转换需100us左右，输出具有TTL三态锁存反冲器，可直接连接到MCS-51的数据总线上。通过适当的外接电路，0809可对0——5V的模拟信号进行转换。

由于ADC0809片内无时钟，可利用好AT89C52提供的地址锁存允许信号ALE经D触发器2分频后获得，ALE引脚的频率是AT89C52单片机时钟频率的1/6（但要注意的是，每当访问外部数据锁存器时，将少1个ALE脉冲）。如果单片机时钟频率采用6MHz，则ALE引脚的输出频率为1MHz，再二分频后为500MHz，较好符合ADC0809对时钟频率的要求。由于ADC0809具有三态锁存器，其8位数据输出引脚可直接与数据总线相连。地址译码引脚C、B、A分别与地址总线的低3位A2、A1、A0相连，以选通IN0—IN7中的一个通路。将P2.7（地址总线A15）作为片选信号端，在启动A/D转换时，由单片机的写信号/WR和P2.7引脚信号控制ADC的地址锁存和转换启动，由于ALE和START连在一起，因此ADC0809在锁存地址通道的同时，启动并进行转换。在读取转换结果时，用低电平的读信号/RD和P2.7引脚经1级或非门后，产生正脉冲作为OE信号，用于打开三态输出锁存器。

ADC0809与ADC0809接口电路如3.4.1所示，

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

1/2 74LS74DCKGA7A2A1A0CBA/QQCLKVr(+)Vr(-)ALE(+)(-)74LS373P0.7P0.0ADC0809IN7/OEAT89C52AD7D0IN0/WRP2.721374LS02A21374LS02STARTALEOEEOC/RD8路模拟输入基准电压

图 3.4.1 ADC0809与AT89C52接口电路

3.3 AT89C52简介

AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8K Bytes的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和256 字节的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大，AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制场合应用。 3.3.1AT89C52结构

AT89C52是只集成在一个芯片上的微型计算机，也就是把组成微型计算机的各种功能部件，包括CPU(Central Processing Unit)、随机存储器RAM(Random Access Memory) 、只读存储器ROM(Read-only Memory)、基本输入/输出(Input/Output)接口电路。定时器/计数器等部件都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机从而实现微型计算机的基本功能。单片机内部结构示意图如图3.3.1所示。

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

T INT 定时/计数器 中断系统 P0-P3 并行I/OCPU 串口I/OTXD口存储器 口 RXD 图3.3.1 单片机内部结构框图

图3.3.1 单片机内部结构图

3.3.2 AT89C52单片机引脚功能介绍

图3.3.2 AT89C52引脚图

AT89C52管脚图如图3.3.2所示，AT89C52的主要管脚功能如下：

P0.0～P0.7: P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也是地址/数据总线复用口。 P1.0～P3.7:都是带内部上拉电阻的8位双向I/O口。 引脚连接说明：

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

A/D转换接口：P0.0——P0.7，P2.0 时钟电路接：XTAL1, XTAL2 复位电路接：RET 显示电路接：TXD RXD 按键： P2.1

电量检测接：P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 外部存储器接口：P2.2 P2.3 分频接口：INT0 ,INT1 3.3.3 单片机中断系统介绍

中断是指当计算机执行正常程序时，系统中出现某些急需处理的事件，CPU暂时中止当前的程序，转去执行服务程序，以对发生的更紧迫的事件进行处理，待处理结束后，CPU自动返回原来的程序执行AT89C52系列单片机的系统有5个中断源，2个优先级，可实现二级中断服务嵌套。由片内特殊功能寄存器中的中断允许寄存器IE控制CPU是否响应中断请求；由中断优先级寄存器IP安排各优中断源的优先级；同一优先级内各终端同时提出中断请求时，由内部的查询逻辑确定其响应次序。

采用的外部中断方式包括外部中断0和外部中断1，它们的中断请求信号分别由单片机引脚INT0/P3.2和INT1/P3.3输入。

外部中断请求有两种信号方式：电平触发方式和脉冲触发方式。电平触发方式的中断请求是低电平有效。只要在INT0和INT1引脚上出现有效低电平时，就激活外部中断方式。脉冲触发方式的中断请求则是脉冲的负跳变有效。在这种方式下，在两个相邻机器周期内，INT0和

INT1引脚电平发生变化，即在第一个机器周期内为高电平，

第二个机器周期内为低电平，就激活外部中断。由此可见，在脉冲方式下，中断请求信号的高电平和低电平状态都应至少维持一个机器周期，以使CPU采样到电平状态的变化，本次设计所采用的触发方式为脉冲触发方式。

3.3.4 单片机定时/计数功能介绍

AT89C52单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式；TCON用于控制其启动和中断请求。

本设计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，用T0对其进行计定时。

东华理工大学毕业设计（论文） 参考文献

参考文献`

【1】楼然苗, 李光飞. 51系列单片机设计实例. 北京航空航天大学出版社, 2006 【2】松井邦彦, 梁瑞林. 传感器应用技术141例. 科学出版社, 2006 【3】张洪润, 张亚凡. 传感器技术与应用教程. 清华大学出版社, 2005 【4】黄丽亚，张恒新. 模拟电子技术基础. 机械工业出版社, 2005

【5】张毅刚, 刘杰. MCS-51单片机原理及应用. 哈尔滨工业大学出版社,2004 【6】周航慈，朱兆优，李跃忠. 智能仪器原理与设计.北京航空航天大学, 2006

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

第12引脚中断0用于对轮子圈数的计数输入，轮子每转一圈，霍尔传感器输出一个低电平脉冲。第13引脚外中断1用于控制定时器T1的启/停，当输入为0时关闭定时器。此控制信号是将轮子圈数的计数脉冲经二分频后形成（其二分频接口电路如图3.3.4 所示），这样每次定时器T1的开启时间刚好为转1圈的时间，根据轮子的周长就可以计算出电动车的速度。

INT0R418.2KINT1NPN12141312+5VR408.2K7

TC4024 图3.3.4 二分频接口电路 3.3.5时钟电路

时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊地一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。AT89C52片内由一个反相放大器构成振荡器，可以由它产生时钟。常用的时钟电路有两种方式，一种是内部时钟方式，另一种为外部时钟方式。本设计采用前者。

单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和电容，就构成一个稳定的自激振荡器。单片机内部时钟方式的振荡电路如图3.4.2所示。

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

XTAL2C333PAT89C5212HzC233PXTAL1 图3.4.2 单片机片内振荡电路

电路中的电容C2和C3常选择为30P左右。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。而外接晶体的振荡频率的大小，主要取决于单片机的工作频率范围，每一种单片机都有自己的最大工作频率，外接的晶体振荡频率不大于单片机的最大工作频率即可。此外，如果单片机有串行通信，则应该选择振荡频率除以串行通信频率可以除尽的晶体。

1T??1μ6（12?10）Hz?112本设计晶振采用12MHz，则计数周期为：

3.3.6 复位电路

AT89C52单片机的复位输入引脚RET为AT89C52提供了初始化的手段。有了它可以使程序从指定处开始执行。

本系统的复位电路是采用按键复位的电路，如图3.4.3所示，是常用复位电路之一，它是一种高电平复位。

RET5VC1AT89C52R60.2KR78.2K 图3.4.3 按键复位电路

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

工作原理：通电瞬间，RC电路充电，RET引脚出现高电平，只要RET端保持10ms以上高电平，就能使单片机有效地复位。

3.4 显示电路的设计

本设计中采用LED数码管显示。在单片机系统中，通常用LED数码显示器来显示各种数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。八段LED显示器由8个发光二极管组成。其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔画段，另一个小数点为dp发光二极管。LED显示器有两种不同的形式：一种是发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。本次设计采用共阴极接法。

LED显示方式有动态显示和静态显示两种方式。本系统采用静态显示方式驱动六个七段数码管，六个七段数码管用来显示里程、速度信息。静态显示电路共阴极数码管，LED显示器由接口芯片直接驱动，使用较小的驱动电流就可以得到较高的显示亮度，这里采用串行输出可以大大节省单片机的内部资源。图3.4.2为串行输出4个共阳LED显示器的的接口电路，串并转换器采用74LS164，低电平时允许通过8mA电流，无须添加其他驱动电路，TXD为移位时钟脉冲，RXD为移位数据输出，每次串行输出32位（4个字节）的段码数据。

VCC109DS1cdpcdpbbDPYDPYaaggDS2cdpbDPYagDS3DPYagcdpbDS4dddabcfdeefgpdabcfdeefgpdabcfdeefgpd12345678123456781234567820191112131415161718201911121314151617182019111213141516171819VCCCLRVCCCLRVCCCLRQAQB9AQC6BQDQEQF74LS164QGGND8QHQAQB9AQC6BQDQEQF74LS164QGGND8QHQAQB9AQC6BQDQE74LS164QFQGGND8QHVCCCLRRXDTXD

图3.4.2 显示电路设计

QAQB9AQC6BQDQE74LS164QFQGGND8QHU1U2U3111213141516171812345678R73R72R71R70R69R68R67R66abcfdeefgpddR57R56R55R54R53R52R51R50R65R64R63R62R61R60R59R58R73R72R71R70R69R68R67R66U4CLKCLKCLK333CLK3

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

如上图所示，电动车速度、里程显示使用4个LED数码管，显示时从左自右分别是十、个、小数点、小数位。TXD、RXD分别对应单片机CLK、DATA，此时数据送到芯片锁存并显示。

为了能够使速度、里程得到有效的切换，本次设计采用按键切换。其按键图如图3.4.3所示，

P2.1R83 图3.4.3 按键开关图

GND

3.5 外部存储器

本系统使用归一化IC串口存取子程序，使用一条数据线和时钟线，采用ATMEL

2

公司的24C02窜口存储器。

AT24C02是美国Atmel公司的低功耗CMOS型E2PROM，内含256×8位存储

空间，具有工作电压宽(2.5～5.5 V)、擦写次数多(大于10000次)、写入速度快(小于10 ms)、抗干扰能力强、数据不易丢失、体积小等特点。而且他是采用了I2C总线式进行数据读写的串行器件，占用很少的资源和I／O线，并且支持在线编程，进行数据实时的存取十分方便。AT24C02中带有的片内地址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加1，以实现对下一个存储单元的读写。所有字节均以单一操作方式读取。为降低总的写入时间，一次操作可写入多达8个字节的数据。I2C总线是一种用于IC器件之间连接的二线制总线。他通过SDA(串行数据线)及SCL(串行时钟线)两根线在连到总线上的器件之间传送信息，并根据地址识别每个器件。 AT24C02正是运用了I2C规程，使用主／从机双向通信，主机(通常为单片机)和从机(AT24C02)均可工作于接收器和发送器状态。主机产生串行时钟信号(通过SCL引脚)并发出控制字，控制总线的传送方向，并产生开始和停止的条件。无论是主机还是从机，接收到一个字节后必须发出一个确认信号ACK。AT24C02的控制字由8位二进制数构成，在开始信号发出以后，主机便会发出控制字，以选择从机并控制总线传送的方向。

图3.5.1外部存储器接口电路图，其中AT24C02的1、2、3脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址。在AT89C51试验开发板上它们都接地，第8脚和第4脚分别为正、负电源。第5脚SDA为串行数据输入/输出，数据通过这条双向I2C总线串行传送，在AT89C51试验开发板上和单片机的P3.5连接。第6脚SCL为串行时钟输入线，在AT89C51试验开发板上和单片机的P3.6连接。SDA和SCL都需要和正电源间各接一个5.1K的电阻上拉。第7脚需要接地。

本次设计采用的24C02是为了防止掉电时里程数据的丢失（这里主要指速度和里程信息），由于24C02的数据线和地址线是复用的，采用串口的方式传输数据，所以

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

只用两根线SCL和SDA与单片机传输数据。在软件编程时采用E制24C02发送或接受数据。

VCC2PROM程序包来控

A0A1A2VSSVCCWPSCL5SDA624C02R905.1KR915.1KAT89C52P2.2P2.3 图 3.5.1 外部存储器接口电路图

3.6报警电路设计 3.6.1超速报警电路

本次设计采用蜂鸣器报警。蜂鸣器俗称喇叭，是广泛运用于各种电子产品的一种元器件，它用于提示、报警、音乐等许多运用场合。

蜂鸣器与家用电气上的喇叭在用法上也有相似的地方，通常工作电流比较大，电路上的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，需要增加一个电流放大的电路才可以，即此一个管脚很难驱动蜂鸣器发出声音,所以增加了一个三极管来增加通过蜂鸣器的电流。

首先定一上限，一分钟计算一次速度，在行驶过程中看速度是否会达到标准速度。蜂鸣器的正极性的一端联接到5V电源上面，另一端接到三极管的集电极，三极管的基极由单片机的P1.0管脚通过一个与门来控制，当P1.0管脚为低时，与非门输出高电平，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，LED灯亮，发出声音。当P1.0管脚为高时，与非门输出低电平，三极管截至，LED灯灭，蜂鸣器不发出声音。其电路图如3.6.1所示，

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

VCCU4P1.0U1IDR201K74HC00LEDBUZZER(5V)Q12N2222

图 3.6.1 超速报警电路图 3.6.2 防盗报警电路

针对目前社会上电动车电瓶频频被盗的问题而设计了电动车双保险防盗报警电路 ,见图 3.6.2 所示 ,电路简单,元件少,易制作,最大的特点是 ,除最基本的搬移报警外,还具有当窃贼试图偷盗电瓶而切断电源时也会立即发出报警声的功能。

本次设计采用全振动CLA-3进行信号采集，CLA-3为全向振动传感器，它具有灵敏度高，全向检测等特点。IC1构成单稳态定时电路，其定时时长为10秒左右。闭合开关S1，电动车电池组的电压经过VD1降压后为电路供电，振动传感器在安全状态下处于断开状态，IC1的2脚为高电平，3脚输出低电平，VT1导通，由于可控硅Q无触发电流而处于截至状态，报警模块IC2无电压输入。当有人搬移电动车时，CLA-3瞬间导通，在IC1的2脚产生脉冲信号，IC1输出高电平，NE555最大输出电流200mA，可以直接驱动IC2发出报警信号，经过10秒左右，IC1输出变为低电平，报警结束。如果有人试图偷盗电瓶，在剪断电源线时，由于VT1无偏置电压而截至，备用电源经R97向可空硅Q提供导通电流，可控硅Q导通，IC2工作，扬声器将会持续发出报警声音，此时只有断开S1，报警才会停止。当车主正常使用电动车时应将开关S1置于断开位置，让防盗器停止工作，当车主存放带你动车时一定要讲开关闭合使报警电路正常工作。

本设计专门采用报警专用集成电路LK-9561的电路图。它具有四种模拟报警声效，其中SEL1和SEL2是两个选声端。

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

3.3kR975VRES2R954IC1R?200.KR?470K6vRESETVCC8R960.5K9014Q?SCR7DSCHG6THDLDCVOUT2TRIGGNDC6CLA-322uF1NE5555OUT3VD2SPEAKER0.01uFC7IC2LK-9561R981kS19014

图3.6.2 防盗报警电路

3.7电量检测电路

独立光伏系统蓄电池充放电参数的检测是充电和放电的基础，同时用于系统的最大功率点跟踪，有别于普通的电压和电流检测，主要有两点：一是蓄电池组电压变化幅度和变化率不大；二是充电电流和放电电流方向相反,充电电流和放点电流很小。另外光伏系统的设计与建设成本高，常常对控制电路的设计提出了较高的经济要求，电压的检测常常采用电阻分压法和电压传感器，电阻分压法电路简单，测量结果受信号调理电路影响，适合于电压较低的场合；电压传感器成本高，测量精度可以选择，常常用于测量要求较高的场合。本次设计的电压检测采用电阻分压法。

电压采集电路的设计如图3.7.1 所示，电压检测电路采用差动放大电路，差动放大电路是将2个输入端所加信号的差值进行放大，再作为输出的电路。基本放大电路由1个运算放大器和4个电阻构成，第一级为差动放大电路，第二级为电压跟随器，输出前为了防止涌浪电压损坏单片机的A/D口，设计了限幅电路。运算放大器选择常用的LM358。

LM358内部包括两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模组，音频放大器、工艺控制、DC增益部件和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。

LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。其特性有： * 内部频率补偿。

* 直流电压增益高（约100dB）。

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

* 单位增益频带宽（约1MHz）。

* 电源电压范围宽：单电源（3——30V）；双电源（+-1.5——+-15V）。 * 低功耗电流，适合电池供电。 * 低输入偏流。

* 低输入失调电压和失调电流。 * 共模输入电压范围宽，包括接地。

* 差模输入电压范围宽，等于电源电压范围。 * 输出电压摆幅大。

根据电路可得到输入和输出的关系表达式为：V0=(R24/R23)Vin。由A/D转换器对于采集电压的要求选择合适的电阻即可实现。

+24VR23+660KLM358R24110KVoC1+-+-LM358VinR23-R24110K

660K 图 3.7.1 电压采集电路设计

电压检测过程中，假设电压饱和状态时电压为24V，没电的时候为18V，即电压上限为4，下限电压为3，将（24-18）V分成5等份（5个二极管），其接口分别对应单片机的P1.3，P1.4，P1.5，P1.6，P1.7，降20%灭一个二极管，如图3.7.2所示为二极管闪烁图。即：24V*80%=19.2V,这时和饱和状态相差4.8V，用4格表示，这时降一格3.84V，剩下14.4V分成3格，以此类推通过检测电路测量出电压值，通过二极管逐个表示，这样才能用户辨别当时最终电量的多少，才能有效地对电瓶电池进行充放电。

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

VCC5VR251KR261KR271KR281KR291K

P1.3

P1.4P1.5P1.6 图3.7.2 二极管显示图

3.8系统电源模块

本次系统采用LM2575系列开关稳压集成电路，该电路是美国国家半导体公司产生的1A集成稳压电路，它内部集成了一个固定的振荡器，只需极少外围器件便可构成一种高效的稳压电路，可大大减小散热片的体积，而在大多数情况下不需要散热片，内部有完善的保护电路，包括电流限制及热开关电路等；芯片可提供外部控制引脚。其电路原理图如3.8.1所示，电动车自带电瓶，用电瓶变压之后对该系统进行供电，所以选用一个直流降压电流LM2575，最后输出电压为5V。

4输入24V1LM2575--5.02P1.7输出5V5.1V+Cin35+Cout

图3.8.1 LM2575电路原理图

使用LM2575时，将输出的电压接到反馈输入端，其目的是同内部电压基准比较，诺电压偏低，则用放大器来控制内部振荡器以提高输出占空比，从而提高输出电压。

在利用LM2575设计电路时，应注意以下几点：

1电感的选择 ○

东华理工大学毕业设计（论文） 第三章 硬件电路设计

根据输出的电压档次、最大输入电压Vin（MAX）、最大负载电流I load(MAX)等参数选择电感时可参照相应的电感曲线图来查找所需要的电感值。

2输入输出电容选择 ○

输入电容应大于47uF，并要求尽可能靠近电路。而输出电容推荐使用的电容量为100uF——470uF,其耐压值应大于额定输出的1.5——2倍。对于5V电压输出，我们采用奈压值为16V的电容。

3二极管的选择 ○

二极管额定电流值应大于最大负载电流的1.2倍，但考虑到负载短路的情况，二极管的额定电流值应大于LM2575的最大电流限制；另外二极管的反向电压应大于最大输入电压的1.25倍。

东华理工大学毕业设计（论文） 第四章 硬件抗干扰设计

第四章 硬件抗干扰设计

一个好的电路设计，应在设计过程中充分考虑抗干扰性的要求。分析系统坑引起干扰的部件，采取必要的硬件抗干扰措施，抑制干扰源、切断干扰传播途径。

本次设计采用抗共模干扰措施，其常见的方法主要有：

○1 平衡对称输入：在设计信号源（通常指传感器）时，尽可能做到平衡和对称，并以差动方式输出有效信号。

○2 选用高质量的元算放大器：其特点为高增益、低噪声、低漂移、宽频带，从而得到足够的共模抑制比。

○3良好的接地系统：接地不良时，将形成较明显的共模干扰。如果没有条件进行良好接地，不如将系统浮置起来，再配合采用合适的屏蔽措施，效果也不错。

○4系统接地点的正确连接方式:系统中的数字地与模拟地要分开，最后只在一点相连；否则数字信号电流在模拟系统的地线中将形成干扰，使模拟信号失真。

○5屏蔽：用金属外壳和金属匣将整机或部分元器件包围起来，再将金属外壳或金属匣接地，就能祈祷屏蔽的作用，这对于抗各种通过电磁感应引起的干扰特别有效。屏蔽的方式和接地点很有讲究，不注意反而会增加干扰。

东华理工大学毕业设计（论文） 第五章 软件方案设计

第五章 软件系统方案设计

通过软件控制单片机的功能是单片机的主要特点和优点，程序的设计要考虑合理性和可读性，遵循模块化设计的原则，采用自顶向下的设计方法。模块化设计使程序的可读性好、修改及完善方便。

软件设计包括主程序、行车过程中里程和速度计算子程序、延时子程序、中断服务子程序、显示子程序等。

中断子程序是将传感器产生的信号接入外部中断0，将经过TC4024分频后的信号接入外部中断1，利用中断和定时器分别对里程进行累加、每转一周的时间进行测量。

数据处理子程序是将进入单片机的脉冲信号与实际要显示值有一定的对应关系，经过软件编程显示所需要的值。

显示子程序是将数据处理的结果送显示器显示。

东华理工大学毕业设计（论文） 第五章 软件方案设计

图5.1 系统主程序流程图

P2.1=1？ Y 调里程处理子程序 调速度处理子程序 N 开中断，启动定时器 读入车圈周长值 显示单元清零 设定中断工作方式 跳初始化 开始

东华理工大学毕业设计（论文） 结论

结 论

该课题的主要任务是开发一个以MCS-51单片机为核心的电动车的行驶记录仪。本设计主要分为硬件部分，该部分着重考虑硬件电路的简单性，故尽可能简化硬件电路，节省线路板的空间，达到硬件电路最优化设计。通过实验验证了系统的可行，能 满足设计要求，达到设计的指标，实现对电动车里程/速度的计算功能，并用LED显示，并带有超速报警、防盗报警，电量检测功能。里程与速度分别根据以下公式求得：

里程=脉冲总数×车轮周长

速度=车轮周长÷车轮转一圈所用的时间

根据此公式将最终显示出里程和速度。当车轮转动，小磁片滑过霍尔元件时，霍尔元件输出一脉冲，可根据车轮周长计算里程；当按键按下，先显示速度时，LED会根据转速的不同显示不同的数字，当速度超过一定速度时，将启动报警系统，如遇到被盗用时，同样会启动报警；当切换速度键到里程键时，LED就会显示当前里程。 对于防盗报警而言，外部不良接触时间超过限定设置时，就会进行实时报警。通过二极管显示，可以对电量充放电进行实时控制。

通过实验证明本次设计符合设计的要求，能实现对里程、速度的显示，功能性较强，具有一定的实践意义，将会在许多场合应用。

东华理工大学毕业设计（论文） 致谢

致 谢

在本次毕业设计过程中我收获不少，同时也遇到了许多困难，在看到我的毕业设计题目时，我感觉题目还是挺简单的，但在实际操作过程中却处处碰壁，这都是由于专业基础知识不牢造成的，最后在老师的耐心指导下和同学的帮助下，我对题目有了深一层次的认识和理解。

在本次设计过程中，离不开朱兆优老师的精心指导帮助，朱老师利用自己的休息时间，为我的毕业设计提供了宝贵的设计思路。在一些技术性问题上，为我补上了一些以前没有学到的知识点，还在我设计过程中寻找错误并及时指出，使我少走了许多歪路，为系统设计的成功付出了很多。当然设计的完成也离不开大学几年辛苦教育我的老师们和有关同学的帮助。

最后，我再次感谢在我设计过程中为我提供帮助的老师和同学。

东华理工大学毕业设计（论文） 参考文献

参考文献`

【1】楼然苗, 李光飞. 51系列单片机设计实例. 北京航空航天大学出版社, 2006 【2】松井邦彦, 梁瑞林. 传感器应用技术141例. 科学出版社, 2006 【3】张洪润, 张亚凡. 传感器技术与应用教程. 清华大学出版社, 2005 【4】黄丽亚，张恒新. 模拟电子技术基础. 机械工业出版社, 2005

【5】张毅刚, 刘杰. MCS-51单片机原理及应用. 哈尔滨工业大学出版社,2004 【6】周航慈，朱兆优，李跃忠. 智能仪器原理与设计.北京航空航天大学, 2006

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/53xv.html