目录
摘 要 iii
一、 引言 1
（一） 课题研究的背景 1
（二） 设计的目的和意义 1
二、设计简介 1
（一） 测量原理及方法 1
（二）测速方案 1
（三）系统框架设计 2
三、主要器件简介 2
（一）单片机8051基本电路 2
（二）霍尔传感器简介 3
（三）LED显示电路方案 4
四、硬件设计 5
（一）单片机最小系统电路 5
（二）传感器电路 6
（三） 按键控制电路 6
（四）显示电路 6
五、 软件设计 7
（一）主程序系统流程图 7
（二）数码管显示程序流程图 8
（三）霍尔传感器流程图 8
六、 实物测试 9
（一）电源测试 9
（二） 系统测试 10
七、 设计总结与心得 11
致谢 12
参考文献 13
附录一 电路原理图 14
附录二 元器件清单 15
附录三 实物图 15
附录四 源程序 16
一、 引言
（一） 课题研究的背景
在日常生活或生产中,行车测速仪是对空间微波信号进行扫描，有相应频段的微波信号，就会发车预警信号。测速仪是利用早期无线发射及接收原理制成的反测速产品，主要是为了进行测速。 最早出现在美国电子市场，最初的时候叫做电子雷达测速器，为了杜绝有人在车道上高速飙车而出生的电子产品。随着时间的发展，测速仪慢慢的出现了各种各样的产品类型，但是到现在GPS雷达测速仪和超声波以及紫外线测速仪占据市场主导。
（二） 设计的目的和意义
随着时代的进步和科技水平的高速发展，单片机技术的运用，在我们日常生活中很普遍，它融入到我们生活的个个方面之中。单片机体型小，价格也不贵，编程起来也不是很难，是一个很流行的控制芯片。随着科技的进步，我们正在步入一个微型集成电路时代，最著名的就是单片微型计算机（简称单片机）的出世更是为我们的生活提
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S雷达测速仪和超声波以及紫外线测速仪占据市场主导。
（二） 设计的目的和意义
随着时代的进步和科技水平的高速发展，单片机技术的运用，在我们日常生活中很普遍，它融入到我们生活的个个方面之中。单片机体型小，价格也不贵，编程起来也不是很难，是一个很流行的控制芯片。随着科技的进步，我们正在步入一个微型集成电路时代，最著名的就是单片微型计算机（简称单片机）的出世更是为我们的生活提供了巨大的便捷。智能家具的发展已经变得越来越重要。
本次设计新型测速仪，依据自行车行驶速度与骑行的外在环境，虽然市面上各种测速仪精确性能高，但是其发展速度慢，技术停滞。
二、设计简介
（一） 测量原理及方法
利用收集到的数据，超声波测速仪，发出一超声脉冲信号，利用时间接收到一经汽车反射回的该超声脉冲信号。如果汽车匀速行驶，则间隔时间相同，根据接收到的信号间的时间间隔差和声速，测出被测汽车的速度。
（二）测速方案
方案一：多普勒效应
根据声学多普勒效应(高中物理多次涉及，利用起来也不陌生)，当向移动物体发射频率为F的连续超声波时，被移动物体反射的超声波频率为f，f与F服从多普勒关系。
方案二：频差法
频差法是时差法的改进，可以把分母上的声速转换到分子上，然后在求差过程中约掉，这就可以避开声速随温度变化的影响，但测频由于存在正负1误差，测量复杂。
方案三：时差法
时差法测量沿流体流动的正反两个不同方向发射的超声播到达接收端的时差。根据时间的差变，求解速度，数据收集起来也很方便，计算误差小。
综合考虑，方案是三简洁方便数据易收集。
（三）系统框架设计
本次设计是一AT89C51单片机为中央处理器，由霍尔传感器收集数据。本次设计的系统大致的模块有：电源模块、按键处理模块、数据存储模块、显示模块以及单片机主程序。下面是这次系统设计的框架图：
图1 系统框架图
三、主要器件简介
（一）单片机8051基本电路
系统的控制芯片为8051单片机，在前向通道中是一个非电信号的采集过程。8051是由CPU、时钟电路、数据存储器、并行口（P0～P3）、串行口、定时计数器和中断系统8个部件组成，均由单一总线连接并被集成在一块半导体芯片上，组成了单片微型计算机。
各引脚说明如下：
VCC（40引脚）：为正常运行提供稳定电源（此处接5V电压）。
VSS（20引脚）：接地,避免电压漏电，存在安全隐患。
XTAL1（19引脚）：在单片机内部，是反向放大器的输入端，构成了片内的振荡器，为单片机提供时钟信号。
XTAL2（18引脚）：在内部，接至上述振荡器的反向输入端，可直接把信号接送到输入端。
8051有四个并行口，可以在任何一个并行口输出数据，又可以从它们那得到数据。利用双向特性可保持每组数据真实性
AT89C51引脚如下图2所示：


图2AT89C51引脚图
（二）霍尔传感器简介
在设计中，霍尔传感器是根据电流垂直于外部磁场通过导体，导体两端之间的磁场和电流方向的方向会出现电位差，即霍尔效应。此处我们利用的是它在半导体技术和信息处理技术中的优势。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。本实用新型采用霍尔开关集成芯片，y3144e和模型，如图5所示。霍尔开关，其中2针为电源，另一个为信号输出引脚。该信号输出引脚是高水平时，磁场没有检测到，并检测到低电平的信号引脚输出后检测到一定强度的磁场检测。因为霍尔组件是一个集成电路，所以它是一个非线性的组成部分，也就是说，只能是定性检测，不能定量检测。因为不需要检测新的速度计的磁场，所以y3144e霍尔开关是首选。原因原来霍尔开关作为最终的检测方案，不仅由于传感器灵敏度高，密封在密封壳体内的集成电路封装，防水防潮能力很高，非常高的可靠性，而且价格低廉，不到下一个量级的几种方案。你要做什么样的单片机编程，硬件电路的设计将是不同的。因此，设计整体方案和电路设计是必不可少的。

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