论文总字数：19170字

摘 要

汽车发动机的转动速度和汽车的速度是有关联的，我们根据测得的曲轴的转动速度决定发动机的转动速度。本课题是利用AT89C51微控制器完成测量转动速度任务的系统，因为该微控制器有很强的脉冲信号处理的能力，有较多的测量方式。

本设计的测量电路是利用UGN3144霍尔传感器测量转速的原理：即当曲轴上的信号盘绕轴转动时，信号轮会隔断磁场。没有霍尔电压，传感器就会输出TTL脉冲信号；根据记录信号输出的个数就可以算出发动机的转动速度。然后，传感器将信号转变成输出电压，再通过整形电路将输出电压调整为5V的脉冲反馈到51微控制器中，打开定时器开始计时，就可以得到实际的车速了。在显示电路设计中，车轮速度值可以通过LCD（1602）在液晶显示器上直观显示。文中一开始就表明了本课题的设计任务和要求，系统的总体设计框图以及各部分硬件的设计电路。其次是软件的设计：各个模块的程序,中断程序，主程序和1602的显示程序。最终，将各个不同的模块连接起来一起进行软件和硬件调试。

因此，本课题设计出了较理想的测量车速的方案。完成了计算转动的速度、显示信息的任务。而且增加了利用按键进行报警、超出一定速度时会有警报并且会亮红灯的功能。

关键词:霍尔传感器；电机转速测量；51单片机；LCD

Design of Speed Monitoring System for Automobile Engine

Abstract

The speed of the engine and the speed of the engine are relevant, and the speed of the engine is determined by measuring the rotational speed of the crankshaft. We usually install the signal plate on the crankshaft to measure its speed. This paper designs a speed measurement system based on model AT89C51 single chip microcomputer, mainly because of the single-chip pulse signal processing capacity is very good, more measurement methods.

The design of the measurement circuit is the use of UGN3144 Hall sensor measurement speed principle: that is, when the signal on the crankshaft axis rotation, the signal wheel will cut off the magnetic field, the Hall voltage disappears, the sensor corresponding output rectangular pulse signal; by calculating the output signal The number of engines to get the speed. Then the sensor and then the signal is converted to voltage output, the voltage through the shaping circuit after the output of the count pulse to 5v to 51 single-chip timer through the timer calculation, we can get the actual speed you want. In the display circuit design, the wheel speed value can be visually displayed on the LCD through the LCD (1602). The beginning of the text shows the design tasks and requirements of the subject, the overall design of the system block diagram and the design of the hardware part of the circuit. Followed by the design of the software: the various modules of the program, interrupt procedures, the main program and 1602 display program. Finally, the joint modules of the design of the hardware and software debugging.

In short, the subject completed the measurement system of the overall hardware circuit design, the basic success of the speed calculation, display function. At the same time you can press the button to set the alarm, speed alarm, more than the set speed red indicator light, buzzer alarm.

Keywords: Hall sensor；microcontroller；89C51；LCD

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 选题背景和意义 1

1.2 设计任务与要求 1

1.2.1 设计任务 1

1.2.2 设计要求 1

第二章 课题方案设计 3

2.1 系统总体设计要求 3

2.2 系统模块结构论证 3

2.2.1 霍尔测速模块论证与选择 3

2.2.2 计数器模块论证与选择 3

2.2.3 显示模块论证与选择 3

2.2.4 单片机模块论证与选择 3

2.3 转速测量方案论证 4

2.3.1 方案一电机轴一侧贴磁片 4

2.3.2 方案二电机转轴加测速转盘 4

2.3.3 方案对比 4

2.4 小结 5

第三章 系统硬件设计 6

3.1 总体硬件设计 6

3.1.1 系统结构图 6

3.2 单片机简介 6

3.2.1 STC89C51简介 6

3.2.2 STC89C51主要功能和性能参数 7

3.2.3 STC89C51单片机最小系统 7

3.2.4 STC89C51中断技术概述 10

3.3 传感器介绍 10

3.3.1 A3144霍尔开关的工作原理及应用说明 11

3.3.2 霍尔传感器测量原理 12

3.3.3转速测量方法 12

3.4 LCD显示部分 12

3.4.11602字符型LCD总体介绍 12

3.4.2 主要技术参数 12

3.5 轻触按键 14

3.6自锁开关 15

3.7 声光报警电路 15

第四章 软件设计 17

4.1 主程序流程图 17

4.3 中断服务流程图 17

第五章 软硬调试 20

5.1程序调试（keil） 20

5.1.1 调试步骤 20

5.2硬件调试 22

5.3 潜在问题 25

5.4 解决对策 25

第六章 结 论 27

参考文献(References) 28

附 录 29

第一章 引 言

生活中有很多地方要求做出速度的测量以及显示，比如我们在汽车上用到的最常见的车辆速度显示和发动机的转速显示，还有在很多的工业控制的过程之中，我们要经常控制电动机和各种主轴的转速，所以我们会想办法测量他们的转速和速度，然后显示出来给我们参考和计算。在当今的测速方法中，重点分为两大类，一类是模拟式的，另一种就是相对前一种更为先进的数字式测量方法。这两种方法均十分常用，只不过是使用的地方有所区别，对于低精度的领域，我们使用模拟式的测速方法比较多，在需要高精度的领域，我们使用量大的还是数字式的方法。数字式的测量方法是随着科技的不断进步发展起来的一种方法，它是通过结合编码器、霍尔原件等测量原件和结合单片机或者微型计算机的计算能力发展出来的一套测速显示方法，由于现在发展的比较快、精度高、测量方便可靠，其淘汰传统的测速方法的趋势愈加显现。

1.1 选题背景和意义

转速在工程系统中拥有着举足轻重的地位。人们为了测量它，发明了许多测量方法。传统的测量方法是利用测速发电机，从而得到转速，这种方法有他自己的弊端，最大的弊端就是它需要另一个电机的加入，无论是从经济性还是可靠性各个方面来看，这都是极其不合理且不划算的一种测速方式，随着现在集成电路的高速发展来看，这个方式已经远远不能胜任现代社会的高速发展，所以新的技术的需求是十分迫切的，从而使得数字测量系统逐渐成为测量转速的主要方式。单片机凭借着价格低廉、易于携带、功能强大等优点，在测量转速领域逐渐得到社会的认可。

霍尔传感器是一种将磁场能转换为电能的装置，这种转换方式被称为“霍尔效应”。霍尔传感器有着反应迅速、工作稳定、容易携带、适应性强等一系列的优势，被广泛地运用在机车控制系统中。

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