基于单片机mcs-51数显式速度测量系统的设计与实现

摘要 本文主要探讨了基于MCS-51单片机的智能数字速度测量系统的构建，该系统用于实时测量车辆的速度并以数字形式显示。硬件设计包括转速系统的选取，特别是采用了OPTR光断续器作为测速信号源，当车轮转动时，光断续器会产生感应信号，这些信号经过转换后送入单片机进行处理，最终在四位数码管上显示实际速度。软件设计部分，利用KEIL μVision3进行程序开发和调试，采用M法进行测量。 正文 1. 数字测速系统的硬件设计 1.1 项目概述 基于MCS-51单片机的数字测速系统旨在提供一种精确且直观的车辆速度测量解决方案。AT89S51单片机是整个系统的控制中心，负责接收、处理来自OPTR光断续器的信号，并完成速度计算和结果显示。光断续器是一种非接触式传感器，能够可靠地检测到车轮的转动，无需物理接触，降低了磨损和误报的可能性。 1.2 转速系统选择 选择OPTR光断续器作为测速仪的信号源是因为其对环境干扰的抗性强，响应速度快，能准确捕捉到车轮转动的瞬间。当车轮上的标记（如辐条）遮挡光线时，光断续器会输出脉冲信号，脉冲频率与车轮转速成正比。 1.3 硬件电路设计 硬件设计中，需要将OPTR光断续器的输出连接到单片机的输入端口，通过中断或定时器捕获脉冲信号。单片机内部的计数器可以用来计算脉冲的数量，进而推算出速度。此外，还需要设计驱动电路来驱动四位数码管，用于实时显示速度值。 2. 软件设计 2.1 程序设计 软件部分主要任务是处理来自光断续器的信号，计算速度，并驱动数码管显示。在KEIL μVision3环境下，使用汇编语言或C语言编程，实现中断服务程序，用于捕捉脉冲信号；同时，编写主循环程序，负责速度计算和数码管显示更新。 2.2 测量方法 在本设计中，采用M法测量，即通过计算两个连续脉冲间隔的时间来确定速度。单片机在接收到脉冲时启动定时器，下一次脉冲到来时停止定时器，计算出的时间差乘以预设的参数（如轮胎周长）即可得到车辆在该时间段内的行驶距离，进一步计算出速度。 3. 系统调试与优化 系统完成后，通过KEIL μVision3进行软件调试，确保每个功能模块正常工作。实际测试中，对测量结果进行分析和比较，针对误差进行校正，提出改进方案，以提高测量精度和稳定性。 关键词：单片机；转速测量；OPTR光断续器；软件设计 总结 本论文详细介绍了基于MCS-51单片机的数显式速度测量系统的设计与实现过程，从硬件选择、信号处理到软件开发，全面展示了系统的工作原理和实现细节。通过这种设计，可以实现对车辆速度的实时、精确测量，为交通监控、车辆安全等领域提供了实用的技术支持。