图1 系统框图

3。系统硬件设计

3。1单片机外围电路设计

STC89C52单片机是新一代产品。相比较之前的产品,运转高速,功耗更低,抗干扰大幅度增强。用户有8K字节的应用程序空间。

STC89C52RC引脚功能说明。

其中40和20引脚都是电源引脚,40引脚为+5V的电源引脚VCC,20引脚则为接地的。XTAL1和XTAL2在这里一般则作为晶体振荡电路的输入输出端。30,29,9,31引脚为4根控制线。P0、P1、P2、P3一共四个八位I/O口线。 数据总线的P0口是32引脚到39引脚。

图2 STC89C52引脚图

图3单片机外围电路的连接图。由于系统采用了STC89C52微控制器,此单片机本身就具有掉电自动复位的功能,可以忽略设计复位电路。在仿真电路中没有晶振电路,实际的硬件电路中是有晶振的。本系统设计采用12MHz的晶振。仿真图中没有霍尔元件可以选择来供模拟,所以我们可以在P3。2接入数字激励源,代替了现实当中的电路中的霍尔传感器。

图3单片机外围电路图

3。2时钟模块设计

有很多种时钟芯片可供选择。目前主流的时钟芯片主要有DS1302、 DS1307、PCF8485、SB2068等等。这些时钟芯片中广泛的采用的就是DS1302时钟芯片,其电路接口比其他的芯片要简单,价格要比其他芯片便宜。最后我们选择DS1302。

DS1302是时钟芯片,所以具有计时的作用。可以对类似电子表一样的功能,具体的年月日,细到秒钟以及星期几。我们可以用单片机来控制时钟芯片DS1302,然后往里面输入时间,这样就可以设置所谓的时间。

引脚的功能为:Vcc1和 Vcc2均是电源引脚。当(Vcc1+0。2V)小于备份电源即VCC2的时候,由备份电源供电,当主电源小于备份电源时,由主电源提供电源。时钟芯片中控制数据的输入与输出是SCLK引脚。输入信号的CE引脚当在读、写数据的时候,必须为高。图4所示DS1302的引脚功能图。

                 

图4 DS1302的引脚分布

图5 DS1302电路图,是系统可以显示具体时间的时钟模块部分。虽然仿真图中的引脚排列与实际的有所不同,但其仿真的功能和实际的都是一样,唯一的差别在于仿真图的排列方式更便于电路的连接。图中的VCC1(引脚1)和VCC2(引脚8)是电源引脚。

图5 DS1302电路连接图

3。3速度模块设计

依据霍尔效应的原理,一般来说霍尔元件就是用半导体材料制成的器件。它具有对磁场比较敏感、结构简单、体积小、稳定性好等一系列优点,所以应用非常广泛。

霍尔传感器测量原理:来自优O尔P论R文T网WWw.YoueRw.com 加QQ7520`18766

第一步,先把转速的问题解决,可以利用单片机来识别脉冲,计算脉冲。所以霍尔器件必不可少,只有在霍尔器件的配合下,才能实现测量转速。上文中我们已经论证过选择霍尔传感器来检测。最重要的是它的体积小吸引了我们,可以方便我们的安装。当然其结构也非常牢固。测量原理如图6所示,我们可以看出当电机转动时,传感器也会被带着去转动,用脉冲计数装置来处理传感器产生的脉冲信号。

图6霍尔传感器测量原理

转速测量方法: 

就目前来说,我们了解的测量转速的方法有许多,对于测量脉冲计数之外的方法并不需要进行深入研究。通过查阅资料得知一共三种测脉冲计数量的方法。M法(测频法)、T法(测周期法)和MPT法(频率周期法)。通过比较本设计的测量原理分析出M法(测频法)最适合我们的测量。由于转速是以单位时间内转数来衡量,在变化过程中多数是有规律的重复运动[1]。我们可以利用霍尔效应原理的方法,将一块带着有磁的东西固定在车子上面,最适合的是永久磁钢。这样当自行车轮子动起来的时候,磁钢也会动,还能保证速度方向一致。所以我们只要在自行车车体的上面安装一个霍尔传感器就行了。通过查询资料知道当车轮转动时,磁钢会从而影响霍尔传感器输出脉冲信号。脉冲信号的周期和电机的转速存在一定关系:

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