智能测速系统-电气毕业论文.doc

设计题目：智能测速系统班 级： 电气0901 姓 名： 陈智慧 学 号： 23 号 指导老师： 程 秀 玲 2012年 04 月 航空电子电气工程系 2012-051长沙航空职业技术学院摘 要随着科技的飞速发展，计算机应用技术日益渗透到社会生产生活的各个领域，而单片机的应用则起到了举足轻重的作用。并带动传统控制检测技术不断更新。而测速就是一个很典型的例子，它跟我们的生活生产息息相关。传统的车速测量是通过软轴传动表来实现的，而现在基本都是利用LED和LCD实时进行数字显示的。这不仅克服了传统测速的不足，同时还保证了测量的精度。本次设计中我们是以AT89S52为核心，利用单片机的控制功能来实现测转速进而利用单片机来计算速度。该方案中利用了LCD显示模块和霍尔传感器，因此在确保测量精度的基础上节约了系统资源减少了该系统的外围设备，同时也简化了编程。这就体现了该设计方案的简单、可靠的优点。关键字：AT89S52单片机、霍尔传感器、BS18B20温度传感、LCD显示AbstractWith the rapid development of science and technology, computer application technology is increasingly permeating all areas of life in social production, and SCM applications has played a pivotal role. And promote the traditional control detection technology constantly updated. The tachometer is a very typical example, production is closely related to it with our lives. The speed measurement is achieved through the flexible shaft drive table, and now are basically the use of LED and LCD in real time digital display. This is not only to overcome the deficiencies of the traditional tachometer, but also to ensure the accuracy of measurement. The design is based on AT89S52 as the core, the MCU control functions to achieve the measured speed and then use the microcontroller to calculate the speed. The program using the LCD display module and the Hall sensor, on the basis of ensuring measurement accuracy, saving system resources to reduce the systems peripherals, but also simplifies the programming. This reflects the simple, reliable and advantages of the design.Keywords: AT89S52 microcontroller, the Hall sensor, BS18B20 temperature sensor, LCD display 目 录摘 要1Abstract2第一章 绪 论51.1 智能测速系统的意义51.2 智能测速系统的设计目的61.3 设计要求6第二章 方案论证与系统结构62.1 方案论证72.1.1 单片机芯片72.1.2测速传感器72.1.3 温度传感器102.1.4显示模块112.1.5 方案确定122.2 系统结构12第三章 硬件模块设计介绍133.1 AT89S52单片机功能介绍133.1.1 AT89S52主要功能133.1.2 AT89S52各引脚功能介绍：143.1.3 中断源183.2测速模块设计233.2.1 霍尔测速的方法243.2.2 霍尔传感器的工作原理243.2.3 霍尔传感器与单片机应用253.3 温度测量模块介绍273.3.1 DS18B20的主要特征：283.3.2 DS18B20引脚结构图及其功能描述283.3.3 DS18B20内部结构293.3.4 DS18B20接口电路和工作时序333.4 1602液晶显示模块363.4.1 LCD1062的管脚功能363.4.2 LCD1602基本操作时序373.4.3 LCD1602的指令设置373.4.4 LCD1602与单片机的连接图38第四章流程图及数据处理384.1 流程图384.1.1系统速度测量流程图384.1.2 系统温度测量流程图404.1.3系统显示模块流程图414.2数据处理42第五章系统软件仿真435.1 Proteus仿真图435.2误差分析43第六章总 结44致 谢45参考文献46附录1 系统C语言程序47第一章 绪 论1.1 智能测速系统的意义速度测量是一个是社会生产和日常生活中重要的检测和控制对象。同时也涉及到了军事科技中。然而测速大都是通过测转速来测得，我们都知道在测速的方法有很多，传统的测速主要机械式的。例如传统的机械式车速表是由旋转磁场作用于转动盘，使转动盘连同车速表指针发生同向的偏转。当电磁转矩与弹簧产生的阻力矩平衡时，指针偏转停留在某一角度上。因而可用其表示车速。机械式车速表的缺陷是明显的。由于表盘指针偏转程度正比于软轴的转动时产生的磁力，当转速较低的时候，磁力较小，随转速变化波动较大。因此，低速时车速表指针摆动剧烈、测量及显示精度不高。对于发动机后置的车辆，要将车速表指针的偏转动力由变速箱经软轴等传至驾驶室，软轴必然布置的较长，如何将这种长长的转动软轴从结构上布置妥当，肯定是一件十分困难的事情。后来人们又利用模拟技术来测速，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低，这种测速虽然有了很大的改进，但是还不是很精确。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，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。这不仅使得机械简单化，更是提高了检测精度。目前随着我国城市规模的迅速扩大及农村道路的日益改善，长期依靠脚踏自行车的人们将会把目标转向电动自行车，对电动自行车需求也会越来越大。人们对环境的关注以及相关技术的更新，有力地促进了电动自行车的发展。1.2 智能测速系统的设计目的本次设计通过AT89S52单片机芯片，并以霍尔传感器和美国MAXIM/DALLAS半导体公司的单总线温度传感器DS18B20为核心，将采集到的数据送入单片机处理，经过单片机内部将温度和转速数据的计算处理后再送到LCD中进行显示。通过单片机的不断刷新数据，进而达到了对速度和温度进行实时采集显示。通过本系统分为硬件和软件两个部分，硬件部分由四个部分组成，即单片机最小系统模块、温度采集模块、速度测试模块以及显示部分组成，所用的的软件有KEIL 编程软件、proteus仿真软件以及DXP 2004.除了达到本次论文设计要求外，最重要的目的是通过对各模块的分析以及对各软件使用起到巩固作用。 第二章 系统功能分析2.1 系统功能概述系统功能：本次系统主要是通过通过单片机来实现控制要求的，通过温度传感器的单总线和单片机通信从而读取所测温度。霍尔传感器测转速发送脉冲给单片机，通过定时器和计数器共同处理的结果下，算出实时的速度，从而通过显示模块显示出来。系统的应用：该系统主要用于一些需要测速度的场合，对于科技日益发展的今天，车辆也是越来越多，在人们倡导低碳的环保大环境下，电动车也是日益增多，该系统设计主要是用于自行车和电动车上，可以直观的显示实时速度和气候的温度。给人们的生活带来方便。因此该系统具有一定的发展前景。2.2 系统设计方案 根据系统的要求，将系统主要分为测温模块、测速模块、cpu处理模块和显示模块。在测温模块中，通过传感器的单总线和单片机实行通信检测温度。测速模块通过测转速，经过一定的公式来换算成测速度，这种方法简单而实用。显示模块主要是进行一个实时的将单片机内部处理的数据实时的更新显示出来。 系统设计模块组成图 ：温度传感器单 片 机 LCD显示电路速度传感器 设计的内容： 温度测量系统：1、能够实现温度测量2、用液晶显示器显示3、做实物测速系统: 1、能够测量速度 2、用液晶显示器显示3、做实物第三章 硬件模块设计3.1 方案论证 根据设计要求确定了系统的设计方案，接下来选择各个模块的器件选择也是至关重要的，因为一个好的系统必须要有一个好的硬件设备才能发挥系统的优势。3.1.1 单片机芯片 单片机的种类比较多，世界上不同的国家的很多芯片厂商都生产不同的单片机，如生产的AT89C51、AT89S51、52等，Philips（飞利浦）公司的P80C54、P87C528等，Intel（英特尔）公司的i87C58、i87C51FC等,Siemens（西门子）公司的C501-1R、C513A-H等，STC公司的STC89C51RC、STC89S52RC等等。而且单片机有8位、16位以及32位的，但是目前应用最广的还是8位的单片机。本次设计中我从对芯片的熟悉程度和成本的两个角度考虑，确定了选择Atmel公司的AT89S52作为本次设计的单片机芯片。3.1.2 测速传感器 方案一：旋转编码器旋转编码器具有无触点、高转速、高分辨率、安全可靠性高等优点。旋转编码器有两种分为光电式和磁电式。光电编码器的工作原理与光电传感器类似，内部由光电传感器、信号处理电路、码盘等组成。它在使用时必须要用联轴器将它的轴和被测对象的转轴连接起来才能获得多种输出信号。利用它来测速的原理就是当被测对象旋转一定距离就发出一个脉冲信号从而达到测速的目的。旋转编码器一般广泛用在工业生产中，如数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达和军事科研等高精度的领域。以下图3-1是深圳市华瑾光电科技公司产的光电编码器的一种产品 图 3-1 方案二：光电传感器 光电传感器是应用非常广泛的一种器件，根据用的不同场合，一般都会做成不同的形式，如透射式、反射式等。红外对管就是一个典型代表。光电传感器主要是由一个发射管和一个光敏接受管组成，工作的基本原理就是当发射管光照射到接收管时，接收管导通，反之关断。以透射式为例，如图3-2所示，当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时，开关管关断，否则打开。为此为了达到测速的目的我们可以制作一个遮光叶片如图3-3所示，安装在被测对象的转轴上，当扇叶经过时，产生脉冲信号。当叶片数较多时，旋转一周可以获得多个脉冲信号。通过规定时间内的脉冲个数我们可以计算被测对象的速度。图3-2 光电传感器的原理图图3-3 遮光叶片 方案三：霍尔传感器 霍尔传感器是一种对磁敏感的传感元件，只对磁极的S极有效，只有S极的磁场达到霍尔传感器的工作点它就会产生一个脉冲信号。典型应用于无触点开关、 汽车点火器、 刹车电路、 位置转速检测与控制、 安全报警装置和纺织控制系统等。霍尔传感器是一个3端器件,外形与三极管相似,只要接上电源和地,即可工作,输出通常是集电极开路(OC)门输出,工作电压范围宽，使用非常方便。霍尔传感器能在很多场合都能可靠工作，不怕灰尘和油污等，被广泛用于工业现场。为了实现测速我们要选择开关型的霍尔器件，常用的型号有CS3020、CS3040、A04E、A44E等。图3-4是霍尔传感器A04E。图3-5 A44E 霍尔传感器实物图3-4 A04E的实物图图3-5 A44E 霍尔传感器实物 测速系统使用开关型霍尔传感器来获取脉冲数，可以使得机械上的设计变的较为简单，利用它的工作原理，我们可以在被测对象进行一个简单的处理，这里我就一车轮为例，在车轮上加上一粒磁钢，确保车轮每一圈都能使磁钢感应到霍尔传感器，这样就能得一圈就可获得一个脉冲，如果想一圈获得多个脉冲的话，我们就可以在车轮上多加几粒磁钢就可以获得多个脉冲。通过脉冲处理我们可以测得被测物体速度和里程。 综合考虑三个方案，旋转编码器价格昂贵，而红外对管则对环境的要求比较高，因为光敏电阻在有油污、泥水和灰尘的场所会影响它的正常工作。因此光电传感器也不适合装在车轮上进行使用。霍尔传感器价格便宜，且具有体积小、安装方便、灵敏度高、响应速度快、温度性能好、精确度高、可靠性高等特点。即使在有灰尘、油污、泥水的恶劣环境下也可以正常工作。也能很好地满足车轮测速和系统设计的需要。所以本次设计选择方案三霍尔传感器。型号为A44E。3.1.3 温度传感器 方案一：采用热敏电阻可满足测温要求，但热敏电阻精度低，重复性和可靠性较差，对于精度要求较高的测温不适用，而且采用热敏电阻要求复杂的电路和算法，增加了设计复杂程度。方案二：采用专用的集成温度传感器（如AD590、LM35/LM45）和数字化温度传感器如DS18B20、测温，数字化温度传感器具有接口简单、直接数字量输出、精确度高等优点。DS18B20是DALLAS公司的最新单线数字温度传感器，它是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，它的测量温度范围为55125，在1085范围内，精度为0.5，现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等，DS18B20支持35.5V的电压范围，使系统设计更灵活、更方便、更便宜、体积更小。DS18B20可以程序设定912位的分辨率，精度为0.5，分辨率设定及用户设定的报警温度存储在E2PROM中，掉电后依然保存。因此，本方案选用DS18B20作为温度测量传感器。从精度方面和计算方面来考虑本次选择DS18B20作为本次的温度采集芯片。3.1.4 显示模块方案一：数码管显示 数码管分为共阴极数码管和共阳极数码管两种，其结构简单，成本低廉，实用性强，应用广泛。数码管的亮度高，控制简单。我们主要是利用数码管的动态扫描显示来实现我们的显示要求，但数码只能显示0-9和几个固定的字母其余的都不能显示这就是它的不足。数码管具有很搞得清晰度即使的在阳光下也会保持一定的清晰度。在一些的特定场合数码管用的比较多。方案二：液晶显示液晶显示器的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面并配合背部灯管构成画面。液晶具有体积小、功耗低、显示操作简单。但有一个不足的地方就是其使用的温度范围很窄，通用型液晶正常工作的温度范围为0度到+55即使是宽温级液晶，其正常工作温度范围为-20到+70度。就液晶1602而言每行能显示16个字符，一共可以显示两行的，能显示ASCII码字符，如数字、大小写字母等。本次设计中因要考虑要显示温度和转速以及里程和节约单片机的I/O口减少外围设备的角度，选择使用液晶显示，根据自己对1602的熟悉程度选用1602液晶。下图3-6为1602液晶实物图图3-6 1602液晶实物图3.1.5 硬件设计方案确定 方案最终决定CPU选用AT89S52为控制芯片，测速选用霍尔传感器，测温选用DS18B20温度传感器，显示模块选用1602液晶显示。 系统结构图：如图3-7 温度采集AT89S52 主机显示模块速度采集电源时钟电路按键电路 图3-73.2 AT89S52单片机功能介绍AT89S52为 ATMEL 所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flsah存储器。AT89S52主要功能：1、拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash2、晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至 12MHz）3、内部程序存储器（ROM）为 8KB4、内部数据存储器（RAM）为 256字节5、32 个可编程I/O 口线6、8 个中断向量源7、三个 16 位定时器/计数器8、三级加密程序存储器9、全双工UART串行通道AT89S52各引脚功能介绍：简图如下3-8 图3-81）主电源引脚Vss和VccVCC（40脚）：AT89S52电源正端输入，接+5V。VSS（20脚）：电源地端。2）外部晶振引脚XTAL1和XTAL2XTAL1（18脚）：单芯片系统时钟的反相放大器输入端。XTAL2（19脚）：系统时钟的反相放大器输出端。AT89S52内部有一个时钟振荡电路，一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶振和电容组成并联谐振回路，与内部振荡电路就产生自激振荡。如下图所示，晶振可以再1.2-12MHz之间选择，此外在两引脚与地之间加入电容值可以在5-30PF之间选择。电容的大小可起到频率微调，使系统更稳定，避免噪声干扰而死机的作用。XTAL1XTAL2C1C2晶振 图3-93)复位引脚RST/VpdRESET/Vpd（9脚）：AT89S52的重置引脚，高电平动作，当要对芯片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S52便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。在VCC掉电期间，此引脚可接上备用电源，由Vpd向内部提供备用电源，以保持内部RAM中的数据。常用的复位电路如下图所示。RSTSm22u10k104+VCC 图3-104）EA/VppEA/Vpp（31脚）：EA为英文External Access的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。当EA/Vpp为高电平时，访问内部程序存储器。5）ALE/PROGALE/PROG（30脚）：ALE是英文Address Latch Enable的缩写，表示地址锁存器启用信号。AT89S52可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器（如74LS373），将端口0的地址总线（A0A7）锁进锁存器中，因为AT89S52是以多工的方式送出地址及数据。平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。此外在烧录8751程序代码时，此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。6）/PSEN/PSEN（29脚）：此为Program Store Enable的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时（EA=0），会送出此信号以便取得程序代码，通常这支脚是接到EPROM的OE脚。AT89S52可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。7）PORT0（P0.0P0.7）PORT0（P0.0P0.7）(32-39脚)：端口0是一个8位宽的开路汲极（Open Drain）双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推。其他三个I/O端口（P1、P2、P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。如果当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），P0就以多工方式提供地址总线（A0A7）及数据总线（D0D7）。设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0A7，再配合端口2所送出的A8A15合成一完整的16位地址总线，而定址到64K的外部存储器空间。8）PORT2（P2.0P2.7）PORT2（P2.0P2.7）（21-28脚）：端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口，每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载，若将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。P2除了当做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节A8A15，这个时候P2便不能当做I/O来使用了。9）PORT1（P1.0P1.7）PORT1（P1.0P1.7）（1-8脚）：端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载，同样地若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。如果是使用8052或是8032的话，P1.0又当做定时器2的外部脉冲输入脚，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中断输入的触发脚位。10）PORT3（P3.0P3.7）PORT3（P3.0P3.7）（10-17脚）：端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个TTL负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。其引脚分配如下：P3.0：RXD，串行通信输入。P3.1：TXD，串行通信输出。P3.2：INT0，外部中断0输入。P3.3：INT1，外部中断1输入。P3.4：T0，计时计数器0输入。P3.5：T1，计时计数器1输入。P3.6：WR：外部数据存储器的写入信号。P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号。中断源介绍： 中断时为使用单片机具有对外部或内部随机发生的时间实时处理而设置的，中断功能的存在，很大程度上提高了单片机的处理外部或内部时间的能力。AT89S52单片机有6个中断源，它们的符号、名称及产生的条件分别解释如下：INT0：外部中断0，由P3.2端口线引入，低电平或下降沿引起。INT1：外部中断1，由P3.3端口线引入，低电平或下降沿引起。T0:定时器/计数器0中断，由T0计数器计满回零引起。T1:定时器/计数器1中断，由T1计数器计满回零引起。T2:定时器/计数器2中断，由T2计数器计满回零引起。TI/RI:串行口中断，串行端口完成一帧字符发送/接收后引起。以上6个中断源中，T2是52单片机特有的，它们默认中断级别如下：中断源中断级别序号（C语言用）入口地址（汇编）INT0外部中断0最高00003HT0定时器/计数器0中断第21000BHINT1外部中断1第320013HT1定时器/计数器1中断第43001BHTI/RI串行口中断第540023HT2定时器/计数器2中断最低5002BH 表3.1.1 52单片机中断级别 1）中断允许寄存器IE 中断允许寄存器用来设定各个中断源的打开和关闭，IE在特殊功能寄存器中，字节地址为A8H，位地址（由地位到高位）分别是A8HAFH，该寄存器可进行位寻址，即可对该寄存器的每位进行单独操作。单片机复位时IE全部被清0.各定义见下表3.1.2：表3.1.2 中断允许寄存器IE位序号D7D6D5D4D3D2D1D0位符号EA-ET2ESET1EX1ET0EX0地址AFH-ADHACHABHAAHA9HA8HEA全局中断允许位EA=1，打开全局中断控制，在此条件下，由各个中断控制位确定相应中断打开和关闭。EA=0，关闭全部中断。 - ，无效位ET2定时器/计数器2中断允许位ET2=1，打开T2中断。ET2=0，关闭T2中断。ES串行口中断允许位ES=1,打开串行口中断ES=0,关闭串行口中断ET1定时器/计数器1中断允许位ET1=1，打开T1中断。ET1=0，关闭T1中断。EX1外部中断1中断允许位EX1=1,打开外部中断1中断EX1=0,关闭外部中断1中断ET0定时器/计数器0中断允许位ET0=1，打开T0中断。ET0=0，关闭T0中断。EX0外部中断0中断允许位EX0=1,打开外部中断0中断EX0=0,关闭外部中断0中断2）中断优先级寄存器IP中断优先级寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为B8H，位地址（由低位到高位）分别是B8H-BFH，IP用来设定各个中断源属于两级中断中哪一级。该寄存器可进行位寻址，即可对该寄存器的每一位进行单独操作。单片机复位时IP全部被清0，各位定义见表3.1.3：表3.1.3中断优先级寄存器IP位序号D7D6D5D4D3D2D1D0位符号-PSPT1PX1PT0PX0位地址-BCHBBHBAHB9HB8HPS串行口中断优先级控制位PS=1，串行口中断定义为高优先级中断。PS=0，串行口中断定义为低优先级中断。PT1定时器/计数器1中断优先级控制位PT1=1，定时器/计数器1中断定义为高优先级中断。PT1=0，定时器/计数器1中断定义为低优先级中断。PX1外部中断1中断优先级控制位PX1=1，外部中断1定义为高优先级中断。PX1=0，外部中断1定义为低优先级中断。PT0定时器/计数器0中断优先级控制位PT0=1，定时器/计数器0中断定义为高优先级中断。PT0=0，定时器/计数器0中断定义为低优先级中断。PX0外部中断0中断优先级控制位PX0=1，外部中断0定义为高优先级中断。PX0=0，外部中断0定义为低优先级中断。3）定时器/计数器工作方式寄存器TMOD 定时器/计数器工作方式寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为89H，不能位寻址，TMOD用来确定定时器的工作方式及功能选择。单片机复位时TMOD全部被清0。其各位的定义如表3.1.4：表3.1.4 定时器/计数器工作方式寄存器TMOD位序号D7D6D5D4D3D2D1D0位符号GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0定时器1定时器0由表3.1.4可知，TMOD的高4位用于设置定时器1，低4位用来设置定时器0。对应4位的含义如下：GATE门控制位GATE=0，定时器/计数器启动与停止仅受TCON寄存器中TRX（X=0,1）来控制。GATE=1，定时器/计数器启动与停止由TCON寄存器中TRX（X=0,1）和外部中断引脚（INT0和INT1）上的电平状态来共同控制。C/T定时器模式和计数器模式选择位C/T=1，为计数器模式；C/T=0，为定时器模式。M1M0工作方式选择位每个定时器/计数器都有4种工作方式，它们由M1M0设定，对应关系表3.1.5：表3.1.5 定时器/计数器的4种工作方式M1M0 工作方式00方式0，为13位定时器/计数器01方式1，为16位定时器/计数器10方式2，8位初值自动重装的8位定时器/计数器11方式3，仅适用于T0，分成两个8位计数器，T1停止计数4) 定时器/计数器控制寄存器TCON定时器/计数器控制寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为88H，位地址（由低位到高位）分别是88H-8FH，该寄存器可进行位寻址。TCON寄存器用来控制定时器的启、停，标志定时器溢出和中断情况。单片机复位时TCON全部被清0。其各位定义如表3.1.6.其中TF1、TR1、TF0和TR0位用于定时器/计数器；IE1、IT1、IE0和IT0用于外部中断。表3.1.6 定时器/计数器控制寄存器TCON位序号D7D6D5D4D3D2D1D0位符号TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTF1定时器1溢出标志位当定时器1计满溢出时，由硬件使TF1置1，并且申请中断。进入中断服务程序后，由硬件自动清0。需要注意的是，如果使用定时器的中断，那么该位完全不用人为去操作但是如果使用软件查询方式的话，当查询到该位置1后，就需要用软件清0。TR1定时器1运行控制位由软件清0关闭定时器1。当GATE=1，且INT1为高电平时，TR1置1启动定时器1；当GATE=0，TR1置1启动定时器1；TF0定时器0溢出标志其功能及操作方法同TF1。TR0定时器0运行控制位其功能及操作方法同TR1。IE1外部中断1请求标志当IT1=0时，位电平触发方式，每个机器周期的S5P2采样INT1引脚，若INT1脚位低电平，则置1，否则IE1清0.当IT1=1时，INT1位跳变沿触发方式，当第一个机械周期采样到INT1位低电平时，则IE1=1，表示外部中断1正在向CPU申请中断。当CPU响应中断，转向中断服务程序时，该位由硬件清0。IT1外部中断1触发方式位IT1=0，为电平触发方式，引脚INT1上低电平有效。IT1=1，为跳变沿触发方式，应缴INT1上的电平从高到低的负跳变有效。IE0外部中断0请求标志其功能及操作方法同IE1。IT0外部中断0触发方式选择位。 其功能及操作方法同IT1。3.3 测速模块设计3.3.1 霍尔测速的方法 在科技发展的今天测速已广泛应用在人们的生产生活。过去人们是通过轴的连接利用机械比来换算来测得速度，因为人们对精度的要求越来越高，现在主要是根据脉冲测速，本系统设计就是利用脉冲来测速的。脉冲测速最典型的方法有测频率(M法)和测周期(T法)。 M测速法是利用一段固定时间间隔内霍尔传感器产生的脉冲数来确定转速。T测速法是通过测量霍尔传感器产生的两个相邻脉冲的时间间隔，即脉冲周期来确定转速。本系统设计主要是利用A44E霍尔传感器采用M法来测速的。 本设计系统中的计算速度的计算公式： V=(2/z) f 式中r转盘半径；z磁粒数量；f转速脉冲频率。对于确定的系统，2z为常数，所以车速计算的误差分析转换成转速输出脉冲频率的误差分析。3.3.2 霍尔传感器的工作原理 A44E芯片属于开关型的霍尔器件,其工作电压范围比较宽(4.518 V) ,其输出的信号符合 TTL 电平标准可以直接接到单片机的 I/ O 端口上,而且其最高检测频率可达到1 MHz。A44E霍尔开关集成电路应用霍尔效应原理,采用半导体集成技术制造的磁敏电路,它是由电压调整器、 霍尔电压发生器、 差分放大器、 史密特触发器,温度补偿电路和集电极开路的输出级组成的磁敏传感电路,其输入为磁感应强度,输出是一个数字电压信号。下图3-11为开关型霍尔传感器的内部结构。图3-12为霍尔效应原理图 图3-11开关型霍尔传感器结构图 图3-12 霍尔效应原理图霍尔传感器的工作原理：当输入电压Uc经稳压器稳压后加在霍尔片的两端，由霍尔效应原理得知，当霍尔片处在磁场中时，霍尔电势发生器就会有一个霍尔电压UH输出，再经放大器放大后，送至施密特触发器整形，当施加的磁场达到该器件的工作点时，施密特电路翻转，使OC门开关。3.3.3 霍尔传感器与单片机应用 霍尔传感器 A44E芯片的引脚接线图见图3-13 所示。 图3-13 引脚1 是电源 V cc ,引脚 2 是地 GND ,引脚 3 是输出OUT。霍尔器件的工作电压不得超过规定的 V cc ,大部分霍尔开关均为OC 输出。因此,输出应接负载电阻,其数值值取决于负载电流的大小,不得超负载使用。A44E的磁输入检测：A44E的磁输入为单极磁场,即施加磁场的方式是改变磁铁和 A44E之间的距离。判定磁铁极性方法是:把磁铁的两个极分别靠近 A44E 的正面,当其 OUT引脚电平由高变低时即为正确的安装位置,如图3-14所示。 图3-14A44E 只对磁铁的 S 级有响应而对 N极没有丝毫响应。安装时一定要让磁铁的 S极对准 A44E的反应传感区。 图3-15 霍尔传感器A44E的输出特性由图3-15可知，当外加的磁感应强度超过动作点Bop时，传感器输出低电平，但磁感应强度降到动作点Bop以下时，传感器输出电平不变，一直要降到释放点BRE时，传感器才由低电平跃变为高电平。Bop与Bre之间的滞后(或称为回差)使开关动作更为可靠。 图3-16为霍尔传感器测速简易图 图3-16A44E与单片机硬件电路连接。（如下图3-17所示） 图3-173.4 温度测量模块介绍温度传感器的种类众多，在应用与高精度、高可靠性的场合时DALLAS（达拉斯）公司生产的DS18B20温度传感器当仁不让。超小的体积，超低的硬件开消，抗干扰能力强，精度高，附加功能强，与传统的热敏电阻