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AT89C2051单片机红外线传感器测速数码管

  • 简介:(论文:页数:29 字数:10390 带程序)摘 要:风,是日常生活中经常遇到的现象,随着人类科技知识的不断发展,对风力资源的利用也越来越广泛,怎样测量风的速度和风力等级就成为了一个重要的课题。特别是在航天和风力发电等领域,对风力的测量有十分严格的要求...
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(论文:页数:29 字数:10390 带程序)摘 要:风,是日常生活中经常遇到的现象,随着人类科技知识的不断发展,对风力资源的利用也越来越广泛,怎样测量风的速度和风力等级就成为了一个重要的课题。特别是在航天和风力发电等领域,对风力的测量有十分严格的要求。随着科学技术的不断发展,测量技术越来越先进,由原始的人工测量计算到旋转风杯测量技术,再到采用现代化技术的激光测,超声波以及红外线等各种传感技术来测量;同时,测量的结果越来越精确。在众多测量技术中,以红外线传感器的应用最为广泛和实用,它具有电路设计和安装简单,测量精度高,受外界环境影响少,操作简单,成本低等优点;同时红外线技术是目前比较成熟的传感技术,在很多领域都有广泛的应用;同时红外线传感元件与超声波,激光元件相比下,价格便宜得多,因此比较适合于一般的应用电路设计。
本文在介绍了AT89C2051单片机的性能和特点的基础上,利用红外线传感技术来实现测量风速的功能。在利用红外线遮断测量原理上结合单片机的强大功能,设计出一个既简单容易又有实际功能的风速测量仪器。本设计的目的就是充分利用AT89C2051单片机的资源,在尽量节省成本的基础上实现对外界风速的测量。文中的电路简单易懂,可以扩展其他功能;还分析了设计的思路和具体要注意的问题。
关键词:红外线,红外线传感器,测速,AT89C2051, 数码管

 


目 录
1 前言 1
1.1 概述 1
1.2 研究目的及内容 1
2 设计的基础依据 1
2.1 风速仪的结构原理 1
2.2 红外线风速仪的工作原理 2
3 文献综述 2
3.1 红外线技术应用 2
4 总体方案的确定 3
4.1 方案比较 3
4.1.1 方案1热线风速计 3
4.1.2 方案2 红外风速计 4
4.2 红外风速仪设计方案 5
4.2.1 红外线模块驱动电路 5
4.2.2 显示电路 5
4.2.3 通信电路 6
4.2.3.1 通信的概念 6
5 系统硬件设计及原理 7
5.1 红外线信号采集电路 8
5.2 数码管驱动电路 8
5.3 单片机复位电路 9
5.4 显示电路 10
6 主要芯片介绍 11
6.1 LM393 11
6.2 AT89C2051 12
6.2.1 主要性能参数 12
6.2.2 功能特性概述 13
6.2.3 性能价格比 14
6.3 SN74LS47N 15
7 软件设计 16
7.1 信号检测程序流程图 17
7.2 计数/计时程序流程图 17
7.3 显示流程图 18
8 总结 18
8.1 准备工作 18
8.2 电路焊接 18
8.3 电路调试 19
8.4 程序编译 19
8.5 功能简介 19
致谢 20
参考文献 21
附录一 元件清单 23
附录二 电路原理图 24
附录三 程序清单 25


1 前言
1.1 概述
风的速度是日常生活中经常用到的变量,在生活,生产中都有重要的应用意义。测量风速的仪器主要是风速仪,其中以热膜测量法最为广泛,其次是用红外线模块测量法。由于红外线模块测量技术造价便宜,方法简单,电路容易实现而广泛应用于民用。红外线测量法就是利用红外线发射对管对由风力所驱动的扇叶的转速进行测量,在国际标准的转换下,把扇叶的转速转换成风的速度。它是把扇叶不断的经过红外线发射和接受模块之间所产生的脉冲信号转化为十进制数值,再根据国际标准的转换系数转换为以米每秒为单位的风力速度。因此,通过用单片机计算处理红外线模块传来的信号就能测量出风的速度。
由此可见,对红外线模块的信号进行计数和处理就能得到我们想要的风力的等级和风的速度。
1.2 研究目的及内容
单片机和一般的数字和模拟芯片相比有着强大的功能,而且编程简单,因此利用单片机来处理红外线模块所产生的脉冲信号十分理想;同时单片机还可以进行数值转换和驱动数码管显示数值,实现了系统的多功能化。本设计的研究目的就是利用常见的元器件设计一个基于单片机的风速仪,对一定范围内的风力进行速度测量。本设计可以通过对风力采集器-带有扇叶的风轮所产生的信号的计算和处理,得到当前外界的风力速度。还能根据不同的转换系数,转换风力表示为米每秒或者是等级表示。本系统造价便宜,电路简单,操作容易,能广泛应用于民用。

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