(2) 准确性。准确性是指系统工作状态的输出,即测速传感器的输出速度与实际车速的误差应控制在一定范围内,保证系统的准确性。
(3)稳定性。稳定性指系统的工作状态是否稳定,它是一个系统设计的前提,只有在稳定性下才能讨论其他动态性能指标。
2.2 车速传感器的工作原理分析及方案选择
通过查阅书籍和使用网络查询电子资料获知,根据车速传感器输出信号的不同分为以下三种方案:
方案一:磁电式
磁电式车速传感器的输出端子是由两个接线柱,接线柱上缠绕有线圈,当形状为环形的翼轮转动,此时传感器根据感应到转速的快慢,输出端子接线柱里的线圈里会产生对应的交流电压[2]。齿轮组上每个齿轮在经过传感器时都会产生一定的电压信号,齿轮转速越高,测试输出信号的振幅越大,输出信号频率的大小与齿轮转速成正比。
方案二:霍尔式
霍尔式车速传感器是依据霍尔效应原理发明出来,当永久性磁铁和磁极之间的缝隙穿过由中间有孔洞的软磁铁性质构成的转子,磁场可以孔洞里不受影响的穿过,并被对面的传感器接收到,闭合磁路中会有电流通过[3],而在转子其它地方,磁场无法穿过,此时磁场中断,无法产生电流,从某种角度说这种打开或者关闭的方式,它的功能就如同开关的功能一样。
方案三:光电式
光电式车速传感器主要包含带有孔洞的转盘、单向导通特性的发光二极管和光电三极管。它的原理是发光二极管发出的光信号透过转盘上的孔洞被光电三极管感应到,光电三极管接收到的光信号又通过放大器放大,进而产生数字输出信号。转盘上除了孔洞之外论文网,三极管无法感应到输入信号,所以传感器属于静止的状态。光电式车速传感器对油渍或者其他污点非常敏感,而油渍或污点对于发光二极管产生的光透过转盘的干涉影响很大,这会引起三极管接收实际光信号的很大误差,光电式传感器会测速失败[4]。
综上所述,我们选择方案一。
3. 系统硬件设计
3.1 单片机模块
众所周知,单片机发展到今天已经相当成熟,人们在朝着单片机性能更加优越、成本更加经济的方向发展,AT89C51单片机是美国的英特尔公司在20年代八十世纪推出市场的,它目前单片机市场上性能价格比高、兼容性强、品种全的产品,且软硬件应用资料丰富齐全,除此之外,抗干扰性比较好,我们设计的系统采用它作为控制模块[5]。AT89C51的引脚图如图1,它有一个8位的CPU,工作频率采用12MHZ,它包括运算器和控制器两大部分;RAM片内的容量大小为128B,用来存放用于写入或者读取的数据,片外向外拓展容量最大为64KB;ROM是程序存储器,当控制芯片的片内容量为4KB的闪存存储器满足不了使用要求的时候,使用人员可以在芯片外拓展程序存储器;除此之外,中断系统具有5个中断源和2级中断优先权,并且系统软件主程序中可以嵌套两级的中断处理子程序,它很大程度上提高系统的工作效率和实时性。