感測器課程設計颱風監測

感測器課程設計報告

颱風監測

目錄前言 3

1設計思路 4

2感測器選擇： 4

3模具製作： 8

3.1 材料 8

3.2設計模板 8

4程式設計： 10

4.1設計思路 10

4.2主程式（stc89c52） 11

4.1.1程式框圖： 11

4.2.2主程式原** 11

4.3中斷程式 13

4.3.1中斷程式流程圖 13

4.3.2中斷程式源** 13

4.4 lcd1602程式 14

4.4.1 lcd1602硬體原理 14

4.4.2顯示流程圖 17

4.4.3顯示驅動程式 17

5.設計硬體 24

5.1時鐘電路 24

5.2 復位電路 24

5.3 lcd1602電路 25

5.4整體硬體原理圖： 26

5.5 pcb原理圖 26

6.總結 27

基於at89c52的颱風風速測量

模具製作與軟體程式設計

近年來，在全球氣候變暖背景下，全球高影響颱風事件頻發，災害影響et趨嚴重。在我國，以登陸颱風為代表的極端天氣事件呈明顯增多的趨勢，登陸颱風的平均強度明顯增強、強颱風數量明顯增多，颱風登陸時間更加集中、登陸季節明顯縮短。隨著近年來高大建築物的增多，對於颱風等自然災害對其影響的問題逐漸顯現，抗風減災成為乙個熱門的研究課題，從而需要專門針對高大建築物的監測系統來實現安全監測任務。

風是大自然普遍存在的，而風這一定義的出現以及開始進行測量則是有很久的歷史，在奴隸社會初期，我國的人們就開始進行簡單的測量以及判斷，只是那個時候的測量方法是通過旗幟來判斷的，一旗幟飄揚的方向以及平率來進行判斷風向風速，這種方法只能進行簡單的判斷，而在東漢的進一步發展將風向風速的測量有一定的發展，但是在進行測量的時候依舊是只能進行判斷，而無法得出準確的值,但是現在使用感測器來進行測量就能夠了解到某一時刻的準確的風向風速，同時還能進行計算某一段的風向風速的平均值。目前，在工農業生產領域，工廠的自動流水生產線，全自動加工裝置，都大量地採用了各種各樣的感測器，它們在合理化地進行生產，減輕人們的勞動強度，避免有害的作業發揮了巨大的作用。在軍事國防領域，各種偵測裝置，紅外夜視探測，雷達跟蹤、**的精確制導，沒有感測器是難以實現的。

在航空航天領域，空中管制、導航、飛機的飛行管理和自動駕駛，儀表著陸盲降系統，都需要感測器。人造衛星的遙感遙測都與感測器緊密相關。沒有感測器，要實現這樣的功能那是不可能的。

國內外使用的感測器及其部件大多以機械的為主，此類感測器一般是體積大，測量精度不高，響應時間長，靈敏度低，**昂貴。而且，它們的電路複雜，占用面積大。為了使感測器的測量精度，穩定性和可靠性都較高，同時避免繁瑣的機械傳動，感測器的研究方向已經向著小型化，低功耗，整合化，智慧型化方向發展。

1設計思路

本文針對風杯的轉速進行測量，以微控制器為核心對光電開關產生的數碼訊號進行運算，從而測得的轉速，然後用1602lcd液晶顯示屏把轉動頻率顯示出來。即通過光電開關將轉動的頻率轉換成0，1的數字量，只要轉軸每旋轉一周，產生乙個或固定的多個脈衝，並將脈衝送入微控制器中進行計數和計算，就可獲得轉速的資訊，從而計算風速的大小。

風杯式風速計：

它是最常見的一種風速計。轉杯式風速計最早由英國魯賓孫發明(1846)，當時是四杯,後來改用三杯。三個互成120 度固定在架上的拋物形或半球形的空杯都順一面，整個架子連同風杯裝在乙個可以自由轉動的軸上。

在風力的作用下風盃繞軸旋轉，其轉速正比於風速。轉速可以用電觸點、測速發電機或光電計數器等記錄。當風杯轉動時，通過主軸帶動多齒轉盤旋轉，使下面光敏三極體接收上面發光二極體照射下來的光線，處於導通或截止狀態，形成與風杯轉速成正比的頻率訊號，通過計數器計數，換算後得到實際風速值。

結構框圖：

這種光電感測器工作原理是將砷化鎵紅外發光管和矽光敏三極體裝在中間帶槽的支架上，當槽內無物體是，砷化鎵發光管發出的光直接照在矽光敏三極體的視窗上，從而產生大的電流輸出，當有物體經過槽內則擋住光線，光敏管無輸出，這樣可以識別物體的有無。

本設計用的槽式光電開關感測器紅線是接電源，與藍線之間接乙個上拉電阻來驅動三極體集電極，集電極輸出級黃線，二極體正相接電源導通，二極體負相和三極體發射極接地就是黑線。

感測器內部電路示意圖

輸出波形

外部尺寸

硬紙板（風杯的主幹與風杯主材料）、電機**軸）、木條（固定風杯與感測器）

風杯測風速是一種較常見的測風速方式，輸入部分一般由3~4個半球形或拋物錐形的空心杯殼組成，杯殼固定在互成120度角的三叉星形支架上或互成90度角的十字星之家的登場旋臂上。

杯的凹面順著同一方向排列，整個橫架則固定在能旋轉的垂直軸上。由於凹面和凸面所受的風的壓力不相等，風杯在受到扭力作用時開始旋轉，它的轉速與風速呈一定關係。當風杯轉動時，通過轉盤下面的光電感測器測出轉速，從而能測出風速。

本次課程設計前期我們買了乙個fy-fs風速感測器，就是乙個三杯式感測器，內建有光電感測器，但預驗收時被要求改，所以我們用硬卡紙和電機轉軸做了了乙個風杯的模型。

風杯引數：風杯的半徑3.5cm,風杯到轉軸的距離為7cm，底部刻度盤的半徑為3.5cm，有16個齒。

上圖為主幹與風杯的設計，風杆加入木條固定。

因選用槽型透射式光電開關式感測器進行資料的採集，所以採集到的訊號為數字量，從而可直接利用微控制器的定時器與計數器對資料進行收集之後再處理，再通過顯示模組進行結果顯示。這裡設定t1為定時器，t0為計數器。定時器1選用工作方式2，計數器採用工作方式1。

從表中可以看出，工作方式2為自動再裝入8位計數器，定時時間為t=(256-初值)*機器週期。本設計採用12m的無源晶振，所以機器週期為1us，設初值為56，則定時器定時時間為0.2ms。

工作方式1為16位計數器最高可計到65536。所以在程式設計時為防止風速過快導致溢位則應該先在0.1s時對於計數的資料做乙個判斷，這裡設定分界點為6000。

若小於6000則可累積到1s保持精確度，若大於6000則為防止溢位直接對此資料進行處理及顯示，不過需要轉換數量級。

利用微控制器的定時中斷在中斷程式中要完成對時間的累積、資料的判斷、處理及顯示。

#include <>

定時器為t1方式2，計數器為t0， p3^4;輸入方波

//為什麼精度變為10hz

//因為一開始把5000寫成了500，時間變為0.1s，以致個位丟失

#define uint8 unsigned char

#define uint16 unsigned int

uint16 count,add,last;

void timer_init()

uint16 read_sum()

while(num1 != num3防止進製時讀漏

val = num1*256 +num2;

return val;

}void main()

}void t1_init() interrupt 3

{ add++;

if(add >= 500積累到0.1秒

{if(count <=6000)

if(add >= 5000) //積累到一秒

show_dat(count);

th0 = 0;

tl0 = 0;

add = 0;

if(count >6000)

show_dat_h(count); //*顯示驅動的子函式*/

th0 = 0;

tl0 = 0;

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