红外线风速仪的毕业设计.doc

红外线风速仪的毕业设计

本文共计29页，10390余字；

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

参 考 文 献
沈庆阳，吴金戌，郭庭吉.8051单片机实践与应用.北京：清华大学出版社.1999.11－111.
李朝青.单片机原理及接口技术.北京：航空航天大学出版社.2003.83－361
张齐，杜群贵.单片机应用系统设计技术.北京：电子工业出版社.2004.193－379
陈明荧.8051单片机课程设计实训教材.北京：清华大学出版社.2004.20－262