【正文】 的外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2鎖存器的內(nèi)容 ； FLASH 編程或校驗(yàn)時， P2亦接收高位地址和一些控制信號 ； P3 口 —— P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電 路。對 P3 口寫入“ 1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流 ； P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能 ： RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時 /計(jì)數(shù)器 0) 自行車?yán)锍?/速度計(jì)的設(shè)計(jì) 6 T1(定時 /計(jì)數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) 此外， P3 口還接收一些用 于 FLASH 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號 ； RST—— 復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位 ； ALE/PROG—— 當(dāng)訪問外部程存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖 ； 對 FLASH 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG） ； EA端為高電平（接 Vcc端）， CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令 。 3 TC4024 本程序采用 TC4024 芯片，它是一個 7位的計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器具有分頻的作用，它包含有 14個管腳，其 7腳接地， 14 腳接 +5V， 1 腳接 AT89C52 的 INT0，即 12腳 ,在系統(tǒng)中此芯片起到了二分頻的作用 。 4 24C01 芯片 24C01 簡介 24C01 是 一個 1K 位串行 CMOS EEPROM，內(nèi)部含有 128 個 8 位字節(jié)，CATALYST 的先進(jìn) CMOS 技術(shù)實(shí)際上減少了器件的功耗， 24C01 是一個 8 位字節(jié)頁寫緩沖器，該器件通過 I2C 總線接口進(jìn)行操作， 即此芯 片 采用 I2C 協(xié)議進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù) 。有一個專門的寫保護(hù)功能。 24C01 是 I2C 接口的，但標(biāo)準(zhǔn) 51 是不帶 I2C 接口的，串口方式 0是不行的，需要用 IO 模擬，所以隨便接兩個 IO 都可以，而且都要接上拉電阻，大概幾 K 就行了，因?yàn)椴皇强偩€方式，所以不能用 MOV 指令，也不能用 SBUF，要判斷是否為滿，可以在程序里設(shè)個變量。 在這里 要注意 E2P 芯片的壽命（一般是讀寫 100 萬次，足夠了）。 存儲數(shù)據(jù)的時候，可以對操作數(shù)和存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，不相等則存儲，這樣可以增加使用自行車?yán)锍?/速度計(jì)的設(shè)計(jì) 7 壽命，比有些每隔 1 秒鐘進(jìn)行存儲的會好多了。 以下是 24C01的 管腳圖： 圖 管腳圖 表 24C01的管腳描述 管腳名稱 功能 A0、 A A2 器件地址選擇 SDA 串行數(shù)據(jù) /地址 SCL 串行時鐘 WP 寫保護(hù) VCC +— VSS 接地 24C01 的特性 ： 24C01 芯片具有以下特性： 1. 與 400KHZ 的 I2C 總線兼容； 2. +； 3. 低功耗 CMOS 技術(shù)； 4. 寫保護(hù)功能：當(dāng) WP 為高電平時進(jìn)入寫保護(hù)狀態(tài)； 5. 頁寫緩沖器； 6. 自定時擦寫周期； 7. 1， 000， 000編程擦除 /周期； 8. 可保存數(shù)據(jù) 100 年； 9. 8腳 DIP、 SOIC、 TSSOP 封裝； 自行車?yán)锍?/速度計(jì)的設(shè)計(jì) 8 10 溫度范圍：商業(yè)級、工業(yè)級和汽車級。 5 硬件電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件電路 自行車?yán)锍?/速度計(jì)能自動顯示自行車行駛的總里程數(shù)及行車速度，具有超速信響提醒功能，里程數(shù)據(jù)自動記憶，也可應(yīng)用于電動自行車、摩托車、汽車等機(jī)動車儀表上。 其硬件電路原理圖如圖 。 圖 系統(tǒng)的工作原理 本 設(shè)計(jì)能實(shí)時地將所測的速度與累計(jì)里程數(shù)顯示出來 ,主要是 用 24C01 傳感器的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為電脈沖，送 到單片機(jī) ，將 頻率實(shí)時地測量出來 ， 然后通過單片機(jī) 計(jì)算出速度和里程 ,再將所得的數(shù)據(jù)存儲到 TC4024 芯片中， 通過 AT89C52單片機(jī)計(jì)算出來的速度和里程的數(shù)據(jù)，必須通過 BCD 碼的轉(zhuǎn)換才能輸出給 數(shù)碼管 。 最后 由共陰數(shù)碼管 顯示所測速度與里程。 自行車?yán)锍?/速度計(jì)采用 AT89C52 單片機(jī)作控制，速度及里程傳感器采用霍爾元件，其電器原理圖如圖 所示。 P0 口和 P2 口用于七段 LED 顯示器的段碼及自行車?yán)锍?/速度計(jì)的設(shè)計(jì) 9 掃描輸出，在顯示里程時，第三位小數(shù)點(diǎn)用 17 腳 口控制點(diǎn)亮。 和 口分別用于顯示里程狀態(tài)和速度狀態(tài)。 、 、 和 口分別用于設(shè) 置輪圈的大小。 口的開關(guān)用于確定顯示的方式，當(dāng)開關(guān)閉合時，顯示速度；打開時顯示里程。第 12 腳外中斷 0用于對輪子圈數(shù)的計(jì)數(shù)輸入，輪子每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器輸出一個地電平脈沖。第 13 腳外中斷 1 用于控制定時器 T1 的啟停，當(dāng)輸入為 0 時關(guān)閉定時器。此控制信號是將輪子圈數(shù)的計(jì)數(shù)脈沖經(jīng)二分頻后形成（見圖 ），這樣，每次定時器 T1的開啟時間剛好為轉(zhuǎn)一圈的時間。根據(jù)輪子的周長就可以計(jì)算出自行車的速度。 和 口用于 EEPROM 存儲器 24C01 的存取控制。 11 腳輸出用于速度超速時的報警。 6 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)內(nèi)存的規(guī)劃 由于本系統(tǒng)處理功能較多，因而一部分內(nèi)存單元用于特定的用處。其主 要內(nèi)存單元用處如下： 50H:EEPROM 器件尋址字節(jié)存放單元； 51H:EEPROM 傳送字節(jié)數(shù)存放單元； 30H:EEPROM 發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖單元； 40H:EEPROM 讀出數(shù)據(jù)存放單元； 0A0H:EEPROM 尋址字節(jié)字節(jié)寫； 0A1H:EEPROM 尋址字節(jié)字節(jié)讀； 62 H:DPTR 計(jì)數(shù)器擴(kuò)展高 8位； 6C H:定時器 T1 計(jì)數(shù)器擴(kuò)展高 8位； 6D H:定時器 T1 計(jì)數(shù)器擴(kuò)展高 8— 16 位； 60 H、 61 H、 62 H：里程 計(jì)數(shù) 單元； 68 H、 69 H、 6A H、 6B H： 存放 自行車每圈時間數(shù)； 70 H、 71 H、 72 H、 73 H：顯示 BCD 碼數(shù)據(jù)存放用； 11 H— 15 H：存放被除數(shù)； 16 H— 19 H：存放除數(shù)。 自行車?yán)锍?/速度計(jì)的設(shè)計(jì) 10 系統(tǒng)的主要程序設(shè)計(jì) 1. 初始化程序 在本系統(tǒng)初始化程序中，主要完成以下工作：將 T1 設(shè)為外部控制定時器方式；外中斷 0及外中斷 1設(shè)為邊沿觸發(fā)方式；將部分內(nèi)存單元清零；設(shè)置輪子 周長值；開中斷及定時器；將 EEPROM 中的數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存等。 2. 輪圈設(shè)置出錯處理程序 、 、 、 端口的開關(guān)用于設(shè)定輪子的周長，當(dāng)沒有設(shè)定時（至少讓一個開關(guān)閉合），能從 口輸出一個周期為 的方波信號，用作發(fā)光管閃爍及信響器提醒。 3. 主程序 主程序根據(jù) 的開關(guān)狀態(tài)選擇里程或速度顯示，其流程圖如圖 所示。 圖 主程序流程圖 自行車?yán)锍?/速度計(jì)的設(shè)計(jì) 11 （外中斷 0 服務(wù)程序） 外中斷 0 服務(wù)程序用于對 12 腳輸入的圈脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，為十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 60H為低位， 62H為高位。每計(jì)數(shù)一次后，對里程數(shù)據(jù)進(jìn)行一次存儲操作。 1服務(wù)程序 外中斷 1 服務(wù)程序用于 處理輪子轉(zhuǎn)動一圈后計(jì)時數(shù)據(jù)。當(dāng)標(biāo)志位（ 00H）為 1 時，說明計(jì)數(shù)器溢出，放入最大時間值（為 0FFH） 。當(dāng)標(biāo)志位為 0 時，將計(jì)數(shù)單元（ TL TH 6CH、 6DH）的值放入 68H— 6BH單元。 存取程序 本系統(tǒng)使用歸一化 I2C串口存取子程序，使用一條數(shù)據(jù)線和時鐘線，采用ATMEL 公司 的 24C01 串口存儲器，應(yīng)用簡單方便。 當(dāng)顯示里程時，先要將圈數(shù)計(jì)數(shù)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，求出總里程。當(dāng)要 顯示速度時，要將輪子的這周長和轉(zhuǎn)一圈的時間數(shù)相除，然后換算成 Km/h 單位。最后放入 70H— 73H,進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。 7 系統(tǒng)調(diào)試 要 完成一個產(chǎn)品 的設(shè)計(jì) ，有很多 紛繁復(fù)雜的 步驟 和過程 ， 其中 最為 重要 和 最為關(guān)鍵 的就是 系統(tǒng) 調(diào)試。調(diào)試的步驟 和方法有 很多。 本人 也看過不少， 在這次系統(tǒng) 調(diào)試的中調(diào)試 的過程我充分的發(fā)揮了仿真器的作用 。 硬件調(diào)試 硬件的焊接是一個比較繁瑣的過程，繁瑣的地方在于 3 個單聯(lián)數(shù)碼管的 連接，線路較多，在焊接時要特別的細(xì)心，在焊接完成并燒入程序之后通電發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管不亮，檢查了好幾遍，電路無焊沒有錯誤，于是我就懷疑可能是數(shù)碼管的問題，拿去貝爾（學(xué)院的社團(tuán)）測試沒問題，數(shù) 碼管并沒有燒壞。 在插入芯片時要特別注意不能把芯片插反，否則就會把芯片燒掉；也要 注意極性電容的方向，長的腳為正，短的為負(fù)，不能把負(fù)的接 +5V，正的接地；在焊接三極管時也要注意其三個管腳的排布，還有為保護(hù)三極管不被燒換，所以 3個三極管要各自接一個限流電阻（這里為 ）。 自行車?yán)锍?/速度計(jì)的設(shè)計(jì) 12 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試是調(diào)試的重點(diǎn)， 同時也是 出 錯最 多的地方 ；在 整個軟件調(diào)試 調(diào)試過程中我采取先部分后整體的調(diào)試方法。 在 整個程序的編寫 調(diào)試過程中我 首先調(diào)試的是 數(shù)碼管 顯示系統(tǒng) ，為此我編寫了以下一段程序 用于數(shù)碼管顯示調(diào)試，要求數(shù)碼管 顯 示 0、 2。 ORG 0000H MAIN: MOV P2, 0FFH MOV P0, 0C0H MOV P2, 0FEH ACALL DELAY1 MOV P2, 0FFH MOV P0, 0F9H MOV P2, 0FDH ACALL DELAY1 MOV P2, 0FFH MOV P0, 0A4H MOV P2, OFBH MOV P2, 0FFH AJMP MAIN DELAY1: MOV R6, 02H AGAIN: MOV R7, 8FH DELAY: DJNZ R7, DELAY DJNZ R6, AGAIN RET END 結(jié)果數(shù)碼管正確顯示了 0、 2 這三個數(shù)，顯示系 統(tǒng)調(diào)試成功。 軟件測試要注意一下幾點(diǎn)： I2C 串行歸一化存儲子程序 時 本來出了點(diǎn)錯，后經(jīng)過 多次 調(diào)試才運(yùn)行正確 。 自行車?yán)锍?/速度計(jì)的設(shè)計(jì) 13 /速度控制程序是系統(tǒng)程序的重點(diǎn)， 所以 它當(dāng)然 也是軟件調(diào)試的重點(diǎn)。 。 。 自行車?yán)锍?/速度計(jì)的設(shè)計(jì) 14 8 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)能自動顯示自行車行駛的總里程數(shù)及行車速度，具有超速信響報警提醒以及里程數(shù)據(jù)自動記憶的功能，也可應(yīng)用于電動自行車、摩托車、汽車等機(jī)動車的儀表上。由于本系統(tǒng)采用的是動態(tài)掃描 LED 顯示且共陰數(shù)碼管的驅(qū)動電流不是很大，所以數(shù)碼管的顯示不是特別亮。但可以通過更換小點(diǎn)的電阻增大其驅(qū)動電流（最大驅(qū)動電流不能超過 20 毫安）使數(shù)碼管變得更亮。 自行車?yán)锍?/速度計(jì)的設(shè)計(jì) 15 參考文獻(xiàn) ,姜濤等 .傳感器與自動檢測技術(shù) ， 北京：中國電力出版社， 2020。 ，趙志英，涂時亮 .單片機(jī)微機(jī)原理 ， 應(yīng)用與實(shí)驗(yàn) .上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2020。 .單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) ， 北京：高等教育出版社， 2020。 . 傳感器使用電路 150 例 ， 中國技術(shù)出版社 ,1992。 ， 李光 飛 .51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例 .，北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ， 2020。 ，陳繼紅等 .微機(jī)原理及應(yīng)用 ， 北京：高等教育出版社， 2020。 ，單片機(jī)原理及應(yīng)用 ,西安：西安電子科技大學(xué)出版社 2020。 ,劉躍 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 ， 重慶 :重慶大學(xué)出版社， 2020。 ,朱耳其 .單片機(jī)編程與入門 ， 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 .89C51 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教材 ， 北京 :清華大學(xué)出版社， 2020 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用教程 ， 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 青 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