【正文】 的多路信號的電平值發(fā)生變化時，在信號改變的瞬間，組合邏輯的輸出有先后順序，并不是同時變化，往往會出現(xiàn)一些不正確的毛刺，會產(chǎn)生毛刺，可能對輸入有危害。方案三采用單片機技術(shù)，這種技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)很成熟了，一方面單片機有極高的性能價格比，體積小，重量輕，抗干擾能力強，環(huán)境要求不高等特點，另一方面利用 C 語言編程的可移植性和易讀性，開發(fā)較 為容易，利用程序?qū)崿F(xiàn)各個功能模塊的相互配合，實現(xiàn)的設(shè)計產(chǎn)品靈活性好，可靠性好。 方案選擇 由于現(xiàn)在系統(tǒng)開發(fā)市場的突飛猛進，設(shè)計的自動化程度越來越高，設(shè)計的復(fù)雜性也越來越強，人們對能簡化電路設(shè)計、低研究成本、低故障、高實時、高可靠、高穩(wěn)定的性能的設(shè)計理念和設(shè)計方法更加青睞，結(jié)合本設(shè)計的要求及綜合以上比較的情況，我們選擇了基于單片機設(shè)計的方案。 第 4 頁 西華大學(xué)電氣 信息學(xué)院智能化測控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計報告 3 硬件設(shè)計 本設(shè)計主要采用了單片機最小系統(tǒng)、按鍵模塊、 LCD 顯示模塊，單片機是本設(shè)計的核心部件，主要用于實時速度的測量，總路程的計 算并在 LCD 上顯示出來，還有是否超速的檢測。若檢測到超速還應(yīng)該報警提示，本設(shè)計采用蜂鳴器實現(xiàn)報警功能。 單片機最小系統(tǒng) EA/VP31X119X218RESET9RD/17WR/16INT0/12INT1/13T0/14T1/151234567839383736353433322122232425262728PSEN29ALE/P30TXD/11RXD/10IC389C5XC16R2110kGNDR221kVCCRSTRSTR1910kR20 10kC1922pFC2022pfCY2RP210k x8VCCP00P01P02P03P04P05P06P07P00P01P02P03P04P05P06P07VCCRXDTXDP10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T0T1VCCRDWRX2X1P20P21P22P23P24P25P26P27ALEPSEN最小系統(tǒng)S22復(fù)位電路 圖 31 單片機最小系統(tǒng) 本設(shè)計最小系統(tǒng)的核心部件是 89C52 單片機，各管腳的連接如圖 31所示， P0端口的管腳接有上拉電阻。復(fù)位電路的 S22 為復(fù)位按鍵，可使單片機復(fù)位。 復(fù)位是單片機的初始化操作，只要給 RESET 引腳加上 2個機器周期以上的高電平信號，就可使單片機復(fù)位。復(fù)位的主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機從 0000H 單 元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，為擺脫死鎖狀態(tài)，也需按復(fù)位鍵重新啟動。 89C52 的 CPU 工作頻率采用 12MHZ，方便系統(tǒng)對技術(shù)脈沖進行快速的處理，以靈敏的顯示出實時速度，高效地實現(xiàn)對速度的檢測。89C52 的輸入、輸出引腳具有 32 根 I/O 口線，可以連接 LCD顯示器、按鍵電路、串口通信接口、液晶顯示接口等各種外部器件，用以控制電路的各個模塊的運行。 89C52 具有低功耗和低電壓工作模式的特點，可以利用電池對系統(tǒng)供電。 第 5 頁 西華大學(xué)電氣 信息學(xué)院智能化測控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計報告 LCD 顯示電路 12345678910111213141516J101602W1POT1GNDGNDVCCP04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27VCCGNDW2POT1GNDVCCGNDVCCP05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27液晶顯示接口1234567891011121314151617181920J11NS12864FGNDVCCVCCGND 圖 32 LCD液晶顯示接口 液晶顯示口主要由兩個單排插座組成，分別為單列 20管腳和單列 16管腳的插座，可將 LCD 顯示器接插在上面，也可根據(jù)需要取下 LCD 顯示器。各個管腳的連接如圖所示，是單片機對 LCD 顯示的控制。而本設(shè)計采用為 16*2 的 LCD 顯示器，第一排顯示報警速度值和總路程值，第二排顯示實時速度值。 按鍵電路的設(shè)計 INT0INT1P10P1112345678J8CON839。S18KEY4S19KEY4S20KEY4S21KEY4 圖 33 按鍵電路 按鍵電路是本設(shè)計一個重要的組成部分，它能在設(shè)備啟動后，司機根不同的路面情況設(shè)置當(dāng)前需要的報警速度。圖中的 S18 按鍵是暫停 /開始按鍵：按下 S18 則屏幕上 的數(shù)字包括實時速度都停止不動，在“暫?！鼻闆r下按其他的按鍵是無效的，再按下 S18鍵屏幕上的實時速度就有變動了，只有在“開始”情況下其它的按鍵按下才有效。 第 6 頁 西華大學(xué)電氣 信息學(xué)院智能化測控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計報告 S19：模擬的實時速度加操作鍵，本實驗中因為條件限制，只能由有單片機產(chǎn)生脈沖模擬汽車的速度，而為了能清楚的看到設(shè)計結(jié)果，需要改變汽車的模擬速度， S19 鍵就是對模擬速度進行加操作的按鍵。 S S21：報警速度的加、減操作鍵，司機可以根據(jù)不同的路面情況和其它的一些信息來設(shè)置所需要的報警速度，使報警器有更大的實用性。 報警電路 R151KQ19012VCCLS1SPK1GND蜂鳴器 圖 34蜂鳴 器報警電路 報警電路采用三級管驅(qū)動蜂鳴器報警，當(dāng) INT1 為高電平時蜂鳴器發(fā)出報警聲，表示所測的實時速度超過了報警速度，提示司機該減速行駛了。 串口通信接口模塊 162738495J1DB9GNDR1in13R2in8T1in11T2in10V+2V6VCC16R1out12R2out9T1out14T2out7C1+1C1 3C2+4C2 5GND15RS232RS232TTLTTLIC1MAX232C2104C1104C5104C3104C710UFVCCTXDRXD串口通信接口VCCGND 圖 35 串口通信接口電路 第 7 頁 西華大學(xué)電氣 信息學(xué)院智能化測控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計報告 本設(shè)計核心芯片是單片機，為單機寫好程序后，要燒寫到單片機內(nèi)就需要串口通信接口起連接作用，將程序由電腦燒寫到單片機里。圖中 J1 為串口的接口，用來連接電腦的輸出端口， IC1 中的管腳 10 TXD、管腳 9 RXD 用來連接單片機的管腳 WR、管腳 RD，完成程序從電腦到單片機的讀寫功能。 電源電路 R101k12J2CON2D111N4007D21LED1C17104C6104C13104C1522uF/16VC1122uF/16VC1047uF/16VC4100UF/16VS123VCCCOM23VCGNDGNDJ16USBGNDGNDVCCGND5V 電源GND 圖 36 電源電路 如圖所示為電源電路，為整個電路提供電源。此電路采用的是 USB 接口供電方式。J16即為 USB插孔。圖中 S1 為電源開關(guān)鍵，手動給整個電路上電。 特殊器件的介紹 本設(shè)計中用到了 89C52 單片機和 LCD 顯示器。單片機是本設(shè)計的核心芯片，控制著整個電路的功能更，而程序的功能由燒寫到單片機里的程序來實現(xiàn)。 LCD 是顯示部分的核心部件，可以顯示報警速度、總路程、實時速度，以便司機更好地掌握速度的加減。下面對著兩種器件進行一些簡單的介紹。 第 8 頁 西華大學(xué)電氣 信息學(xué)院智能化測控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計報告 單片機介紹 圖 37 89C51單片機封裝引腳圖 管腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當(dāng) P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部