【正文】 對測量也不會有任何影響。由霍爾元件加整形電路構(gòu)成的霍爾開關(guān)系統(tǒng)，具有輸出響應(yīng)快，數(shù)字脈沖性能好，安裝方便，性能可靠，不受光線、泥水等因素影響，價(jià)格便宜 的優(yōu)點(diǎn)。所以本設(shè)計(jì)采用方案三霍爾傳感器。 單片機(jī)選型 本設(shè)計(jì)用 89C52 單片機(jī)設(shè)計(jì)自行車?yán)锍?/速度計(jì)。 AT89C52 是 51 系列 單片機(jī) 的一個(gè)型號，它是 ATMEL公司 生產(chǎn)的。 一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 Flash 存儲單元 ，功能強(qiáng)大的 AT89C52 單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 6 AT89C52 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 3個(gè) 16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫口線， AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線編程 (S系列的才支持在線編程 )。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器 結(jié)合 在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本 顯示模塊選型 單片機(jī)系統(tǒng)中常用的顯示器有：發(fā)光二極管 LED 顯示器、液晶 LCD 顯示器等。在這里由于單片機(jī)測速系統(tǒng)比較簡單，所以只考慮 LED 顯示器和 LCD 顯示器。 LED 顯示器工作方式有兩種靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。 方案一 LED 靜態(tài)顯示器 ： 靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)線來保持顯示字形碼。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是占用 CPU 時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測和控制。缺點(diǎn)是硬件 電路比較復(fù)雜，成本較高。 LED 動態(tài)顯示器 ： 動態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。這樣一來，就沒有必要每一位數(shù)碼管配一個(gè)鎖存器，從而大大地簡化了硬件電路。選亮數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示。所謂動態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示 ， 給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。 動態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時(shí)應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。 方案 二 用液晶顯示器 LCD 顯示信息。 LCD 顯示器工作原理就是利用液晶的物理特性 ； 通電時(shí)排列變得有序，使光線容易通過；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過，說簡單點(diǎn)就是讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。 LCD 的好處有：與 CRT 顯示器相比， LCD 的優(yōu)點(diǎn)主要包括零輻射、低功耗、散熱小、體積小、圖像還原精確、字符顯示銳利等。 LED 背光源技術(shù)能夠大幅度提升電視畫面的對比度和色彩表現(xiàn)力，同時(shí)具有節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，勢必成為未來電子顯示技術(shù)的發(fā)展趨勢。 LED 技術(shù)具有非常明顯的三大優(yōu)勢。第一 ，它顯示的色彩更加豐富，色彩數(shù)量可超過目前傳統(tǒng) CCFL 冷陰極熒光管背光燈的 1倍以上；第二， LED 背光源亮度可以隨著畫面亮度進(jìn)行主動調(diào)節(jié)，可節(jié)能 30%以上；第三，LED 背光源不含鉛和汞等有毒有害物質(zhì)，是真正的綠色環(huán)保光源。 本課題選用 LED 動態(tài)顯示器。 算法概述 假定輪圈的周長為 L，在輪圈上安裝 m個(gè)永久磁鐵，則測得的里程值最大誤差為 L/m。經(jīng)綜合分析，本設(shè)計(jì)中取 m=1。當(dāng)輪子每轉(zhuǎn)一圈，通過開關(guān)型霍爾元件傳感器采集到一個(gè)脈沖信號，并從引腳 中斷 0 端輸入，傳感器每獲取一個(gè)脈沖信號即對系統(tǒng)提供一次計(jì)數(shù)中斷。每次中斷代表車輪轉(zhuǎn)動一圈，中斷數(shù) n 和 周長 L 的乘積 為里程值。計(jì)數(shù)器 T1計(jì)算每轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間 t，就可以計(jì)算出即時(shí)速度 v。 7 第 三 章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)主控電路 單片機(jī)概述 單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器（ CPU），存儲器（ RAM,ROM,EPROM）和各種輸入、輸出接口（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，并行 I/O 口，串行口， A/D 轉(zhuǎn)換器以及脈寬調(diào)制器 PWM 等），這樣一塊集成電路芯片具有一臺計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡稱單片機(jī)。 單片機(jī)是本次設(shè)計(jì)的核心部件，它是信號從采集到輸出的橋梁，而且包括計(jì)算、定時(shí)、信息處理等功能。目前 ，單片機(jī)被廣泛的應(yīng)用于測控系統(tǒng)、工業(yè)自動化、智能儀表、集成智能傳感器、機(jī)電一體化產(chǎn)品、家用電器領(lǐng)域、辦公自動化領(lǐng)域、汽車電子與航空航天器電子系統(tǒng)以及單片機(jī)的多機(jī)系統(tǒng)等領(lǐng)域。在設(shè)計(jì)中選用的是 AT89C52 單片機(jī)。 單片機(jī)由于將 CPU、內(nèi)存和一些必要的接口集成到一個(gè)芯片上，并且面向控制功能將結(jié)構(gòu)作了一定的優(yōu)化，所以它有一般芯片不具有的特點(diǎn)： 1. 體積小、重量輕； 2. 電源單一、功耗低； 3. 功能強(qiáng)、價(jià)格低； 4. 全部集成在一塊芯片上，布線短、合理； 本設(shè)計(jì)用 89C52 單片機(jī)設(shè)計(jì)自行車?yán)锍?/速度計(jì)。 AT89C52 是 51 系列 單片機(jī) 的一個(gè)型號，它是 ATMEL公司 生產(chǎn)的。 一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易 失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 Flash 存儲單元 ，功能強(qiáng)大的 AT89C52 單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 (背景色 ) AT89C52 有 40個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 3個(gè) 16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫口線， AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可 以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器 結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 AT89C52 有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 本設(shè)計(jì)選用 AT89C52 單片機(jī)， AT89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器 技術(shù)制造，可與工業(yè) AT89C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司 8 的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元， AT89C52 單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫 (大于 1000 次） Flash ROM； 32個(gè)雙向 I/O 口； 256x8bit 內(nèi)部 RAM； 3個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器； 時(shí)鐘頻率 024MHz； 2個(gè)串行中斷，可編程 UART 串行通道； 2個(gè)外部中斷源，共 5個(gè)中斷源； 2個(gè)讀寫中斷口線， 3級加密位； 低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能； 1有 PDIP、 PQFP、 TQFP 及 PLCC 等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖 31 所示。 圖 31 單片機(jī)的引腳功能介紹 AT89C52 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8K Bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ EPROM）和 256 字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用 8位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大， AT89C52單片機(jī)適合于許多較 為復(fù)雜控制場合應(yīng)用。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 中斷系統(tǒng) CPU 存儲器 并行 I/O口 串口 I/O口 TXD TXD RXD T INT P0P3 9 圖 32 AT89C52引腳圖 AT89C52 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8K 字節(jié) Flash 閃速存儲器， 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè) I/O口線， 3 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 5 個(gè)中斷源，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)具有振蕩器及時(shí)鐘電路。 AT89C52 管腳圖如圖 所示。 AT89C2051 芯片的 20 個(gè)引腳功能為： 1. Vcc：電源電壓。 2. P1 口： P1 口是一 8 位雙向 I/O 口。 和 要求外部上拉電阻。 和 還分別作為片內(nèi)精密模擬比較器的同相輸入 (AIN0)和反相輸入 （ AIN1)。 P1 口輸出緩沖器可吸收 20mA 電流并能直接驅(qū)動 LED 顯示。當(dāng) P1口引腳寫入 “1” 時(shí) ,其可用作輸入端。當(dāng)引腳 ～ 用作輸入并被外部拉低時(shí) ,它們將因內(nèi)部的上拉電阻而流出電流 (IIL)。 P1口還在閃速編程和程序校驗(yàn)期間接收代碼數(shù)據(jù)。 3. P3 口： P3 口的 ～ 、 是帶