【正文】 R2110kGNDR221kVCCRSTRSTR1910kR20 10kC1922pFC2022pfCY2RP210k x8VCCP00P01P02P03P04P05P06P07P00P01P02P03P04P05P06P07VCCRXDTXDP10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T0T1VCCRDWRX2X1P20P21P22P23P24P25P26P27ALEPSEN最小系統(tǒng)S22復(fù)位電路 圖 31 單片機(jī)最小系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)最小系統(tǒng)的核心部件是 89C52 單片機(jī)，各管腳的連接如圖 31所示， P0端口的管腳接有上拉電阻。方案三采用單片機(jī)技術(shù)，這種技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)很成熟了，一方面單片機(jī)有極高的性能價(jià)格比，體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，環(huán)境要求不高等特點(diǎn)，另一方面利用 C 語(yǔ)言編程的可移植性和易讀性，開(kāi)發(fā)較 為容易，利用程序?qū)崿F(xiàn)各個(gè)功能模塊的相互配合，實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)產(chǎn)品靈活性好，可靠性好。其原理框圖如圖 22 所示： 圖 22 FPGA實(shí)現(xiàn)框圖 方案三：基于單片機(jī)，通過(guò) C 語(yǔ)言編程控制各模塊的相互作用，實(shí)現(xiàn)速度測(cè)試功能的設(shè)計(jì)。 3在滿足指標(biāo)的前提下，保證盡可能高的平均無(wú)故障時(shí)間、無(wú)故障率、無(wú)失效率、平均壽命，也是設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的考慮因素。單片機(jī)可以產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖，來(lái)計(jì)算 1秒鐘內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，通過(guò)計(jì)算可得到其實(shí)時(shí)速度，并在 LCD 上顯示出來(lái)。司機(jī)可以根據(jù)不同的情況需要設(shè)計(jì)來(lái)設(shè)置合適的報(bào)警速度，以使司機(jī)能在合適的速度范圍內(nèi)安全行駛。每年由于司機(jī)的超速行駛而產(chǎn)生的交通事故很多，因此造成的直接和間接經(jīng) 濟(jì)損失更是無(wú)法估量，然而很多因超速行駛而造成事故的肇事者不是想開(kāi)很快，而是他們根本沒(méi)有意識(shí)到自己在超速行駛，因此在交通事故發(fā)生之后大都感到后悔。但是如果在他們的汽車(chē)上安裝汽車(chē)的速度顯示及超速報(bào)警器，在很大程度上可以提醒司機(jī)適當(dāng)放慢車(chē)速，以確保能及時(shí)避免發(fā)生此類(lèi)事故。在實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)中單片機(jī)是一個(gè)核心部件，此設(shè)計(jì)就是采用的 8052 單片機(jī)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的超速行駛進(jìn)行燈光報(bào)警。按鍵模塊設(shè)有暫停 /開(kāi)始鍵，設(shè)置報(bào)警速度時(shí)的加速、減速鍵，模擬輪子轉(zhuǎn)速頻率的加速、減速鍵。 第 2 頁(yè) 西華大學(xué)電氣 信息學(xué)院智能化測(cè)控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 2 總體方案設(shè)計(jì) 方案比較 方案一：采用數(shù)字芯片，用 555 定時(shí)器組成的多諧振蕩器產(chǎn)生方波信號(hào)，將產(chǎn)生的波形整形后輸入計(jì)數(shù)器，對(duì)波形脈沖進(jìn)行加計(jì)數(shù)，記錄產(chǎn)生脈沖的個(gè)數(shù)，最后通過(guò)譯碼器和數(shù)碼管對(duì)模擬的速度進(jìn)行顯示。程序設(shè)計(jì)思想為： 單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生模擬時(shí)鐘脈沖； 利用外部中斷對(duì)產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖技術(shù)； 按鍵功能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，人為設(shè)置參數(shù)； 將計(jì)數(shù)結(jié)果和設(shè)置的參數(shù)送入 LCD 中顯示出來(lái)。 方案選擇 由于現(xiàn)在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)市場(chǎng)的突飛猛進(jìn)，設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，設(shè)計(jì)的復(fù)雜性也越來(lái)越強(qiáng)，人們對(duì)能簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)、低研究成本、低故障、高實(shí)時(shí)、高可靠、高穩(wěn)定的性能的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法更加青睞，結(jié)合本設(shè)計(jì)的要求及綜合以上比較的情況，我們選擇了基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的方案。復(fù)位電路的 S22 為復(fù)位按鍵，可使單片機(jī)復(fù)位。 89C52 的 CPU 工作頻率采用 12MHZ，方便系統(tǒng)對(duì)技術(shù)脈沖進(jìn)行快速的處理，以靈敏的顯示出實(shí)時(shí)速度，高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的檢測(cè)。各個(gè)管腳的連接如圖所示，是單片機(jī)對(duì) LCD 顯示的控制。圖中的 S18 按鍵是暫停 /開(kāi)始按鍵：按下 S18 則屏幕上 的數(shù)字包括實(shí)時(shí)速度都停止不動(dòng)，在“暫?！鼻闆r下按其他的按鍵是無(wú)效的，再按下 S18鍵屏幕上的實(shí)時(shí)速度就有變動(dòng)了，只有在“開(kāi)始”情況下其它的按鍵按下才有效。 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(yè) 西華大學(xué)電氣 信息學(xué)院智能化測(cè)控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 本設(shè)計(jì)核心芯片是單片機(jī)，為單機(jī)寫(xiě)好程序后，要燒寫(xiě)到單片機(jī)內(nèi)就需要串口通信接口起連接作用，將程序由電腦燒寫(xiě)到單片機(jī)里。J16即為 USB插孔。 LCD 是顯示部分的核心部件，可以顯示報(bào)警速度、總路程、實(shí)時(shí)速度，以便司機(jī)更好地掌握速度的加減。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。 P1 口： P1 口是一個(gè)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(mén)電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口也可作為 AT89C51 的一 第 9 頁(yè) 西華大學(xué)電氣 信息學(xué)院智能化測(cè)控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 些特殊功能口，如表 1 所示： 表 1 P3 各端口引腳與復(fù)用功能表 端口引腳 復(fù)用功能 RXD 串行輸入口） TXD 串行輸出口） INT0 外部中斷 0） INT1外部中斷 1） T0 定時(shí)器 0 的外部輸入） T1 定時(shí)器 1 的外部輸入） WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） 。 單片機(jī)的功能特性： 8 位 CPU， 4kbytes 程序存儲(chǔ)器 (ROM) (52 為 8K) 256bytes 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM) （ 52 有 384bytes 的 RAM） 32條 I/O 口線 最高振蕩頻率為 12M。 第 4腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄 存器。 第 7～ 14腳： D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線。（說(shuō)明：1為高電平、 0 為低電平） 指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標(biāo)復(fù)位到地址 00H位置。 指令 4：顯示開(kāi)關(guān)控制。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 ⑷ 而單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)最核心的部分，控制整個(gè)電路的程序就在單片機(jī)內(nèi)部，而程序通過(guò)對(duì)各個(gè)管腳的控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能。將 的方波信號(hào)輸入單片機(jī)外部中斷 0，由方波下降沿觸發(fā)中斷程序，每中斷一次， n0 就加 1，即記錄下方波下降沿的數(shù)目。若 speed 大于所設(shè)定車(chē)速的最大值 max，將自動(dòng)報(bào)警。 while(1) { getkey()。 show_time()。 } 第 15 頁(yè) 西華大學(xué)電氣 信息學(xué)院智能化測(cè)控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 else if(P15!=1){max=max1。 y1=y1+0x2C。 y1=y1+0x23。 y1=y1+0x7f。} while(P16!=1)。//0x00。 TH0=x1。 IT0=1。 PT1=1。 TR1=1。 P10=!P10。 n1=n1+1。 n0=1。 _nop_()。0xA0)。 LcdRs=style。 _nop_()。 _nop_()。 LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38)。 LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN)。 } void Print(unsigned char *str) { while(*str!=39。 } } 第 18 頁(yè) 西華大學(xué)電氣 信息學(xué)院智能化測(cè)控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 void maxtoStr() { maxString[0] =max/100+39。 maxString[2] =(max%100)%10+39。039。039。039。039。i++) for(j=0。 Print(m:)。 Print(km/h)。 speedToStr()。 GotoXY(7,1)。 GotoXY(0,1)。之后在 keilC 中編寫(xiě)程序代碼，先將各模塊的程序編譯完成后，下載到單片機(jī)運(yùn)行，調(diào)試無(wú)誤后，再將各模塊部分組合起來(lái)，生成總程序，編譯完成，下載到單片機(jī)內(nèi)部，運(yùn)行測(cè)試結(jié)果，調(diào)試程序直到達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。 ⑶ 在 C語(yǔ)言編程過(guò)程中，不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型不能作運(yùn)算，否則會(huì)出現(xiàn)亂碼。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)定時(shí)器 T0 的控制和對(duì)按鍵功能的控制，實(shí)際就是通過(guò)速度測(cè)定和人機(jī)交互系統(tǒng)的控制，基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)對(duì)速度表 一些基本的要求，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了超度報(bào)警功能。在超出自己設(shè)定的車(chē)速最大值時(shí)，還能自動(dòng)報(bào)警，提醒駕駛員減小自己的車(chē)速。 設(shè)計(jì)收獲體會(huì) 本次設(shè)計(jì)中，我們遇到了許多以前不曾遇到的問(wèn)題，在老師和師兄的幫助下，通過(guò)查閱各種資料，最終完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。通過(guò)設(shè)計(jì)才知道自己所學(xué)習(xí)的知識(shí)的局限性，這些知識(shí)沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)踐，總感覺(jué)不到它的用處，設(shè)計(jì)使我們對(duì)這些書(shū)本知識(shí)有了更深刻的了解，同時(shí)也清楚了自己的不足。如條件允許，可用 傳感器代替單片機(jī)自己產(chǎn)生方波信號(hào)，對(duì)傳感器發(fā)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理，這樣更具有實(shí)踐意義；由于本設(shè)計(jì)沒(méi)有路程存儲(chǔ)功能，可以通過(guò)將路程存儲(chǔ)至 IIC 中，每次加電自動(dòng)讀取路程數(shù)據(jù)，更有利于對(duì)行走路程的總體了解。 第 23 頁(yè) 西華大學(xué)電氣 信息學(xué)院智能化測(cè)控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 8 參考文獻(xiàn) [1] 張毅剛 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 [