【正文】 **************************************************************************************/ void ttimep() { sj=B。//分十位 bw=sj%600/60。//第二行開(kāi)始寫(xiě)入，前已設(shè)置好指針自動(dòng)加一 dispone(39。i39。)。 dispone(39。 39。 dispone(39。 dispone(bw+0x30)。 dispone(sw+0x30)。//(6553620210)/256 TL1=0xdf。 } /****************************************void timer1()******************************** T1 中斷服務(wù)子程序，每 20ms 中斷一次， ssji 加 1，根據(jù)公式 S=tc*mc/8 和 V=tc/ssj計(jì)算累計(jì)里程和 ******************************************************************************************/ void timer1() interrupt 3 { 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 35 ssji++。:39。)。 dispone(sww+0x30)。)。e39。 dispone(39。)。//秒十位 gw=sj%10。//小時(shí)十位 ww=sj%36000/3600。 ++。 wr()。=0x8f) {dispone(*s)。 if(line==1) {=0x80+row1。 //設(shè)置 16*2 顯示， 5*7 點(diǎn)陣， 8 位數(shù)據(jù)接口 wr(0x0c)。 wait()。 RW=0。 E=0。}while(busy==1)。 RW=1。 /**************************************************************** 變量定義： i 延時(shí)變量 qsls 圈數(shù)臨時(shí)變量，用于判斷里程顯示選用 m 還是 km 作為單位 qs 圈數(shù) sj 總行駛時(shí)間，單位為秒 totallc 總里程 pjsd 階段平均速度 ssji 定時(shí)器 T1 20ms 中斷次數(shù)，用于計(jì)算速度等 sji 本次速度對(duì)應(yīng)的 20ms 中斷次數(shù) 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 30 sjiold 上次速度對(duì)應(yīng)的 20ms 中斷次數(shù) aa 加速度 sd2 瞬時(shí)速度 mxsd 用于更新最大速 度 mxsd2 最大速度對(duì)應(yīng)的 20ms 次數(shù) tc 輪胎周長(zhǎng) *s 字符串顯示子程序字符指針 line 字符串顯示子程序列數(shù) row 字符串顯示子程序行數(shù) 寫(xiě)控制字 dat 顯示碼字 gw 總里程、瞬時(shí)速度、總時(shí)間、最大速度、平均速度、階段個(gè)位 sw 總里程、瞬時(shí)速度、總時(shí)間、最大速度、平均速度、階段十位 bw 總里程、瞬時(shí)速度、總時(shí)間、最大速度、平均速度、階段百位 qw 總里程、瞬時(shí)速度、總時(shí)間、最大速度、 平均速度 階段千位 ww 總里程、總時(shí)間的萬(wàn)位 sww 總里程、總時(shí)間的十萬(wàn)位 ssj 定時(shí)器 T0 50ms 中斷次數(shù)，每 20 次 sj 加 1 cgw 當(dāng)前時(shí)間（時(shí)鐘）的個(gè)位 csw 當(dāng)前時(shí)間（時(shí)鐘）的十位 cbw 當(dāng)前時(shí)間（時(shí)鐘）的百位 cqw 當(dāng)前時(shí)間（時(shí)鐘）的千位 cww 當(dāng)前時(shí)間（時(shí)鐘）的萬(wàn)位 csww 當(dāng)前時(shí)間（時(shí)鐘）的十萬(wàn)位 cww2 當(dāng)前時(shí)間（時(shí)鐘）的輔助萬(wàn)位 MODE 顯示模式 tr1 輪胎設(shè)置變量 1（十位） tr2 輪胎設(shè)置變量 2（個(gè)位） 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 31 ****************************************************************************/ unsigned int i,qsls。 sbit RS=P3^7。 sbit P21=P2^1。 （ 2）當(dāng)顯示速度時(shí)，若自行車轉(zhuǎn)動(dòng)太快，顯示器會(huì)顯示過(guò)快，應(yīng)該將速度定時(shí)顯示，使人們能夠清楚地看出速度。 存在的問(wèn)題及不足： （ 1）通過(guò) T1 計(jì)數(shù)時(shí)，單片機(jī)每讀取一個(gè)脈沖至少需要 3 個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間來(lái)完成。 ( 3 ) LCD 液晶顯示模塊 。 （ 4）發(fā)揮部分 ：可以顯示最大加速度，在軟件編程中實(shí)現(xiàn)。 （ 1）實(shí)現(xiàn)了總里程的測(cè)量，并且里程當(dāng)里程小于 1KM 時(shí)，數(shù)據(jù)的顯示格式為 ，當(dāng)里程大于 1KM 時(shí)，數(shù)據(jù)的顯示格式為 ，更便于數(shù)據(jù)的讀取與測(cè)量。軟件采用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，程序可讀性強(qiáng)。 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 23 各項(xiàng)參數(shù)分成四屏選擇顯示，按動(dòng) S5（ Disp）按流程圖所示進(jìn)行切換。階段平均速度為階段里程除以本次行駛的時(shí)間。 將階段里程自動(dòng)與以前存儲(chǔ)的總 里程 相加， 再存入該存儲(chǔ)器，當(dāng)單片機(jī)斷電后，階段里程清零，當(dāng)有重新開(kāi)始時(shí)，單片機(jī)重新計(jì)數(shù)與計(jì)時(shí)。光電式速度里程表設(shè)計(jì) 21 由于所測(cè)周期的單位是 μs，因此在相除轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)將被除數(shù)擴(kuò)大 10 萬(wàn)倍，以保證得出正確的速度。一旦出現(xiàn)低電平，則立即復(fù)位 TR0 終止定時(shí)器 ,以結(jié)束測(cè)周期程序。單片機(jī)通過(guò)檢測(cè) 引腳電平來(lái)決定是否啟動(dòng)測(cè)量周期程序。其高 4 位用于定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷控制，低 4 位借給外部中斷，用做中斷標(biāo)志和觸發(fā)方式選擇位。在單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以對(duì)其中的計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。 通過(guò)單片機(jī)計(jì)算出來(lái)的速度和里程的數(shù)據(jù)，通過(guò) LCD1602 顯示模塊直觀顯示。由于轉(zhuǎn)盤(pán)共分為 8 個(gè)孔，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈將會(huì)改變 8次。在計(jì)算里程時(shí)取了自行車的理想狀態(tài)。因存在半個(gè)時(shí)間單位的問(wèn)題，可能會(huì)有 1 個(gè)時(shí)間單位的誤差。 M 法是測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)的脈數(shù)換算成頻率，因存在測(cè)量時(shí)間內(nèi)首尾的半個(gè)脈沖問(wèn)題，可能會(huì)有 2 個(gè)脈的誤差。系統(tǒng)的軟件總流程如下； 基于光電傳感器 自行車?yán)锍瘫淼能浖O(shè)計(jì)包括上電初始化程序、中斷子程序、速度調(diào)用子程序、里程調(diào)用子程序、 LCD 顯示子程序、延時(shí)子程序等幾大部分。再根據(jù)鋁盤(pán)與自行車的輪子保持著一樣的角速度，得到鋁盤(pán)的線速度與輪子線速度的關(guān)系，從而算出自行車在這 2 秒的平均速度。而這個(gè)距離 M 正好為計(jì)算速度和距離起到了基本的數(shù)據(jù)儲(chǔ)備作用。 按鍵接口電路如圖： S1S2S3S45K1R95K1R125K1R105K1R11VCC 圖 315 按鍵接口圖 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 18 4 軟件設(shè)計(jì) 待測(cè)信號(hào)經(jīng)預(yù)處理電路后加至單片機(jī)的 引腳可為單片機(jī)測(cè)量信號(hào)頻率提供有效的輸入信號(hào)。獨(dú)立式按鍵接口電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 LCD 顯示與單片機(jī)連接電路圖如圖 313； 1KRRSRWED0D1D2D3D4D5D6 VSSVDDVDDVCCLCD1602AT89C51 圖 313 液晶原理圖 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 17 報(bào)警電路 本 次報(bào)警電路采用蜂鳴器報(bào)警，當(dāng)即時(shí)速度超過(guò)預(yù)定值是蜂鳴器響，指示燈閃爍，提示應(yīng)該減速。 指令集 1602 通過(guò) D0~D7 的 8 位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。 顯示接口電路設(shè)計(jì) 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫(xiě)的英文字母 “A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時(shí)模塊把地址 41H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母 “A”。 指令 10：寫(xiě)數(shù)據(jù)。 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線 N：低電平時(shí)為單行 顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5x10 的點(diǎn)陣字符。高電平表示有效，低電平則無(wú)效。 1602 的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。 顯示部分 LCD 液晶顯示器 功能簡(jiǎn)介 :其 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。在調(diào)試時(shí)要注意將 PC 串口波特率設(shè)為 1200。 晶振電路 晶振電路由晶振和兩個(gè)負(fù)載電容組成。復(fù)位后， P0 到 P3 并行 I/O口全為高電平，其它寄存器全部清零 。 本系統(tǒng)的復(fù)位電路是采用按鍵復(fù)位的電路，如圖 310 所示，是常用復(fù)位電路之一。在 89C51 的時(shí)鐘電路工作后，只要在 RST 引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，光電式速度里程表設(shè)計(jì) 12 單片機(jī)內(nèi)部則初始復(fù)位。 中斷控制 CPU 對(duì)中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個(gè)中斷源的開(kāi)放和屏蔽是由中斷允許寄存器 IE控制的。 TR1 由軟件置 1 或清 0。所以， TF1 可用作查詢測(cè)試的標(biāo)志。其格式如下： 表 34 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 字節(jié)地址： 88H TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TF1（ ）： 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 11 T1 溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。 M1M0：工作方式設(shè)置位。 TMOD 用于設(shè)置其工作方式； TCON 用于控制其啟動(dòng)和中斷申請(qǐng) [9]。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。無(wú)論出現(xiàn)上述的那一種情況，都可以通過(guò)用施密特反相觸發(fā)器整形而得到比較理想的矩形脈沖波形。 利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的正反饋?zhàn)饔茫梢园堰呇刈兓徛闹芷谛孕盘?hào)變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號(hào)。當(dāng)輸入信號(hào)為零或負(fù)電壓時(shí)，三極管截止，電路輸出高電平；而當(dāng)輸入信號(hào)為正電壓時(shí)，三光電式速度里程表設(shè)計(jì) 8 極管導(dǎo)通，此時(shí)輸出電壓隨著輸入電壓的上升而下降，這使得速度里程表既可以測(cè)量任意方波信號(hào)的頻率，也可以測(cè)量正弦波信號(hào)的頻率。這樣就可以在單位時(shí)間內(nèi)盡可能多地得到脈沖數(shù)從而避免了因?yàn)閮蓚€(gè)過(guò)孔之間的距離過(guò)大，而車子正好在過(guò)孔之間或者是在下個(gè)過(guò)孔之前停止了，造成較大的誤差。 輪脈沖檢測(cè) 該系統(tǒng)在自行車后輪的軸處保持著與輪子旋轉(zhuǎn)切面平行的方向延伸附加一個(gè)鋁盤(pán)，在這個(gè)鋁盤(pán)的邊沿處挖 出若干個(gè)圓形過(guò)孔，把傳感器的檢測(cè)部分放在圓孔的圓心位置。 根據(jù)主要參數(shù)表，它的極限電流為 50mA，當(dāng)兩者之間有孔時(shí)，三極管導(dǎo)通，當(dāng)兩者被隔離時(shí)，三極管截止。 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 6 圖 32 光電傳感器的原理 圖 圖 33 遮光葉片 將光敏電阻安裝在自行車前又的一側(cè)，在同等高度的另一側(cè)安上一個(gè)高亮度的發(fā)光二極管。以透射式為例，如圖 31 所示，當(dāng)不透光的物體擋住發(fā)射與接收之間的間隙時(shí)，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，否則打開(kāi)。 光電編碼器的工作原理與光電傳感器一樣，不過(guò)它已將光電傳感器、電子電路、碼盤(pán)等做成一個(gè)整體，只要用連軸器將光電傳感器的軸與轉(zhuǎn)軸相連，就能獲得多種輸出信號(hào)。 信 信 信 信信 信 信 信 信 信 信 信信 信 信信 信 信 信信 信 信 信信 信 信 信信 信 信 信信 信 信 信信 信 信 信信 信 信信 信 信 信信 信I N T 0T 0I N T 1 圖 22 系統(tǒng)軟件流程圖 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 5 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用的是以紅外傳感器 ST1101 為傳感器， 以 AT89C51 作為系統(tǒng)的主控芯片，以 LCD160 128*16 液晶顯示器進(jìn)行顯示。模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即是根據(jù)要求和硬件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，將整個(gè)系統(tǒng)的功能分成許多小的功能模塊，再根據(jù)這些小的功能模塊進(jìn)行程序編寫(xiě)的過(guò)程。當(dāng)行駛達(dá)到一定的車速時(shí)，會(huì)發(fā)出報(bào)警聲。本設(shè)計(jì)中，計(jì)數(shù)的正確性決定了本裝置的精度，如何在復(fù)雜的環(huán)境中得到正確的計(jì)數(shù)脈沖，是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，設(shè)計(jì)中里程表顯示采用 LCD1602 液晶 模塊，用液晶顯示器顯示是本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。