【正文】 論 11 系統(tǒng)概述 2 錯誤！未定義書簽。自行車里程速度表作為自行車的一大輔助工具也正是隨著這個要求而迅速發(fā)展的，其功能也逐漸從單一的里程顯示發(fā)展到速度、時間顯示，甚至有的還具有測量騎車人的心跳、顯示騎車人熱量消耗等功能。本文首先扼要對該課題的任務進行方案論證，包括硬件方案和軟件方案的設計；繼而具體介紹了自行車的速度里程表的硬件設計，包括傳感器的選擇、單片機的選擇、顯示電路的設計；然后闡述了該自行車的速度里程表的軟件設計，包括數(shù)據(jù)處理子程序的設計、顯示子程序的設計；最后針對仿真過程遇到的問題進行了具體說明與分析，對本次設計進行了系統(tǒng)的總結。里程及速度的測量，是經(jīng)過MCS51的定時/計數(shù)器測出總的脈沖數(shù)和每轉(zhuǎn)一圈的時間，再經(jīng)過單片機的計算得出，其結果通過LED顯示器顯示出來。每次中斷代表車輪轉(zhuǎn)動一圈，中斷數(shù)n輪圈的周長為L的乘積為里程值。2. 對脈沖信號進行計數(shù)。最終實現(xiàn)目標：自行車的速度里程表具有里程、速度測試與顯示功能，采用單片機作控制，顯示電路可顯示里程及速度。常用的測速元件有霍爾傳感器、光電傳感器和光電編碼器。使用霍爾傳感器獲得脈沖信號，其機械結構也可以做得較為簡單，只要在轉(zhuǎn)軸的齒輪盤上粘上一粒磁鋼，霍爾元件固定在前叉上，當車子轉(zhuǎn)動時霍爾元件靠近磁鋼，就有信號輸出，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，就會不斷地產(chǎn)生脈沖信號輸出。霍爾傳感器是對磁敏感的傳感元件，常用于信號采集的有A44E，該傳感器是一個3端器件，外形與三極管相似，只要接上電源、地，即可工作，工作電壓范圍寬，使用非常方便。 軟件方案設計通過軟件控制單片機的功能是單片機的主要特點和優(yōu)點，程序的設計要考慮合理性和可讀性，遵循模塊化設計的原則，采用自頂向下的設計方法。數(shù)據(jù)處理子程序是將進入單片機的脈沖信號與實際要顯示值之間有一定的對應關系，經(jīng)過軟件編程顯示所需要的值。傳感器是獲取自然或生產(chǎn)領域中信息的關鍵器件，是現(xiàn)代信息系統(tǒng)和各種設備不可缺少的信息采集工具。其中最具代表的磁傳感器就是霍爾傳感器，在自動檢測系統(tǒng)中，利用霍爾傳感器測轉(zhuǎn)數(shù)是一種最基本的測量工作。 單片機的引腳功能介紹AT89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8K Bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（EPROM）和256 字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，與標準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，功能強大，AT89C52單片機適合于許多較為復雜控制場合應用。采用的外部中斷方式包括外部中斷0和外部中斷1，它們的中斷請求信號分別由單片機引腳/。脈沖觸發(fā)方式的中斷請求則是脈沖的負跳變有效。按照霍爾器件的功能可將它們分為：霍爾線性器件和霍爾開關器件，前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。 霍爾傳感器的測溫原理霍爾傳感器是利用霍爾效應制成的一種磁敏傳感器。 霍爾效應原理圖 集成開關型霍爾傳感器A44E集成霍爾開關由穩(wěn)壓器A、霍爾電勢發(fā)生器(即硅霍爾片)B、差分放大器 C、施密特觸發(fā)器D和OC門輸出E五個基本部分組成，（a）所示。當施加的磁場達到釋放點時，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截止，使OC門輸出高電壓，這種狀態(tài)為關 。A44E集成霍爾開關是單穩(wěn)態(tài)型，由測量數(shù)據(jù)作出的輸出特性曲線如圖 (b)所示。AT24C02有一個16 字節(jié)頁寫緩沖器，該器件通過I2C總線接口進行操作有一個專門的寫保護功能。 24C02管腳圖SCL串行時鐘：AT24C02串行時鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘。本次設計采用的24C02是為了防止掉電時里程數(shù)據(jù)的丟失，由于24C02的數(shù)據(jù)線和地址線是復用的，采用串口的方式傳輸數(shù)據(jù)，所以只用兩根線SCL和SDA與單片機傳輸數(shù)據(jù)。由于其狀態(tài)的更新發(fā)生在CP脈沖的邊沿故又稱之為上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器，D觸發(fā)器的狀態(tài)只取決于時針到來前D端的狀態(tài)。經(jīng)74LS74二分頻后的信號輸入到，內(nèi)部定時計數(shù)器測得每轉(zhuǎn)一圈所用的時間，通過計算即可得里程值和即時速度。每組有一個控制端高或低電平?jīng)Q定該組數(shù)據(jù)被接通還是斷開。常用的時鐘電路有兩種方式，一種是內(nèi)部時鐘方式，另一種為外部時鐘方式。 電路中的電容C1和C2常選擇為30P左右。本設計晶振采用12MHz，則計數(shù)周期為S 復位電路的設計AT89C52單片機的復位輸入引腳RET為AT89C52提供了初始化的手段。只有當RET由高電平變成低電平以后，89C52才從0000H地址開始執(zhí)行程序。按下按鈕，則直接把+5V加到了RET/VPD端從而復位稱為手動復位。在單片機系統(tǒng)中，通常用LED數(shù)碼顯示器來顯示各種數(shù)字或符號。LED顯示器有兩種不同的形式：一種是發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極LED顯示器；另一種是發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極LED顯示器。CPU向字段輸出口送出字型碼時，所有顯示器接收到相同的字型碼，但究竟是哪個顯示器亮，則取決于COM端。 第3章 軟件程序設計 概述在硬件設計完畢之后，接下來就是設計中最核心和最為主要的軟件部分設計。當系統(tǒng)出現(xiàn)問題，就可以根據(jù)功能設置找出問題的根源，從而更快地解決問題。 總體程序設計在主程序模塊中，需要完成對各接口芯片的初始化、自行車里程和速度的初始化、中斷向量的設計以及開中斷、循環(huán)等待等工作。、低電平有效。中斷1用于控制定時器T1的啟/停，當輸入為0時關閉定時器。DISPBUFSecCounEQUEQUSpCalcHiddenSTARTTIMER130HSTART:設置堆棧P0,0FFHMOVTH1,HIGH(655363686)TR1開定時器1中斷SpCalc,LOOP出口信息：乘積在RRRR5中。R2,SpCounR6,0測得的數(shù)值是每秒計數(shù)值，轉(zhuǎn)為分（每一轉(zhuǎn)測12次，故乘5而非60）SBUF,R2SLP1:是否送完？SBUF,R3SLP2:SLP2SN2:TI,SN3SBUF,R5SLP4:SLP4SN4:。入口條件：待轉(zhuǎn)換的雙字節(jié)十六進制整數(shù)在RR7中。影響資源：PSW、A、R2～R7 ２字節(jié)R6,AR7,AMOVMOVANLSWAPMOVANLA,0F0HDISPBUF+3,AANL清計算標志當結構發(fā)生計數(shù)溢出時，即表明定時時間或計數(shù)值已滿，這時就以計數(shù)溢出信號作為中斷請求，去置位一個溢出標志，作為單片機接受中斷請求的標志。本設計采用定時中斷，對自行車的里程和速度進行計數(shù)。在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮時間是極為短暫的（約1ms），由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，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。軟件采用匯編語言編寫，采用模塊化設計思想，程序可讀性強。本次設計電路簡單、低成本，而且能夠滿足人們對高性能、多功能自行車的要求，可在很多里程/速度測量場合使用，具有廣泛的應用前景。在這里我要感謝我的指導老師，是他的耐心教導，和不厭其煩地講解，使我順利地完成了畢業(yè)設計。29