【正文】 A自行車?yán)锍逃嬋A北科技學(xué)院課程設(shè)計 6 ～ ： P0 口是一組 8位漏極開路型雙向 I/O 口，也是地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。另外 STC89X52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。定時器 /計數(shù)器等部件都制作在一塊集成芯片上，構(gòu)成一個外部信號 霍爾傳感器 里程顯示 STC89C52單片機(jī) 華北科技學(xué)院課程設(shè)計 5 完整的微型計算機(jī)從 而實現(xiàn)微型計算機(jī)的基本功能。 其原理很簡單，因為車輪的直徑已知，車輪的圓周長便是恒定不變的。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。 傳感器是獲取自然或生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的關(guān)鍵器件，是現(xiàn)代信息系統(tǒng)和各種設(shè)備不可缺少的信息采集工具。 勇于探索，嚴(yán)謹(jǐn)推理，實事求是，用實踐來檢驗理論、全方位地考慮問題等科學(xué)技術(shù)人員應(yīng)具有的素質(zhì)。 設(shè)計一個自行車車輪半徑已知，用霍爾傳感器測定出自行車的里程，并通過數(shù)碼管顯示出來的自行車?yán)锍瘫硐到y(tǒng)。而且在運動過程中可以充分享受到大自然，對于忙碌的現(xiàn)代人來說，無疑是一種較好的放松方法。 目 錄 華北科技學(xué)院課程設(shè)計 1 一、設(shè)計任務(wù)和要求…………………… ……… 2 二、設(shè)計目的 ………………………………………… 2 三、設(shè)計的具體實現(xiàn)………………………… … 3 ………………………………… 3 ………………… 4 …………………… 7 供電電路設(shè)計 ………………………… 9 …………………………… 10 …………………………… 10 …………………………… 11 …………………………… 12 …………………………… 13 … ………………………… 14 四、 系統(tǒng)調(diào)試與仿真 … ………………………… 23 五、心得體會和建議 …………………………… 24 六、附錄 ………………………………………… 26 七、參考文獻(xiàn) …………………………………… 27 基于單片機(jī)的自行車?yán)锍逃嬒到y(tǒng)設(shè)華北科技學(xué)院課程設(shè)計 2 計 報告 一、設(shè)計要求 我國是自行車大國， 隨著人們生活水平的逐漸提高，人們對于生活質(zhì)量的要求也日益增加，尤其是對健身的要求。 時間安排 課程設(shè)計計劃時間 4 周。 3. 課程設(shè)計說明書應(yīng)有目錄、摘要、序言、主干內(nèi)容（按章節(jié)編寫）、主要結(jié)論和參考書，附錄應(yīng)包括程序清單、系統(tǒng)方框圖和電路原理圖。 二、硬件選型工作 三、硬件的設(shè)計和實現(xiàn) 1. 選擇計算機(jī)機(jī)型（采用 51 內(nèi)核的單片機(jī)）； 2. 設(shè)計支持計算機(jī)工作的外圍電路（ EPROM、 RAM、 I/O 端口、鍵盤、顯示接口電路等）； 3. 接口電路； 4. 其它相關(guān)電路的設(shè)計或方案（電源、通信等） 四、軟件設(shè)計 1. 分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊； 2. 編寫相關(guān)子程序； 3. 其它程序模塊 (顯示與鍵盤等處理程序 )。 設(shè)計以 STC89C51 單片機(jī)為核心，以 霍爾傳感器 做為輸入 、使用獨立鍵盤控制顯示停止 /開始、清零 ， 以 LED 為顯示方式的自行車?yán)锍逃嫞?完成基本要求 。通過這個過程學(xué)習(xí)熟悉單片機(jī)的外圍擴(kuò)展、鍵盤控制和七段數(shù)碼管的使用，掌握 51 系列單片機(jī)控制和測試方法。選擇獨立鍵盤和 4 位共陰極數(shù)碼管。 2. 論理正確、邏輯性強(qiáng)、文理通顧、層次分明、表達(dá)確切，并提出自己的見解和觀點。 6. 每組單獨一個題目，每組上限 5 人。 輔導(dǎo)時間和地點 答疑請直接與指導(dǎo)教師聯(lián)系。因為它無污染，價位低廉，老少皆宜。并根 據(jù)外界條件，如溫度等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，已達(dá)到最佳運動的效果。 華北科技學(xué)院課程設(shè)計 3 、基本知識和基本技 能的能力，使自己 獲得從事本專業(yè)工程技術(shù)工作的基本訓(xùn)練。 三、設(shè)計的具體實現(xiàn) 自行車的速度里程表的硬件電路設(shè)計是基礎(chǔ)部分，它包括信號的捕獲、放大、整形，單片機(jī)的計算處理，數(shù)碼管的實時顯示和單片機(jī)外圍基本電路的設(shè)計，兩大主要器件就是傳 感器和單片機(jī)。作為輸入信號，這就給磁傳感器的快速發(fā)展提供了機(jī)遇，形成了磁傳感器的產(chǎn)業(yè)。本設(shè)計中，計數(shù)的正確性決定了本裝置的精度，如何在復(fù)雜的環(huán)境中得到正確的計數(shù)脈沖，是本設(shè)計的難點，初步的解決辦法是在硬件上進(jìn)行合理的濾波，軟件上進(jìn)行一定的算法處理。 圖 自行車?yán)锍逃嬒到y(tǒng)原理框圖 單片機(jī)的原理及應(yīng)用 單片機(jī)是指集成在一個芯片上的微型計算機(jī)，也就是把組成微型計算機(jī)的各種功能部件，包括 CPU(Central Processing Unit)、隨機(jī)存儲器 RAM(Random Access Memory)、只讀存儲器ROM(Readonly Memory)、基本輸入 /輸出 (Input/Output)接口電路。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 512字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門狗定時器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810 復(fù)位電路，2 個 16 位 定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。 STC89C51 管腳圖如圖 。 ～ ： P3 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口。 PSEN ：外部程序存儲器讀選通信號。 RST：復(fù)位信號 。 VSS：地線。霍爾 線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復(fù)精度高。 在電源端加電壓 Vcc，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾電勢發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場中時，在垂直于磁場的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會產(chǎn)生霍爾電勢差 VH 輸出，該 VH 信號經(jīng)放大器放大后送至 施密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到 OC 門輸出。工作點與釋放點的差值一定，此差值稱為磁滯，在此差值內(nèi)， V0保持不變，因而使開關(guān)輸出穩(wěn)定可靠，這也就是集電成霍爾開關(guān)傳感器優(yōu)良特性之一。本設(shè)計中取 m=1。 USB接口可以向外提供電源，且是 5V的電壓，非常適合于 TTL信號的系統(tǒng)，特別是單片機(jī)系統(tǒng)。 USB端口具有高輸出功率和低輸出功率之分，同樣， USB設(shè) 備可以按照電流的消耗分為高功率消耗設(shè)備和低功率消耗設(shè)備。鍵盤是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計中一種主要的信息輸入接口，合理的設(shè)計，不僅可以節(jié)省系統(tǒng)的設(shè)計成本，更可使儀器設(shè)備的操作變得更為簡單、方便，很大程度上提高系統(tǒng)綜合性能 。兩個鎖存器的鎖存端分別與 。電路圖如圖 。晶振電路電路圖如圖 。然后關(guān)閉 U1鎖存器，打開 U2 鎖存器，控制位選端，如此依次使四個數(shù)碼管顯示該位的數(shù)字。 P0=0xff。 delayms(5)。 P0=0xff。 delayms(5)。 P0=0xff。 delayms(5)。 P0=0xff。 delayms(5)。 uint val,lc。 if(th1==th2) break。 } ⑷總程序 include //52 系列單片機(jī)頭文件 define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit dula=P2^6。 //申明獨立鍵盤 2 uchar code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71}。 //送千位段選數(shù)據(jù) dula=0。 //送位選數(shù)據(jù) wela=0。 //送百位段選數(shù)據(jù) dula=0。 wela=0。 //送十位段選數(shù)據(jù) dula=0。 wela=0。 //送個位段選數(shù)據(jù) dula=0。 wela=0。i0。 } uint read() { uchar tl,th1,th2。 th2=TH0。 //計算自行車行駛的里程數(shù) return lc。 //設(shè)置計數(shù)器 0 為工作方式 1(0000 0101) TH0=0。 華北科技學(xué)院課程設(shè)計 22 if(key1==0) { while(!key1)。 if(key2==0) { TH0=0。 TH0=0。 華北科技學(xué)院課程設(shè)計 23 c=num%1000%100/10。 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語 言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。運行 Keil 軟件需要 Pentium 或以上的 CPU， 16MB 或更多 RAM、20M 以上空閑的硬盤空間、 WIN9 NT、 WIN20xx、 WINXP 等操作系統(tǒng)。此次課程設(shè)計經(jīng)過為 小組同學(xué) 的不懈努力，目前基本達(dá)到了預(yù)期的要求。首先就是 沒能實現(xiàn)對自行車速度的測定，在實際應(yīng)用中不方便，這些還需要我們繼續(xù)努力完善。但著手設(shè)計時，又出現(xiàn)了許多未預(yù)料到的問題，例如元件的選擇：在選擇單片機(jī) 時，是采用 MCS51系列的哪種型號的單片機(jī)。在電源電路的設(shè)計中用了 USB 接口來實現(xiàn)，使系統(tǒng)供電更加方便。我們在以后可以設(shè)計功能更為強(qiáng)大的自行車?yán)锍瘫?,比如說我們可以添加測量自行車的瞬時速度等功能 ,只是由于時間以及個人的能力問題我們暫時還難以設(shè)計出這樣的電路 ,這就有待于今后我們在學(xué)習(xí)中認(rèn)真領(lǐng)悟。 20xx 現(xiàn)代傳感器集成電路 高等教育出版社 20xx 183