【正文】 ，它還面臨生產(chǎn)測試技術(shù)方面的挑戰(zhàn)。本文主要介紹了自行車測速儀的設(shè)計(jì)思想，電路原理，方案安徽工程大學(xué) 機(jī)電學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 論證以及元件的選擇等內(nèi)容，整體上分為硬件部分和軟件部分設(shè)計(jì)。 (3) 顯示行車?yán)锍?，運(yùn)動(dòng)時(shí)間。 系統(tǒng)框圖 如圖 11 所示。 (2) 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)含 256 字節(jié)的 RAM。 (6) 串行口是具有一個(gè)全雙工的可編程串行通信口 。 (10) AT89S52 工作電源電壓典型值為 5V。 (3) 控制或與其它電源復(fù)用引腳 RST、 ALE、 PSEN 和 EA/VPP。由于這種接口輸出沒有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向 I/O 口。 P2 口是準(zhǔn)雙向 8 位 I/O 口。 P3口是準(zhǔn)雙向 8 位 I/O 口，在 MCS51 中，這 8 個(gè)引腳還用于專門功能，是復(fù)用雙功能口。 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。 張炎 ： 基于單片機(jī)的自行車測速儀電路設(shè)計(jì) 6 DS1302 引腳 DS1302 的引腳排列 ， 其中 VCC1 為后備電源， VCC2 為主電源。當(dāng) VCC2 小于 VCC1 時(shí)， DS1302由 VCC1 供電。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302進(jìn)行操作。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 （ 雙向 ） ，后面有詳細(xì)說明。 表 11 DS1302 控制字 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM A4 A3 A2 A1 A0 RD CK WR (1) 控制字的最高有效位 位 7： 必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到DS1302 中。 控制字總是從最低位開始輸出。 安徽工程大學(xué) 機(jī)電學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 表 12 DS1302 有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器 R W BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 RANGE 81h 80h CH 10Seconds Seconds 0059 83h 82h 10Minutes Minutes 0059 85h 84h 12/ 24 0 10 Hour Hour 112 /023 AM/ PM 87h 86h 0 0 10Date Date 131 89h 88h 0 0 0 10Mon Mon 112 8Bh 8Ah 0 0 0 0 0 Day 17 8Dh 8Ch 10Year Year 0099 8Fh 8Eh WP 0 0 0 0 0 0 0 — 91h 90h TCS TCS TCS TCS DS DS RS RS — 這張表是 DS1302內(nèi)部的 7個(gè)與時(shí)間、日期有關(guān)的寄存器圖和一個(gè)寫保護(hù)寄存器，我們要做的就是將初始設(shè)置的時(shí)間、日期數(shù)據(jù)寫入這幾個(gè)寄存器，然后再不斷地讀取這幾個(gè)寄存器來獲取實(shí)時(shí)時(shí)間和日期。當(dāng)為高時(shí)，選 擇 12小時(shí)模式。在對(duì)任何的時(shí)鐘和 RAM的寫操作之前， WP位必須為 0。 突發(fā)模式寄存器 如表 13 所示。 DS1302與 RAM相關(guān)的寄存器分為兩類 ： 一類是單個(gè) RAM單元，共 31個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；再一類為突發(fā)方式下的 RAM寄存器，在此方式下 可一次性讀、寫所有的 RAM的 31個(gè)字節(jié)。如果斷電時(shí)間較短 （ 幾小時(shí)或幾天 ） 時(shí)，就可以用漏電較小的普通電解電容器代替。 DS1302 存在時(shí)鐘精度不高，易受環(huán)境影響，出現(xiàn)時(shí)鐘混亂等缺 點(diǎn)。但是，如果在系統(tǒng)中采用時(shí)鐘芯片 DS1302，則能很好地解決這個(gè)問題。因而使用 DS18B20 可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。 (3) 無須外部器件 。 (7) 用戶可定義報(bào)警設(shè)置 。 DQ2GND1VCC3 圖 14 DS18B20 的管腳排列 DS18B20引腳定義如下： (1) DQ為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端 。 64位光刻 ROM的排列是：開始 8位（ 28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的 48位是該DS18B20自身的序列號(hào)，最后 8位是前面 56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。 例如 +125℃ 的數(shù)字輸出為 07D0H， +℃ 的數(shù)字輸出為 0191H，℃ 的數(shù)字輸出為 FF6FH， 55℃ 的數(shù)字輸出為 FC90H。其中溫度信息（第1， 2字節(jié)）、 TH和 TL值 （ 第 3， 4字節(jié) ） 、第 6～ 8字節(jié)未用，表現(xiàn)為全邏輯 1；第 9字節(jié)讀出的是前面所有 8個(gè)字節(jié)的 CRC碼，可用來保 證通信正確。 ROM 指令表明了主機(jī)尋址一個(gè)或者多個(gè) DS18B20 中的某個(gè)或某幾個(gè)，或者讀取某個(gè) DS18B20 的 64 位地址。結(jié)果存入內(nèi)部9 字節(jié) ROM 中。 重讀 EEPROM 0B8H 將 EEPROM 中的內(nèi)容復(fù)制到 RAM 中的第 4 字節(jié)。低電壓設(shè)計(jì)允許工作電壓最低可至 （適用 24AAXX 器件），待機(jī)電流和工作電流分別為 1 A 和 1 mA。大部分容量為 128 位到 16 千位的器件還提供 5 引腳 SOT23 封裝。C 到 +150176。上述數(shù)值為運(yùn)行條件最大值，我們不建議器件在該規(guī)范范圍外運(yùn)行。將這些輸入引腳上的電平與從器件地址中的相應(yīng)位作比較，如果比較結(jié)果為真，則該器件被選中。 對(duì)于這些引腳由微控制器或其他的可編程器件控制的應(yīng)用，片選地址輸入引腳必須在器件能夠繼續(xù)正常工作之前驅(qū)動(dòng)為邏輯 0 或邏輯 1。對(duì)于正常的數(shù)據(jù)傳輸，只允許在 SCL 為低電平期間改變 SDA 電平。如果連接到 VSS，寫操作使能。 A01A12A23GND4SDA5SCL6WP7VCC8 圖 16 24FC512 引腳 霍爾傳感器測量電路設(shè)計(jì) 霍爾元件 根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件。該芯片具有尺寸小、穩(wěn)定性好、靈敏度高等特點(diǎn)，有兩種封裝形式，一種是3 腳貼片微小型封裝，后綴為 LH， 另一種是 3 腳直插式封裝，后綴為 UA?；魻杺鞲衅鞯耐庑螆D和與磁場的作用關(guān)系如圖 17 所示?；魻柶骷鳛橐环N轉(zhuǎn)速 測量系統(tǒng)的傳感器，它有結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，因此選用霍爾傳感器檢測脈沖信號(hào)，其基本的測量原理如圖 19 所示，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)傳感器運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)頻率的脈沖信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理后輸出到計(jì)數(shù)器或其他的脈沖計(jì)數(shù)裝置，進(jìn)行轉(zhuǎn)速的測量。脈沖信號(hào)的周期與電機(jī)的轉(zhuǎn)速有以下關(guān)系： n= PT60 式中： n 為電機(jī)轉(zhuǎn)速； P 為電機(jī)轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)； T 為輸出方波信號(hào)周期?；魻栭_關(guān)傳感器由于其體積小，無觸點(diǎn)，動(dòng)態(tài)特性好，使用壽命長等特點(diǎn)，故在測量轉(zhuǎn)動(dòng)物體旋轉(zhuǎn)速度領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 表 18 AMPIRE12864 接口說明表 管腳號(hào) 管腳 電平 說明 1 CS1 H/L 片選擇信號(hào)，低電平時(shí)選擇前 64 列 2 CS2 H/L 片選擇信號(hào)，低電平時(shí)選擇后 64 列 3 GND 0V 邏輯電源地 4 VCC 邏輯電源正 5 V0 LCD 驅(qū)動(dòng)電壓，應(yīng)用時(shí)在 VEE 與 V0 之間加一 2K 可調(diào)電阻 6 RS H/L 數(shù)據(jù) \指令選擇：高電平：數(shù)據(jù) D0D7 將送入顯示 RAM； 低電平：數(shù)據(jù) D0D7 將送入指令寄存器執(zhí)行 7 R/W H/L 讀 \寫選擇： 高電平：讀數(shù)據(jù)；低電平：寫數(shù)據(jù) 8 E H/L 讀寫使能，高電平有效，下降沿鎖定數(shù)據(jù) 9 DB0 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 10 DB1 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 11 DB2 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 12 DB3 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 13 DB4 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 14 DB5 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 15 DB6 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 16 DB7 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 17 RST L 復(fù)位信號(hào)，低電平有效 18 VOUT 10V LCD 驅(qū)動(dòng)電源 安徽工程大學(xué) 機(jī)電學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 第 3 章 軟件設(shè)計(jì) 主 程序 設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)際的工藝要求進(jìn)行編寫的，要求是將 DS18B20 溫度傳感器，霍爾傳感器， DS1302 的值送到單片機(jī)中去，再由它 將溫度值，時(shí)間，速度等送到 LCD 顯示器上，而且將速度值存入 24FC512 中，需要時(shí) 可以將 24FC512 中的數(shù)通過 MAX232傳入電腦，此測速器還有暫停功能，通過上面的 按鈕 可 以隨時(shí)暫停測速器，再按一下可以繼續(xù)運(yùn)行 [7]。本設(shè)計(jì)根據(jù)單片 機(jī)每秒鐘接收的脈沖個(gè)數(shù)來計(jì)算自行車的速度。 圖 112 計(jì)算速度里程流程圖 開始計(jì)數(shù) 讀秒寄存器個(gè)位 判斷是否增加一秒 讀計(jì)數(shù)器 計(jì)算速度里程 關(guān)計(jì)數(shù)器 清零計(jì)數(shù)器 開計(jì)數(shù)器 是 否 子程序開始 子程序結(jié)束 安徽工程大學(xué) 機(jī)電學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 數(shù)據(jù)傳輸程序設(shè)計(jì) 此自行車測速儀一啟動(dòng)就開始記錄自行車運(yùn)動(dòng)的速度， 當(dāng)按下暫停按鈕后停止記錄，這時(shí) 正好可以將記錄的數(shù)據(jù)傳到電腦中以供分析。此外， Proteus 還提供圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來。 Proteus 提供了大量的元件庫，有 RAM、 ROM、鍵盤、馬達(dá)、 LED、 LCD、 AD/DA、部分 SPI 器件、部分 IIC器件，編譯方面支持 Keil 和 MPLAB 等編譯器。 Keil 軟件 KeilC51 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)。另外重 要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 KeilC51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。然后分別由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 （ OBJ） 。先分別調(diào)試通過各個(gè)模塊程序 ， 然后調(diào)試中斷服務(wù)程序 ， 最后調(diào)試主程序 ， 將各部分連接進(jìn)行調(diào)試。 首先新建一個(gè)工程項(xiàng)目文件 ； 其次為工程選擇目標(biāo)器件 ； 再次為工程項(xiàng)目設(shè)置軟硬件調(diào)試環(huán)境；并創(chuàng)建源程序文件并輸入程序代碼，及保存創(chuàng)建的源程序項(xiàng)目文件；最后把源程序文件添加到項(xiàng)目中。單擊元器件列表窗口上邊的按鈕 P，彈出如圖 31 所示元器件選擇窗口。先用鼠標(biāo)從器件選擇窗口選中需要的器件 ，預(yù)覽窗口將出現(xiàn)該器件的圖標(biāo)。對(duì)于相隔較遠(yuǎn)，直接連線不方便的器件，可以用標(biāo)號(hào)的方式進(jìn)行連接。 第三步修改 Keil 安 裝 目 錄 下 文件，在 C51 字段加入TDRV5=（ Proteus VSM Monitor51 Driver） 打開 Proteus，畫出相應(yīng)電路。在進(jìn)入setting，如果同一臺(tái)機(jī) IP 名為 ， 如不是同一臺(tái)機(jī)則填另一臺(tái)的 IP 地址。按電路圖的位置將各元件安置好，首先放置核心元件，然后再放其他元件，特別注意順序不能顛倒。不一致 ， 一般為 LCD 顯示器接觸不良所致 ， 必須找出故