【正文】 再次 ，我要感謝那些曾經(jīng)教 過 我們的老師們，是他們教會了 我 這些知識和本領(lǐng)，才能在這次設(shè)計中得以運(yùn)用。這類 主控芯片 既可用作控制器又適合于做數(shù)據(jù)處理，而且成本也甚是低廉。 本文對自行車?yán)锍瘫碜髁思?xì)致、全面、規(guī)范的分析；對總體相應(yīng)的軟、硬件進(jìn)行了設(shè)計、制作及調(diào)試，并貫穿設(shè)計的全過程。在燒錄前要對 STC_ISP_V480 進(jìn)行一些必要的設(shè)置。但每個按鍵要占用一根 I/O 口線，適用于按鍵數(shù)量少的鍵盤。sj2=1? sj sj2 置零 圈數(shù)變量加 1 開始 返回 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 22 顯示 模塊設(shè)計 主控模塊開始時 已對 RS、 RW、 E 進(jìn)行了初始化 ， 開始時將顯示的內(nèi)容進(jìn)行清零處理。 程序流程圖 在對所要設(shè)計的課題有了整體的了解之后，需要先建立程序框架的流程圖，對整個設(shè)計劃分模塊，逐個模塊 依次 實現(xiàn)其 各自 功能（ 在某個功能出現(xiàn)問題 時只要查找該模塊進(jìn)行 修改 即可，省去了整體查找時所帶來的麻煩） 最終把各個子模塊合理的連接起來，構(gòu) 成總的程序 完成計劃書的 功能要求 。這樣的設(shè)計方法，使得系統(tǒng)的整 體 功能和各部分的 具體 功能趨于明朗化。 輸出負(fù)載電 IO 霍爾傳 感器連接方式如圖 34a、 34b 所示： 極限參數(shù)：（ TA=25℃） 電源電壓 VCC 圖 32 LCD1602引腳圖 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 17 按鍵控制模塊 矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤法要復(fù)雜一些，識別也要復(fù)雜一些，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機(jī)的 I/O 口作為輸出端，而列線所接的 I/O 口則作為輸入。 注：為了表示的方便，后文皆以 1 表示高電平， 0 表示 低 電平。 P1 口： 帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。 XTAL1：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 。 所以，綜合比較兩者的優(yōu)缺點，最終選擇了 LCD1602 完成顯示功能 。 此次畢設(shè)課題中，學(xué)校單片機(jī)開發(fā)板提供的是矩陣式鍵盤（ 4*4 鍵盤）。 本次畢設(shè)顯示內(nèi)容較多 ，而 LCD1602 是 16*2 進(jìn)行顯示的，不能將全部的 計算 結(jié)果進(jìn)行一次性的全部顯示，所以添加 了鍵盤控制部分 控制 在顯示過程中隨時切換 ， 顯示不同的即時數(shù)據(jù) 。 PO口 是三態(tài)雙向 口，通稱數(shù)據(jù) 總線 口 ， 因 為只有該 口 能直接 用 于對外部存 儲 器的讀 /寫操作。 其片內(nèi)的 4K 程序存儲器是 FLASH 工 藝的，這種 工 藝 的存儲器用戶可以瞬間擦除、改寫，一般專 為 ATMEL AT89xx 做的編 程器均帶有這些功能。 霍爾傳感器是一種基于霍爾效應(yīng)的磁轉(zhuǎn)換器。控制字節(jié)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 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù) ；石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 位 5 至位 1 表示 操作單元的地址 ； 最低有效位 (位 0)如為 0 表示要進(jìn)行寫操作，為 1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 DS1302 采用主電源 /后備 電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。因此 ，為了讀取 從時間片開始算起 15 微秒 的數(shù)據(jù)線狀態(tài)，微控制器必須停止把數(shù)據(jù)線驅(qū)動至低電平。如何選擇滿足該系統(tǒng)測量室溫的精度要求，并且價格低廉的溫度傳感器，是一個重要問題。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。 RST—— 復(fù)位輸入。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器 、串口、中斷繼續(xù)工作。微處理器不僅是微型計算機(jī)的核心部件，也 是 各種數(shù)字化智能設(shè)備的關(guān)鍵部件，其芯片管腳如圖所示。 顯示器件選用點陣 帶 字庫型 12864 液晶模塊，由于液晶模塊在寫入指令或數(shù)據(jù)后，要經(jīng)過一段時間才能完成內(nèi)部動作，所以，對其 讀寫控制時要有必要的延時，以等待液晶模塊完成內(nèi)部動作，才能使寫入 的數(shù)據(jù)或指令有效。可見，多功能智能化數(shù)字萬年歷是以后萬年歷發(fā)展的方向，基 于微控制芯片的數(shù)字萬年歷可以滿足人們對萬年歷的多功能、界面友好和 智能化的要求， 數(shù)字控制技術(shù) 將引起萬年歷新的重大改變。工業(yè)生產(chǎn)中的延時動作，定時動作等對時間的精確 度要求較高。 17 數(shù)據(jù)采集模塊 12 顯示 模塊 的選擇 1 本課題所做的工作 而自行車?yán)锍瘫砭褪前殡S著自行車運(yùn)動的 興盛而逐漸發(fā)展起來的 本系統(tǒng)由 單片機(jī) STC89C5 霍爾傳感器、 LCD1602 液晶顯示 屏 和 獨立按鍵 組成硬件部分，軟件部分包括主程序模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、鍵盤掃描模塊 。 Design mileage and speed by LCD module, mileage to display. This paper first needed to milestones design of equipment in detail, on the problems existing in the design, explained. And then to hardware and software design and implementation of the part made earnest analysis。 11 按鍵電路的選擇 16 按鍵控制模塊 28 展望 微控制芯片具有強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算能力，它的出現(xiàn)，使得數(shù)字萬年歷不僅能給人們提供時間， 而且還能提供很多新的功能，例 如：溫度顯示、農(nóng)歷顯示、節(jié)氣提示、語音提示、日程表、生日提示、星座查詢 、錄音放音、風(fēng)景控制等。通過查閱資料和仿真掌握單總線數(shù)字溫度傳感器的時序要求和 工作流程，該系統(tǒng) 主要應(yīng)用了 DS18B20 的跳過 ROM 匹配、溫度轉(zhuǎn)換、讀取溫度指令 等 。時鐘芯片選用美國 Dallas 公司推出的具有涓細(xì)電流充電能力的低功耗實時時鐘芯片 DS1302。在芯片上，具 有靈巧的 8 位 CPU 和在 線 系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用 口， 在這種模式下， P0 口 具有內(nèi)部上拉電阻。作為輸入 口 使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下所示。 對 Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V編程電壓 Vpp。微控制器寫 1 時，數(shù)據(jù)線必須先被拉至低電平，然后就被釋放，使數(shù)據(jù)線在 寫時間片開始之后 的 15 微秒 之內(nèi)拉至高電平。系統(tǒng)溫度檢測部分硬件原理如圖所示。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1供電。 I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )，SCLK 始終是輸入端。數(shù)據(jù)采集模塊由霍爾傳感器利用霍爾原理 來對 自行車行駛過程中的數(shù)據(jù) 進(jìn)行 采集 （包括脈沖次數(shù)和變化快慢） ，且輸出為數(shù)字量 可直接輸出到單片機(jī)的某一接口 。 主控芯片 的選擇 主控芯片 是一個系統(tǒng)最核心的部分， 它 是整個系統(tǒng)的心 臟，負(fù)責(zé)控制所有模塊 的工 作。只 要程序長度小于 4K，四個 I/O 口 全部提供給 用戶。 比較這兩種方案，由于 在學(xué)校期 間 學(xué)過 數(shù)字電路、 單片機(jī)原理 、 C 語言 程序設(shè)計 ，綜合考慮單片機(jī) 各部分資源和作為學(xué)生能夠獲得的 資源，我選擇用 STC 系列芯片 完成 ， 且學(xué)校也 提供了 相 應(yīng)的硬件操作平臺，操作起來比較方便，故 STC 為更合理的選擇。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)用得較多的是非編碼鍵盤。 具有低功耗，容易控制，占用 CPU 資源少 的 優(yōu)點 。 芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 FLASH存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的 STC89C52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 EA/VPP：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。同時該芯片還具有PDIP、 TQFP 和 PLCC 三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求 [9]。第 6 腳： E（ 或 EN） 端為使能 （ enable） 端 。 鍵盤排列如 圖 33 所示 ： 圖 33 矩陣鍵盤排列圖 數(shù)據(jù)采集 模塊 霍爾傳感器 具有 一致性好、性能穩(wěn)定、可靠性高、響應(yīng)速度高 的優(yōu)點 ，可和各種邏輯電路直接 進(jìn)行 接口 連接 的特點。 在簡單的學(xué)習(xí) 和了解 Keil C 后，我們便 可 在此環(huán)境下開始對 自行車?yán)锍瘫淼?設(shè)計工作 。當(dāng) 引腳為 低電平的時候，即 IR 的值為 0 時脈沖接收指示 燈亮，脈沖接收參數(shù) sj1 加 1，持續(xù)接收脈沖的話則不計數(shù)；當(dāng)引腳 為高電平的時候，即 IR 的值為 1 時脈沖接收指示燈滅，無脈沖接收參數(shù) sj2 加 1，持續(xù)不接收脈沖的話則不計數(shù)。每一個獨立式按鍵單獨占用一根 I/O 口線。 調(diào)用寫入字節(jié)函數(shù) 調(diào)用命令函數(shù) 調(diào)用寫入數(shù)據(jù)函數(shù) 顯示信息 開始 返回 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 23 Y N N Y 鍵盤掃描流程圖如圖 44 所示 ： 圖 44 鍵盤掃描模塊流程圖 按鍵按下 ? 確定按鍵鍵值 使用行列反轉(zhuǎn)法進(jìn)行掃描 顯示信息 ? 顯示子程序 開始 返回 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 24 第 5 章 調(diào)試 與 分析 本設(shè)計軟件的調(diào)試與編譯是在 UV2 的環(huán)境下進(jìn)行的， UV2 支持 C 語言的編程，我們需要在其 UV2 環(huán)境下 先新建一個工程 New Project， 然后在新工程的 File 菜單下選擇 New File， 在新的 File 中寫入編寫的程序，進(jìn)行調(diào)試和編譯， 如 圖 51 所示： 圖 51 UV2界面圖 在新建 File 時，出現(xiàn)的 對話框 Data Base 下點擊 STC89C51RC Series 選項，選擇STC89C52RC，即選擇了主控芯片為 STC89C52，如 圖 52 所示 ： 圖 52 主控芯片選擇圖 在新 建的 File 對話框中輸入程序，保存 在新建的 Project 中， 格式為 .c 文件， 并石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 25 將其添加到 source group 1 中， 同時建立 Hex 文件，然后進(jìn)行編譯，當(dāng)顯示沒有錯誤后，我們便可以進(jìn)行燒錄 。當(dāng)進(jìn)行按鍵控制時，可以通過按鍵功能完成顯示內(nèi)容的切換，如可顯示總里程、平均速度和瞬時速度，總里程、秒表和秒表計時里程等。 展望 本系統(tǒng)操作簡單，易于實現(xiàn)。硬件方面也由很大的改進(jìn)空間，比如單片機(jī)的選擇，如果考慮到現(xiàn)實使用方面，可以選用更小封裝的單片機(jī)。 最后， 再次 感謝 我的老師、同學(xué)和 大學(xué)期間 所有的朋友們，是你們?yōu)槲业拇髮W(xué)生活增光添色，讓它變得五彩斑駁， 與眾不同 。 設(shè)計中仍舊存在一些問題和需要改進(jìn)的地方， 當(dāng)顯示速度時，若自行車轉(zhuǎn)動太快，顯示器會顯示