【正文】 同時也要感謝自己遇到困難的時候沒有一蹶不振，取而代之的是找到了最好的方法來解決問題。 在畢業(yè)論文設(shè)計過程中 ，本人遇到了許許多多的困難。在以后的學(xué)習(xí)中，本人要多閱讀課外書籍，不能只局限于書本，擴展本人的思路，積累更多的知識，并將它應(yīng)用到實際生活中去。樣機所用的電源 ,事先必須單獨調(diào)試后才能加到系統(tǒng)中 ,在不插芯片的情況下 ,加電檢測各底座上引腳的電位 ,仔細(xì)測量各點電位是否正常 ,尤其應(yīng)注意單片機底座上的各點電位是否正常。 因此本設(shè)計的原理圖用的軟件是 protel99。本次設(shè)計中需要的調(diào)試如下： 系統(tǒng)仿真調(diào)試 本次實驗采用的是 uVision2件進行調(diào)試。程序流程圖如圖 32所示： 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 23 頁 共 57 頁 定 時 器 1 s 是 否 到 位是 否 有 脈 沖NNY開 始外 部 中 斷 計 數(shù)計 算 轉(zhuǎn) 速 及 路 程Y數(shù) 據(jù) 存 儲 及 液 晶 顯 示 圖 32 算法流程 顯示子程序的設(shè)計 本設(shè)計采用 LCD 液晶顯示器接口電路，數(shù)據(jù)總線接 STC89C52 單片機的 P0 口，控制引腳 RS 接 口， R/W 接 口。 通過對按鍵和定時器的監(jiān)測，進行按鍵和顯示獨立執(zhí)行，當(dāng)有按鍵按下根據(jù)按鍵的類型作相應(yīng)的處理，定時 500ms 進行一次顯示更新。 指令 9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令 3： 光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。當(dāng) RS和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時可以讀信號，當(dāng) RS為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。這就是 LCD 顯示的基本原理。 （ 4） 功耗低 相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其 內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。電路如圖 211 所 示： 圖 211 開關(guān)型霍爾傳感器 傳感器的工作原理如圖 212 所示： 信 號放 大 波 形 變 化波 形 整 形 單 片 機 圖 212 傳感器工作原理 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 15 頁 共 57 頁 顯示電路的設(shè)計 在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。 感器的應(yīng)用 按被檢測對象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。 霍爾傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器兩種。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，只有 SBUF 寄存器狀態(tài)不確定。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。其特點是傳輸速度快，效率高；但傳送多少位就需要多少根傳輸線，因此傳送成本高，適合動態(tài)顯示。單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖 21 所示 [11]。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 6 頁 共 57 頁 主 控 單 片 機霍 爾 傳 感 器車 輪 運 動內(nèi) 部 掉 電 存 儲 模 塊輸 入 控 制L C D 1 6 0 2 圖 11 系統(tǒng)方框圖 工作原理： 里程、速度等都是由霍爾元器件測量。干簧管是一種磁敏的有觸點無源電子開關(guān)元件，應(yīng)用在里程表上的原理與開關(guān)型霍爾傳感器類似，把干簧管安裝 在自行車貼近車輪的支架上，磁鋼安裝在輻條上，當(dāng)磁鋼靠近霍爾傳感器的時候，干簧管閉合，單片機根據(jù)此信號可計算里程、速度等。 傳感器的選擇 紅外光電傳感器。里程表的顯示內(nèi)容以數(shù)字為主，利用 LED 數(shù)碼管可基本滿足使用要求，且成本較低。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 4 頁 共 57 頁 容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 2. 單片機 8032/8052/8752 是增強型產(chǎn)品，而 803 80C32 片內(nèi)是沒有 ROM 的 ，而89C51 內(nèi)部含有 4K字節(jié)的 FLASH 的 ROM。常用的測速元件有霍爾傳感器、光電傳感器和光電編碼器。 本文首先要對該課題的任務(wù)進行方案論證，包括硬件方案和軟件方案 的設(shè)計；繼而具體介紹了自行車的速度里程表的硬件設(shè)計，包括傳感器的選擇、單片機的選擇、顯示電路的設(shè)計；然后闡述了該自行車的速度里程表的軟件設(shè)計，包括數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計、顯示子程序的設(shè)計；最后對本次設(shè)計進行了系統(tǒng)的總結(jié)。 單片機由于其體積小、功能強，可靠性高，靈活方便等優(yōu)點，所以被廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域，并對各行各業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代起到重要的推動作用 [4]。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié) [1]。它包括中央處理器（ Central Processing Unit， CPU）、用 RAM 構(gòu)成的數(shù)據(jù)存儲器、用 ROM 構(gòu)成的程序存儲器、定時器 /計數(shù)器、各種輸入 /輸出（ I/O）接口和時鐘電路，可獨立地進行工作。 (3)速度顯示模塊采用何種方式，液晶還是數(shù)碼管。 測速，首先要解決是采樣的問題。下面就簡要介紹具有代表性的幾款單片機 [6]。在單 片機 芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52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。 。 LCD 液晶顯示模塊。把開關(guān)型霍爾傳感器安裝在自行車貼近車輪的支架上，磁鋼安裝在輻條上，當(dāng)磁鋼靠近霍爾傳感器的時候，傳感器輸出一個無抖動的低電平，單片機根據(jù)此信號可計算里江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 5 頁 共 57 頁 程、速度等。 測量自行車的速度的原理有兩種： 測量一定時間間隔 t,自此時間段 自行車車輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù) q。 可以通過按鍵來改變半徑和速度的上限值。 中斷系統(tǒng)在計算機中起著十分重要的作用，是現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中廣泛采用的一種實時控制技術(shù)， 能對突發(fā)事件進行及時處理，從而大大提高系統(tǒng)的實時性能。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。單片機復(fù)位通過按 鍵 產(chǎn)生高電平復(fù)位稱手動復(fù)位?；魻杺鞲衅饕曰魻栃?yīng)為工作基礎(chǔ)，是由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器。 圖 28 開關(guān)型霍爾傳感器特性 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 13 頁 共 57 頁 當(dāng)外加的磁感應(yīng) 強度超過動作點 Bop時，傳感器輸出低電平，當(dāng)磁感應(yīng)強度降到動作點 Bop以下時，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點 BRP時，傳感器才由低電平躍變?yōu)楦唠娖健? 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 14 頁 共 57 頁 圖 210 模擬測速 如果把開關(guān)型霍爾傳感器按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在軌道上，當(dāng)裝在運動車輛上的永磁體經(jīng)過它時，可以從測量電路上測得脈沖信號。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會閃爍。如果根據(jù)驅(qū)動方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動（ Static）、單純矩陣驅(qū)動（ Simple Matrix）和主動矩陣驅(qū)動（ Active Matrix）三種。 21所示： 表 21 LCD1602 主要技術(shù)參數(shù) 顯示容量 16 2 個字符 芯片工作電壓 ～ 工作電流 （ ） 模塊最佳電壓 字符尺寸 （ WXH） mm 22所示 [13]： 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 17 頁 共 57 頁 表 22 LCD1602 引腳接口 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 第 1 腳： VSS 為地電源 第 2 腳： VDD 接 5V 電源 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用 時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 LCD1602 分為 帶背光和不帶背光兩種，基 本 控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖 213 所示：江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 18 頁 共 57 頁 圖 213 LCD1602 帶背光與不帶背光的外形尺寸差別 寄存器的選擇如表 23所示： 表 23 LCD 寄存器的選擇 E R/W RS 功能說明 1 0 0 寫入命令寄存器 1 0 1 寫入數(shù)據(jù)寄存器 1 1 0 讀取忙碌標(biāo)志及 RAM 地址 1 1 1 讀取 RAM 數(shù)據(jù) 0 X 不動作 的指令說明及時序 1602 液晶模塊內(nèi)部的控 制器共有 11 條控制指令， 控制指令 如表 24所示： 表 24 1602 控制指令 序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清 除 顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計數(shù)器地址 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 19 頁 共 57 頁 10 寫數(shù)到 CGRAM 或 DDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM 或 DDRAM 讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為 4位總線，低電平時為 8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示 5x7 的點陣字符，高電平時顯示 5x10的點陣字符。 液晶顯示電路如圖 214所示 [14]： 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 20 頁 共 57 頁 E A / V P P31X119X218R E S E T9R D / P 3717W R / P 3616P 32/ I N T 012P 33/ I N T 113P 34/ T 014P 35/ T 115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P R D G30P 31/ T X D11P 30/ R X D10U2S T C 89C 52R CV C CV C CVSS1VDD2VL3RS4R/W5E6D07D18D29D310D411D512D613D714BLA15BLK16U1 L C D 1602V C CR251RV C C液晶顯示部分主控單片機C12233445566778899R5排阻 圖 214 液晶顯示電路 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 21 頁 共 57 頁 第三章 軟件設(shè)計 軟件實現(xiàn)的功能 1. 利用霍爾傳感器產(chǎn)生里程數(shù)的脈沖信號 2. 利用單片機自帶的計數(shù)器 T0 對霍爾傳感器脈沖信號進行計數(shù) 3. 對數(shù)據(jù)進行處理，要求用 LCD顯示里程總數(shù)和即時速度 4. 自行車超速，系統(tǒng)發(fā)出報警信號 。計數(shù)器是用來計數(shù) 1s 鐘輪子的圈數(shù)。顯示子程序的流程圖如圖 33 所示 : 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 24 頁 共 57 頁 Y開 始顯 示