【正文】 口分別用于顯示里程狀態(tài)和速度狀態(tài)。 RST 在加電時應(yīng)保持高電平時間包括 Vcc 上升時間和振蕩器起振時間，振蕩器起振時間和頻率有關(guān)，若 Vcc 的上升時間為 10ms，振蕩器的頻率取 12MHz，則復(fù)位電容 C 的典型值為 1uF。振蕩器頻率主要取決于晶振（或陶瓷諧振器）的頻率，但必須小于器件所允許的最高頻率。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 表 32 共陰極共陽極字形碼表 字 型 共陽極代碼 共陰極代碼 字 型 共陽極代碼 共陰極代碼 0 C0H 3FH 9 90H 6FH 1 F9H 06H A 88H 77H 2 A4H 5BH b 83H 7CH 3 B0H 4FH C C6H 39H 4 99H 66H d A1H 5EH 5 92H 6DH E 86H 79H 6 82H 7DH F 8EH 71H 7 F8H 07H 滅 FFH 00H 8 80H 7FH 在多位 LED顯示時，為了簡化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個 8位 I/O口控制。 靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用 I/O 埠多，如驅(qū)動 5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58 ＝ 40 根 I/O 埠來驅(qū)動，要知道一個 89S51 單片機可用的 I/O埠才 32個呢。 共陽極數(shù)碼管的公共陽極接＋ 5V，當(dāng)各段陰極上的電平為 “0” 時，該段點亮，電平為 “1” 時，該段熄滅。 圖 35 A44E芯片引腳接線圖 引腳 1 是電源 Vcc， 引腳 2 是地 GND， 引腳 3 是輸出 OUT。若外加磁場的 B 值降低到 BRP時，輸出管截止，輸出高電平。 霍爾傳感器 A44E A44E 芯片屬于開關(guān)型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬 (4． 5～ 18 V)，其輸出的信號符合 1vrL 電平標(biāo)準(zhǔn) ， 可以直接接到單片機的 I／ O 端口上，而且其最高檢測頻率可達到 1MHz。也就是說所有教科書、網(wǎng)絡(luò)教程上的程序 ,不論教科書上采用的單片機是 8051還是 89C51 還是 MCS51等等，在 AT89C52上一樣可以照常運行，這就是所謂的向下兼容 。 3) 具有更高工作頻率，從而具有了更快的計算速度。 ATMEL公司的 AT89C52 單片機 ,在原基礎(chǔ)上增強了許多特性，如時鐘，更優(yōu)秀的是由 Flash（程序存儲器的內(nèi)容至少可以改寫 1000次）存儲器取帶了原來的 ROM（一次性寫入） 。 2，中斷優(yōu)先級控制 AT89C52 單片機有兩個中斷優(yōu)先級， 可以實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。電平觸發(fā)方式華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 的中斷請求是低電平有效。 3） ～ ： 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 ： ～ ： P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。而這次設(shè)計用到的AT89C52 是 51 系列 單片機 的一個型號，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的 ，它與 8051 相比，它用 8K FLASH ROM 代替 8051的 4K ROM， RAM擴大到 256字節(jié)，增加了一個 16位定時器 T2。 Proteus 軟件由 ISIS 和 ARES 兩個軟件構(gòu)成，其中 ISIS 是一款便捷的電子系統(tǒng)仿真平臺軟件， ARES 是一款高級的布線編輯軟件 。 Keil 既可以對匯編語言源程序進行匯編，也可以對 C51 語言源程序編譯。其中 7個長條形的發(fā)光二極管排列成“日”字形，另一個圓點形的發(fā)光二極管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點用，通過不同的組合可用來顯示不同的數(shù)字，包括 A～ F 等英文字母和小數(shù)點“．”等字樣。 目前，單片機 被廣泛的應(yīng)用于測控系統(tǒng)、工業(yè)自動化、智能儀表、集成智能傳感器、機電一體化產(chǎn)品、家用電器領(lǐng)域、辦公自動化領(lǐng)域、汽車電子與航空航天電子系統(tǒng)以及單片機的多機系統(tǒng)領(lǐng)域。 圖 21 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 1）中央處理器（ CPU） 中央處理器是單片機的最核心部件，主要完 成運算和控制功能。 光電傳感器對光特別敏感，當(dāng)白天行駛時，外界光源將導(dǎo)致光敏電阻發(fā)出錯誤信號，而且光敏電阻對環(huán)境的要求相當(dāng)高，如果光敏電 阻或發(fā)光二極管被泥沙或灰塵所覆蓋，光敏電阻就不能再進行準(zhǔn)確測量；而編碼器必須安裝在車軸上，安裝比較復(fù)雜；霍爾傳感器或干簧管不但不受天氣的影響，即使被泥沙或灰塵所覆蓋 也不會有影響，而且安裝方便。 實現(xiàn)：利用單片機對霍爾傳感器脈沖信號進行計數(shù)。 本設(shè)計的總體思路是： 假定輪圈的周長為 L，在輪圈上安裝 m個永久磁鐵，則測得的里程值最大誤差為 L/m。采用單片機控制不僅具有控制方便、簡單和靈活性大等優(yōu)點， 既 可以大幅度提高被控 量 的技術(shù)指標(biāo)， 大大的提高產(chǎn)品的 準(zhǔn)確度，又 可以 降低成本，簡化設(shè)計 。 軟件設(shè)計主要是 通過 單片機 編程 軟件 Keil C設(shè)計 計算自行車行駛里程和實時速度 的程序，以及速度和里程的顯示程序；模擬仿真是利用仿真軟件 Proteus對所設(shè)計的硬件電路和程序進行測試。本設(shè)計 采用霍爾傳感器測量自行車轉(zhuǎn)速脈沖 , 經(jīng)處理后由 LED 數(shù)碼管顯示 ， 最多可 顯示 4 位數(shù) ；報警電路是當(dāng)沒有 輸入周長或 超速 時發(fā)出光、語音報警 提示 。 由于 單片機 具有體積小、功能強、性價比高等特點，把單片機應(yīng)用于 里程 /速度表的控制中，可完成對 里程 /速度的計算 和控制的要求。 里程及速度的測量，是通過 MCS51 的定時器測出總脈沖數(shù)和每轉(zhuǎn)一圈所用 的時間，再經(jīng)過單片機的計算得出，其結(jié)果通過 LED 數(shù)碼管顯示出來。 2. 對脈沖信號進行計數(shù)。常用的測速元件有霍爾傳感器、光電傳感器和光電編碼器 [1]。 單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU、 隨機存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計時器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng) [2],圖 21 所示 。 單片機由于將 CPU、內(nèi)存和一些必要的接口集成在一個芯片上，并且面向控制功能將結(jié)構(gòu)作了一定的變化，所以它具有一般芯片不具有的特點： 1） 體積小、重量輕； 2）電源單一、功耗低； 3）功能強、價格低； 4）全部集成在一塊芯片上，布線短、合理； 5）數(shù)據(jù)大部 分在單片機內(nèi)部傳送，運行速度快、抗干擾能力強、可靠性高。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 圖 22 LED數(shù)碼顯示器 由圖可見 8段 LED 顯示器由 8個發(fā)光二極管組成。在這個環(huán)境下，可以完成編輯、匯編、編譯、仿真與調(diào)試等整個開發(fā)流程。是目前唯一能夠?qū)Ω鞣N處理器進行實時仿真、調(diào)試與測試的 EAD 工具，真正實現(xiàn)了在沒有目標(biāo)原型時就可對系統(tǒng)進行設(shè)計、測試與驗證 [4]。 單片機 的 選型 AT89C52 單片機總體結(jié)構(gòu) 目前 51 系列有許多功能很強的新型單片機，也出現(xiàn)了許多新的特殊功能部 件，但都是 Intel 最早的典型產(chǎn)品 8051 為基礎(chǔ)的，基本的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。 外部中斷請求有兩種信號方式：電平觸發(fā)方式和脈沖觸發(fā)方式。IE 寄存器的各位定義如下： EX0 () 外部 INT0 中斷允許位； ET0（ ）定時 /計數(shù)器 T0 中斷允許位； EX1 () 外部 INT1 中斷允許位； ET1（ ）定時 /計數(shù)器 T1 中斷允許位； ES () 串行口中斷允許位； EA () CPU 中斷允許位。同樣的一段程序，在各個單片機廠家的硬件上運行的結(jié)果都是一樣的，如 ATMEL的 89C51（已經(jīng)停產(chǎn)）、 89S51， PHILIPS（菲利浦），和 WINBOND（華邦）等 。是一個 強大易用的功能。比如 805 89C51 等等早期 MCS51兼容產(chǎn)品。 本 文介紹了一種應(yīng)用霍爾傳感器 A44E 獲得穩(wěn)定的脈沖信號 ， 從而實現(xiàn)對 轉(zhuǎn) 速進行智能測量的方案。之后， B 再增加 ， 仍保持導(dǎo)通態(tài)?；魻杺鞲衅魇莻€3端器件，外形與三極管相似，只要接上電源、地，即可工作，輸出通常是集電極開路 (OC)門輸出，工作電壓范圍寬，使用非常方便。 因此，本設(shè)計選擇 7SEGMPX4CA 4 位 二極 單 片 機 小磁鐵 車輪 霍爾傳感器 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 數(shù)碼 管顯示器 ， 是 共陽極 ，如圖 37 所示。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O 埠進行驅(qū)動 。 共陰極共陽極字形碼表如 表 32所示。 10pF（陶瓷諧振器）。 在加電的瞬間，電容通過內(nèi)部電阻充電，在 RST 端出現(xiàn) 充電正脈沖，只要正脈沖寬度足夠?qū)?，就能?AT89C52 有效復(fù)位。 PO 口和 P2 口用于七段 LED 顯示器的段碼及掃描輸出，在現(xiàn)實里程時，第 一 位小數(shù)點用 12 腳 口控制點亮。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 310 原理圖 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 4 自行車?yán)锍?/速度計的軟件設(shè)計 與仿真 自行車?yán)锍?/速度計的 主程序 設(shè)計 在主程序 模塊中，需要完成對芯片各接口的初始化 、各存儲單元的初始化、中斷向量的設(shè)計以及開中斷、 循環(huán)等等待工作。其程序流程圖如圖 41 所示。 圖 42 中斷流程圖 外部 中斷是由 INT0 控制，當(dāng)輸入高電平時，發(fā)生中斷，記錄一次，最后由記錄次 數(shù)計算出自行車行駛的里程以及計算實時速度。最后，點擊 確定 鍵可看到電路仿真結(jié)果 。 (4)進入 Keil 的 Project 菜單 Option for Target‘ 工程名 ’ 。當(dāng)然，它有一些不足。 本設(shè)計中，里程與速度分別根據(jù)以下公式計算得出： 里程 =脈沖總數(shù)輪圈周長 速度 =輪圈周長247。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 參考文獻 [1] 劉燦軍 . 實用傳感器 . 國防工業(yè)出版社， 2021. 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