【正文】 ，獲得多個脈沖輸出 , 單片機(jī)根據(jù)脈沖數(shù)來計算里程 。所以本設(shè)計采用方案三霍爾傳感器。 方案一 LED 靜態(tài)顯示器 ： 靜態(tài)顯示的特點是每個數(shù)碼管的段選必須接一個 8 位數(shù)據(jù)線來保持顯示字形碼。 動態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。 算法概述 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。在設(shè)計中選用的是 AT89C52 單片機(jī)。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器 技術(shù)制造，可與工業(yè) AT89C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 2. P1 口： P1 口是一 8 位雙向 I/O 口。 用于固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號并且它作為一通用 I/O 引腳而不可訪問。每一個機(jī)器周期需12 個振蕩器或時鐘周期。只要在 0INT 和 1INT 引腳上出現(xiàn)有效低電平時，就激活外部中斷方式。 GATE=0 時，只要用軟件使 TCON 中的 TR0 或 TR1 為 1，就可以啟動定時 /計數(shù)器工作； GATE=1 時，要用軟件 TR0 或 TR1 為 1，同時外部中斷引腳 0INT 或 1INT 也為高電平時，才能啟動定時 /計數(shù)器工作。 CPU 響應(yīng)中斷后 TF1 由硬件自動清零。 TR0（ ）定時 /計數(shù)器 T0 運(yùn)行控制位。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，而用這種效應(yīng)制成的元件稱為霍爾元件。 圖 37 霍爾傳感器檢測轉(zhuǎn)速示意圖 霍爾傳感器檢測轉(zhuǎn)速示意圖 37 如下。 AT24C02 的 3 腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。當(dāng)顯示里程時，單片機(jī)首先向 AT24C02 發(fā)送讀信號，然后確認(rèn)后，單片機(jī)從 AT24C02 內(nèi)部的地址向單片機(jī)的讀出單元字節(jié)讀出數(shù)據(jù)，供顯示所用。由于其狀態(tài)的更新發(fā)生在 CP脈沖的邊沿故又稱之為上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器， D 觸發(fā)器的狀態(tài)只取決于時針到來前 D端的狀態(tài)。因此，時鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會影響振蕩器的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。只有當(dāng) RET 由高電平變成低電平以后，89C52 才從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。在單片機(jī)系統(tǒng)中，通常用 LED 數(shù)碼顯示器來顯示各種數(shù)字或符號。本系統(tǒng)采用動態(tài)掃描顯示接口電路，動態(tài)顯示接口電路是把所有顯示器的 8個筆劃段 ah同名端連在一起，而每一個顯示器的公共極 COM 各自獨(dú)立地受 I/O 線控制。這樣的設(shè)計方法，使得系統(tǒng)的整個功能和各部分的功能趨于明朗化。 和 口分別用于顯示里程狀態(tài)和速度狀態(tài)。其程序流程如圖 41 所示。設(shè)置堆棧 MOV P1,0FFH MOV P0,0FFH MOV P2,0FFH 。出口信息：乘積在 R R R R5 中。出口信息：轉(zhuǎn)換后的三字節(jié)ＢＣＤ碼整數(shù)在 R R R5中。清計算標(biāo)志 JMP LOOP 中斷子程序設(shè)計 定時中斷是為滿足定時或計數(shù)的需要而設(shè)置的。 23 圖 42中斷子程序流程圖 里程計算子程序 外部中斷 0 服務(wù)程序用于對單片機(jī) 口輸入的圈數(shù)脈沖進(jìn)行計數(shù)，為十六進(jìn)制計數(shù)器。在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮?xí)r間是極為短暫的（約 1ms），由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。論文的整個 制作過程的確不容易，現(xiàn)在回想一下那段時日，有艱辛的一面，亦有喜悅的一面，但整個過程總結(jié)來說還是蠻充實的，畢竟在整個設(shè)計的過程中，自己又對已經(jīng)學(xué)過的專業(yè)課知識梳理了一下，而且對于實際的應(yīng)用和需求也參考了各個方面的資料，所以整個設(shè)計過程下來，自己整體的專業(yè)知識水平又進(jìn)行了一次升華。通過實驗驗證了系統(tǒng)的可行 性 ，能滿足設(shè)計要求，達(dá)到設(shè)計的指標(biāo)，實現(xiàn)對自行車?yán)锍?/速度的計算功能，并用 LED 顯示， 當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動，小磁片滑過霍爾元件時，霍爾元件輸出一脈沖，可根據(jù)車輪周長計算里程，選擇不同的車輪周長，里程數(shù)的變化有所不同；當(dāng)按下開關(guān)，顯示速度時， LED 會根據(jù)轉(zhuǎn)速的不同顯示不同的數(shù)字 。 CPU 向字段輸出口送出字型碼時，所有顯示器接收到相同的字型碼， 但究竟是哪個顯示器亮，則取決于 COM端。本設(shè)計采用定時中斷，對自行車的里程和速度進(jìn)行計數(shù)。去掉低 4 位 SWAP A 。入口條件：待轉(zhuǎn)換的雙字節(jié)十六進(jìn)制整數(shù)在 R R7中。入口條件：被乘數(shù)在 R R3中，乘數(shù)在 R R7 中。消隱碼 ORG 0000H AJMP START ORG 1BH JMP TIMER1 。此控制信號是將輪子圈數(shù)的計數(shù)經(jīng)二分頻后形成。另外，在主程序模塊中還需要設(shè)置啟動 /清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器、速度寄存器，并對它們進(jìn)行初始化。所謂軟件設(shè)計就是把軟件需求變換成軟件的具體設(shè)計方案（即模塊結(jié)構(gòu)）的過程。本次設(shè)計采用共陰極接法。 AT89C52RSTC1+5R9R822uF 圖 314 按鍵復(fù)位電路 工作原理：通電瞬間， RC 電路充電， RST 引腳出現(xiàn)高電平，只要 RST 端保持 24ms 以上高電平，就能使單片機(jī)有效地復(fù)位。在 89C52 的時鐘電路工作后，只要在 RET引腳上出現(xiàn)兩個機(jī)器 周期以上的高電平時，單片機(jī)內(nèi)部則初始復(fù)位。單片機(jī)內(nèi)部時鐘方式的振蕩電路如圖 313 所示。經(jīng) 74LS74 二分頻后的信號輸入到 1INT ，內(nèi)部定時計數(shù)器測得每轉(zhuǎn)一圈所用的時間，通過計算即可得里程值和即時速度。 圖 310 74LS244邏輯圖 74LS74 是 D 觸發(fā)器的一種 ,它是一個具有記憶功能的二進(jìn)制信息存儲器件，是構(gòu)成多種時序電路的最基本邏輯單元。單片機(jī)計算出來的里程數(shù)據(jù)通過 SDA、 SCL 向 AT24C02 輸送數(shù)據(jù)。 AT24C02 中帶有片內(nèi)地址寄存器。 由于傳感器內(nèi)部為集電極開路輸出，所以需外接一個上拉電阻，其阻值與電源電壓大 13 小有關(guān)，一般取 1～ 2k，如圖 38所示。 圖 36 開關(guān)型霍爾傳感器工作特性 當(dāng)外加的磁感應(yīng)強(qiáng)度超過動作點 Bop 時，傳感器輸出低電平，但磁感應(yīng)強(qiáng)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 BRE 時，傳感器才由低電平躍變?yōu)楦唠娖健? 金屬或半導(dǎo)體薄片的兩個端面通以控制電流 Ic，并在薄片的垂直方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的 磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電勢 Uh，稱為霍爾電勢或霍爾電壓(如圖 l 所示 )。 TR1 由軟件置 1或清 0。 TCON TF1（ ）定時 /計數(shù)器 T1 溢出中斷請求標(biāo)志位。 TMOD 工作方式寄存器 TMOD 用于設(shè)置定時 /計數(shù)器的工 作方式。 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。 RST 一旦變成高電平 ,所有的 I/O 引腳就復(fù)位到 “1” 。 P1口還在閃速編程和程序校驗期間接收代碼數(shù)據(jù)。 AT89C52 管腳圖如圖 所示。 AT89C52 有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 單片機(jī)是本次設(shè)計的核心部件，它是信號從采集到輸出的橋梁，而且包括計算、定時、信息處理等功能。第一 ，它顯示的色彩更加豐富，色彩數(shù)量可超過目前傳統(tǒng) CCFL 冷陰極熒光管背光燈的 1倍以上；第二， LED 背光源亮度可以隨著畫面亮度進(jìn)行主動調(diào)節(jié)，可節(jié)能 30%以上；第三，LED 背光源不含鉛和汞等有毒有害物質(zhì)，是真正的綠色環(huán)保光源。選亮數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示。在這里由于單片機(jī)測速系統(tǒng)比較簡單，所以只考慮 LED 顯示器和 LCD 顯示器?；魻栐皇芴鞖獾挠绊?，即便被泥沙或灰塵覆蓋對測量也不會有任何影響。 方案三、 霍爾傳感器 霍爾傳感器是對磁敏感的傳感元件，常用于開關(guān)信號采集的有 CS30 CS30 A04E等，這種傳感器是一個 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。當(dāng)葉片數(shù)較多時，旋轉(zhuǎn)一周可以獲得多個脈沖信號。 實現(xiàn)：利用單片機(jī)自帶的計數(shù)器 T1 對霍爾傳感器脈沖信號進(jìn)行計數(shù)。經(jīng)綜合分析，本設(shè)計中取 m=1。本文主要介紹了自行車的速度里程表的設(shè)計思想、電路原理、方案論證以及元件的選擇等內(nèi)容，整體上分為硬件部分設(shè)計和軟件部分設(shè)計。并根據(jù)外界條件，如溫度，風(fēng)速等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，已達(dá)到最佳運(yùn)動的效果。 自行車不再僅僅是普通的運(yùn)輸、代步的工具，而是成為人們娛樂、休閑、鍛煉的首選。文章詳細(xì)介紹了自行車的速度里程表的硬件電路和軟件設(shè)計。 軟件設(shè)計包括： 中斷子程序設(shè)計 ， 里程計算子程序設(shè)計，顯示子程序設(shè)計。計數(shù)器 T1計算每轉(zhuǎn)一圈所用的時間 t，就可以計算出即時速度 v。 最終實現(xiàn)目標(biāo)：自行車的速度里程表具有里程、速度測試與顯示功能，采用單片機(jī)作控制，顯示電路可顯示里程及速度。 方案二、 光電編碼器 光電編碼器的工作原理與光電傳感器一樣，不過它已將光電傳感器、電子 電路 、碼盤等做成一個整體，只要用連軸器將光電傳感器的軸與轉(zhuǎn)軸相 連，就能獲得多種輸出信號。 霍爾元件和磁鋼如圖 24所示。 單片機(jī)選型 本設(shè)計用 89C52 單片機(jī)設(shè)計自行車?yán)锍?/速度計。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。 方案 二 用液晶顯示器 LCD 顯示信息。經(jīng)綜合分析，本設(shè)計中取 m=1。 單片機(jī)由于將 CPU、內(nèi)存和一些必要的接口集成到一個芯片上，并且面向控制功能將結(jié)構(gòu)作了一定的優(yōu)化，所以它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