【正文】 存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。仿真實(shí)驗(yàn)表明所設(shè)計(jì)的硬件電路及軟件程序是正確的，滿足設(shè)計(jì)要求。測(cè)速裝置是對(duì)運(yùn)動(dòng)中各種參數(shù)進(jìn)行測(cè)定。所設(shè)計(jì)的基于霍爾元件的脈沖發(fā)生器要求成本低，構(gòu)造簡(jiǎn)單，性能好。 研究的主要內(nèi)容本課題主要任務(wù)是利用單片機(jī)等部件設(shè)計(jì)的一個(gè)可用LCD顯示時(shí)間、行駛里程及平均速度，七段數(shù)碼管顯示瞬時(shí)速度的自行車測(cè)速儀。 結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)框圖如圖22所示?；魻杺鞲衅魇抢没魻栃?yīng)把磁輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件。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。外加四個(gè)七段管LED用來顯示5秒內(nèi)的當(dāng)前速度（近似瞬時(shí)速度）。（7m/s），LED警示燈亮，提示速度過大。 系統(tǒng)總電路圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總電路圖如圖31所示，包括信號(hào)輸入、顯示、控制和復(fù)位等模塊。在單芯片上，擁有靈巧的8另外，AT89C51 *(1)電源引腳VCC和VSS ① VCC（40腳）：接+5V電源正端； ② VSS（20腳）：接+5V電源正端。(3)控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有RES/VPD、ALE、PSEN和VPP等4種形式。④ VPP（31腳）：該端為訪問外部程序儲(chǔ)器控制信號(hào)，低電平有效。它分時(shí)提供8位雙向數(shù)據(jù)總線。④ P3口（10腳17腳）：。第2腳：VDD接5V正電源。（說明：1為高電平、0為低電平）指令 1：清顯示。D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示；C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)；B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。BF：忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。它具有對(duì)磁場(chǎng)敏感、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，在測(cè)量、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 ①霍爾元件和磁鋼 ②管腳圖圖34 霍爾傳感器的外形圖該霍爾傳感器的接線圖如圖35所示?；魻柶骷怯砂雽?dǎo)體材料制成的一種薄片，在垂直于平面方向上施加外磁場(chǎng)B，在沿平面方向兩端加外電場(chǎng)，則使電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，結(jié)果在器件的兩個(gè)側(cè)面之間產(chǎn)生霍爾電勢(shì)。復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，設(shè)計(jì)完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。速度較低時(shí)，因測(cè)量時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)變少，誤差所占的比例會(huì)變大，所以M法宜測(cè)量高速。實(shí)際中，誤差控制在幾米之內(nèi)，相對(duì)于整個(gè)里程來說不是很大。 在主程序模塊中，需要完成對(duì)各接口芯片的初始化、自行車?yán)锍毯退俣鹊某跏蓟?、中斷向量的設(shè)計(jì)以及開中斷、循環(huán)等待等工作。中斷1用于控制定時(shí)器T1的啟/停，當(dāng)輸入為0時(shí)關(guān)閉定時(shí)器。定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON是8位寄存器，地址為88H，可以位尋址。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。 應(yīng)用Keil軟件進(jìn)行程序調(diào)試軟件的調(diào)試必須在開發(fā)系統(tǒng)的支持下進(jìn)行。單擊元器件列表窗口上邊的按鈕P，彈出元器件選擇窗口。 仿真結(jié)果(1)頻率計(jì)輸入用頻率計(jì)輸入頻率為5HZ和1HZ的信號(hào)時(shí)，仿真結(jié)果分別如圖552所示。圖55 全部運(yùn)行結(jié)果2（未報(bào)警）(5)復(fù)位清零當(dāng)按下復(fù)位按鈕時(shí)，LCD所有數(shù)據(jù)將清零，重新統(tǒng)計(jì)，仿真結(jié)果如圖56所示。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作工作已經(jīng)全部完成，基本達(dá)到了預(yù)期的目的與要求。還有老師一直在督促我的論文進(jìn)展，使我為論文的完成贏得了時(shí)間。最后，我要感謝我的父母，這么年來他們一直給我鼓勵(lì)和支持。 //1602數(shù)據(jù)/命令選擇引腳unsigned char hour,minute,second。 _nop_()。 delay()。 E = 0。 RS = 1。 E = 0。 //顯示在第一行 a = a + lie 1。 minute++。} int timer() //以秒為單位計(jì)算運(yùn)行總時(shí)間{ unsigned char a=100。i++) { for(j=0。 d= x%10。 Delay0(10)。 Delay0(10)。 //定義運(yùn)行長(zhǎng)度以及長(zhǎng)度的各個(gè)進(jìn)位， unsigned int second1,second2,minute1,minute2,hour1,hour2。 //T0設(shè)置時(shí)間常數(shù) TL0=0XF0。 while(1){ quanshu=TL1+TH1*256。 //計(jì)算速度 vnow=lengthvalue/5。 d=v%10。s39。 L1602_string(1,4,39。)。 L1602_string(1,10,length2+48)。 L1602_string(1,16,39。 L1602_string(2,4,c+48)。 L1602_string(2,8,39。 L1602_string(2,12,minute1+48)。 i++。)。 L1602_string(2,10,hour2+48)。)。 L1602_string(2,2,b+48)。.39。 L1602_string(1,8,39。d39。)。 minute2=minute%10。 //在LED七段管上顯示當(dāng)前速度（5秒內(nèi)）速度 Delay0(20)。 length4=(lengthlength1*100000length2*10000length3*1000)/100。 IT1=1。 //計(jì)數(shù)器T1高位裝初值 TL1=0x00。 //運(yùn)行速度 unsigned int vnow。 Delay0(10)。 Delay0(10)。 slc=0xef。} void Delay0(int Time) //延時(shí)子程序{ int i。 } } } if(count==5) { count=0。 if(n==100) { n=0。 //顯示設(shè)置，光標(biāo)右移，字符不移 wcmd(0x01)。 P0 = del。 E = 1。 return busy_flag。}bit Busy(void) //讀狀態(tài)函數(shù)，判斷液晶模塊的忙碌狀態(tài){ bit busy_flag = 0。 //0~9的共陰極七段管代碼unsigned char code Table1[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef}。sbit LED=P3^7。其次，我要衷心感謝所有信息工程學(xué)院的授課老師以及工作人員，他們廣博的知識(shí)和學(xué)術(shù)方面高深的造詣使我能夠掌握許多新的知識(shí)和技能。在整個(gè)過程中，本人不僅對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)的每一個(gè)細(xì)節(jié)有了比較深入的掌握，而且對(duì)關(guān)于系統(tǒng)擴(kuò)展的相關(guān)知識(shí)有了感性的認(rèn)識(shí)，不僅掌握了大量的專業(yè)知識(shí)，更學(xué)會(huì)了系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)的基本思想。通過仿真、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行，能滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到設(shè)計(jì)的指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)自行車?yán)锍?速度的計(jì)算功能，并用LCD顯示，里程與速度分別根據(jù)以下公式求得：里程=脈沖總數(shù)車輪周長(zhǎng)；速度=車輪周長(zhǎng)247。這是因?yàn)榘粹o按一下相當(dāng)于一個(gè)脈沖信號(hào)，按的越快，脈沖的頻率越高，則所得的速度越高。再將鼠標(biāo)指向編輯窗口并單擊左鍵，將選中的器件放置到原理圖中。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。Uvision與Ishell分別是C51 for Windows和For Dos的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。以虛代實(shí)、以軟代硬，就建立一個(gè)完善的虛擬實(shí)驗(yàn)室。初始化設(shè)置特殊寄存器設(shè)置定時(shí)常數(shù)設(shè)置計(jì)數(shù)器開中斷等待中斷刷新時(shí)間、里程、時(shí)間等INT0T0定時(shí)器自動(dòng)加1是否到1秒依次秒、分、時(shí)進(jìn)位中斷開始否是中斷返回開始圖42 中斷子程序流程圖調(diào)試與仿真5 調(diào)試與仿真 Proteus及Keil軟件簡(jiǎn)介 Proteus軟件Proteus軟件是一種低投資的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，提供可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達(dá)30多個(gè)元件庫。圖41 程序流程圖 中斷子程序設(shè)計(jì)定時(shí)中斷是為滿足定時(shí)或計(jì)數(shù)的需要而設(shè)置的。、低電平有效。模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即是根據(jù)要求和硬件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，將整個(gè)系統(tǒng)的功能分成許多小的功能模塊，再根據(jù)這些小的功能模塊進(jìn)行程序編寫的過程。速度較高時(shí)，測(cè)得的周期較小，誤差所占的比例變大，所以T法宜測(cè)量低速。報(bào)警電路圖如圖38所示。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RES引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。 晶振復(fù)位電路晶振電路為單片機(jī)89C51工作提供時(shí)鐘信號(hào)，芯片中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。由于轉(zhuǎn)速是以單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)來衡量，在變換過程中多數(shù)是有規(guī)律的重復(fù)運(yùn)動(dòng)。A3144E系列單極高溫霍爾效應(yīng)集成傳感器是由穩(wěn)壓電源，霍爾電壓發(fā)生器，差分放大器，施密特觸發(fā)器和輸出放大器組成的磁敏傳感電路，其輸入為磁感應(yīng)強(qiáng)度，輸出是一個(gè)數(shù)字電壓訊號(hào)。 霍爾元件霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)把磁輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件。DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線；N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示；F：低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)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(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。(2)單片機(jī)對(duì)外呈3總線形式，由PP0口組成16位地址總線；由P0口分時(shí)復(fù)用作為數(shù)據(jù)總線。對(duì)于EPROM編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)，P0口接收輸入的低8位地址。對(duì)于片內(nèi)含有EPROM的單片機(jī)，在EPROM編程期間，該引腳用于接21V的編程電源VPP。② ALE（30腳）：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（允許地址鎖存信號(hào)）以每機(jī)器周期兩次的信號(hào)輸出，用于鎖存出現(xiàn)在P0口的低8位地址。② XTAL2（19腳）：接外部晶體的另一端。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。位I/O使用Atmel磁傳感器是一種將磁學(xué)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的器件或裝置。通過頻率計(jì)或者按鈕輸出脈沖，代表車輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，輪子每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，安裝在車輪輻條上的磁鋼接近霍爾傳感器一次，傳感器送一個(gè)脈沖信號(hào)給單片機(jī)的外部中斷計(jì)數(shù)器T1，產(chǎn)生一次中斷，圈數(shù)加一。但由于要使用74HC164/74LS164串并轉(zhuǎn)換芯片驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管，因此會(huì)帶來體積大、成本高、功耗高等的缺點(diǎn)。干簧管是一種磁敏的有觸點(diǎn)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(shí)候，干簧管閉合，單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)可計(jì)算里程、速度等。 傳感器的選