【正文】 扼要對該課題的任務(wù)進(jìn)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(jī)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；最后針對仿真過程遇到的問題進(jìn)行了具體說明與分析，對本次設(shè)計進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)。 Single chip microputer。以 AT89C52 單片機(jī)為核心，A44E 霍爾傳感器測轉(zhuǎn)數(shù)，實現(xiàn)對自行車?yán)锍?速度的測量統(tǒng)計，采用 24C02 實現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時候保存里程信息，并能將自行車的里程數(shù)及速度用LED實時顯示。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。 LED 目 錄目 錄1 緒 言 3 課題背景 3 課題的主要任務(wù)及內(nèi)容 32 自行車的速度里程表總體方案設(shè)計 3 任務(wù)分析與實現(xiàn) 3 自行車的速度里程表硬件方案設(shè)計 3 自行車的速度里程表軟件方案設(shè)計 33 自行車的速度里程表硬件電路設(shè)計 3 概述 3 傳感器及其測量系統(tǒng) 3 霍爾傳感器的測量原理 3 集成開關(guān)型霍爾傳感器 3 單片機(jī)的原理及應(yīng)用 3 單片機(jī)原理簡介 3 單片機(jī)的引腳功能介紹 3 單片機(jī)中斷系統(tǒng)介紹 3 單片機(jī)定時/計數(shù)功能介紹 3 其他器件的介紹 3 存儲器的介紹 3 74LS74芯片的介紹 3 74LS244芯片的介紹 3 單片機(jī)外圍電路的設(shè)計 3 時鐘電路的設(shè)計 3 復(fù)位電路的設(shè)計 3 顯示電路的設(shè)計 3 報警電路的設(shè)計 34 自行車的速度里程表軟件程序設(shè)計 3 概述 3 自行車的速度里程表總體程序設(shè)計 3 中斷子程序的設(shè)計 3 數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計 3 顯示子程序的設(shè)計 35 系統(tǒng)調(diào)試與分析 3 系統(tǒng)仿真調(diào)試 3 調(diào)試故障及原因分析 36 結(jié)論與展望 3 3 展望 3致 謝 3參考文獻(xiàn) 3附 錄 3 V1 緒 言1 緒 言 課題背景自行車被發(fā)明及使用到現(xiàn)在已有兩百多年的歷史，這兩百年間人類在不斷的嘗試與研發(fā)過程中，將玩具式的木馬車轉(zhuǎn)換到今日各式新穎休閑運動自行車，自行車發(fā)展的目的也從最早的交通代步的工具轉(zhuǎn)換成休閑娛樂運動的用途。 具體的硬件電路包括AT89C52單片機(jī)的外圍電路以及LED顯示電路等。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。 自行車的速度里程表硬件方案設(shè)計測速，首先要解決是采樣的問題。如果在齒輪盤上粘上多粒磁鋼，可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)一周，獲得多個脈沖輸出。模塊化設(shè)計使程序的可讀性好、修改及完善方便。磁傳感器是一種將磁學(xué)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕钠骷蜓b置?；魻柧€性器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復(fù)精度高。利用霍爾效應(yīng)制成的元件稱為霍爾元件。工作點與釋放點的差值一定，此差值稱為磁滯，在此差值內(nèi)，V0保持不變，因而使開關(guān)輸出穩(wěn)定可靠，這也就是集電成霍爾開關(guān)傳感器優(yōu)良特性之一。存儲器是由大量的寄存器所組成，其中每一個寄存器就稱為一個存儲單元。AT89C52的主要管腳功能如下：～：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。在讀外部ROM時，有效(低電平)，以實現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。 VCC：+5V電源。只要在和引腳上出現(xiàn)有效低電平時，就激活外部中斷方式。EX0（）外部中斷允許位；ET0（）定時/計數(shù)器T0中斷允許位；EX1（）外部中斷允許位；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。TMOD用于設(shè)置其工作方式；TCON用于控制其啟動和中斷請求。本次設(shè)計TMOD為90H，即選通定時/計數(shù)器定時功能、工作方式1。TR1（）定時/計數(shù)器T1運行控制位。AT24C02支持I2C總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議。在軟件編程時采用程序包來控制24C02發(fā)送或接受數(shù)據(jù)。 74LS244芯片的介紹本次設(shè)計中的采用驅(qū)動數(shù)碼管的芯片為74LS244，74LS244為三態(tài)輸出的八位緩沖器和線驅(qū)動器，若單片機(jī)輸出口直接接顯示部分電路，則電流太小，會導(dǎo)致顯示部分不能正常工作。本設(shè)計采用前者。有了它可以使程序從指定處開始執(zhí)行，即從程序存儲器中的0000H地址單元開始執(zhí)行程序。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。本次設(shè)計采用共陰極接法。 報警電路圖4 自行車的速度里程表軟件程序設(shè)計4 自行車的速度里程表軟件程序設(shè)計 概述 在硬件設(shè)計完畢之后，接下來就是設(shè)計中最核心和最為主要的軟件部分設(shè)計。 自行車的速度里程表總體程序設(shè)計在主程序模塊中，需要完成對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)計以及開中斷、循環(huán)等待等工作。中斷1用于控制定時器T1的啟/停，當(dāng)輸入為0時關(guān)閉定時器。其高4位用于定時/計數(shù)器中斷控制，低4位借給外部中斷，用做中斷標(biāo)志和觸發(fā)方式選擇位。定時器計出每轉(zhuǎn)一圈所用的時間，用自行車車輪的周長除以時間就得出自行車的速度。PROTEUS軟件能夠?qū)Ω鞣N處理器進(jìn)行實時仿真、調(diào)試與測試的EDA工具，真正實現(xiàn)了在沒有目標(biāo)原形時就可以對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與驗證。在加上上拉電阻后，P0口輸出正常。但也有一些不足存在，當(dāng)顯示速度時，若自行車轉(zhuǎn)動太快，顯示器會顯示過快，應(yīng)該將速度定時顯示，使人們能夠清楚地看出速度。致 謝致 謝在本次畢業(yè)設(shè)計過程中我獲益匪淺，同時也遇到了許多困難，在看到我的畢業(yè)設(shè)計題目時，我的感性認(rèn)識讓我感覺題目挺簡單，但在理性分析和實際操作過程中卻處處碰壁，這都是由于基礎(chǔ)知識不牢造成的，最后在老師的耐心指導(dǎo)下，我對題目有了一定程度的認(rèn)識和理解，對具體的細(xì)節(jié)有了清晰的認(rèn)識。也要感謝我的同學(xué)們，在我遇到困難時主動幫我解決，使我很快地攻克了一個又一個難關(guān)。硬件部分采用的器件應(yīng)用較廣泛，且價格低廉，如AT89C52單片機(jī)、D觸發(fā)器74LS7存儲器24C0驅(qū)動器74LS244等。本設(shè)計主要分為硬件部分和軟件部分，硬件部分著重考慮硬件電路的簡單性，故盡可能簡化硬件電路，節(jié)省線路板的空間，達(dá)到硬件電路最優(yōu)化設(shè)計。當(dāng)完成原理圖布線后，利用PROTEUS ISIS編輯環(huán)境所提供的電器規(guī)則檢查命令對設(shè)計進(jìn)行檢查，并根據(jù)系統(tǒng)提供的錯誤檢查報告修改原理圖。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。 數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計1. 里程計算子程序點亮里程指示燈開始將車圈數(shù)轉(zhuǎn)換成里程顯示里程值返回，為十六進(jìn)制計數(shù)器。這樣，每次定時器T1的開啟時間剛好為轉(zhuǎn)一圈的時間，根據(jù)輪子的周長就可以計算出自行車的速度。然后主程序?qū)⒏鶕?jù)各標(biāo)志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動、清除、計程和計速等不同的操作。模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計即是根據(jù)要求和硬件設(shè)計的結(jié)構(gòu)，將整個系統(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。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各自獨立地受I/O線控制。 顯示電路的設(shè)計本設(shè)計中采用LED數(shù)碼管顯示。只要RET保持高電平，則89C52循環(huán)復(fù)位。這兩個引腳跨接石英晶體振蕩器和電容，就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器?？梢钥闯?4LS244由2組組成、每組由四路輸入、輸出構(gòu)成。觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，即“0”和“1”，在一定的外界信號作用下，可以從一個穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，通過器件地址輸入端 A0、A1和A2可以實現(xiàn)將最多8個24C02器件連接到總線上。TR1由軟件置1或清0。TF1（）定時/計數(shù)器T1溢出中斷請求標(biāo)志位。GATE：門控位。每個中斷源的中斷優(yōu)先級都是由中斷優(yōu)先級寄存器IP中的相應(yīng)的狀態(tài)來規(guī)定的。在這種方式下，在兩個相鄰機(jī)器周期內(nèi)，和 引腳電平發(fā)生變化，即在第一個機(jī)器周期內(nèi)為高電平，第二個機(jī)器周期內(nèi)為低電平，就激活外部中斷。P3的8條口線都定義有第二功能，對于有內(nèi)部EPROM的單片機(jī)芯片(