【正文】 ......................................................... 2 第 2 章 系統(tǒng)方案設(shè)計 ..................................................... 5 總體方案比較 ..................................................... 5 總體方案選擇 ..................................................... 6 系統(tǒng)總體框圖 ............................................... 6 實現(xiàn)原理 ................................................... 6 分支方案選擇 ..................................................... 7 單片機的選擇 ............................................... 7 顯示模塊的選擇 ............................................. 8 傳感器的選擇 ............................................... 8 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 .................................................... 11 總體設(shè)計 ........................................................ 11 各單元設(shè)計 ...................................................... 12 控制單元設(shè)計 .............................................. 12 檢測單元設(shè)計 .............................................. 17 顯示單元設(shè)計 .............................................. 17 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 .................................................... 27 總體設(shè)計 ........................................................ 27 子程序設(shè)計 ...................................................... 29 定時子程序 ................................................ 29 算法流程 .................................................. 30 宋丹： 基于單片機的自行車里程 速度計設(shè)計 IV 按鍵掃描子程序 ............................................ 30 LCD1602 程序 .............................................. 31 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................ 33 系統(tǒng)硬件調(diào)試 .................................................... 33 常見的硬件故障 ............................................ 33 硬件調(diào)試方法 .............................................. 33 系統(tǒng)軟件調(diào)試 .................................................... 34 系統(tǒng)仿真調(diào)試 .............................................. 34 protel99 的介紹 ........................................... 34 系統(tǒng)調(diào)試方法 .............................................. 34 系統(tǒng)整體調(diào)試 .................................................... 36 結(jié)論 ................................................................... 41 參考文獻 ............................................................... 43 致謝 ................................................................... 45 附錄 ................................................................... 47 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 緒論 選題的意義 隨著自行車的產(chǎn)生，里程計也就 伴隨著時代 應(yīng)運而生。整個設(shè)計只對自行車里程計的常用功能進行了設(shè)計，并未附加其他功能。里程及速度的測 量，是經(jīng)過 STC89C52 的定時 計數(shù)器 測出定時 1s會計數(shù)幾個脈沖，再經(jīng)過單片機的計算得出，其結(jié)果通過 LCD 液晶顯示器顯示出來。 主要問題 根據(jù)需求分析的結(jié)果設(shè)計自行車里程器，：主要解決的問題 指示燈 2個：一個指示控制板是否正常上電工作，另一個指示燈指示當前速度是否超過設(shè)定的報警速度，當超過設(shè)定的速度時，燈光 亮起提示車主。 方案三： 利用 CPLD/FPGA 來實現(xiàn) —— 電子 EDA 技術(shù)，實現(xiàn)自行車里程計。 宋丹： 基于單片機的自行車里程 速度計設(shè)計 6 總體方案選擇 比較以上五個方案的優(yōu)缺點， 我們決定使用方案五，能夠完成所有要求的功能。 18B20 輸入 按鍵輸入 干簧管輸入 STC89C52 LCD1602 顯示 燈光輸出報警 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 若速度大于所設(shè)定的值，則 口輸出低電平， LED 警示燈亮，揚聲器發(fā)出聲音。8051 單片機與 80C51 單片機從外形看是完全一樣的，其指令系統(tǒng)、 引腳信號、總 線等完全一致 ，也就是說在 8051 下開發(fā)的軟件完全可以在 80C51 上應(yīng)用，反過來，在 80C51 開發(fā)的軟件也可以 8051 上應(yīng) 用。 、便于擴展。液晶顯示模塊具有 體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點，現(xiàn) 在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件了 在本次設(shè)計中，經(jīng)過分析與比較使用 LCD1602 作為顯示模塊 傳感器的選擇 紅外光電傳感器。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，華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 當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。 自行車里程 /速度計采用 AT89C52 單片機作控制，速度及里程傳感器采用干簧管元件。根據(jù)輪子的周長就可以計算出自行車的速度。單片機的通過你編寫的程序可以實現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！ 目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 使得 AT89C52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。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。上電時，剛接通電源，電容 C 相當于瞬間短路， +5V 立即加到 RET/VPD 端，該高電平使 89C52 全機自動復(fù)位，這就是上電復(fù)位；若運行過程中需要程序從頭執(zhí)行，只需按下按鍵即可。只要用磁鐵接近它，干簧管兩個節(jié)點就會吸合在一起，使電路導(dǎo)通。發(fā)光管和 LED數(shù)碼管比較常用，軟件都比較簡單，但硬件電路復(fù)雜 ： （ 1）顯示質(zhì)量高 由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、 PDA 移動通信工具等眾多領(lǐng)域。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對應(yīng)的地址，設(shè)立光標，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。 第 16 腳：背光源負極 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 所示 圖 LCD1602 帶背光與不帶背光的外形尺寸差別 （ 6） LCD 寄存器的選擇如表 3。 指令 5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。 4. 時間顯示 時間顯示在 LCD1602 的第一排，其顯示年、月、日、小時、分鐘，其顯示的格式為 20xx 11 11 11： 13；小時和分鐘之間的冒號在不停的閃爍表示當前秒在不停的計時。不同的半導(dǎo)體材料中電 子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。另外，改變 輸出電平的高低電平占空比，則可以控制蜂鳴器的聲音大小，這些我們都可以通過編程實驗來驗證。在硬件沒有任何觸發(fā)信號時，主程序進行反復(fù)循環(huán)執(zhí)行，并時刻檢測觸發(fā)端口是否有觸發(fā)信號。 里程 S=周長 L*圈數(shù) n 速度 V=周長 L/t 通過計數(shù)外部中斷的脈沖數(shù)，每經(jīng)過 1s 進行一次監(jiān)測，從而得出速度，并計算出路程，再通過液晶 1602 顯示。本設(shè)計中取 m=1。 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 圖 按鍵掃描子程序圖 LCD1602 程序 LCD1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，它的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的， 程序框架如下圖 ： 圖 LCD1602 程序圖 開始 延時 1ms 清顯示 延時 10ms 進入模式設(shè)置 延時 40ms 顯示開關(guān)控制 功能設(shè)置 初使化結(jié)束 延時 1ms 開始 掃描是否有按鍵輸入 再次掃描按鍵 判斷兩次數(shù)據(jù)是否相同？ 按鍵是否釋放 輸出按鍵值 Y Y Y N N 宋丹： 基于單片機的自行車里程 速度計設(shè)計 32 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)硬件調(diào)試 常見的硬件故障 ?？梢酝ㄟ^改變半徑改變路程與速度。 “ 確定 ” 后工程項目就算建立了。 （ 8） 若在狀態(tài)窗中有錯誤提示，就需要再次編輯、修改源程序（如語法、字符有錯等）、保存、構(gòu)造所有。在調(diào)試中第一行和第二行的第一個按鍵分別是對設(shè)置的最高速度，半 徑，顯示時間的大小調(diào)試這兩幅圖的對比表示了最高速度，半徑，運行時間的變化 。 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 圖 運行時的正常顯示 這個界面第二行第一個數(shù)字是自行車運行的瞬時速度。小時和分鐘之間的冒號在不停的閃爍表示當前秒在不停的計時。在以后的學(xué)習中，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 在本次的畢業(yè)設(shè)計過程中，三個需要解決的關(guān)鍵問題都得到了解決： 第一、電源可以通過網(wǎng)上購買 USB充電器 5v電源適配器，更方便進行測試。 宋丹： 基于單片機的自行車里程 速度計設(shè)計 42 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 43 參考文獻 [I]蔡美琴等 .MCS51 系列單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用 [M].高等教育出版社 ～ 23. [2]吳秀清 .周荷琴 . 微型計算機