【正文】 開關按鍵，報警模塊組成，系統(tǒng)的硬件組成框圖如下： 信 信 信 信 信 信 信信 信 信 信信 信 信 信信 信 信 信 信 信信 信 信 信L C D 信 信信 信 信 信 圖 21 系統(tǒng)總體設計框圖 由于不同速度發(fā)出不同頻率的脈沖，通過光電傳感器檢測出不同狀態(tài)的脈沖信號，而一般的模擬信號都是微弱的，所以要把它放大，這就需要一個放大器。當系統(tǒng)出現(xiàn)問題，就可以根據(jù)功能設置找出問題的根源，從而更快地解決問題。如圖 32 所示，是某光電編碼器的外形。 紅外光電傳感器 ST1101采用高輸 出的紅外光電二極管與高靈敏度光敏晶 其特點是性能可靠，體積小，結構簡單，廣泛應用于 里程 表。 把這些脈沖通過一系列的波形整形成單片機可以識別的 TTL 電平，即可算出輪子即時的轉速。 其中電 阻 R3 為輸入電阻， R4 為輸出電阻。 74LS14200R3Q110K R4VCCinput 圖 36 信號預處理電路圖圖 圖 37 信號處理波形圖 光電式速度里程表設計 9 單片機系統(tǒng)部分 AT89C51 單片機介紹 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。其格式如 表 32： 表 32 位號 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 符號 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 GATE：門控位。 CPU 響應中斷后TF1 由硬件自動清 0。 TF0（ ）： T0 溢出中斷請求標志位，其功能與 TF1 類同。只有當 RST 由高電平變成低電平以后， 89C51 才從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。其中電平復位是通過 RST 端經(jīng)電阻與電源 Vcc 接通而實現(xiàn)的。兩個電容取值都是相同的，大部分在 2030pF，沒有相同電容的情況下，可以用兩個相差不大電容代替，但不能相差太大，容易造成諧振不平衡，容易造成停振或者干脆不起振。 第 5 腳： RW 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 指令 2：光標復位，光標返回到 地址 00H。 指令 8： DDRAM 地址設置。A’。 SPEAKERVCCQ21KRD1 圖 314 報警電路圖 鍵盤控制 鍵盤是實現(xiàn)人機對話的重要工具，用戶可用計算機向計算機輸入數(shù)據(jù)和指令，本系統(tǒng)采用獨立鍵盤接口，獨立式按鍵是指直接用 I/O 口線構成單個的按鍵電路。當該引腳為高電平時，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，要一直到該引腳出 現(xiàn)低電平時才開始測頻率。 通過單片機計算出來的速度和里程的數(shù)據(jù) ,通過 LCD1602 顯示模塊顯示。如要降低測量的速度下限，可以提高編碼器線數(shù)或加大測量的單位時間，使用一次采集的脈沖數(shù)盡可能多。另外，還應盡量保證其他子模塊在編程時的通用性和高效性。而速度的顯示則是在計算出速度里程后立刻顯示出來，體現(xiàn)實時性。中斷子程序流程 圖如圖 41 所示。測出的周期值存儲在 R0、 TH0、TL0 三個寄存器中 ,然后將其轉換成速度。 信 信信 信 信 信信 信 信 信 信 信信 信 信 信 信 信信 信 信 信 信 信信 信 信 信信 信 圖 42 里程處理子程序流程圖 速度計算子程序 內(nèi)部定時 /計數(shù)器 T0 服務程序用于處理輪子轉動一圈后的計時數(shù)據(jù)。 光電式速度里程表設計 24 5 設計總結 實現(xiàn)目標與特點 一 ．實現(xiàn)目標 該課題的主要任務是開發(fā)一個以 MCS51 單片機為核心的自行車的速度里程表。 （ 2）實現(xiàn)了速度包括平均速度瞬時速度的測量，并規(guī)定最大速度為 8m/s，當行駛速度超過該值時，報警器會發(fā)出報鳴聲，提醒減速行駛。 （ 4）測試數(shù)據(jù)全面，方案不僅能實現(xiàn)速度和里程的測量，還可以作為時鐘使用，另外，當行駛超過一定的速度時，自行車會自動報警，提醒減速行駛。 綜上所述，在測速過程中，雖然由于硬件的緣故，未能實現(xiàn)對高速的測量，但本裝置結構簡單、實用，在降低測速器成本，提高測速穩(wěn)定性及可靠性等方面有一定價值，而且可以達到一般工業(yè)測速的測量標準，具有廣泛的前景。 sbit E=P3^5。 do{E=0。 wait()。 //顯示清零，數(shù)據(jù)指針清零 wr(0x06)。 while((i)!=0amp。amp。//分十位 bw=sj%600/60。i39。 dispone(39。 dispone(39。 dispone(sw+0x30)。 } /****************************************void timer1()******************************** T1 中斷服務子程序，每 20ms 中斷一次， ssji 加 1，根據(jù)公式 S=tc*mc/8 和 V=tc/ssj計算累計里程和 ******************************************************************************************/ void timer1() interrupt 3 { 光電式速度里程表設計 35 ssji++。)。)。 dispone(39。//秒十位 gw=sj%10。 ++。=0x8f) {dispone(*s)。 //設置 16*2 顯示， 5*7 點陣， 8 位數(shù)據(jù)接口 wr(0x0c)。 RW=0。}while(busy==1)。 /**************************************************************** 變量定義： i 延時變量 qsls 圈數(shù)臨時變量，用于判斷里程顯示選用 m 還是 km 作為單位 qs 圈數(shù) sj 總行駛時間，單位為秒 totallc 總里程 pjsd 階段平均速度 ssji 定時器 T1 20ms 中斷次數(shù)，用于計算速度等 sji 本次速度對應的 20ms 中斷次數(shù) 光電式速度里程表設計 30 sjiold 上次速度對應的 20ms 中斷次數(shù) aa 加速度 sd2 瞬時速度 mxsd 用于更新最大速 度 mxsd2 最大速度對應的 20ms 次數(shù) tc 輪胎周長 *s 字符串顯示子程序字符指針 line 字符串顯示子程序列數(shù) row 字符串顯示子程序行數(shù) 寫控制字 dat 顯示碼字 gw 總里程、瞬時速度、總時間、最大速度、平均速度、階段個位 sw 總里程、瞬時速度、總時間、最大速度、平均速度、階段十位 bw 總里程、瞬時速度、總時間、最大速度、平均速度、階段百位 qw 總里程、瞬時速度、總時間、最大速度、 平均速度 階段千位 ww 總里程、總時間的萬位 sww 總里程、總時間的十萬位 ssj 定時器 T0 50ms 中斷次數(shù)，每 20 次 sj 加 1 cgw 當前時間（時鐘）的個位 csw 當前時間（時鐘）的十位 cbw 當前時間（時鐘）的百位 cqw 當前時間（時鐘）的千位 cww 當前時間（時鐘）的萬位 csww 當前時間（時鐘）的十萬位 cww2 當前時間（時鐘）的輔助萬位 MODE 顯示模式 tr1 輪胎設置變量 1（十位） tr2 輪胎設置變量 2（個位） 光電式速度里程表設計 31 ****************************************************************************/ unsigned int i,qsls。 sbit P21=P2^1。 存在的問題及不足： （ 1）通過 T1 計數(shù)時，單片機每讀取一個脈沖至少需要 3 個機器周期的時間來完成。 （ 4）發(fā)揮部分 ：可以顯示最大加速度，在軟件編程中實現(xiàn)。軟件采用 C 語言編寫，采用模塊化設計思想，程序可讀性強。階段平均速度為階段里程除以本次行駛的時間。光電式速度里程表設計 21 由于所測周期的單位是 μs，因此在相除轉換時應將被除數(shù)擴大 10 萬倍，以保證得出正確的速度。單片機通過檢測 引腳電平來決定是否啟動測量周期程序。在單片機內(nèi)部有兩個定時 /計數(shù)器，以對其中的計數(shù)結構進行計數(shù)的方法，來實現(xiàn)定時或計數(shù)功能。由于轉盤共分為 8 個孔，轉盤轉動一圈將會改變 8次。因存在半個時間單位的問題，可能會有 1 個時間單位的誤差。系統(tǒng)的軟件總流程如下； 基于光電傳感器 自行車里程表的軟件設計包括上電初始化程序、中斷子程序、速度調(diào)用子程序、里程調(diào)用子程序、 LCD 顯示子程序、延時子程序等幾大部分。而這個距離 M 正好為計算速度和距離起到了基本的數(shù)據(jù)儲備作用。獨立式按鍵接口電路配置靈活，軟件結構簡單。 指令集 1602 通過 D0~D7 的 8 位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。 指令 10：寫數(shù)據(jù)。高電平表示有效，低電平則無效。 第 6 腳： E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 顯示部分 LCD 液晶顯示器 功能簡介 :其 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經(jīng)存儲了 160個不同的點陣字符圖形，每一個字符都有一個固定的代碼。 晶振電路 晶振電路由晶振和兩個負載電容組成。 本系統(tǒng)的復位電路是采用按鍵復位的電路，如圖 310 所示，是常用復位電路之一。 中斷控制 CPU 對中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個中斷源的開放和屏蔽是由中斷允許寄存器 IE控制的。所以， TF1 可用作查詢測試的標志。 M1M0：工作方式設置位。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉換過程中的正反饋作用，可以把邊沿變化緩慢的周期性信號變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號。這樣就可以在單位時間內(nèi)盡可能多地得到脈沖數(shù)從而避免了因為兩個過孔之間的距離過大，而車子正好在過孔之間或者是在下個過孔之前停止了，造成較大的誤差。 根據(jù)主要參數(shù)表，它的極限電流為 50mA，當兩者之間有孔時，三極管導通，當兩者被隔離時，三極管截止。以透射式為例，如圖 31 所示，當不透光的物體擋住發(fā)射與接收之間的間隙時，開關管關斷，否則打開。 信 信 信 信信 信 信 信 信 信 信 信信 信 信信 信 信 信信 信 信 信信 信 信 信信 信 信 信信 信 信 信信 信 信 信信 信 信信 信 信 信信 信I N T 0T 0I N T 1 圖 22 系統(tǒng)軟件流程圖 光電式速度里程表設計 5 3 系統(tǒng)硬件設計 本設計采用的是以紅外傳感器 ST1101 為傳感器， 以 AT89C51 作為系統(tǒng)的主控芯片，以 LCD160 128*16 液晶顯示器進行顯示。當行駛達到一定的車速時，會發(fā)出報警聲。 設計任務 本設計要以單片機為核心，通過光電傳感器來檢測自行車的運轉情況進而實現(xiàn)電動自行車的速度的測量，最后用液晶顯示器直觀地將速度與里程顯示出來，并且在速度高于一定的值時可自動向用戶報警，從而達到智能化的目的。因此，低速時車速表指針擺動劇烈、測量及顯示精度不高。而對于自行車運動員來說，最為關心的莫過于一段時間內(nèi)的訓練效果。 并且隨著人們生活水平的逐漸提高，人們對于生活質量的要求也日益增加，尤其是對健身的要求。 本里程表的設計具有結構簡單，成本低廉，顯示清晰，穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。 現(xiàn)在的里程 表大多是電子式的，用數(shù)碼管或液晶顯示器即時顯示，顯示更加直觀。s speed and distance data visually to the user. The design includes a bike wheel pulse acquisition, keyboard input and data display section, the main program using C language, This paper first needed to milestones design of equipment in detail, on the problems existing in the design, explained And then to hardware and software