【正文】 景。圖54 全部運(yùn)行結(jié)果1（報(bào)警）(4)全部運(yùn)行結(jié)果（未超速，報(bào)警燈未亮）當(dāng)行駛速度小于7m/s時(shí)，系統(tǒng)不報(bào)警，報(bào)警燈未亮，仿真結(jié)果如圖55所示。對(duì)于相隔較遠(yuǎn)，直接連線不方便的器件，可以用標(biāo)號(hào)的方式進(jìn)行連接。首先根據(jù)需要選擇器件。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器DScope51或TScope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗，盡可能減少儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，Proteus軟件提供豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這種中斷請(qǐng)求是在單片機(jī)芯片內(nèi)部發(fā)生的，因此無須在芯片上設(shè)置引入端。將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計(jì)算和判斷出行駛里程數(shù)。所以在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中軟件設(shè)計(jì)必須與硬件設(shè)計(jì)結(jié)合在一起。在計(jì)算里程時(shí)取了自行車的理想狀態(tài)。M法是測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)的脈數(shù)換算成頻率，因存在測(cè)量時(shí)間內(nèi)首尾的半個(gè)脈沖問題，可能會(huì)有2個(gè)脈的誤差。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則VCC的+5V電平就會(huì)直接加到RES端，系統(tǒng)復(fù)位。本設(shè)計(jì)中使用石英晶體，電容的容值設(shè)定為30pF。根據(jù)上式即可計(jì)算出直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。磁場(chǎng)由磁鋼提供，所以霍爾傳感器和磁鋼需要配對(duì)使用。 霍爾元件簡(jiǎn)介根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址。指令4：顯示開關(guān)控制。1602 LCD相應(yīng)的控制命令如表33所示：表33 控制命令表序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，本設(shè)計(jì)采用14腳LCD，引腳圖如圖33所示，各引腳接口說明如表32所示： 圖33 LCD1602引腳圖表32 引腳接口說明表編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地8D1數(shù)據(jù)2VDD電源正極9D2數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓10D3數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇11D4數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇12D5數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)13D6數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)14D7數(shù)據(jù)第1腳：VSS為地電源。對(duì)于EPROM編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)，P2口接收輸入的8位地址。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O口時(shí)，P0口為地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間，PESN信號(hào)將不出現(xiàn)。對(duì)于CHMOS芯片，該引腳懸空不接。下面按引腳功能分為4個(gè)部分?jǐn)⑹鰝€(gè)引腳的功能，其引腳圖如圖32所示。位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。單片機(jī)是本次設(shè)計(jì)的核心部件，它是信號(hào)從采集到輸出的橋梁，而且包括計(jì)算、定時(shí)、信息處理等功能。系統(tǒng)處理速度數(shù)據(jù)時(shí)同時(shí)刷新平均速度、當(dāng)前速度及運(yùn)行里程。本里程表使用1602 LCD作為顯示模塊。 顯示模塊的選擇動(dòng)態(tài)掃描LED數(shù)碼管顯示。開關(guān)型霍爾傳感器。圖21總體設(shè)計(jì)思路系統(tǒng)工作時(shí)，采用9V的電池供電，進(jìn)行穩(wěn)壓處理，將9V穩(wěn)降到5V以供單片機(jī)以及各芯片使用，傳感器采集到信號(hào)（用按鍵代表脈沖或者用頻率輸入代表信號(hào)輸入）傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，定時(shí)器記錄相應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)度，經(jīng)過運(yùn)算，將行駛里程、平均速度送給LCD顯示，當(dāng)前（瞬時(shí)）速度送給7段數(shù)碼管顯示，根據(jù)設(shè)定的報(bào)警值決定報(bào)警燈的點(diǎn)亮情況。未來的發(fā)展趨勢(shì)可能還加入MP3和短信收發(fā)功能，使得自行車測(cè)速儀更加的人性化，相信會(huì)受到更多人的青睞。對(duì)測(cè)速裝置的要求是分辨能力強(qiáng)、高精度和盡可能短的檢測(cè)時(shí)間。另外自行車運(yùn)動(dòng)需一款測(cè)速裝置，以了解運(yùn)動(dòng)情況，特別是對(duì)于運(yùn)動(dòng)員，他們需要一種能對(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行測(cè)量并記錄的儀器，通過記錄的數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)員可以分析自己的訓(xùn)練成績(jī)及訓(xùn)練過程，根據(jù)分析結(jié)果，可以調(diào)整自己的訓(xùn)練步驟。正文中首先簡(jiǎn)單描述系統(tǒng)硬件工作原理，且附以系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖，論述了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所應(yīng)用的各硬件接口技術(shù)和各個(gè)接口模塊的功能及工作過程, 并具體描述了AT89C51接口的軟、硬件調(diào)試；其次闡述了程序的流程和實(shí)現(xiàn)過程。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。自行車測(cè)速儀能夠滿足人們最基本的需求，讓人們能清楚地知道當(dāng)前的速度、里程、時(shí)間等物理量。 Hall element。本文所述測(cè)速系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)的，具有功能多、功耗小、直觀準(zhǔn)確以及可顯示時(shí)間、總里程、速度等優(yōu)點(diǎn)。由于需要采用霍爾傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域，如汽車、電機(jī)、手機(jī)和電腦都已經(jīng)采用了該器件，而且這些市場(chǎng)在未來幾年的增長(zhǎng)較為穩(wěn)定，而其他一些新的應(yīng)用市場(chǎng)又不足以與上述幾個(gè)市場(chǎng)相比，因此霍爾傳感器在全球總的市場(chǎng)容量是較為穩(wěn)定的，每年的增長(zhǎng)率保持在5%到10%之間。本文首先簡(jiǎn)要的對(duì)該課題的自行車測(cè)速儀設(shè)計(jì)進(jìn)行總體的介紹；繼而具體介紹了自行車測(cè)速儀的硬件設(shè)計(jì)，包括傳感器的選擇、單片機(jī)的選擇、顯示電路的設(shè)計(jì)、傳輸電路的設(shè)計(jì)等；然后闡述了該自行車測(cè)速儀的軟件設(shè)計(jì)，包括主程序設(shè)計(jì)和子程序的設(shè)計(jì)；最后對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)的仿真和總結(jié)。 速度測(cè)量原理測(cè)量自行車的速度的原理有兩種：測(cè)量一定時(shí)間間隔t里自行車車輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)q，假設(shè)車輪周長(zhǎng)為c，則速度V=c*q/t；測(cè)量自行車車輪轉(zhuǎn)過一圈的時(shí)間t，則速度V=c/t。霍爾傳感器的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定和安裝簡(jiǎn)易，缺點(diǎn)是成本較高。串行靜態(tài)LED數(shù)碼管顯示。而在實(shí)際運(yùn)用中則可以根據(jù)具體的情況來通過程序來設(shè)定具體的參數(shù)，以達(dá)到對(duì)各參數(shù)更精確的測(cè)量與顯示。硬件電路設(shè)計(jì)3 硬件電路設(shè)計(jì)自行車的速度里程表的硬件電路設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)部分，它包括信號(hào)的捕獲、放大、整形，單片機(jī)的計(jì)算處理，數(shù)碼管的實(shí)時(shí)顯示和單片機(jī)外圍基本電路的設(shè)計(jì)，兩大主要器件就是傳感器和單片機(jī)。在系統(tǒng)可編程Flash和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89C51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。靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)。若超出該范圍時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的程序。② P1口（1腳8腳）：，可作為準(zhǔn)雙向I/O接口使用。P3口的第2功能見表31。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。指令 2：光標(biāo)復(fù)位。S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令11：讀數(shù)據(jù)。它由電壓調(diào)整電路、反相電源保護(hù)電路、霍爾元件、溫度補(bǔ)償電路、微信號(hào)放大器、施密特觸發(fā)器和OC門輸出極構(gòu)成，通過使用上拉電阻可以將其輸出接入CMOS邏輯電路?；魻柶骷鳛橐环N轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的傳感器，它有結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，因此選用霍爾傳感器檢測(cè)脈沖信號(hào)，其基本的測(cè)量原理如圖36所示，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)傳感器運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)頻率的脈沖信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理后輸出到計(jì)數(shù)器或其他的脈沖計(jì)數(shù)裝置，進(jìn)行轉(zhuǎn)速的測(cè)量?；魻栭_關(guān)傳感器由于其體積小，無觸點(diǎn)，動(dòng)態(tài)特性好，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，故在測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)物體旋轉(zhuǎn)速度領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89C51的復(fù)位電路如圖37所示。T法是測(cè)量?jī)蓚€(gè)脈沖之間的時(shí)間換算成周期，從而得到頻率。 主程序設(shè)計(jì)在硬件設(shè)計(jì)完畢之后就是設(shè)計(jì)中最核心和最為主要的軟件部分設(shè)計(jì)。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(dòng)、清除、計(jì)程和計(jì)速等不同的操作。這樣，每次定時(shí)器T1的開啟時(shí)間剛好為轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間，根據(jù)輪子的周長(zhǎng)就可以計(jì)算出自行車的速度。本設(shè)計(jì)采用定時(shí)中斷，對(duì)自行車的里程和速度進(jìn)行計(jì)數(shù)。Proteus提供了大量的元件庫，有RAM、ROM、鍵盤、馬達(dá)、LED、LCD、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件，編譯方面支持Keil和MPLAB等編譯器。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到KeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。調(diào)試的范圍可以由小到大，逐步增加，必要的中間信號(hào)可以先做設(shè)定。器件選擇完畢后，就可以開始繪制原理圖了。圖52頻率計(jì)輸入1HZ的信號(hào)所得值用頻率計(jì)輸入頻率為1HZ的信號(hào)，其中LCD顯示的分別為歷程L、全程平均速度、運(yùn)行時(shí)間，LED顯示的偉瞬時(shí)速度。本設(shè)計(jì)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(jiǎn)單性，故盡可能簡(jiǎn)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(jì)。動(dòng)態(tài)顯示、顯示內(nèi)容的實(shí)時(shí)更新、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度等方面做得比較好，但是由于時(shí)間倉促、條件有限，設(shè)計(jì)結(jié)果并不是很好，還存在諸如：顯示內(nèi)容的單一，數(shù)據(jù)波動(dòng)、抗干擾能力差等問題，所以此設(shè)計(jì)還存在諸多需要改進(jìn)的地方。在設(shè)計(jì)時(shí)，老師給予了很好的指點(diǎn)。附錄附錄程序源代碼：includeinclude //包含_nop_()。unsigned long lengthbuf,lengthvalue。 _nop_()。 0x80)。 P0 = del。 E = 0。 //功能設(shè)置，8位字長(zhǎng)，2行，5*7點(diǎn)陣 wcmd(0x0c)。 wdata(p)。 hour++。 b=second+minute*60+hour*60*60。j++) { } }}void _Display(unsigned int x) //在LED七段管中顯示最高速度{ unsigned char slc。 //分別將最大速度的各個(gè)位掃描顯示 slc=slc1。 slc=slc1。}void main(){ unsigned char i=0 。 TMOD=0x51。 EA=1。 length2=(lengthlength1*100000)/10000。else LED=1。 //計(jì)算分秒時(shí)的十位與個(gè)位 second2=second%10。 //在LCD相應(yīng)位置顯示變量或者常量 L1602_string(1,2,39。)。L39。 L1602_string(1,12,length4+48)。)。 L1602_string(2,6,39。)。 L1602_string(2,14,39。 } }