【正文】 and implementation of the part made earnest analysis, Then presented system modeling process and the corresponding system based on this model, the control simulation, and the simulation results are pared. KEY WORDS odometer photoelectric sensor MCU LCD 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 ................................................................... I ABSTRACT ............................................................. II 1 緒論 ................................................................. 1 問題由來 ........................................................ 1 課題現(xiàn)狀 ........................................................ 1 設(shè)計(jì)任務(wù) ........................................................ 2 2 系統(tǒng)原理概述 ........................................................ 3 系統(tǒng)原理總概述 ................................................. 3 系統(tǒng)硬件組成原理 ............................................... 3 軟件系統(tǒng)工作流程 ............................................... 4 3 系統(tǒng)硬 件設(shè)計(jì) ....................................................... 5 采集信息部分以及傳感器的選擇 ................................. 5 輪脈沖檢測與轉(zhuǎn)換電路 .......................................... 6 . 輪脈沖檢測 .................................................. 7 . 信號(hào)預(yù)處理電路 .............................................. 7 單片機(jī)系統(tǒng)部分 ................................................. 9 AT89C51 單片機(jī)介紹 ............................................ 9 定時(shí) /計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及控制 ....................................... 9 中斷控制 ..................................................... 11 單片機(jī)外圍電路介紹 ........................................... 11 復(fù)位電路 ..................................................... 11 晶振電路 ..................................................... 12 顯示部分 ....................................................... 13 LCD 液晶 顯示器 ............................................... 13 顯示接口電路設(shè)計(jì) ............................................ 15 報(bào)警電路 ....................................................... 17 鍵盤控制 ....................................................... 17 4 軟件設(shè)計(jì) ........................................................... 18 測量算法概述 .................................................. 18 中斷子程序的設(shè)計(jì) .............................................. 19 數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計(jì) ......................................... 20 里程計(jì)算子程序 ............................................... 21 .............................................. 21 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 顯示子程序的設(shè)計(jì) .............................................. 22 5 設(shè)計(jì)總結(jié) ........................................................... 24 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)與特點(diǎn) ................................................ 24 結(jié)論及不足 .................................................... 25 致謝 .................................................................. 26 參考文獻(xiàn) ............................................................. 26 附錄 .................................................................. 28 附錄 I 系統(tǒng)電路原理圖 ............................................. 28 附錄 II 設(shè)計(jì)源程序 ................................................ 29 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 1 1 緒論 問題由來 我國是人口大國，也是自行車大國，隨著生活節(jié)奏的不斷加快，自行車已經(jīng)不僅僅是運(yùn)輸、代步的工具，現(xiàn)在則是代表著綠色、環(huán)保、節(jié) 能。因?yàn)樗鼰o污染，價(jià)位低廉，老少皆宜。 課題現(xiàn)狀 傳統(tǒng)的機(jī)械式車速表是由旋轉(zhuǎn)磁場作用于轉(zhuǎn)動(dòng)盤，使轉(zhuǎn) 動(dòng)盤連同車速表指針發(fā)生同向的偏轉(zhuǎn)。采用接觸車速傳感器代替軟軸傳動(dòng) ,可使車速表的安裝位置不受距離限制 ,有效地克服了機(jī)械式車速表中的諸多不足。對(duì)待測信號(hào)進(jìn)行放大的目的是降低對(duì)待測信號(hào)的幅度要求；波形變換和波形整形電路則用來將放大的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可與單片機(jī)相連的 TTL 信號(hào)；通過單片機(jī)的設(shè)置可使內(nèi)部定時(shí)器 T1 對(duì)脈沖輸入引腳 T0 進(jìn)行控制，這樣能精確地算出加到 T0 引腳的單位時(shí)間內(nèi)檢測到的脈沖數(shù)。所謂軟件設(shè)計(jì)就是把軟件需求變換成軟件的具體設(shè)計(jì)方案（即模塊結(jié)構(gòu)）的過程?；魻柤呻娐酚苫魻栐?、放大器、整形電路及集電極開路輸出等部分組成，其功能是把磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，霍爾元件為磁敏元件，當(dāng)垂直于霍爾元件的磁場強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，其兩端的電壓就會(huì)發(fā)生變化，經(jīng)放大和整形即可輸出脈沖電信號(hào)。 而考慮到實(shí)際可操作性以及設(shè)計(jì)要求 方面，本設(shè)計(jì)選用的傳感器為光電傳感器。然后通過帶施密特觸發(fā)器的反相器 DM74LS14 來把放大器生成的單相脈沖轉(zhuǎn)換成與 COMS 電平相兼容的方波信號(hào)，再輸入給單片機(jī)。 圖 35 脈沖發(fā)生源硬件結(jié)構(gòu)圖（左為正視圖，右為側(cè)視圖） 信號(hào)預(yù)處理電路 如圖 36 所示，系統(tǒng)的信號(hào)預(yù)處理電路由二級(jí)電路構(gòu)成，第一級(jí)是由開關(guān)三極管組成的零偏置放大器，采用開關(guān)三極管可以保證放大器具有良好的高頻響應(yīng)。當(dāng)傳輸線上的電容較大時(shí)，波形的上升沿將明顯變壞；當(dāng)傳輸線較長，而且接受端的阻抗與傳輸線的阻抗不匹配時(shí)，在波形的上升沿和下降沿將產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象；當(dāng)其他脈沖信號(hào)通過導(dǎo)線間的分布電容或公共電源線疊加到矩形脈沖信號(hào)時(shí)，信號(hào)上將出現(xiàn)附加的噪聲。定時(shí) /計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)如圖 39 所示： 圖 39 定時(shí) /計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)圖 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 10 AT89S52 單片機(jī)定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作由兩個(gè)特殊功能寄存器控制。 TCON 的高 4 位用于控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。 TR1 置 1 時(shí)， T1 開始工作； TR1 置 0 時(shí)， T1 停止工作。有了它可以使程序從指定處開始執(zhí)行，即從程序存儲(chǔ)器中的 0000H 地址單元開始執(zhí)行程序。按下按鈕，則直接把 +5V 加到了 RESET 端從而復(fù)位稱為手動(dòng)復(fù)位。比如此系統(tǒng)所用的 12MHz 晶振，單片機(jī)工作速度就是每秒 12M。 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源。 第 16 腳：背光電源接地。 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 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)。而且具有低功耗，容易控制，占用 CPU 資源少這些優(yōu)點(diǎn)，從而成為一些顯示器的首選。光標(biāo)減 1)， S=1 且 N=1 (當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示左移 ) S=0 當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示不移動(dòng) 數(shù)據(jù)指針設(shè)置： 數(shù)據(jù)首地址為 80H，所以數(shù)據(jù)地址為 80H+地址碼 (027H， 4067H) 其他設(shè)置： 01H(顯示清屏，數(shù)據(jù)指針 =0，所有顯示 =0)； 02H(顯示回車，數(shù)據(jù)指針 =0)。按鍵未按時(shí)有上拉電阻保證此時(shí)輸入為高電平 。（此時(shí)假設(shè)在這個(gè) 兩秒內(nèi)車子是勻速前進(jìn)的），距離 S 除以 2 秒的時(shí)間，就可以大概的算出這 2 秒內(nèi)鋁盤的線速度。脈沖測速最典型的方法有測頻率 (M 法 )和測周期 (T 法 )。 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 19 設(shè)計(jì)中綜合考慮測速精度和系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間，本設(shè)計(jì)用測量脈沖頻率來計(jì)算歷程，因而具有較高的 測距精度。由于每一圈光電傳感器將輸出 8 個(gè)脈沖，當(dāng)自行車行駛 1KM時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng) 667 次，這樣每 1 千米 將 會(huì) 產(chǎn)生 5336個(gè)脈沖，單片機(jī)對(duì)這 5336 個(gè)脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)達(dá)到這個(gè)數(shù)時(shí)單片機(jī)將會(huì)產(chǎn)生中斷。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器控制寄存器 TCON 是 8 位寄存器，地址為 88H。然 后再判斷 P3. 2 引腳是否還為低電平，如為低電平則等待 ,直到出現(xiàn)高電平再開始判斷 P3. 2 引腳是否為低電平，當(dāng)其不是低電平時(shí)再等待。其中階段里程為本次行駛所走過的里程，總里程為自行車從開始使用當(dāng)前行駛的總路程，兩者處理程序大致相同，總里程為階段里程 的累加。 接著進(jìn)入自行車輪胎半徑設(shè)置畫面： Set Bike Tire L= 55cm 按 S S2 調(diào)整輪胎直徑后，按 S4 確認(rèn)，里程表開始工作。但也有一些不足存在，當(dāng)顯示速度時(shí)，若自行車轉(zhuǎn)動(dòng)太快，顯示器會(huì)顯示過快，應(yīng)該將速度定時(shí)顯示，使人們能夠清楚地看出速度。 ( 2 ) 開關(guān)按鍵和指示燈設(shè)計(jì)，使方案更便于實(shí)踐，設(shè)計(jì)更合理。如此可計(jì)算 (轉(zhuǎn)盤齒數(shù)為 10)，系統(tǒng)能測量的轉(zhuǎn)速需低于： Vmax=60s/(3us*10)=6000000r/min。 sbit P32=P3^2。 /***********************************void wait()***************************** 該函數(shù)的作用是對(duì) LCD進(jìn)行檢測 ,看 LCD是否處于忙的狀態(tài) .當(dāng) bflag=1時(shí)表示忙 , 此時(shí)不可以向 LCD 進(jìn)行讀寫操作 .而當(dāng) busy=0 時(shí) ,表示可以向它讀寫數(shù)據(jù) . ****************************************************************************/ void wait() {P1=0xff。 RS=1。 E=1。 s=dat。 } } else // 開始第二行 {=0xc0+row1。 光電式速度里程表設(shè)計(jì) 34 sww=sj/36000。T39。 dispone(39。)。 dispone(39。 //(6553620210)%256 } /****************************************void lcp()******************************** 階