【正文】 7805 為提供單片機工作的電源并 連接開發(fā)板 USB 接口。 應(yīng)用霍爾傳感器 可以實現(xiàn) 無觸點開關(guān)、位置 /速度檢測與控制、流量檢測 的功能， 可 廣泛 應(yīng)用于 紡織機械、縫紉設(shè)備、家用電器、安全報警裝置、汽車電子、直流無刷電機 等場合 。25mA 貯存溫度范圍 TS 40～ 85℃ 圖 34 霍爾傳感器連接方式 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 概述 軟件部分設(shè)計是 畢業(yè) 設(shè)計中最 集中 難點所在， 所謂軟件設(shè)計就是把 硬件具體功能需求變換成軟件的具體設(shè)計方案（即模塊結(jié)構(gòu)）的過程。經(jīng)過 10 次脈沖的接收和不接收則表示自行車車輪轉(zhuǎn)了一圈，圈數(shù)變量 y（用于計算總里程）和 sp2（用于計算瞬時速度）加 1，然后判斷秒表是否開始計時，開始計時即 z 的值為 1，圈數(shù)變量 sp2（用于計算平均速度）和 count1（用于計算計時里程）加 1，相反則置 sp count1 為 0。 在新的 File 中寫入程序并編譯的對話框 的頁面顯示 如圖53 所示： 圖 53 程序運行圖 從添加選項中找出剛剛保存文件的地址，選中該文件的 .c 文件并將其添加到新建立的 source group 1 中，以下為添加剛建立的 .c 文件到 source group 1 中的對話框，如 圖 54 所示 ： 在建立目標(biāo)文件時，需要同時建立 Hex 文件 （ 這是在燒錄的時候所需要用到的格式 ） 當(dāng)出現(xiàn)以下對話框時選擇 Output 選項， 選擇 Create Hex Fi，點擊確定即可建立 Hex 文件， 從而在最終燒錄時找到 .c 文件。硬件部分采用的器件應(yīng)用較廣泛，且價格低廉，如STC89C52 單片機、 開關(guān)型霍爾傳感器 等。 現(xiàn)在 我 即將揮別 自己 的大學(xué)生活， 萬千感慨上心頭，有對校園和同學(xué) 的 戀戀不舍，也 有 對 美好 未來的 憧憬。 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 和可行性 ，故盡可能簡化硬件電路，節(jié)省線路板的空間，達到硬件電路最優(yōu)化設(shè)計。按鍵未按時有上拉電阻保證此時輸入為高電平。 主控芯片STC89C52 和 LCD1602 之間通信的設(shè)計是一個較為繁瑣的步驟，在我們所使用的開發(fā)板上主控芯片 STC89C52 與 LCD1602 通過單片機自身的 P2 口連接， 獨立鍵盤與矩陣鍵盤的切換通過跳線 連接 來實現(xiàn) 其 LCD1602 顯示內(nèi) 容的切換 。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下，這種確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下的方法稱為“高低電平翻轉(zhuǎn)法”。 P3 口： 帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名 稱為 ～ ， P3 口是一個多用途的端口 ： 可以作為一個準(zhǔn)雙向 I/O 口 ， 也可以按位獨立定義。 主控 模塊 本文的主控模塊是通過應(yīng)用 STC89C52 單片機芯片的計算功能來實現(xiàn)的。編碼鍵盤必須具有必要的硬件，鍵按下后便產(chǎn)生對應(yīng)的代碼，在新鍵按下之后一直保持該碼。寫入單片機內(nèi)的程序還可 以進行加密，這又 可以 很好地保護我們的勞動成果。同樣，在緊跟 8 位 控制指令字后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從 低位 0 到高位 7。 DS1302管腳 DS1302 的引腳排列 ,其中 Vcc1 為后備電源， Vcc2 為主電源， 在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘 的連續(xù)運行。 該系統(tǒng)需要測量室溫，精度要求不是太高，所以， 該系統(tǒng) 選用 DS18B20 作為溫度傳感器，其管腳排列如圖 所 DS18B20 管腳 微控制器控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前要對DS18B20 進行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令，最后發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對DS18B20 進行預(yù)定的操作。 上電復(fù)位硬件原理 ALE/PROG—— 當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。作為輸入 口 使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。 AT89S52 具有 8K 在線 系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2 其次 ， 系統(tǒng)設(shè)計要做的工作是電源分析和設(shè)計，該設(shè)計選用的集成芯片都采用 +5V電源 供電， 所以，要先對常見 220V 交流電源進行變換，得到較為穩(wěn)定的、 可以滿足系統(tǒng)要求的 +5V 穩(wěn)壓電源。 24 附錄 B 硬件原理圖 24 第 6 章 結(jié)論與展望 10 主控芯片的選擇 本文先對里程表設(shè)計當(dāng)中所需設(shè)備作了詳細介紹，對設(shè)計中存在的問題進行了說明；而后對硬件和軟件部分的設(shè)計和實現(xiàn)作了認真的分析 。 12 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 14 主控模塊 35 附錄 C 程序清單 近年來隨著計算機在社會 各 領(lǐng)域的滲透 , 單片機的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制方式 日新月益。 第 2 章 數(shù)字萬年歷硬件設(shè)計 微控制芯片采用 Atmel 公司的 AT89S52，其內(nèi)部 含有 8k 字節(jié) Flash，支持 USBISP編程，十分方便。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。其讀寫時序如圖所示。 I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 本次設(shè)計中使用的是開關(guān)型傳感器（輸出為數(shù)字量），開關(guān)型集成霍爾傳感器具有使用壽命長、無觸點磨損、無火花干擾、無轉(zhuǎn)換抖動、工作頻率搞、溫度特性好、能適應(yīng)惡劣環(huán)境等優(yōu)點，主要應(yīng)用在汽車點火系統(tǒng)、保安系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換 /里程測定、機械設(shè)備的限位開關(guān)、按鈕、電流的測定與控制、位置及角度的檢測等。再者，既 然執(zhí)行速度快了，那么那些非定時器控制的精確延時肯定要受影響，用 STC 時注意得加長延時，大約是AT 的 1030 倍，這一點 在程序 調(diào)試 的過程中 可以 切身 感受到 。與 LED 顯示系統(tǒng)相比， LCD1602具有以下優(yōu)點： 使用者僅僅直接送入數(shù)據(jù)和指令可實現(xiàn)所需的顯示，使用方便快捷 。 ALE/PROG：地址鎖存允許信號 。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1 時選擇數(shù) 據(jù)寄存器 ， 低電平 0 時選擇指令寄存器。 本設(shè)計是在 Keil C 環(huán)境下開發(fā)的， Keil C 軟件支持 C 語言的編程及調(diào)試，程序編寫 運用方便，是做 C 語言畢業(yè)設(shè)計者的首選。顯示 模塊流程圖如圖 43 所示 ： 圖 43 顯示子程序流程圖 鍵盤掃描 模塊 設(shè)計 鍵盤是實現(xiàn)人機對話的必要設(shè)備，用戶 可用鍵盤向計算機輸入數(shù)據(jù)或命令。 當(dāng)完成自行車?yán)锍瘫淼恼{(diào)試工作后，便可利用其完成功能測試：初始 時，液晶屏顯示器顯示數(shù)據(jù)為 0，若霍爾傳感器周圍的磁場始終不變，則液晶顯示屏始終顯示數(shù)據(jù)為 0；當(dāng)霍爾傳感器周圍的磁場開始發(fā)生時，液晶顯示屏的內(nèi)容發(fā)生變化。 設(shè)計中仍舊存在一些問題和需要改進的地方， 當(dāng)顯示速度時，若自行車轉(zhuǎn)動太快，顯示器會顯示 不穩(wěn)定 。硬件方面也由很大的改進空間，比如單片機的選擇，如果考慮到現(xiàn)實使用方面，可以選用更小封裝的單片機。當(dāng)進行按鍵控制時，可以通過按鍵功能完成顯示內(nèi)容的切換，如可顯示總里程、平均速度和瞬時速度，總里程、秒表和秒表計時里程等。每一個獨立式按鍵單獨占用一根 I/O 口線。 在簡單的學(xué)習(xí) 和了解 Keil C 后，我們便 可 在此環(huán)境下開始對 自行車?yán)锍瘫淼?設(shè)計工作 。第 6 腳： E（ 或 EN） 端為使能 （ enable） 端 。 EA/VPP：程序存儲器的內(nèi)外部選通，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。 具有低功耗，容易控制，占用 CPU 資源少 的 優(yōu)點 。 比較這兩種方案，由于 在學(xué)校期 間 學(xué)過 數(shù)字電路、 單片機原理 、 C 語言 程序設(shè)計 ，綜合考慮單片機 各部分資源和作為學(xué)生能夠獲得的 資源，我選擇用 STC 系列芯片 完成 ， 且學(xué)校也 提供了 相 應(yīng)的硬件操作平臺，操作起來比較方便，故 STC 為更合理的選擇。 主控芯片 的選擇 主控芯片 是一個系統(tǒng)最核心的部分， 它 是整個系統(tǒng)的心 臟，負責(zé)控制所有模塊 的工 作。 I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )，SCLK 始終是輸入端。系統(tǒng)溫度檢測部分硬件原理如圖所示。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V編程電壓 Vpp。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下所示。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用 口， 在這種模式下， P0 口 具有內(nèi)部上拉電阻。時鐘芯片選用美國 Dallas 公司推出的具有涓細電流充電能力的低功耗實時時鐘芯片 DS1302。微控制芯片具有強大的邏輯運算能力，它的出現(xiàn)，使得數(shù)字萬年歷不僅能給人們提供時間， 而且還能提供很多新的功能，例 如：溫度顯示、農(nóng)歷顯示、節(jié)氣提示、語音提示、日程表、生日提示、星座查詢 、錄音放音、風(fēng)景控制等。 16 按鍵控制模塊 而自行車?yán)锍瘫砭褪前殡S著自行車運動的 興盛而逐漸發(fā)展起來的 本系統(tǒng)由 單片機 STC89C5 霍爾傳感器、 LCD1602 液晶顯示 屏 和 獨立按鍵 組成硬件部分，軟件部分包括主程序模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、鍵盤掃描模塊 。1 本課題所做的工作 可見，多功能智能化數(shù)字萬年歷是以后萬年歷發(fā)展的方向，基 于微控制芯片的數(shù)字萬年歷可以滿足人們對萬年歷的多功能、界面友好和 智能化的要求， 數(shù)字控制技術(shù) 將引起萬年歷新的重大改變。微處理器不僅是微型計算機的核心部件，也 是 各種數(shù)字化智能設(shè)備的關(guān)鍵部件，其芯片管腳如圖所示。 P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 RST—— 復(fù)位輸入。如何選擇滿足該系統(tǒng)測量室溫的精度要求，并且價格低廉的溫度傳感器，是一個重要問題。 DS1302 采用主電源 /后備 電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力?？刂谱止?jié)的最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù) ；石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 位 5 至位 1 表示 操作單元的地址 ； 最低有效位 (位 0)如為 0 表示要進行寫操作，為 1表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 其片內(nèi)的 4K 程序存儲器是 FLASH 工 藝的，這種 工 藝 的存儲器用戶可以瞬間擦除、改寫，一般專 為 ATMEL AT89xx 做的編 程器均帶有這些功能。 本次畢設(shè)顯示內(nèi)容較多 ，而 LCD1602 是 16*2 進行顯示的，不能將全部的 計算 結(jié)果進行一次性的全部顯示，所以添加 了鍵盤控制部分 控制 在顯示過程中隨時切換 ， 顯示不同的即時數(shù)據(jù) 。 所以，綜合比較兩者的優(yōu)缺點，最終選擇了 LCD1602 完成顯示功能 。 P1 口： 帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。 圖 32 LCD1602引腳圖 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 17 按鍵控制模塊 矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤法要復(fù)雜一些，識別也要復(fù)雜一些，列線通過電阻接正電源，