【正文】 L 的AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本?；魻栭_關(guān)器件具有無觸點(diǎn)、 輸出波形清晰、無抖動(dòng)、位置重復(fù)精度高等優(yōu)點(diǎn)。 （ 1） 紅外對管 。 看起來不夠直觀與方便。對待測信號進(jìn)行放大的目的是降低對待測信號的幅度要求；波形變換和波形整形電路則用來將放大的信號轉(zhuǎn)換成可與單片機(jī)相連的 TTL 信號；通過單片機(jī)的設(shè)置可使內(nèi)部定時(shí)器 T1 對脈沖輸入引腳 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)；設(shè)計(jì)中速度顯示采用 LED 模塊，通過速度換算得來的里程數(shù)采用 I2C 總線并通過 E2PROM 來存儲，既節(jié)省了所需單片機(jī)的口線和外圍器件，同時(shí)也簡化了顯示 部分的軟件編程。 隨著居民生活水平的不斷提高，自行車的使用不再僅僅是普通的運(yùn)輸、代步的工具，而是成為人們娛樂、休閑、鍛煉的首選工具。 ．本課題研究的主要內(nèi)容及技術(shù)指標(biāo) 作品基本要求 設(shè)計(jì)一個(gè)可以適用自行車的輕便、省電、全天候野外使用的自行車?yán)锍瘫?的基計(jì)要求。 利用霍爾型非接觸式轉(zhuǎn)速傳感器對里程進(jìn)行測量。串行靜態(tài) LED 數(shù)碼管顯示。128*8 位內(nèi)部 RAM 并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。有余輸入 至內(nèi)部時(shí)鐘信號要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 （ 4）絕緣耐壓為 3KV的傳感器可以長期正常工作在 1KV及以下交流系統(tǒng)和 及以 下直流系統(tǒng)中， 6KV的傳感器可以長期正常工作在 2KV及以下交流系統(tǒng)和 及以下直流系統(tǒng)中，注意不要超壓使用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設(shè)置的磁場，用這個(gè)磁場來作被檢測的信息 的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間等，轉(zhuǎn)變成電量來進(jìn)行檢測和控制。當(dāng)達(dá)到先前所設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)值的時(shí)候單片機(jī)就申請中斷，從而使單片機(jī)響應(yīng)中斷程序，既使其輸出一個(gè)信號代表此時(shí)自行車已經(jīng)行駛了1KM，這時(shí)在經(jīng)過顯示單元電路使 LED 數(shù)碼管顯示 1KM。 系統(tǒng)的 軟件設(shè)計(jì)流程圖 如圖 4 所示； 圖 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)流程圖 里程及速度處理子程序流程圖 如圖 5 所示； 系統(tǒng)初始化模塊 周期測量模塊 速度，里程 計(jì)算模塊 數(shù)據(jù)存儲模塊 數(shù)據(jù)顯示模塊 定時(shí)器中斷服務(wù)模塊 定時(shí)器中斷服務(wù)模塊顯示數(shù)據(jù)的 BCD 碼 圖 5 里程及速度處理子程序流程圖 KeilC51 軟件編程集成開發(fā)環(huán)境的了解 對 KeilC51 集成開發(fā)環(huán)境的了解 Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境是單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，而 Protel 系列電路設(shè)計(jì)軟件是目前最為流行的單片機(jī)電路設(shè)計(jì)制版軟件。鍵盤的作用是提供人對整個(gè)系統(tǒng)的控制，它將實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)開關(guān)，顯示器的開關(guān)，部分單元電路的控制。 系統(tǒng)硬件總框圖 圖 系統(tǒng)總框圖 本設(shè)計(jì)用兩個(gè)按鍵來控制顯示速度或里程。 該方案由 于使用了串口液晶顯示模塊 E2PROM, 以及高效快速算法 ,因而可在節(jié)約系統(tǒng)資源和簡化程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上保證測量精 度和系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。 在本裝置的研制過程中，充分考慮了作為便攜裝置其電源的提供 、功率的損耗、 體積的大小、價(jià)位的高低、使用及攜帶的方便性等因素。雖然現(xiàn)在看來，這一版本比較粗陋，但是它也傾注了我大量的心血，在制作過程中也解決了一些重大的問題。 sbit RW=P3^6。 E=1。 wr()。 bw=sj%600/60。 dispone(39。 dispone(sw+0x30)。 39。)。 wr(0x81)。 dispone(39。 dispone(39。 39。k39。 gw=sd2%100/10。 dispone(39。)。V39。m39。 39。 else sd2=0。 dispone(39。 dispone(39。 dispone(gw+0x30)。)。 } else{ qw=qs*tc%100000/10000。 dispone(ww+0x30)。 dispone(39。 dispone(bw+0x30)。)。 s++。 } /****************************************void dispmore()******************************** 該函數(shù)的作用是向 LCD 寫入一串?dāng)?shù)據(jù) ,并把數(shù)據(jù)串顯示出來 . ******************************************************************************************/ void dispmore(line,row,uchar dat[],i) //格式為 dispmore(第幾行，第幾列，開始要顯示的字符地址，顯示幾個(gè)字符） 。 } /**************************************void dispone()******************************* 該函數(shù)的作用是向 LCD 寫入數(shù)據(jù)并顯示出來 . ***********************************************************************************/ void dispone(dat) {P1=dat。 sbit P22=P2^2。 這個(gè)里程表不能說完全具有“自主知識產(chǎn)權(quán)”，但它絕對是獨(dú)一無二的。所做工作如下： （ 1）對設(shè)計(jì)中所需要的元件分析其原理和性能，極其應(yīng)用和發(fā)展。每秒鐘所獲取的中斷數(shù)目 再乘以輪圈周長即為速度 v，在時(shí)間 t內(nèi)走過的總路程 s為 t個(gè) v的總和。實(shí)際中，誤差控制在幾米之內(nèi)，相對于整個(gè)里程來說不是很大。 關(guān)速 度指示燈，開里程指示燈 調(diào)圈數(shù)轉(zhuǎn)換為公里數(shù) 顯示公里數(shù) 返回 關(guān)里程指示燈，開速度指示燈 設(shè)每圈時(shí)間轉(zhuǎn)換為速度 是否超速？ 關(guān)報(bào)警 顯示速度 返回 報(bào)警 Y N 4 系統(tǒng) 硬 件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)采集，單片機(jī)控制系統(tǒng)，鍵盤顯示，數(shù)據(jù)存儲 4 部分構(gòu)成。通過單片機(jī)計(jì)算出來的速度和里程的數(shù)據(jù) ,必須通過 BCD 碼的轉(zhuǎn)換才能輸出給顯示模塊。通過解碼電路得到的數(shù)碼接通相應(yīng)的發(fā)光二極而形成相應(yīng)的字符。取用了各種補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬 ， 可達(dá)－ 55℃ ～150℃ 。被測電流長時(shí)間超額，會損壞末極功放管（指磁補(bǔ)償式），一般情況下， 2 倍的過載電流持續(xù)時(shí)間不得超過 1 分鐘。 振蕩器特性 : XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 P1 口 ： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 與 MCS51 兼容 干簧管的優(yōu)點(diǎn)是成本低廉和安裝簡易，缺點(diǎn)是比較脆弱和不夠穩(wěn)定。 （ 2） 開關(guān)型霍爾傳感器 。 日本式輕型電動(dòng)車的發(fā)源地： 日本的工程師開發(fā)出了一輛能自平衡的電動(dòng)自行車，也就是說靠發(fā)動(dòng)機(jī)控制它能自己站住。LCD 數(shù)碼管顯示器 。累計(jì)里程 。他們的最終目標(biāo)是制造出一輛高性能自行車作為小汽車的一種便利的替代品?；魻杺鞲衅魇抢没魻栃?yīng)把磁輸入信號轉(zhuǎn)換成電信號的器件。 本里程表選用 霍爾傳感器 。4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 （ 2） 電壓傳感器 必須按產(chǎn)品說明在原邊串入一個(gè)限流電阻 R1，以使原邊得到額定電流，在一般情況下， 2 倍的過壓持續(xù)時(shí)間不得超過 1 分鐘。 按照霍爾器件的功能可將它們分為 :霍爾線性器件和霍爾開關(guān)器件 。它可以顯示從 1到 9的數(shù)字。總里程數(shù)的顯示是設(shè)定出現(xiàn)在電動(dòng)自行車開動(dòng) ,單片機(jī)開機(jī)經(jīng)過初始化后顯示出來 ,這樣以來用戶可以清楚的知道自己的車子已經(jīng)運(yùn)行了多少公里了 ,而速度的顯示則是在計(jì)算出速度里程后立刻顯 示出來，體現(xiàn)實(shí)時(shí)性。其中數(shù)據(jù)的采集是由霍爾傳感器來完成的，它的輸出是矩形脈沖，經(jīng)過 RC 濾波后就向單片機(jī)系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)速信號。為了保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)的速度轉(zhuǎn)換模塊和顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) BCD 碼模塊都采用快速算法。當(dāng)速 度鍵按下時(shí)， LED 切換顯示當(dāng)前速度 v，速度指示燈亮；若自行車超速，系統(tǒng)發(fā) 出報(bào)警提示，指示燈閃爍；當(dāng)時(shí)間鍵按下時(shí)， LED切換顯示當(dāng)前所用時(shí)間，時(shí)間 指示燈亮。 （ 2）詳細(xì)介紹本自行車?yán)锍瘫碛布O(shè)計(jì)的方案，電路圖，并附上說明。初始設(shè)計(jì)時(shí)比較多地模仿一個(gè)現(xiàn)成的方案，但是在制作過程中 不斷修改和完善。 sbit P23=P2^3。 RW=0。 {uchar 。 } } } /****************************************void ttimep()******************************** 累計(jì)行駛時(shí)間數(shù)據(jù)處理及顯示子程序 ******************************************************************************************/ void ttimep() { sww=sj/36000。 dispone(39。 dispone(39。S39。 dispone(qw+0x30)。 bw=qs*tc%10000/1000。 dispone(39。 dispone(39。a39。 39。 qw=sd2%100000/10000。)。)。)。/39。 dispone(bw+0x30)。 sw=sd2%1000/100。 dispone(39。 dispone(39。)。)。 gw=qs*tc%100/10。.39。 dispone(39。)。)。 qw=sj%3600/600。 if(line==1) {=0x80+row1。 E=0。 sbit RS=P3^7。 正如前面也提及了，我的里程表的第一個(gè)版本是用串行靜態(tài) LED 數(shù)碼管顯示的。 （ 4）給出 對本設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真調(diào)試的過程。沒有任何按鍵操作時(shí)，里 程指示燈亮，數(shù)碼管顯示里程值。本設(shè)計(jì)的里程值采用 4 位顯示 。 在本次行駛過后數(shù)據(jù)存入 EEPROM 中，以便下次行駛時(shí)在其基礎(chǔ)上繼續(xù)計(jì)數(shù)送出顯示總共的里程數(shù)，以達(dá)到記憶的目的。（假設(shè)在一定時(shí)間內(nèi) 自行車是勻速行進(jìn)，平均速度與時(shí)間的乘積即為里程數(shù)）。 由霍爾傳感器采集的脈沖數(shù)據(jù)信號，通過 RC濾波后向單片機(jī)提供數(shù)據(jù)脈沖，單片機(jī)再對其進(jìn)行記數(shù)。 按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為 :直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。當(dāng)被測電流低于額定值 1/2 以下時(shí)，為了得到最佳精度，可以使用多繞圈數(shù)的辦法。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 P2 口 ： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 三級程序存儲器鎖定 里程表的顯示內(nèi)容以數(shù)字為主，利用 LED數(shù)碼管可基本滿足使用要求，且成本較低?；魻杺鞲衅鞯膬?yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定和安裝簡易，缺點(diǎn)是成本較高。研究人員說，調(diào)整后發(fā)動(dòng)機(jī)的加速度和前發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向控制相對簡單，因?yàn)閿?shù)據(jù)反饋能用一條清晰的物理定義來解釋，從而控制系統(tǒng)就能計(jì)算出 發(fā)動(dòng)機(jī)必要的調(diào)整量。霍爾傳感器 Abstrsct The paper introduces the odometers in SCM design speed and the minimum system as the core and the hall sensors. Use a method based on 89C51 design under the environment of 51 SCM Proteus multifunctional bicycle with realtime clock the odometers requirements, bicycle, average speed driving instantaneous velocity, alarm, ac