【文章內容簡介】 由內部操作，自動寫入 DDRAM和 CGRAM?；蛘邥簳r存儲從 DDRAM和 CGRAM讀出數據。當 BF為 1時，液晶模塊是處于內部模式，是不響應外部的操作指 令和接受數據的， DDTAM用來存儲顯示的字符，能存儲 80個字符碼， CGROM由 8位字符碼生成 5*7點陣字符 160中和 5*10點陣字符 32種 8位字符編碼和字符的對應關系 。 LCD1602引腳介紹： VSS（ 1號引腳）：一般接地。 VDD（ 2號引腳）：接電源。 VEE（ 3號引腳）：液晶顯示器對比度的調整端，在接正電源時的對比度最弱，接地時對比度最高（對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K的電位器調整對比度）。 RS（ 4號引腳）： RS 是寄存器選擇，高電平 1時選擇數據寄存器，低電平 0時選擇指令寄存器。 R/W（ 5腳）： R/W為讀寫信號線，高電平 (1)時進行讀操作，低電平 (0)時進行寫操作。 E（ 6腳）： E(或 EN)端為使能 (enable)端，下降沿使能。 DB0（ 7腳）：底 4位三態(tài)、 雙向數據總線 0位（最低位）。 DB1（ 8腳）：底 4位三態(tài)、 雙向數據總線 1位。 DB2（ 9腳）：底 4位三態(tài)、 雙向數據總線 2位。 DB3（ 10腳）：底 4位三態(tài)、 雙向數據總線 3位。 DB4（ 11腳）：高 4位三態(tài)、 雙向數據總線 4位。 DB5（ 12腳）：高 4位三態(tài)、 雙向數據總線 5位。 DB6（ 13腳）：高 4位三 態(tài)、 雙向數據總線 6位。 DB7（ 14腳）：高 4位三態(tài)、 雙向數據總線 7位（最高位）（也是 busy flang） 。 寄存器選擇控制如表 21。 9 RS R/W 操作說明 0 0 寫入指令寄存器（清除屏等） 0 1 讀 busy flag（ DB7），以及讀取位址計數器（ DB0~DB6）值 1 0 寫入數據寄存器（顯示各字型等） 1 1 從數據寄存器讀取數據 表 21寄存器選擇控制 （ 3）霍爾傳感器 本次設計選取了霍爾傳感器來進行里程檢測。霍爾器件是一種磁傳感器。用它們可以檢測磁場及磁場的變化，可在 與磁場有關的各種場合中使用?；魻柶骷且曰魻栃獮楣ぷ骰A的霍爾器件有很多優(yōu)點，結構牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便、功耗小、頻率高、耐震動、不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。 霍爾器件分為霍爾元件和霍爾集成電路兩大類，前者是一個簡單的霍爾片，使用時常常需要將獲得的霍爾電壓進行放大。后者將霍爾片和它的信號處理電路集成在同一個芯片上。本次設計選取了霍爾集成電路來測量里程。 里程測量是通過將霍爾傳感器的集成電路安裝在車輪上方的鐵板上，將磁鐵安裝在車輪上，旋轉的車輪將磁鐵對準集成電路時，霍爾 傳感器會輸出一個脈沖信號，送到單片機，經過單片機的計算處理，將行駛的里程送到顯示單元并顯示出來?；魻杺鞲衅骼锍虣z測示意圖如圖 23所示。 圖 23里程檢測示意圖 U18霍爾傳感器 IC（ Integrated Circuit，集成電路 ）是一種利用霍爾效應做成的半導體集成電路器件，它被設計在交變磁場中運行，特別是能在低電源電壓工作，長時間運行溫度范圍高達 125℃。這種霍爾可用作各種類型的傳感器（速度傳感器、位移傳感器、轉速傳感器等等），接觸開關以及相類似的應用場合。其工作電壓比較寬（ ～ 20V），可運行 在較大的溫度范圍內（ 20℃～ 125℃） , 其輸出的信號符合 TTL（ TransistorTransistor Logic， 10 晶體管 晶體管邏輯 ）電平標準，可以直接接到單片機的 IO 口上，而且其最高檢測頻率可達到 1MHZ。 U18霍爾傳感器 IC的外形圖及其工作特性如圖 24所示。其中 BOP是工作點“開”的時候的磁感應強度， BRP是釋放點“關”的時候的磁感應強度。當外加的磁感應強度超過動作點 BOP的時候，傳感器輸出的是低電平，磁感應強度降到了動作點 BOP以下時，傳感器輸出電平是不變的，一直降到了釋放點 BRP的時 候，傳感器才會由低電平躍變?yōu)楦唠娖健?BOP與BRP之間的滯后使開關動作更為可靠。 (a) U18的外形圖及引腳 (b) U18的工作特性圖 圖 24 U18霍爾傳感器 IC的外形及引腳圖及其工作特性圖 U18集成霍耳開關由穩(wěn)壓器 A、霍耳電勢發(fā)生器 (即硅霍耳片 )B、差分放大器 C、施密特觸發(fā)器 D和 OC門輸出 E五個基本部分組成。在輸入端輸入電壓 VCC，經穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾電勢發(fā)生器的兩端，根據霍爾效應原理，當霍爾片處在磁場中時，在垂直于磁場的方向通以電流，則與這二者 相垂直的方向上將會產生霍爾電勢差 VH 輸出，該 VH信號經放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到 OC 門輸出。當施加的磁場達到工作點（即Bop）時，觸發(fā)器輸出高電壓（相對于地的電位），使三極管導通，此時 OC門輸出端輸出低電壓，三極管截止，使 OC門輸出高電壓，這種狀態(tài)為關。這樣兩次電壓變換，使霍爾開關完成了一次開關動作。 經過反復論證，我們最終確定計價器的最終方案： （ 1） 選用最常用性價比高的 AT89C52 作為本次設計的 CPU。 （ 2） 采用 74HC595 驅動 LCD液晶顯示作為顯示部分。 （ 3）用 4個 IO 口設計控制 4個獨立按鍵作為按鍵控制部分。 （ 4）采用霍爾傳感器產生脈沖信號累加計算出速度。 （ 5）采用價錢比較便宜的蜂鳴器作為超速語音提醒部分。 （ 6）選用 DS1302 芯片 為計價器的時鐘部分。 11 (一 )單片機 AT89S52是一種低功耗、高新 能 CMOS 8 為微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。 AT89S52具有以下標準功能： 8K 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 修 I/O 口 線，看門狗定非器， 2 個數據指針，三個 16 為定非器 /計數器，一個 6 向量 2 級 終端結構，全雙工串行口，片內晶振顯非鐘電路。另外， AT89S52 可降至 0HZ 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 等軟件可選擇節(jié)點模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定非器 /計數器、串口、終端繼續(xù)工作。掉電保護方式下， RAM 內 容被保存，振蕩器被凍結， 單片機一切工作停止，直到下一個等等或硬件復修為止。單片機系統(tǒng)如 圖 31 所示： 圖 31單片機系統(tǒng)圖 （二）晶振電路 單片機內部有一個高增益、反相放 大器，其輸入端為芯片引腳 XTAL1，其輸出端為引腳 XTAL2。通過這兩個引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容（電容和一般取 33pF） 。這樣就構成一個穩(wěn)定 的自激振蕩器。 振蕩電路脈沖經過二分頻后作為系統(tǒng)的時鐘信號， 再在二分頻的 基礎上三分頻產生 ALE 信號，此時得到的信號時機器周期信號。 晶振 電路如圖 36所示： 12 圖 36晶振 電路電路圖 （三）復位電路 復位操作有兩種基本形式：一種是上電復位，另一種是按鍵復位。按鍵復位具有上電復位功能外，若要復位，只要按圖中的 S4 鍵，電源 VCC 經電阻 R 分壓， 在 RESET 端產生一個復位高電平。上電復位電路要求接通電源后，通過外部電容充電來實現單片機自動復位操作。上電瞬間 RESET 引腳獲得高電平，隨著電容的充電， RERST 引腳的高電平將逐漸下降。RERST 引腳的高電平只要能保持足夠的時間（ 2 個機器周期），單片機就可以進行復位操作。按鍵復位電路圖如圖 38所示。 圖 38復位電路電路圖 （四）按鍵電路 獨立式鍵盤：獨立式鍵盤中，每個按鍵占用一根 I/O 口線，每個 按鍵電路相對獨立。I/O 口通過按鍵與地相連， I/O 口有上拉電阻， 無鍵按下時，引腳端為高電平，有鍵按下時，引腳電平被拉低。 I/O 口內部有上拉電阻時，外部可不接上拉電阻。鍵盤接口電路如圖 13 37所示： 圖 37鍵盤接口電路 （五） 蜂鳴器驅動電路 由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機的 I/O口是無法直接驅動的，所以要利用放大電路來驅動，一般使用三極管來進行放大電流。 蜂鳴器模塊的電路圖如圖 35所示。 LS1BuzzerQ32N39064K7R8VCCGND 圖 35蜂鳴器驅動電路圖 LCD1602采用標準的 14腳（無背光）或 16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如下 : 第 1腳： VSS為地電源。 第 2腳： VDD接 5V正電源。 第 3腳： VL為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最強，使用時可以接 10K的電位器來進行調整。 第 4腳： RS為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 5腳： R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當 RS和 R/W都為低電平時，可寫入指令或者顯示地址，都為高電平時則可讀忙信號，當 RS為高電平 R/W為低電平時可寫入數據。 第 6腳： E端是使能端，低電平時執(zhí)行命令。 第 7～ 14腳： D0到 D7為 8位 雙向數據線。 第 15腳：背光源正極。 第 16腳：背光源負極。 14 LCD1602的顯示電路如圖 32所示 圖 32 LCD1602顯示 電路圖 時鐘模塊設計圖 若采用單片機計時，一方面需要采用計數器，占用資源，另一方面需要設置終端、查詢等，同樣耗費單片機的資源，并且使用單片機的時鐘誤差比較大，當長時間使用后會出現很大錯誤，而在系統(tǒng)等采用 DS1302 則能很好非解決這個問題。 DS1302時鐘芯片 的結構 主要包含有：移動寄存器、振蕩器、實時時鐘、控制邏輯以及 RAM。有 12個寄存器，其中 7個與時鐘、日歷 有關，并以 BCD碼的存放數據形式。 時鐘芯片 DS1302具有一個實時時鐘和 31字節(jié)靜態(tài) RAM。 DS1302含有的 RAM分為兩種，一種是單個的 RAM單元，一共有 31個，其中每個單元有 8位的字節(jié)，命令控制字為 C0HFDH，奇數為讀操作。 另一種是突發(fā)方式下的 RAM，可一步到位的讀寫所有 RAM的 31個字節(jié)， 命令控制字 FEH為讀， FFH為寫 。 表 31為 DS1302外部引腳 引腳號 引腳名稱 功能 1 VCC2 主電源 3 X X2 振蕩源，外接 4 GND 地線 5 RST 復 位 /片選線 6 I/O 串行數據輸入 /輸出端（雙向） 7 SCLK 串行時鐘輸入端 8 VCC1 后備電源 表 31 DS1302外部引腳 實時時鐘芯片 DS1302采用串行數據傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，也可以關閉充電功能，芯片采用 。 DS1302的時鐘電路如圖 33所示。 15 VCC21X12X23GND4CE5I/O6SCLK7VCC18U5DS1302+5V12Y2XTALGNDCEI/OSCLKBT?BatteryGND 圖 33 DS1302 時鐘電路圖 測速模塊設計圖 U18霍爾傳感器 IC有 3個外接端子， 2個是電源的正負極端子，最后一個是脈沖信號輸出，只要將此信號輸出端接到單片機的 IO口端子上便 可以實現距離檢測。其中，單片機的（ INT0）引腳作為信號的輸入端接收來自傳感器輸出的信號，采用外部中斷 0進行計數。車輪每轉一圈，霍爾傳感器就產生一個脈沖信號，根據霍爾效應原理，當霍爾片處在磁場中時，霍爾傳感器的輸出端輸出低電平。當車輪轉動一圈時小磁鐵提供一個磁場，則霍爾傳感器輸出一次低電平完成一次數據采集，從而產生信號?；魻杺鞲衅鳈z測并輸出信號到單片機的 INT0計算脈沖輸入端，引起單片機的中斷，對脈沖計數，當計數達到特定的次數時，里程就會增加，單片機對里程進行計算后，通過接口電路將計算好的結果傳送到 數碼管并顯示出來。 U18霍爾傳感器 電路如圖 34所示 圖 34 U18霍爾傳感器 電路 本章主要闡述了 顯示模塊， 時鐘模塊 ， 測速模塊設計 等 幾個重要模塊 以及幾個輔助模塊的硬件電路設計 圖 。 在元器件的布局方面，應該把相互有關的元件盡量放得靠近一些，例如，時鐘發(fā)生器、晶振、 CPU的時鐘輸入端都易產生噪聲，在放置的時候應把它們靠近些。在設計電路的時候都 盡可能選擇典型電路，并 都 符合單片機 的 常規(guī)用法。 16 4系統(tǒng)軟件設計 及調試 （一） 總 程序的流程 本設計中，軟件設計采用模塊 化操作，利用各個模塊之間的相互聯系，在設計中采用主程序調用各個子程序的方法，使程序通俗易懂，我們設計了整體程序流程圖。 在 main 函數編寫開始，要進行初始化，包括對