【文章內(nèi)容簡介】 由內(nèi)部操作，自動(dòng)寫入 DDRAM和 CGRAM?；蛘邥簳r(shí)存儲從 DDRAM和 CGRAM讀出數(shù)據(jù)。當(dāng) BF為 1時(shí)，液晶模塊是處于內(nèi)部模式，是不響應(yīng)外部的操作指 令和接受數(shù)據(jù)的， DDTAM用來存儲顯示的字符，能存儲 80個(gè)字符碼， CGROM由 8位字符碼生成 5*7點(diǎn)陣字符 160中和 5*10點(diǎn)陣字符 32種 8位字符編碼和字符的對應(yīng)關(guān)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(diào)整端，在接正電源時(shí)的對比度最弱，接地時(shí)對比度最高（對比度過高時(shí)會產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K的電位器調(diào)整對比度）。 RS（ 4號引腳）： RS 是寄存器選擇，高電平 1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平 0時(shí)選擇指令寄存器。 R/W（ 5腳）： R/W為讀寫信號線，高電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn)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(shù)據(jù)總線 0位（最低位）。 DB1（ 8腳）：底 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1位。 DB2（ 9腳）：底 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2位。 DB3（ 10腳）：底 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3位。 DB4（ 11腳）：高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4位。 DB5（ 12腳）：高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5位。 DB6（ 13腳）：高 4位三 態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6位。 DB7（ 14腳）：高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)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(jì)數(shù)器（ DB0~DB6）值 1 0 寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等） 1 1 從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 表 21寄存器選擇控制 （ 3）霍爾傳感器 本次設(shè)計(jì)選取了霍爾傳感器來進(jìn)行里程檢測?；魻柶骷且环N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(guān)的各種場合中使用?；魻柶骷且曰魻栃?yīng)為工作基礎(chǔ)的霍爾器件有很多優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便、功耗小、頻率高、耐震動(dòng)、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(gè)簡單的霍爾片，使用時(shí)常常需要將獲得的霍爾電壓進(jìn)行放大。后者將霍爾片和它的信號處理電路集成在同一個(gè)芯片上。本次設(shè)計(jì)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(zhuǎn)的車輪將磁鐵對準(zhǔn)集成電路時(shí)，霍爾 傳感器會輸出一個(gè)脈沖信號，送到單片機(jī)，經(jīng)過單片機(jī)的計(jì)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(yīng)做成的半導(dǎo)體集成電路器件，它被設(shè)計(jì)在交變磁場中運(yùn)行，特別是能在低電源電壓工作，長時(shí)間運(yùn)行溫度范圍高達(dá) 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(zhuǎn)速傳感器等等），接觸開關(guān)以及相類似的應(yīng)用場合。其工作電壓比較寬（ ～ 20V），可運(yùn)行 在較大的溫度范圍內(nèi)（ 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(biāo)準(zhǔn)，可以直接接到單片機(jī)的 IO 口上，而且其最高檢測頻率可達(dá)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(diǎn)“開”的時(shí)候的磁感應(yīng)強(qiáng)度， BRP是釋放點(diǎn)“關(guān)”的時(shí)候的磁感應(yīng)強(qiáng)度。當(dāng)外加的磁感應(yīng)強(qiáng)度超過動(dòng)作點(diǎn) BOP的時(shí)候，傳感器輸出的是低電平，磁感應(yīng)強(qiáng)度降到了動(dòng)作點(diǎn) BOP以下時(shí)，傳感器輸出電平是不變的，一直降到了釋放點(diǎn) BRP的時(shí) 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(guān)動(dòng)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(guān)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(gè)基本部分組成。在輸入端輸入電壓 VCC，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾電勢發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場中時(shí)，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(chǎn)生霍爾電勢差 VH 輸出，該 VH信號經(jīng)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(dāng)施加的磁場達(dá)到工作點(diǎn)（即Bop）時(shí)，觸發(fā)器輸出高電壓（相對于地的電位），使三極管導(dǎo)通，此時(shí) 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(guān)。這樣兩次電壓變換，使霍爾開關(guān)完成了一次開關(guān)動(dòng)作。 經(jīng)過反復(fù)論證，我們最終確定計(jì)價(jià)器的最終方案： （ 1） 選用最常用性價(jià)比高的 AT89C52 作為本次設(shè)計(jì)的 CPU。 （ 2） 采用 74HC595 驅(qū)動(dòng) LCD液晶顯示作為顯示部分。 （ 3）用 4個(gè) IO 口設(shè)計(jì)控制 4個(gè)獨(dú)立按鍵作為按鍵控制部分。 （ 4）采用霍爾傳感器產(chǎn)生脈沖信號累加計(jì)算出速度。 （ 5）采用價(jià)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(jì)價(jià)器的時(shí)鐘部分。 11 (一 )單片機(jī) 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(biāo)準(zhǔn)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(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 為定非器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級 終端結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)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(diǎn)模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定非器 /計(jì)數(shù)器、串口、終端繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi) 容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)等等或硬件復(fù)修為止。單片機(jī)系統(tǒng)如 圖 31 所示： 圖 31單片機(jī)系統(tǒng)圖 （二）晶振電路 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)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(gè)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(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定 的自激振蕩器。 振蕩電路脈沖經(jīng)過二分頻后作為系統(tǒng)的時(shí)鐘信號， 再在二分頻的 基礎(chǔ)上三分頻產(chǎn)生 ALE 信號，此時(shí)得到的信號時(shí)機(jī)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(fù)位電路 復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是按鍵復(fù)位。按鍵復(fù)位具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，只要按圖中的 S4 鍵，電源 VCC 經(jīng)電阻 R 分壓， 在 RESET 端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。上電復(fù)位電路要求接通電源后，通過外部電容充電來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)自動(dòng)復(fù)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(shí)間（ 2 個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。按鍵復(fù)位電路圖如圖 38所示。 圖 38復(fù)位電路電路圖 （四）按鍵電路 獨(dú)立式鍵盤：獨(dú)立式鍵盤中，每個(gè)按鍵占用一根 I/O 口線，每個(gè) 按鍵電路相對獨(dú)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(shí)，引腳端為高電平，有鍵按下時(shí)，引腳電平被拉低。 I/O 口內(nèi)部有上拉電阻時(shí)，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(qū)動(dòng)電路 由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機(jī)的 I/O口是無法直接驅(qū)動(dòng)的，所以要利用放大電路來驅(qū)動(dòng)，一般使用三極管來進(jìn)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(qū)動(dòng)電路圖 LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)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(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最強(qiáng)，使用時(shí)可以接 10K的電位器來進(jìn)行調(diào)整。 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。 第 5腳： R/W為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS和 R/W都為低電平時(shí)，可寫入指令或者顯示地址，都為高電平時(shí)則可讀忙信號，當(dāng) RS為高電平 R/W為低電平時(shí)可寫入數(shù)據(jù)。 第 6腳： E端是使能端，低電平時(shí)執(zhí)行命令。 第 7～ 14腳： D0到 D7為 8位 雙向數(shù)據(jù)線。 第 15腳：背光源正極。 第 16腳：背光源負(fù)極。 14 LCD1602的顯示電路如圖 32所示 圖 32 LCD1602顯示 電路圖 時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)圖 若采用單片機(jī)計(jì)時(shí)，一方面需要采用計(jì)數(shù)器，占用資源，另一方面需要設(shè)置終端、查詢等，同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源，并且使用單片機(jī)的時(shí)鐘誤差比較大，當(dāng)長時(shí)間使用后會出現(xiàn)很大錯(cuò)誤，而在系統(tǒng)等采用 DS1302 則能很好非解決這個(gè)問題。 DS1302時(shí)鐘芯片 的結(jié)構(gòu) 主要包含有：移動(dòng)寄存器、振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、控制邏輯以及 RAM。有 12個(gè)寄存器，其中 7個(gè)與時(shí)鐘、日歷 有關(guān)，并以 BCD碼的存放數(shù)據(jù)形式。 時(shí)鐘芯片 DS1302具有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘和 31字節(jié)靜態(tài) RAM。 DS1302含有的 RAM分為兩種，一種是單個(gè)的 RAM單元，一共有 31個(gè)，其中每個(gè)單元有 8位的字節(jié)，命令控制字為 C0HFDH，奇數(shù)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(gè)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(fù) 位 /片選線 6 I/O 串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端（雙向） 7 SCLK 串行時(shí)鐘輸入端 8 VCC1 后備電源 表 31 DS1302外部引腳 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，也可以關(guān)閉充電功能，芯片采用 。 DS1302的時(shí)鐘電路如圖 33所示。 15 VCC21X12X23GND4CE5I/O6SCLK7VCC18U5DS1302+5V12Y2XTALGNDCEI/OSCLKBT?BatteryGND 圖 33 DS1302 時(shí)鐘電路圖 測速模塊設(shè)計(jì)圖 U18霍爾傳感器 IC有 3個(gè)外接端子， 2個(gè)是電源的正負(fù)極端子，最后一個(gè)是脈沖信號輸出，只要將此信號輸出端接到單片機(jī)的 IO口端子上便 可以實(shí)現(xiàn)距離檢測。其中，單片機(jī)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(jìn)行計(jì)數(shù)。車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器就產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場中時(shí)，霍爾傳感器的輸出端輸出低電平。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)小磁鐵提供一個(gè)磁場，則霍爾傳感器輸出一次低電平完成一次數(shù)據(jù)采集，從而產(chǎn)生信號?；魻杺鞲衅鳈z測并輸出信號到單片機(jī)的 INT0計(jì)算脈沖輸入端，引起單片機(jī)的中斷，對脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到特定的次數(shù)時(shí)，里程就會增加，單片機(jī)對里程進(jìn)行計(jì)算后，通過接口電路將計(jì)算好的結(jié)果傳送到 數(shù)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(shí)鐘模塊 ， 測速模塊設(shè)計(jì) 等 幾個(gè)重要模塊 以及幾個(gè)輔助模塊的硬件電路設(shè)計(jì) 圖 。 在元器件的布局方面，應(yīng)該把相互有關(guān)的元件盡量放得靠近一些，例如，時(shí)鐘發(fā)生器、晶振、 CPU的時(shí)鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲，在放置的時(shí)候應(yīng)把它們靠近些。在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候都 盡可能選擇典型電路，并 都 符合單片機(jī) 的 常規(guī)用法。 16 4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 及調(diào)試 （一） 總 程序的流程 本設(shè)計(jì)中，軟件設(shè)計(jì)采用模塊 化操作，利用各個(gè)模塊之間的相互聯(lián)系，在設(shè)計(jì)中采用主程序調(diào)用各個(gè)子程序的方法，使程序通俗易懂，我們設(shè)計(jì)了整體程序流程圖。 在 main 函數(shù)編寫開始，要進(jìn)行初始化，包括對