【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 機(jī)芯片內(nèi)部發(fā)生的，因此無(wú)須在芯片上設(shè)置引入端。定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON是8位寄存器，地址為88H。其高4位用于定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷控制，低4位借給外部中斷，用做中斷標(biāo)志和觸發(fā)方式選擇位。本設(shè)計(jì)采用定時(shí)中斷，對(duì)自行車的里程和速度進(jìn)行計(jì)數(shù)。中斷子程序流程圖如圖41所示。圖41中斷子程序流程圖 數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計(jì)待測(cè)信號(hào)經(jīng)預(yù)處理電路后加至單片機(jī)的P3. 2( INT0) 引腳可為單片機(jī)測(cè)量信號(hào)周期提供有效的輸入信號(hào)。當(dāng)該引腳為高電平時(shí),系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，要一直到該引腳出現(xiàn)低電平時(shí)才開始測(cè)周期。測(cè)量時(shí)首先將零賦給THO、TL0 兩個(gè)寄存器以將定時(shí)器T0 的運(yùn)行控制位TR0 置位，同時(shí)也將ET0 置位以允許定時(shí)器T0 中斷。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。一旦出現(xiàn)低電平，則立即復(fù)位TR0終止定時(shí)器,以結(jié)束測(cè)周期程序。測(cè)周期過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生定時(shí)器T0 的中斷，每發(fā)生一次中斷則將R0 寄存器加一，因此R0 實(shí)際上是周期值的高字節(jié)。測(cè)出的周期值存儲(chǔ)在R0、TH0、TL0 三個(gè)寄存器中,然后將其轉(zhuǎn)換成速度。速度是用車輪的周長(zhǎng)除以脈沖周期得到的。由于所測(cè)周期的單位是μs，因此在相除轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)將被除數(shù)擴(kuò)大10萬(wàn)倍，以保證得出正確的速度。 里程計(jì)算子程序，為十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)車輪每轉(zhuǎn)一圈，通過(guò)光電傳感器將脈沖數(shù)輸入單片機(jī)內(nèi)，通過(guò)計(jì)數(shù)器計(jì)出脈沖數(shù)，再用乘法子程序算出里程數(shù)。其中階段里程為本次行駛所走過(guò)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。將階段里程自動(dòng)與以前存儲(chǔ)的總里程相加，再存入該存儲(chǔ)器，當(dāng)單片機(jī)斷電后，階段里程清零，當(dāng)有重新開始時(shí)，單片機(jī)重新計(jì)數(shù)與計(jì)時(shí)。里程處理子程序流程圖如圖42所示。圖42 里程處理子程序流程圖 速度計(jì)算子程序內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0服務(wù)程序用于處理輪子轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)。定時(shí)器計(jì)出每轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間，用自行車車輪的周長(zhǎng)除以時(shí)間就得出自行車的瞬時(shí)速度。階段平均速度為階段里程除以本次行駛的時(shí)間。下為瞬時(shí)速度處理子程序流程圖：圖43速度處理子程序流程圖 顯示子程序的設(shè)計(jì)液晶顯示是本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，為了讓顯示的內(nèi)容更豐富，顯示更合理，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，里程表需要顯示速度、里程、時(shí)間等。當(dāng)接通電源或按Reset后，顯示歡迎畫面：DigitalBikeMeter　　Wele….系統(tǒng)延時(shí)2秒后進(jìn)入時(shí)鐘設(shè)置畫面： Set Time00:00:00依次按S1S3調(diào)整時(shí)鐘，S1設(shè)定時(shí)位，S2設(shè)定分位，S3設(shè)定秒位，待時(shí)間設(shè)定完成后按S4確認(rèn)。接著進(jìn)入自行車輪胎半徑設(shè)置畫面：　　　　　　　Set Bike Tire L= 55cm按SS2調(diào)整輪胎直徑后，按S4確認(rèn)，里程表開始工作。各項(xiàng)參數(shù)分成四屏選擇顯示，按動(dòng)S5（Disp）按流程圖所示進(jìn)行切換。圖44 顯示流程圖階段里程是指本次自行車所走過(guò)的路程，階段平均速度為階段里程與階段時(shí)間的比值，軟件編程的主要變量為：階段行駛里程（m）、階段時(shí)間、瞬時(shí)速度（m/s）、最大速度（m/s）、階段平均速度（m/s）、總里程（km或m）。5 設(shè)計(jì)總結(jié) 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)與特點(diǎn)一．實(shí)現(xiàn)目標(biāo)該課題的主要任務(wù)是開發(fā)一個(gè)以MCS51單片機(jī)為核心的自行車的速度里程表。本設(shè)計(jì)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(jiǎn)單性，故盡可能簡(jiǎn)化硬件電路，節(jié)省線路板的空間，達(dá)到硬件電路最優(yōu)化設(shè)計(jì)。軟件采用C語(yǔ)言編寫，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，程序可讀性強(qiáng)。通過(guò)仿真、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行，能滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到設(shè)計(jì)的指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)自行車?yán)锍?速度的計(jì)算功能，并用LCD顯示，設(shè)脈沖總數(shù)為m，車輪周長(zhǎng)為C，車輪轉(zhuǎn)一周輸出脈沖數(shù)為n，車輪行駛時(shí)轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間為T0，則里程（S）與速度（v）分別根據(jù)以下公式求得：S=m*C/n v=C/T0 根據(jù)此公式將最終顯示出里程和速度。通過(guò)仿真證明本次設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)的要求，能實(shí)現(xiàn)對(duì)里程、速度的顯示，功能性較強(qiáng)，具有一定的實(shí)踐意義，將會(huì)在許多場(chǎng)合應(yīng)用。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(guò)快，應(yīng)該將速度定時(shí)顯示，使人們能夠清楚地看出速度。（1）實(shí)現(xiàn)了總里程的測(cè)量，并且里程當(dāng)里程小于1KM時(shí)，當(dāng)里程大于1KM時(shí)，更便于數(shù)據(jù)的讀取與測(cè)量。其中里程的值為當(dāng)前行駛的里程。（2）實(shí)現(xiàn)了速度包括平均速度瞬時(shí)速度的測(cè)量，并規(guī)定最大速度為8m/s，當(dāng)行駛速度超過(guò)該值時(shí)，報(bào)警器會(huì)發(fā)出報(bào)鳴聲，提醒減速行駛。（3）實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘的定時(shí)與當(dāng)前時(shí)間的顯示，使設(shè)計(jì)更合理。（4）發(fā)揮部分 ：可以顯示最大加速度，在軟件編程中實(shí)現(xiàn)。二．設(shè)計(jì)特點(diǎn)（1）利用紅外傳感器作信號(hào)采集單元，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓盤會(huì)阻擋紅外對(duì)管的光路，接收管輸出低電平，單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)可計(jì)算里程、速度等。其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度高。( 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。( 3 ) LCD液晶顯示模塊。液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。（4）測(cè)試數(shù)據(jù)全面，方案不僅能實(shí)現(xiàn)速度和里程的測(cè)量，還可以作為時(shí)鐘使用，另外，當(dāng)行駛超過(guò)一定的速度時(shí)，自行車會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提醒減速行駛。 結(jié)論及不足本設(shè)計(jì)以AT89C2051為核心，通過(guò)光電傳感器來(lái)檢測(cè)自行車的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)自行車的速度，里程的計(jì)算及里程的累計(jì)，最后用液晶顯示器直觀地將速度與里程顯示給用戶，并且在速度高于一定的值時(shí)可自動(dòng)向用戶報(bào)警，從而達(dá)到智能速度里程表。存在的問(wèn)題及不足：（1）通過(guò)T1計(jì)數(shù)時(shí)，單片機(jī)每讀取一個(gè)脈沖至少需要3個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間來(lái)完成。本系統(tǒng)采用的晶振為12MHz，所以一個(gè)機(jī)器周期Tcy=12/f=1us。若要使單片機(jī)準(zhǔn)確讀取外部脈沖，則脈沖的輸入周期不能超過(guò)3us。如此可計(jì)算(轉(zhuǎn)盤齒數(shù)為10)，系統(tǒng)能測(cè)量的轉(zhuǎn)速需低于：Vmax=60s/(3us*10)=6000000r/min。（2）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(guò)快，應(yīng)該將速度定時(shí)顯示，使人們能夠清楚地看出速度。（4）測(cè)量的精度有待改善，當(dāng)速度很慢時(shí)，輸入的脈沖次數(shù)較少，用頻率測(cè)量法則有很大的誤差。綜上所述，在測(cè)速過(guò)程中，雖然由于硬件的緣故，未能實(shí)現(xiàn)對(duì)高速的測(cè)量，但本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用，在降低測(cè)速器成本，提高測(cè)速穩(wěn)定性及可靠性等方面有一定價(jià)值，而且可以達(dá)到一般工業(yè)測(cè)速的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，具有廣泛的前景。致謝在本次畢業(yè)設(shè) 學(xué)生簽名： 日 期： 參考文獻(xiàn)[1]王福瑞．單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全[M]．北京航空航天大學(xué)出版社，1999:49[2]邵群濤，徐余法．電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2002:250269[3]馬西秦．自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2001:210230[4]徐麗萍．自行車測(cè)速儀[J]．南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010[5]余永權(quán)，汪明慧，黃英．單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[M]．電子工業(yè)出版社，2003[6][M].清華大學(xué)出版社，2006:1020[7] 李剛，林凌. 新概念單片機(jī)教程[M].天津大學(xué)出版社，2007[8][M].高等教育出版社，2003:120124[9]（第2版）[M].中國(guó)計(jì)量出版社，2009:254259[10]郭培源，[M].北京航空航天大學(xué)出版，2006:221224[11]W Q Yang. D M Spink, et. An imagereconstuction algorithm based on Landweber’s iteration method for electricalcapacitance tomography. Meas. Sci. Technol. , 1999,10: 10651069[12]Ateml AT89S51 Data :[13][M].北京郵電大學(xué)出版社，2005:17[14]王為青， Cx51應(yīng)用開發(fā)技術(shù)[M].人民郵電出版社，2007:3138附錄附錄I 系統(tǒng)電路原理圖附錄II 設(shè)計(jì)源程序includedefine uchar unsigned char/****************************************************************引腳定義：P20=S1　時(shí)鐘設(shè)置時(shí)更改“時(shí)”，直徑設(shè)置時(shí)更改十位P21=S2 時(shí)鐘設(shè)置時(shí)更改“分”的十位，直徑設(shè)置時(shí)更改個(gè)位P22=S3 時(shí)鐘設(shè)置時(shí)更改“分”的個(gè)位P23=Enter　確認(rèn)更改設(shè)置P32=Disp 　正常工作時(shí)更改顯示模式****************************************************************************/sbit P20=P2^0。sbit P21=P2^1。sbit P22=P2^2。sbit P23=P2^3。sbit P32=P3^2。sbit RS=P3^7。sbit RW=P3^6。sbit E=P3^5。sbit busy=P0^7。/****************************************************************變量定義：i 　　　 延時(shí)變量qsls 圈數(shù)臨時(shí)變量，用于判斷里程顯示選用m還是km作為單位qs 　　　 圈數(shù)sj 　　　 總行駛時(shí)間，單位為秒totallc 總里程pjsd 　　階段平均速度ssji 　　 定時(shí)器T1　20ms中斷次數(shù)，用于計(jì)算速度等sji 　 本次速度對(duì)應(yīng)的20ms中斷次數(shù)sjiold 上次速度對(duì)應(yīng)的20ms中斷次數(shù)aa 加速度sd2 　　瞬時(shí)速度mxsd 　 用于更新最大速度mxsd2 　　最大速度對(duì)應(yīng)的20ms次數(shù)tc 　 輪胎周長(zhǎng)*s 字符串顯示子程序字符指針line 字符串顯示子程序列數(shù)row 字符串顯示子程序行數(shù) 寫控制字dat 顯示碼字gw 總里程、瞬時(shí)速度、總時(shí)間、最大速度、平均速度、階段個(gè)位sw 總里程、瞬時(shí)速度、總時(shí)間、最大速度、平均速度、階段十位bw 總里程、瞬時(shí)速度、總時(shí)間、最大速度、平均速度、階段百位qw 總里程、瞬時(shí)速度、總時(shí)間、最大速度、平均速度 階段千位ww 總里程、總時(shí)間的萬(wàn)位sww 總里程、總時(shí)間的十萬(wàn)位ssj 　　　定時(shí)器T0 50ms中斷次數(shù)，每20次sj加1cgw 當(dāng)前時(shí)間（時(shí)鐘）的個(gè)位csw 當(dāng)前時(shí)間（時(shí)鐘）的十位cbw 當(dāng)前時(shí)間（時(shí)鐘）的百位cqw 當(dāng)前時(shí)間（時(shí)鐘）的千位cww 當(dāng)前時(shí)間（時(shí)鐘）的萬(wàn)位csww 當(dāng)前時(shí)間（時(shí)鐘）的十萬(wàn)位cww2 當(dāng)前時(shí)間（時(shí)鐘）的輔助萬(wàn)位MODE 顯示模式tr1 輪胎設(shè)置變量1（十位）tr2 輪胎設(shè)置變量2（個(gè)位）****************************************************************************/unsigned int i,qsls。unsigned long qs,sj,totallc,pjsd,ssji,sji,sjiold,aa,sd2,mxsd,mxsd2,tc,A ,B。uchar *s,line,row,dat,gw,sw,bw,qw,ww,sww,ssj,cgw,csw,cbw,cqw,cww,csww,cww2,MODE,tr1,tr2。/***********************************void wait()***************************** 該函數(shù)的作用是對(duì)LCD進(jìn)行檢測(cè),=1時(shí)表示忙,=0時(shí),表示可以向它讀寫數(shù)據(jù).****************************************************************************/void wait(){P1=0xff。RW=1。 RS=0。