【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 STC89C52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別為 P0、PPP3 口，每個(gè)口有8 位（8 根引腳），共 32 根。江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 10 頁(yè) 共 57 頁(yè)P(yáng)O 口（Pin39～Pin32）：8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～P1 口（Pin1～Pin8）：8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2 口（Pin21～Pin28）：8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3 口（Pin10～Pin17）：8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 單片機(jī)外圍電路的設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路 STC89C52 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。本文所用的是內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路，如圖 23 所示，在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在 ～12MHz 之間選擇，電容值在 5～30pF 之間選擇，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用。Y112MHzC222pFC322pFXTAL1XTAL2圖 23 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的復(fù)位電路是采用按鍵復(fù)位的電路，如圖 24 所示，是常用復(fù)位電路之一。單片機(jī)復(fù)位通過(guò)按鍵產(chǎn)生高電平復(fù)位稱手動(dòng)復(fù)位。上電時(shí)，剛接通電源，電容 C 相當(dāng)于瞬間短路，+5V 立即加到 RET/VPD 端，該高電平使 89C52 全機(jī)自動(dòng)復(fù)位，這就是上電復(fù)位；若運(yùn)行過(guò)程中需要程序從頭執(zhí)行，只需按下按鍵即可。按下按鍵，可直接把+5V加到了 RET/VPD 端從而復(fù)位稱為手動(dòng)復(fù)位。復(fù)位后，P0 到 P3 并行 I/O 口全為高電平，其它寄存器全部清零，只有 SBUF 寄存器狀態(tài)不確定。工作原理：通電瞬間，RC 電路充電，RST 引腳出現(xiàn)高電平，只要 RST 端保持 10ms以上高電平，就能使單片機(jī)有效地復(fù)位。江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 11 頁(yè) 共 57 頁(yè)C110kVCCRST主主主主1122 3 34 4R4傳傳傳傳4圖 24 按鍵復(fù)位電路 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)本次報(bào)警電路采用蜂鳴器報(bào)警，當(dāng)自行車行駛的速度超過(guò)本設(shè)計(jì)所設(shè)定的速度時(shí)， 口輸出低電平，使三極管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。報(bào)警電路如 25 所示：b1BELLQ1PNPVCCR6BELL圖 25 報(bào)警電路 傳感器霍爾傳感器是一種磁傳感器。用它可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合中使用?；魻杺鞲衅饕曰魻栃?yīng)為工作基礎(chǔ)，是由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器。霍爾傳感器在工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和日常生活中有著非常廣泛的應(yīng)用 [12]。江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 12 頁(yè) 共 57 頁(yè) 由于霍爾元件產(chǎn)生的電勢(shì)差很小，故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補(bǔ)償電路及穩(wěn)壓電源電路等集成在一個(gè)芯片上，稱之為霍爾傳感器.A 4 4 E1 2 3圖 26 霍爾傳感器　　霍爾傳感器也稱為霍爾集成電路，其外形較小，如圖 26 所示，是其中一種型號(hào)的外形圖?；魻杺鞲衅鞣譃榫€性型霍爾傳感器和開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器兩種。（1）線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。（2）開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級(jí)組 成，它輸出數(shù)字量。（1）線性型霍爾傳感器的特性如圖 27 所示：圖 27 線性霍爾傳感器的特性輸出電壓與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度呈線性關(guān)系，如圖 27 所示，可見(jiàn)，在 B1～ B2的磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍內(nèi)有較好的線性度，磁感應(yīng)強(qiáng)度超出此范圍時(shí)則呈現(xiàn)飽和狀態(tài)。（2）開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器的特性 如圖 28 所示，其中 BOP為工作點(diǎn)“開(kāi)”的磁感應(yīng)強(qiáng)度， BRP為釋放點(diǎn)“關(guān)”的磁感應(yīng)強(qiáng)度。江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 13 頁(yè) 共 57 頁(yè)圖 28 開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器特性　　當(dāng)外加的磁感應(yīng)強(qiáng)度超過(guò)動(dòng)作點(diǎn) Bop時(shí)，傳感器輸出低電平，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度降到動(dòng)作點(diǎn) Bop以下時(shí)，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點(diǎn) BRP時(shí)，傳感器才由低電平躍變?yōu)楦唠娖健?Bop與 BRP之間的滯后使開(kāi)關(guān)動(dòng)作更為可靠。 另外還有一種“鎖鍵型”（或稱“鎖存型”）開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器，其特性如圖 29所示：圖 29 鎖鍵型開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過(guò)動(dòng)作點(diǎn) Bop時(shí)，傳感器輸出由高電平躍變?yōu)榈碗娖?，而在外磁?chǎng)撤消后，其輸出狀態(tài)保持不變（即鎖存狀態(tài)），必須施加反向磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到 BRP時(shí)，才能使電平產(chǎn)生變化。按被檢測(cè)對(duì)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。前者是直接檢測(cè)受檢對(duì)象本身的磁場(chǎng)或磁特性，后者是檢測(cè)受檢對(duì)象上人為設(shè)置的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)是被檢測(cè)的信息的載體，通過(guò)它,將許多非電、非磁性物理量，例如速度、加速度、角度、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)變成電學(xué)量來(lái)進(jìn)行檢測(cè)和控制 [11]。 （1）線性型霍爾傳感器主要用于一些物理量的測(cè)量。 　　 ①電流傳感器　　 ②位移測(cè)量（2）開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器主要用于測(cè)轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速、風(fēng)速、流速、接近開(kāi)關(guān)、關(guān)門(mén)告知器、報(bào)警器、自動(dòng)控制電路等。江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 14 頁(yè) 共 57 頁(yè) 　 如圖 210 所示，在非磁性材料的圓盤(pán)邊上粘一塊磁鋼，霍爾傳感器放在靠近圓盤(pán)邊緣處，圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器就輸出一個(gè)脈沖，從而可測(cè)出轉(zhuǎn)數(shù)（計(jì)數(shù)器），若接入頻率計(jì)，便可測(cè)出轉(zhuǎn)速 [10]。圖 210 模擬測(cè)速 如果把開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在軌道上，當(dāng)裝在運(yùn)動(dòng)車輛上的永磁體經(jīng)過(guò)它時(shí)，可以從測(cè)量電路上測(cè)得脈沖信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào)的分布可以測(cè)出車輛的運(yùn)動(dòng)速度。本設(shè)計(jì)采用的開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器尺寸小、工作電壓范圍寬，工作可靠，價(jià)格便宜，因此獲得極為廣泛的應(yīng)用。電路如圖 211 所示：圖 211 開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器傳感器的工作原理如圖 212 所示：信號(hào)放大波形變化波形整形 單片機(jī)圖 212 傳感器工作原理江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 15 頁(yè) 共 57 頁(yè) 顯示電路的設(shè)計(jì)在日常生活中，我們對(duì)液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通用器件，如在計(jì)算器、萬(wàn)用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED 數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和 LED 數(shù)碼管比較常用，軟件都比較簡(jiǎn)單，但硬件電路復(fù)雜。 在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用液晶顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）顯示質(zhì)量高由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫(huà)質(zhì)高且不會(huì)閃爍。（2）數(shù)字式接口液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。（3）體積小、重量輕液晶顯示器通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。（4）功耗低相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng) IC 上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。 顯示器 LCD1602 的介紹液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA 移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式來(lái)分，江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 16 頁(yè) 共 57 頁(yè)可以分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)（Static）、單純矩陣驅(qū)動(dòng)（Simple Matrix）和主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)（Active Matrix）三種。:①線段的顯示點(diǎn)陣圖形式液晶由 MN 個(gè)顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有 64 行，每行有 128列，每 8 列對(duì)應(yīng) 1 字節(jié)的 8 位，即每行有 16 字節(jié)，共 168=128 個(gè)點(diǎn)組成，屏上6416 個(gè)顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024 字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 區(qū)的 000H——00FH 的 16 字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH 時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長(zhǎng)度為 8 個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（3FFH）=FFH 時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H 時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由 8 段亮線和 8 條暗線組成的虛線。這就是 LCD 顯示的基本原理。②字符的顯示用 LCD 顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 68 或 88 點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8 字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮。這樣一來(lái)就組成某個(gè)字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來(lái)說(shuō)，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD 上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。③漢字的顯示漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼（一般用字模提取軟件），每個(gè)漢字占 32B，分左右兩半，各占 16B，左邊為 5……右邊為 6……根據(jù)在 LCD 上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)可找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加 1，送第二個(gè)字節(jié)，換行按列對(duì)齊，送第三個(gè)字節(jié)……直到 32B 顯示完 LCD 就可以得到一個(gè)完整的漢字。 21 所示：表 21 LCD1602 主要技術(shù)參數(shù)顯示容量 162 個(gè)字符芯片工作電壓 ～工作電流 （）江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 17 頁(yè) 共 57 頁(yè)模塊最佳電壓 字符尺寸 （WXH）mm 22 所示 [13]：表 22 LCD1602 引腳接口編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù)2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù)3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù)4 RS 數(shù)據(jù)/命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù)5 R/W 讀/寫(xiě)選擇 13 D6 數(shù)據(jù)6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù)7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極第 1 腳：VSS 為地電源第 2 腳：VDD 接 5V 電源第 3 腳：VL 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影” ，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。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 為寄存器選擇，高電平時(shí)進(jìn)行讀寫(xiě)操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)RS 和 R/W 共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時(shí)可以讀信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。第 6 腳：E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第 7～14 腳：D0～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。LCD1602 分為帶背光和不帶背光兩種，基本控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無(wú)差別，兩者尺寸差別如下圖 213 所示：江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 18 頁(yè) 共 57 頁(yè)圖 213 LCD1602 帶背光與不帶背光的外形尺寸差別 寄存器的選擇如表 23 所示：表 23 LCD 寄存器的選擇E R/W RS 功能說(shuō)明1 0 0 寫(xiě)入命令寄存器1 0 1 寫(xiě)入數(shù)據(jù)寄存器1 1 0 讀取忙碌標(biāo)志及 RAM 地址1 1 1 讀取 RAM 數(shù)據(jù)0 X 不動(dòng)作 的指令說(shuō)明及時(shí)序1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，控制指令如表 24 所示：表 24 1602 控制指令序號(hào) 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 清除顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 *3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S4 顯示開(kāi)/關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * *6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * *7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 19 頁(yè) 共 57 頁(yè)10寫(xiě)數(shù)到 CGRAM 或DDRAM） 1 0要寫(xiě)的數(shù)據(jù)內(nèi)容11 從 CGRAM