【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 世界上一些著名的計(jì)算機(jī)廠(chǎng)家已投放市場(chǎng)的產(chǎn)品就有 50 多個(gè)系列，數(shù)百個(gè)品種。 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲(chǔ)器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。 AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。故此設(shè)計(jì)采用 AT89C51。 AT89C51 的主要性能 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容 4k字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 1000 次擦寫(xiě)周期 全靜態(tài)操作： 0HZ~24HZ 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 32個(gè)可編程 I/O 口線(xiàn) 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 五個(gè)中斷器 可編程串行通道 低功耗空閑和掉電模式 看門(mén)狗定時(shí)器 AT89C51 的引腳結(jié)構(gòu) 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 47 AT89C51 的引腳結(jié)構(gòu)圖 動(dòng)態(tài)掃描 LED數(shù)碼管顯示。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(mǎn)足使用要求，且成本較低。但是用動(dòng)態(tài)掃描的方式驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，亮度太低，在陽(yáng)光下幾乎看不見(jiàn)顯示內(nèi)容，失去使用價(jià)值。 串行靜態(tài) LED數(shù)碼管顯示。把單片機(jī)的串行口設(shè)置為方式 0（同步移位寄存器），輸出顯示信息，可實(shí)現(xiàn) LED數(shù)碼管的靜態(tài)顯示，其亮度令人滿(mǎn)意。但由于要使用74HC164/74LS164 串并轉(zhuǎn)換芯片驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管，因此會(huì)帶來(lái)體積大、成本高、功耗高等的缺點(diǎn)。 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。本里程表使用 1602 LCD作為顯示模塊。外加四個(gè)七段管 LED用來(lái)顯示 5 秒內(nèi)的當(dāng)前速度（近似瞬時(shí)速度） 1602 字符型 LCD 簡(jiǎn)介 字符型液晶顯示模塊是一種專(zhuān)門(mén)用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。下面以長(zhǎng)沙太陽(yáng)人電子有限公司的 1602 字蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 符型液晶顯示器為例，介紹其用法。字符型 LCD1602 通常有 14 條引腳線(xiàn)或 16條引腳線(xiàn)的 LCD，多出來(lái)的 2 條線(xiàn)是背光電源線(xiàn) VCC(15 腳 )和地線(xiàn) GND(16 腳 )，其控制原理與 14腳的 LCD 完全一樣 [14]。一般 1602 字符型液晶顯示器實(shí)物如圖 所示。 圖 1602 實(shí)物圖 1602LCD 的基本參數(shù)及引腳功能 1. 1602LCD 類(lèi)型 1602LCD 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 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，兩者尺寸差別如圖 。 圖 1602 帶背光與不帶背光差別圖 2. 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 :() 模塊最佳工作電壓 : 字符尺寸 :(WH)mm 3. 1602LCD 引腳 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14腳（無(wú)背光）或 16腳（帶背光）接口，各引腳接口說(shuō)明如表。 表 引腳接口說(shuō)明表 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(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 為讀寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，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)可以讀忙信號(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(xiàn)。 第 15 腳：背光源正極。 第 16 腳：背光源負(fù)極。 所示。 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 1602 與單片機(jī)接線(xiàn)圖 1602LCD 顯示模式 LCD1602 是常見(jiàn)的 162 行， 68 字符點(diǎn)陣液晶模塊，廣泛應(yīng)用于智能儀表、通信、辦公自動(dòng)化設(shè)備中，其字符發(fā)生器 ROM中自帶數(shù)字和英文字母及一些特殊符號(hào)的字符庫(kù)，沒(méi)有漢字。本設(shè)計(jì)中 LCD1602 顯示了英文字母和數(shù)字。由于 Proteus 庫(kù)中沒(méi)有 16 引腳，因此選用 LCD1602 的 14 引腳方式，即不帶背光 源部分。如圖 所示。 圖 LCD顯示圖 LED 顯示模式 本設(shè)計(jì)中采用 LED數(shù)碼管顯示 瞬時(shí)速度 。在單片機(jī)系統(tǒng)中，通常用 LED 數(shù)碼顯示器來(lái)顯示各種數(shù)字或符號(hào)。由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 因此使用非常廣泛。八段 LED 顯示器由 8個(gè)發(fā)光二極管組成。其中 7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字型 “8” 的各個(gè)筆畫(huà)段，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為 dp發(fā)光二極管。 LED 顯示器有兩種不同的形式：一種是發(fā)光二極管的陽(yáng)極都連在一起的，稱(chēng)之為共陽(yáng)極 LED 顯示器；另一種是發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱(chēng)之為共陰極 LED 示 器，本次設(shè)計(jì)采用共共陰極接法如圖 所示。 圖 七 (八 )段 LED 顯示 LED 顯示方式有動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種方式。本系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)掃描顯示接口電路，動(dòng)態(tài)顯示接口電路是把所有顯示器的 8個(gè)筆劃段 ah同名端連在一起，而每一個(gè)顯示器的公共極 COM各自獨(dú)立地受 I/O線(xiàn)控制。 CPU 向字段輸出口 送出字型碼時(shí)，所有顯示器接收到相同的字型碼，但究竟是哪個(gè)顯示器亮，則取決于 COM 端。也就是說(shuō)我們可以采用分時(shí)的方法，輪流控制各個(gè)顯示器的 COM 端，使各個(gè)顯示器輪流點(diǎn)亮。在輪流點(diǎn)亮掃描過(guò)程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的（約 1ms），由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位顯示器并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感。 顯示電路接線(xiàn)原理圖如 所示： 圖 顯示電路接線(xiàn)原理圖 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 AT89C51單片機(jī)的復(fù)位輸入引腳 RST 為 AT89C51 提供了初始化的手段。有了它可以使程序從指定處開(kāi)始執(zhí)行，即從程序存儲(chǔ)器中的 0000H 地址單元開(kāi)始執(zhí)行程序。在 89C51的時(shí)鐘電路工作后，只要在 RST引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部則初始復(fù)位。只要 RST保持高電平，則 89C51循環(huán)復(fù)位。只有當(dāng) RST 由高電平變成低電平以后， 89C51 才從 0000H 地址開(kāi)始執(zhí)行程序。 本系統(tǒng)的復(fù)位電路是采用按鍵復(fù)位的電路，是常用復(fù)位電路之一。單片機(jī)復(fù)位通過(guò)按動(dòng)按鈕 產(chǎn)生高電平復(fù)位稱(chēng)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 RST/VPD 端，該高電平使 89C51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，只需按動(dòng)按鈕即可。按下按鈕，則直接把 +5V 加到了 RST/VPD 端從而復(fù)位稱(chēng)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 。 在本次設(shè)計(jì)中復(fù)位電路主要給單片機(jī)提供初始化手段，與單片機(jī) RST 引腳相連，當(dāng)RST引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)單片機(jī)內(nèi)部初始化。使用按鍵復(fù) 位電路的上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位可以使操作變得更簡(jiǎn)單，方便，很大程度上提高系統(tǒng)綜合性能，其接線(xiàn)如圖 所示。 復(fù)位電路接線(xiàn)原理圖 LED 報(bào)警 LED 燈一端接入電源，一端和 AT89C51 的 口相應(yīng)端口相連。達(dá)到一定速度 LED發(fā)光。 圖 LED 顯示電路 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) （ a）主程序流程圖 （ b）中斷服務(wù)子程序流程圖 數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計(jì) 里程計(jì)算子程序 外中斷 0服務(wù)程序用于對(duì)單片機(jī) 口輸入的圈脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，為十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 60H 為低位， 62H 為高位。每次計(jì)數(shù)一次后，對(duì)里程數(shù)據(jù)進(jìn)行一次存儲(chǔ)操作。當(dāng)車(chē)蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 輪每轉(zhuǎn)一圈，通過(guò)霍爾元件將脈沖數(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)。里程處理子程序流程圖如圖 所示。 圖 里程處理子程序流程圖 里程計(jì)算程序相關(guān)代碼 while(1) { quanshu=TL1+TH1*256。 //計(jì)算車(chē)輪旋轉(zhuǎn)圈數(shù) length=quanshu* //騎行 ?距離 length1=length/100000。 length2=(lengthlength1*100000)/10000。 length3=(lengthlength1*100000length2*10000)/1000。 length4=(lengthlength1*100000length2*10000length3*1000)/100。 速度計(jì)算子程序 外中斷 1 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)。當(dāng)標(biāo)志位 (00H)為 1時(shí)，計(jì)數(shù)溢出，放入最大時(shí)間值 (0FFH)；當(dāng)標(biāo)志位為 0 時(shí)，將計(jì)數(shù)單元 (TL TH 6CH、 6DH)蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 的值放入 68H～ 6BH 單元。定時(shí)器計(jì)出每轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間，用自行車(chē)車(chē)輪的周長(zhǎng)除以時(shí)間就得出自行車(chē)的速度，速度子程序如圖 所示。 圖 速度處理子程序流程圖 速度計(jì)算子程序相關(guān)代碼 if(timer