【文章內容簡介】 世界上一些著名的計算機廠家已投放市場的產品就有 50 多個系列，數(shù)百個品種。 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 10 編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。 AT89C51 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。故此設計采用 AT89C51。 AT89C51 的主要性能 與 MCS51 單片機產品兼容 4k字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 1000 次擦寫周期 全靜態(tài)操作： 0HZ~24HZ 三級程序存儲器鎖定 32個可編程 I/O 口線 兩個 16位定時器 /計數(shù)器 五個中斷器 可編程串行通道 低功耗空閑和掉電模式 看門狗定時器 AT89C51 的引腳結構 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 11 圖 47 AT89C51 的引腳結構圖 動態(tài)掃描 LED數(shù)碼管顯示。里程表的顯示內容以數(shù)字為主，利用 LED 數(shù)碼管可基本滿足使用要求，且成本較低。但是用動態(tài)掃描的方式驅動數(shù)碼管，亮度太低，在陽光下幾乎看不見顯示內容，失去使用價值。 串行靜態(tài) LED數(shù)碼管顯示。把單片機的串行口設置為方式 0（同步移位寄存器），輸出顯示信息，可實現(xiàn) LED數(shù)碼管的靜態(tài)顯示，其亮度令人滿意。但由于要使用74HC164/74LS164 串并轉換芯片驅動 LED 數(shù)碼管，因此會帶來體積大、成本高、功耗高等的缺點。 LCD 液晶顯示模塊。液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內容豐富等特點，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經是單片機應用設計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。外加四個七段管 LED用來顯示 5 秒內的當前速度（近似瞬時速度） 1602 字符型 LCD 簡介 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。下面以長沙太陽人電子有限公司的 1602 字蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 12 符型液晶顯示器為例，介紹其用法。字符型 LCD1602 通常有 14 條引腳線或 16條引腳線的 LCD，多出來的 2 條線是背光電源線 VCC(15 腳 )和地線 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物如圖 所示。 圖 1602 實物圖 1602LCD 的基本參數(shù)及引腳功能 1. 1602LCD 類型 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，是否帶背光在應用中并無差別，兩者尺寸差別如圖 。 圖 1602 帶背光與不帶背光差別圖 2. LCD1602 主要技術參數(shù) 顯示容量 :162 個字符 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 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 13 1602LCD 采用標準的 14腳（無背光）或 16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表。 表 引腳接口說明表 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，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。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)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共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS為低電平 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當 RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6腳： E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，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：背光源負極。 所示。 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 14 圖 1602 與單片機接線圖 1602LCD 顯示模式 LCD1602 是常見的 162 行， 68 字符點陣液晶模塊，廣泛應用于智能儀表、通信、辦公自動化設備中，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的字符庫，沒有漢字。本設計中 LCD1602 顯示了英文字母和數(shù)字。由于 Proteus 庫中沒有 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 本設計中采用 LED數(shù)碼管顯示 瞬時速度 。在單片機系統(tǒng)中，通常用 LED 數(shù)碼顯示器來顯示各種數(shù)字或符號。由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長的特點，蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 15 因此使用非常廣泛。八段 LED 顯示器由 8個發(fā)光二極管組成。其中 7個發(fā)光二極管構成字型 “8” 的各個筆畫段，另一個小數(shù)點為 dp發(fā)光二極管。 LED 顯示器有兩種不同的形式：一種是發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極 LED 顯示器；另一種是發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極 LED 示 器，本次設計采用共共陰極接法如圖 所示。 圖 七 (八 )段 LED 顯示 LED 顯示方式有動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種方式。本系統(tǒng)采用動態(tài)掃描顯示接口電路，動態(tài)顯示接口電路是把所有顯示器的 8個筆劃段 ah同名端連在一起，而每一個顯示器的公共極 COM各自獨立地受 I/O線控制。 CPU 向字段輸出口 送出字型碼時，所有顯示器接收到相同的字型碼，但究竟是哪個顯示器亮，則取決于 COM 端。也就是說我們可以采用分時的方法，輪流控制各個顯示器的 COM 端，使各個顯示器輪流點亮。在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮時間是極為短暫的（約 1ms），由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位顯示器并非同時點亮，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)，不會有閃爍感。 顯示電路接線原理圖如 所示： 圖 顯示電路接線原理圖 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 16 AT89C51單片機的復位輸入引腳 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始執(zhí)行，即從程序存儲器中的 0000H 地址單元開始執(zhí)行程序。在 89C51的時鐘電路工作后，只要在 RST引腳上出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平時，單片機內部則初始復位。只要 RST保持高電平，則 89C51循環(huán)復位。只有當 RST 由高電平變成低電平以后， 89C51 才從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。 本系統(tǒng)的復位電路是采用按鍵復位的電路，是常用復位電路之一。單片機復位通過按動按鈕 產生高電平復位稱手動復位。上電時，剛接通電源，電容 C相當于瞬間短路， +5V立即加到 RST/VPD 端，該高電平使 89C51全機自動復位，這就是上電復位；若運行過程中需要程序從頭執(zhí)行，只需按動按鈕即可。按下按鈕，則直接把 +5V 加到了 RST/VPD 端從而復位稱為手動復位。復位后， 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 。 在本次設計中復位電路主要給單片機提供初始化手段，與單片機 RST 引腳相連，當RST引腳上出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平時單片機內部初始化。使用按鍵復 位電路的上電復位和手動復位可以使操作變得更簡單，方便，很大程度上提高系統(tǒng)綜合性能，其接線如圖 所示。 復位電路接線原理圖 LED 報警 LED 燈一端接入電源，一端和 AT89C51 的 口相應端口相連。達到一定速度 LED發(fā)光。 圖 LED 顯示電路 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 17 第五章 系統(tǒng)軟件設計 （ a）主程序流程圖 （ b）中斷服務子程序流程圖 數(shù)據(jù)處理子程序的設計 里程計算子程序 外中斷 0服務程序用于對單片機 口輸入的圈脈沖進行計數(shù)，為十六進制計數(shù)器。 60H 為低位， 62H 為高位。每次計數(shù)一次后，對里程數(shù)據(jù)進行一次存儲操作。當車蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 18 輪每轉一圈，通過霍爾元件將脈沖數(shù)輸入單片機內，通過計數(shù)器計出脈沖數(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 里程計算程序相關代碼 while(1) { quanshu=TL1+TH1*256。 //計算車輪旋轉圈數(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。 速度計算子程序 外中斷 1 服務程序用于處理輪子轉動一圈后的計時數(shù)據(jù)。當標志位 (00H)為 1時，計數(shù)溢出，放入最大時間值 (0FFH)；當標志位為 0 時，將計數(shù)單元 (TL TH 6CH、 6DH)蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 19 的值放入 68H～ 6BH 單元。定時器計出每轉一圈所用的時間，用自行車車輪的周長除以時間就得出自行車的速度，速度子程序如圖 所示。 圖 速度處理子程序流程圖 速度計算子程序相關代碼 if(timer