【文章內(nèi)容簡介】 世界上一些著名的計(jì)算機(jī)廠家已投放市場的產(chǎn)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(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器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(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(jī)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(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(jì)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(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)碼管可基本滿足使用要求，且成本較低。但是用動態(tài)掃描的方式驅(qū)動數(shù)碼管，亮度太低，在陽光下幾乎看不見顯示內(nèi)容，失去使用價值。 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，其亮度令人滿意。但由于要使用74HC164/74LS164 串并轉(zhuǎn)換芯片驅(qū)動 LED 數(shù)碼管，因此會帶來體積大、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。外加四個七段管 LED用來顯示 5 秒內(nèi)的當(dāng)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(diǎn)陣式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。下面以長沙太陽人電子有限公司的 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(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(diào)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(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)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(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS 和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS為低電平 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) 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(dāng) 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(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)接線圖 1602LCD 顯示模式 LCD1602 是常見的 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的字符庫，沒有漢字。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(shè)計(jì)中采用 LED數(shù)碼管顯示 瞬時速度 。在單片機(jī)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(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個發(fā)光二極管組成。其中 7個發(fā)光二極管構(gòu)成字型 “8” 的各個筆畫段，另一個小數(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(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(dú)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(diǎn)亮。在輪流點(diǎn)亮掃描過程中，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(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(jī)器周期以上的高電平時，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)位通過按動按鈕 產(chǎn)生高電平復(fù)位稱手動復(fù)位。上電時，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)自動復(fù)位，這就是上電復(fù)位；若運(yùn)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(fù)位稱為手動復(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)兩個機(jī)器周期以上的高電平時單片機(jī)內(nèi)部初始化。使用按鍵復(fù) 位電路的上電復(fù)位和手動復(fù)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(fù)位電路接線原理圖 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，對里程數(shù)據(jù)進(jìn)行一次存儲操作。當(dāng)車蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 輪每轉(zhuǎn)一圈，通過霍爾元件將脈沖數(shù)輸入單片機(jī)內(nèi)，通過計(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)動一圈后的計(jì)時數(shù)據(jù)。當(dāng)標(biāo)志位 (00H)為 1時，計(jì)數(shù)溢出，放入最大時間值 (0FFH)；當(dāng)標(biāo)志位為 0 時，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。定時器計(jì)出每轉(zhuǎn)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(jì)算子程序相關(guān)代碼 if(timer