【文章內(nèi)容簡介】 P2口： P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2的 輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL邏輯門電路。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) P2口送高8位地址數(shù)據(jù)。 FLASH編程或校驗(yàn)時(shí)， P2 亦接收高位地址和其他控制信號。 P3 口： P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O接口。 P3口輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL邏輯門電路。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/ PROG ：當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。對 FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG ）。 EA/VPP:外部訪問允許。 PSEN ：程序儲(chǔ)存允許。 PSEN 輸出是外部程序存儲(chǔ)器的度選通信號。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 XTAL1：振蕩器反相放大及內(nèi)部是鐘發(fā)生器的輸入端。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） X 圖 AT89S51的引腳結(jié)構(gòu) 里程計(jì)算設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)里程計(jì)算采用霍爾傳感器 A44E，時(shí)下已的到了廣泛的應(yīng)用。 霍爾傳感器簡介 霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換的 一種傳感器，它具有靈敏度高，線性度好，穩(wěn)定性高、體積小和耐高溫等特點(diǎn)，在機(jī)車控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位。對測速裝置的要求是分辨能力強(qiáng)、高精度和盡可能短的檢測時(shí)間。 霍爾器件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá) 1MHZ），耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。 按照霍爾器件的功能可將它們分為 : 霍爾線性器件 和 霍爾開關(guān)器件 。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。 霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點(diǎn)、無磨損、輸出波形清晰、無抖動(dòng)、無 回跳、位置重復(fù)精度高（可達(dá) μm 級）。取用了各種補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達(dá)－ 55℃ ～ 150℃ 。 里程計(jì)算、計(jì)價(jià)單元的設(shè)計(jì) 里程計(jì)算是通過安裝在車輪上的霍爾傳感器 A44E檢測到的信號，送到單片機(jī)，經(jīng)處理計(jì)算 ,送給顯示單元的。其原理如圖 。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） XI 圖 傳感器測距示意圖 由于 A44E 屬于開關(guān)型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（ ～ 18V），其輸出的信號符合 TTL 電平標(biāo)準(zhǔn)，可以直接接到單片機(jī)的 IO 端口上，而且其最高檢測頻率可達(dá)到 1MHZ。集成開關(guān)型霍爾傳感器原理 如圖 。 圖 集成開關(guān)型霍耳傳感器原理圖 A44E 集成霍耳開關(guān)由穩(wěn)壓器 A、霍耳電勢發(fā)生器 (即硅霍耳片 )B、差分放大器 C、施密特觸發(fā)器 D 和 OC 門輸出 E 五個(gè)基本部分組成。在輸入端輸入電壓 CC V ，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍耳電勢發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍耳效應(yīng)原理，當(dāng)霍耳片處在磁場中時(shí)，在垂直于磁場的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會(huì)產(chǎn)生霍耳電勢差 H V 輸出，該 H V 信號經(jīng)放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到 OC 門輸出。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） XII 當(dāng)施加的磁場達(dá)到工作點(diǎn) .(即 OP B )時(shí)，觸 發(fā)器輸出高電壓 (相對于地電位 )使三極管導(dǎo)通，此時(shí) OC 門輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)為“開”。當(dāng)施加的磁場達(dá)到釋放點(diǎn) (即 rPB )時(shí)，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截止，使 OC 門輸出高電壓，這種狀態(tài)為“關(guān)”。這樣兩次電壓變換，使霍耳開關(guān)完成了一次開關(guān)動(dòng)作。其集成霍耳開關(guān)外形及接線如圖。 圖 集成霍耳開關(guān)外形及接線 我們選擇了 口作為信號的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷 0（這樣可以減少程序設(shè)計(jì)的麻煩），車輪每轉(zhuǎn)一圈（我們設(shè)車輪的周長是 1 米），霍爾開關(guān)就檢測并輸出信號，引起單片機(jī)的中斷， 對脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到 1000 次時(shí)，也就是 1 公里，單片機(jī)就控制將金額自動(dòng)的加增加，其計(jì)算公式：當(dāng)前單價(jià) 公里數(shù) =金額。 顯示原理 由于設(shè)計(jì)要求有單價(jià)（ 2 位）、路程（ 2 位）、總金額（ 3 位）顯示輸出，加上我們另外擴(kuò)展了時(shí)鐘顯示（包含時(shí)分秒的顯示），采用 LCD 液晶段碼顯示，在距離屏幕 1 米之外就無法看清數(shù)據(jù)，不能滿足要求，而且在白天其對比度也不能夠滿足要求，因此我們采用 6 位 LED數(shù)碼管顯示方式。 LED 顯示工作原理 LED（ Light Emitling Diode）是發(fā)光二極管的縮寫。 LED顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的單片機(jī)輸出設(shè)備。單片機(jī)應(yīng)用系常采用 7段 LED數(shù)碼管作為顯示器，這種顯示器具有耗電低、配置靈活、線路簡單、安裝方便、耐振動(dòng)、價(jià)格低廉且壽命長等優(yōu)點(diǎn)。因此應(yīng)用廣泛。 LED數(shù)碼管顯示器可以文衛(wèi)共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） XIII （ 1） 共陰極結(jié)構(gòu)：如果所有的發(fā)光二極管的陰極接在一起，稱為共陰極結(jié)構(gòu)，如圖 。 （ 2） 共陽極結(jié)構(gòu)：如果所有的發(fā)光二極管的陽極接在一起，稱為共陽極結(jié)構(gòu)，如圖 。 圖 共 陰 極 結(jié) 構(gòu) 圖 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，顯示器顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的 I/O接口用于筆劃段字形代碼。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中 CPU的開銷小 、編程簡單，便于監(jiān)視和控制但是占用接口線多，硬件電路復(fù)雜，成本高。而所謂的動(dòng)態(tài)顯示就是利用單片機(jī)依次輸出每一位數(shù)碼管的段選碼和對應(yīng)于該位數(shù)碼管的位選控制信號，一位一位輪流點(diǎn)亮各段數(shù)碼管 。 本設(shè)計(jì)采用共陽極動(dòng)態(tài)顯示方式。 數(shù)碼管的分屏顯示 數(shù)碼管的分屏顯示，如圖所示： 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） XIV 圖 （圖中顯示為 12 點(diǎn) 00分 46 秒） 圖 總金額和單價(jià)顯示（圖中顯示為總金額 ，每公里 ） 圖 路程和單價(jià)顯示（圖中顯示為總路程 12 公里 ,當(dāng)前單價(jià) 元） 圖 （圖中顯示為右起白天單價(jià) 4 .6 元 /晚上 /中途等待 元） 數(shù)據(jù)的分屏的顯示是通過按鍵 S1 來實(shí)現(xiàn)切換的，如圖 。 圖 S1 切換顯示屏 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） XV 在出租車不走的時(shí)候，按下 S1，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分屏顯示，車在行走的時(shí)候只有總金額和單價(jià)顯示屏在顯示，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時(shí)候，客戶要求查看總的里程的時(shí) 候，就可以按下 S1 切換到里程和單價(jià)顯示屏，供客戶查詢。 74HC164 顯示驅(qū)動(dòng) 74HC164是 8 位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。數(shù)據(jù)通過兩個(gè)輸入端（ DSA 或 DSB）之一串行輸入 ， 任一輸入端可以用作高電平使能端，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。 從單片機(jī)串口輸出的信號先送到左邊的移位寄存器（ 74HC164） ,由于移位脈沖的作用，使數(shù)據(jù)向右移，達(dá)到顯示的目的。移位寄存器 74HC164還兼作數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)，插頭 1（ header1）接電源，插頭 2（ header2）接數(shù)據(jù)和脈沖輸出端 。電路中的三個(gè)整流管 D1— D3 的作用是降低數(shù)碼管的工作電壓，增加其使用壽命。 顯示器原理圖如圖 ： 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） XVI AT24C02 掉電存儲(chǔ)單元的設(shè)計(jì) AT24C02芯片引腳配置如圖 。 AT24C02芯片引腳配置說明如表 。 A2— A0 地址引腳 SDA、 SCL I2C 總線接口 WP 寫保護(hù)引腳， WP接 VSS時(shí)，禁止寫入高位地址， WP接 VDD 時(shí)，允許寫入任何地址 GND 接地端 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） XVII VCC 電源端 表 掉電存儲(chǔ)單元 的作用是在電源斷開的時(shí)候，存儲(chǔ)當(dāng)前設(shè)定的單價(jià)信息。 AT24C02 是 ATMEL 公司的 2KB 字節(jié)的電可擦除存儲(chǔ)芯片，采用兩線串行的總線和單片機(jī)通訊，電壓最低可以到 ，額定電流為 1mA，靜態(tài)電流10Ua()，芯片內(nèi)的資料可以在斷電的情況下保存 40 年以上，而且采 圖 引腳圖 用 8 腳的DIP 封裝，使用方便。 其電路如圖 所示。