【正文】 模塊進(jìn)行 修改 即可，省去了整體查找時(shí)所帶來的麻煩） 最終把各個(gè)子模塊合理的連接起來，構(gòu) 成總的程序 完成計(jì)劃書的 功能要求 。主程序首先要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，設(shè)置 STC89C52 的開發(fā)模式，中斷設(shè)置為邊沿觸發(fā)模式（本程序設(shè)置為下降沿有效），LCD 進(jìn)行清零處理（總里程的清零、平均速度的清零、瞬時(shí)速度的清零、加速度清零、秒表時(shí)間清零） ，設(shè)定每個(gè)鍵盤的功能即顯示內(nèi)容的相互切換 。 主控芯片STC89C52 和 LCD1602 之間通信的設(shè)計(jì)是一個(gè)較為繁瑣的步驟，在我們所使用的開發(fā)板上主控芯片 STC89C52 與 LCD1602 通過單片機(jī)自身的 P2 口連接， 獨(dú)立鍵盤與矩陣鍵盤的切換通過跳線 連接 來實(shí)現(xiàn) 其 LCD1602 顯示內(nèi) 容的切換 。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 Y N 主程序流程圖如圖 41 所 示 ： 圖 41 總體流程圖 Y N N Y 脈沖接收 ? 調(diào)用脈沖接收子程序 調(diào)用里程子程序 調(diào)用瞬時(shí)速度子程序 鍵盤掃描 秒表計(jì)時(shí) ? 調(diào)用秒表計(jì)時(shí)子程序 顯示信息 鍵盤輸入 ? 調(diào)用顯示子程序 結(jié)束 LCD、定時(shí)器初始化 開中斷 開始 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 Y N N Y Y N Y N 數(shù)據(jù)采集 模塊設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性 最重要的部分就是 當(dāng)周圍磁場(chǎng)變化時(shí) [13] ， 脈沖接收子程序的設(shè)計(jì)，即 信息 采集部分的設(shè)計(jì)。 具體的設(shè)計(jì)思路是： 待測(cè)信 息 經(jīng)開關(guān)型霍爾傳感器處理 后 輸 入 到 單片機(jī)的 引腳 ， 單片機(jī)通過檢測(cè) 引腳電平 并 對(duì)脈沖信號(hào) 進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng) 引腳為 低電平的時(shí)候，即 IR 的值為 0 時(shí)脈沖接收指示 燈亮，脈沖接收參數(shù) sj1 加 1，持續(xù)接收脈沖的話則不計(jì)數(shù)；當(dāng)引腳 為高電平的時(shí)候，即 IR 的值為 1 時(shí)脈沖接收指示燈滅，無脈沖接收參數(shù) sj2 加 1，持續(xù)不接收脈沖的話則不計(jì)數(shù)。經(jīng)過 10 次脈沖的接收和不接收則表示自行車車輪轉(zhuǎn)了一圈，圈數(shù)變量 y（用于計(jì)算總里程）和 sp2（用于計(jì)算瞬時(shí)速度）加 1，然后判斷秒表是否開始計(jì)時(shí)，開始計(jì)時(shí)即 z 的值為 1，圈數(shù)變量 sp2（用于計(jì)算平均速度）和 count1（用于計(jì)算計(jì)時(shí)里程）加 1，相反則置 sp count1 為 0。 采集模塊 流程圖如 圖 42 所示 ： 圖 42 采集 模塊 流程圖 =0? 10 次脈沖接收 無脈沖接收 判斷參數(shù) sj1 加 1 判斷參數(shù) sj2 加 1 sj1=11? sj2=2? sj1=0 sj2=0 sj1amp。sj2=1? sj sj2 置零 圈數(shù)變量加 1 開始 返回 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 顯示 模塊設(shè)計(jì) 主控模塊開始時(shí) 已對(duì) RS、 RW、 E 進(jìn)行了初始化 ， 開始時(shí)將顯示的內(nèi)容進(jìn)行清零處理。開始騎行后， 在不間斷的對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行采樣并利用單片機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)完成計(jì)算功能后 ， 通過單片機(jī)與液晶顯示屏的連接將即時(shí) 騎行 數(shù)據(jù)送入 LCD 進(jìn)行顯示。在停止騎行時(shí)，將此時(shí)的數(shù)據(jù)存放入 E2PROM 進(jìn)行保存，在下次騎行時(shí)進(jìn)行調(diào)用繼續(xù)顯示。顯示 模塊流程圖如圖 43 所示 ： 圖 43 顯示子程序流程圖 鍵盤掃描 模塊 設(shè)計(jì) 鍵盤是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的必要設(shè)備，用戶 可用鍵盤向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)或命令。本系統(tǒng)采用獨(dú)立鍵盤接口，獨(dú)立式按鍵是指直接用 I/O 口線構(gòu)成單個(gè)的按鍵電路。每一個(gè)獨(dú)立式按鍵單獨(dú)占用一根 I/O 口線。其接口電路如圖 33 所示。 獨(dú)立式按鍵接口電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但每個(gè)按鍵要占用一根 I/O 口線，適用于按鍵數(shù)量少的鍵盤。 電路中，按鍵輸入低電平有效。按鍵未按時(shí)有上拉電阻保證此時(shí)輸入為高電平。 鍵盤掃描函數(shù)，使用行列反轉(zhuǎn)掃描法 。 通過分別確定行數(shù)和列數(shù)確定具體的鍵盤位置，從而確定 具體 顯示內(nèi)容。 調(diào)用寫入字節(jié)函數(shù) 調(diào)用命令函數(shù) 調(diào)用寫入數(shù)據(jù)函數(shù) 顯示信息 開始 返回 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 Y N N Y 鍵盤掃描流程圖如圖 44 所示 ： 圖 44 鍵盤掃描模塊流程圖 按鍵按下 ? 確定按鍵鍵值 使用行列反轉(zhuǎn)法進(jìn)行掃描 顯示信息 ? 顯示子程序 開始 返回 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 第 5 章 調(diào)試 與 分析 本設(shè)計(jì)軟件的調(diào)試與編譯是在 UV2 的環(huán)境下進(jìn)行的， UV2 支持 C 語言的編程，我們需要在其 UV2 環(huán)境下 先新建一個(gè)工程 New Project， 然后在新工程的 File 菜單下選擇 New File， 在新的 File 中寫入編寫的程序，進(jìn)行調(diào)試和編譯， 如 圖 51 所示： 圖 51 UV2界面圖 在新建 File 時(shí)，出現(xiàn)的 對(duì)話框 Data Base 下點(diǎn)擊 STC89C51RC Series 選項(xiàng)，選擇STC89C52RC，即選擇了主控芯片為 STC89C52，如 圖 52 所示 ： 圖 52 主控芯片選擇圖 在新 建的 File 對(duì)話框中輸入程序，保存 在新建的 Project 中， 格式為 .c 文件， 并石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 將其添加到 source group 1 中， 同時(shí)建立 Hex 文件，然后進(jìn)行編譯，當(dāng)顯示沒有錯(cuò)誤后，我們便可以進(jìn)行燒錄 。 在新的 File 中寫入程序并編譯的對(duì)話框 的頁面顯示 如圖53 所示： 圖 53 程序運(yùn)行圖 從添加選項(xiàng)中找出剛剛保存文件的地址，選中該文件的 .c 文件并將其添加到新建立的 source group 1 中，以下為添加剛建立的 .c 文件到 source group 1 中的對(duì)話框，如 圖 54 所示 ： 在建立目標(biāo)文件時(shí)，需要同時(shí)建立 Hex 文件 （ 這是在燒錄的時(shí)候所需要用到的格式 ） 當(dāng)出現(xiàn)以下對(duì)話框時(shí)選擇 Output 選項(xiàng)， 選擇 Create Hex Fi，點(diǎn)擊確定即可建立 Hex 文件， 從而在最終燒錄時(shí)找到 .c 文件。 以下為建立 Hex 文件時(shí)的對(duì)話框，如圖 55 所示 ： 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 圖 54 添加 .C文件圖 圖 55 建立 Hex文件圖 在編譯完 成后， 運(yùn)用 STC_ISP_V480 軟件 將此程序 燒錄到開發(fā)板上，實(shí)現(xiàn)實(shí)物與程序 之間的數(shù)據(jù)聯(lián)通 。在燒錄前要對(duì) STC_ISP_V480 進(jìn)行一些必要的設(shè)置。第一步 ：設(shè)置 MCU Type 為 STC89C52RC；第二步：打開編寫好并編譯的程序文件，它是以 .hex為后綴的文件；第三步：選擇對(duì)應(yīng)的 COM 端口，（ 可在 “ 我的電腦 ” 的 “ 設(shè)備管理 ”石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 處查看 COM 選項(xiàng)）；第四步：點(diǎn)擊 Download 下載，等提示請(qǐng)給 MCU 上電時(shí)，打開開發(fā)板上的開 關(guān)，程序便 自 動(dòng)進(jìn) 行燒錄了。 燒錄 程序 的對(duì)話框 如圖 56 所示 ： 圖 56 燒錄圖 在完成對(duì)程序的調(diào)試及燒錄之后，還需要對(duì)其進(jìn)行演示，把開發(fā)板與電腦連上，設(shè)置好對(duì)應(yīng)的接口，完成供電及下載。 當(dāng)完成自行車?yán)锍瘫淼恼{(diào)試工作后，便可利用其完成功能測(cè)試：初始 時(shí)，液晶屏顯示器顯示數(shù)據(jù)為 0，若霍爾傳感器周圍的磁場(chǎng)始終不變，則液晶顯示屏始終顯示數(shù)據(jù)為 0；當(dāng)霍爾傳感器周圍的磁場(chǎng)開始發(fā)生時(shí)，液晶顯示屏的內(nèi)容發(fā)生變化。當(dāng)磁場(chǎng)變化速度快時(shí)，顯示速度相對(duì)比較大；當(dāng)磁場(chǎng)變化速度慢時(shí)，顯示速度相對(duì)比較小，但總里程總是進(jìn)行增加的。當(dāng)進(jìn)行按鍵控制時(shí)，可以通過按鍵功能完成顯示內(nèi)容的切換，如可顯示總里程、平均速度和瞬時(shí)速度，總里程、秒表和秒表計(jì)時(shí)里程等。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 第 6 章 結(jié)論與展望 結(jié)論 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 期間我所設(shè)計(jì)的 自行車?yán)锍瘫?，經(jīng)過多次調(diào)試和實(shí)驗(yàn)，基本上可以滿足設(shè)計(jì)的要求。 可以實(shí)現(xiàn)騎行過程 中對(duì)即時(shí)的平均速度、瞬時(shí)速度、加速度等的顯示，而且可以根據(jù)需要增加模塊實(shí)現(xiàn)新的顯示功能，增加方便快捷，不會(huì)影響到主程序的結(jié)構(gòu)。 本文對(duì)自行車?yán)锍瘫碜髁思?xì)致、全面、規(guī)范的分析；對(duì)總體相應(yīng)的軟、硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)、制作及調(diào)試，并貫穿設(shè)計(jì)的全過程。 本 課題的主要任務(wù)是開發(fā)一個(gè)以STC89C52 單片機(jī)為核心的自行車的里程表 ， 主要 模塊 由 數(shù)據(jù)采集 ， 主控模塊， 鍵盤輸入， LCD 顯示等 模塊組成。 本設(shè)計(jì)主要分為硬件部分和軟件部分，硬件部分著重考慮硬件電路的簡(jiǎn)單性 和可行性 ，故盡可能簡(jiǎn)化硬件電路，節(jié)省線路板的空間，達(dá)到硬件電路最優(yōu)化設(shè)計(jì)。 軟件采用 C 語言編寫，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，程序可讀性強(qiáng) ，修改方便快捷 。通過 對(duì)程序的燒錄 、 運(yùn)行 驗(yàn)證了系統(tǒng) 切實(shí) 可行 性 ，能滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到設(shè)計(jì)的 任務(wù) 指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)自行車?yán)锍?、 速度的計(jì)算功能，并用 LCD 液晶屏 顯示，功能性較強(qiáng) 。 展望 本系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。硬件部分采用的器件應(yīng)用較廣泛，且價(jià)格低廉，如STC89C52 單片機(jī)、 開關(guān)型霍爾傳感器 等。尤其是本次設(shè)計(jì)的核心元件 STC89C52 單片機(jī)，軟件技術(shù)成熟，并具有種類齊全的支持芯片。這類 主控芯片 既可用作控制器又適合于做數(shù)據(jù)處理，而且成本也甚是低廉。本次設(shè)計(jì)電路 簡(jiǎn)單、成本 低 ，能夠滿足人們對(duì)高性能、多功能自行車 里程表 的要求，可在很多里程 /速度測(cè)量場(chǎng)合使用，具有廣泛的應(yīng)用前景。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，可讀性強(qiáng)，方便二次開發(fā)。 設(shè)計(jì)中仍舊存在一些問題和需要改進(jìn)的地方， 當(dāng)顯示速度時(shí)，若自行車轉(zhuǎn)動(dòng)太快，顯示器會(huì)顯示 不穩(wěn)定 。 而傳感器可以采用增加測(cè)量點(diǎn)的方法，可以大大提高測(cè)量的精度。硬件方面也由很大的改進(jìn)空間，比如單片機(jī)的選擇，如果考慮到現(xiàn)實(shí)使用方面，可以選用更小封裝的單片機(jī)。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 參考文獻(xiàn) [1] 樓然苗 ， 李光飛 .51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例 .北京航空航天大學(xué)出版社 ， 2021 [2] 松 井邦彥 ， 梁瑞林 .傳感器應(yīng)用技術(shù) 141例 .科學(xué)出版社 ， 2021 [3] 李朝青 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) .北京航空航天大學(xué)出版社 ， 1994 [4] 何希才 .傳感器及其應(yīng)用 .國(guó)防工業(yè)出版社 ， 2021 [5] 劉燦軍 . 實(shí)用傳感器 .國(guó)防工業(yè)出版社 ， 2021 [6] 李勛 ， 劉源 ， 李靜東 .單片機(jī)實(shí)用教程 .北京航空航天大學(xué)出版社 ， 2021 [7] 高峰，單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) .科學(xué)出版社 ， 2021 [8] 閻煥忠 ， 王長(zhǎng)濤 ， 馬斌 .單片機(jī)控制里程轉(zhuǎn)速表的設(shè)計(jì) .沈陽建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào) ， 2021 [9] 潘永雄 .新編單片機(jī)原 理與應(yīng)用 [M]，西安：西安電子科技大學(xué)出版社 ， 2021 [10] 彭為 .單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講 [M]，北京：電子工業(yè)出版社 ， 2021 [11] 胡向東，劉京誠(chéng) .傳感器與檢測(cè)技術(shù) .機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021 [12] 劉衛(wèi)國(guó) .C語言程序設(shè)計(jì) .中國(guó)鐵道出版社 ， 2021 [13] 楊慶芬，張閃，李同鍇 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最后， 真誠(chéng)的說一聲：“謝謝你們！” 24 附 錄 附錄 A 外文資料 89C51 introduction Description The AT89C51 is a lowpower, highperformance CMOS 8bit microputer with 4K bytes of Flash Programmable and Erasable Read Only Memory (PEROM) and 128 bytes RAM. The device is manufactured using Atmel’s high density nonvolatile memory technology and is patible with the industry standard MCS51? instruction set and pinout. The chip bines a versatile 8bit CPU with Flash on a monolithic chip, the Atmel AT89C51 is a powerful microputer which provides a highly flexible and cost effective solution to many embedded control applications. Features: ? Compatible with MCS51? Products ? 4K Bytes of InSystem Reprogrammable Flash Memory ? Endurance: 1,000 Write/Erase Cycles ? Fully Static Operation: 0 Hz to 24 MHz ? ThreeLevel Program Memory Lock ? 128 x 8Bit Internal RAM ? 32 Programmable I/O Lines ? Two 16Bit Timer/Counters ? Six Interrupt Sources ? Programmable Serial Channel ? Low Power Idle and Power Down Modes The AT89C51 provides the following standard features: 4K bytes of Flash, 128 bytes of RAM, 32 I/O lines, two 16bit timer/counters, a five vector twolevel interrupt architecture, a full duplex serial port, onchip oscillator and clock circuitry. In addition, the AT89C51 is designed with static logic for operation down to zero frequency and supports 25 two software selectable power saving modes. The Idle Mode stops the CPU while allowing the RAM, timer/counters, serial port and interrupt system to continue functioning. The Power Down Mode saves the RAM contents but freezes the oscillator disabling all other chip functions until the next hardware reset. Pin Description: VCC Supply voltage. GND Ground. Port 0 Port 0 is an 8bit open drain