【正文】 模塊進(jìn)行 修改 即可，省去了整體查找時所帶來的麻煩） 最終把各個子模塊合理的連接起來，構(gòu) 成總的程序 完成計劃書的 功能要求 。主程序首先要對整個系統(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、瞬時速度的清零、加速度清零、秒表時間清零） ，設(shè)定每個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)計是一個較為繁瑣的步驟，在我們所使用的開發(fā)板上主控芯片 STC89C52 與 LCD1602 通過單片機自身的 P2 口連接， 獨立鍵盤與矩陣鍵盤的切換通過跳線 連接 來實現(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 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)用瞬時速度子程序 鍵盤掃描 秒表計時 ? 調(diào)用秒表計時子程序 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 21 Y N N Y Y N Y N 數(shù)據(jù)采集 模塊設(shè)計 本設(shè)計中 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性 最重要的部分就是 當(dāng)周圍磁場變化時 [13] ， 脈沖接收子程序的設(shè)計，即 信息 采集部分的設(shè)計。 具體的設(shè)計思路是： 待測信 息 經(jīng)開關(guān)型霍爾傳感器處理 后 輸 入 到 單片機的 引腳 ， 單片機通過檢測 引腳電平 并 對脈沖信號 進(jìn)行計數(shù)。當(dāng) 引腳為 低電平的時候，即 IR 的值為 0 時脈沖接收指示 燈亮，脈沖接收參數(shù) sj1 加 1，持續(xù)接收脈沖的話則不計數(shù)；當(dāng)引腳 為高電平的時候，即 IR 的值為 1 時脈沖接收指示燈滅，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（用于計算總里程）和 sp2（用于計算瞬時速度）加 1，然后判斷秒表是否開始計時，開始計時即 z 的值為 1，圈數(shù)變量 sp2（用于計算平均速度）和 count1（用于計算計時里程）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 22 顯示 模塊設(shè)計 主控模塊開始時 已對 RS、 RW、 E 進(jìn)行了初始化 ， 開始時將顯示的內(nèi)容進(jìn)行清零處理。開始騎行后， 在不間斷的對脈沖信號進(jìn)行采樣并利用單片機內(nèi)部的結(jié)構(gòu)完成計算功能后 ， 通過單片機與液晶顯示屏的連接將即時 騎行 數(shù)據(jù)送入 LCD 進(jìn)行顯示。在停止騎行時，將此時的數(shù)據(jù)存放入 E2PROM 進(jìn)行保存，在下次騎行時進(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 鍵盤是實現(xiàn)人機對話的必要設(shè)備，用戶 可用鍵盤向計算機輸入數(shù)據(jù)或命令。本系統(tǒng)采用獨立鍵盤接口，獨立式按鍵是指直接用 I/O 口線構(gòu)成單個的按鍵電路。每一個獨立式按鍵單獨占用一根 I/O 口線。其接口電路如圖 33 所示。 獨立式按鍵接口電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。但每個按鍵要占用一根 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。按鍵未按時有上拉電阻保證此時輸入為高電平。 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 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 24 第 5 章 調(diào)試 與 分析 本設(shè)計軟件的調(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，出現(xiàn)的 對話框 Data Base 下點擊 STC89C51RC Series 選項，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 25 將其添加到 source group 1 中， 同時建立 Hex 文件，然后進(jìn)行編譯，當(dāng)顯示沒有錯誤后，我們便可以進(jìn)行燒錄 。 在新的 File 中寫入程序并編譯的對話框 的頁面顯示 如圖53 所示： 圖 53 程序運行圖 從添加選項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 中的對話框，如 圖 54 所示 ： 在建立目標(biāo)文件時，需要同時建立 Hex 文件 （ 這是在燒錄的時候所需要用到的格式 ） 當(dāng)出現(xiàn)以下對話框時選擇 Output 選項， 選擇 Create Hex Fi，點擊確定即可建立 Hex 文件， 從而在最終燒錄時找到 .c 文件。 以下為建立 Hex 文件時的對話框，如圖 55 所示 ： 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 26 圖 54 添加 .C文件圖 圖 55 建立 Hex文件圖 在編譯完 成后， 運用 STC_ISP_V480 軟件 將此程序 燒錄到開發(fā)板上，實現(xiàn)實物與程序 之間的數(shù)據(jù)聯(lián)通 。在燒錄前要對 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 27 處查看 COM 選項）；第四步：點擊 Download 下載，等提示請給 MCU 上電時，打開開發(fā)板上的開 關(guān)，程序便 自 動進(jìn) 行燒錄了。 燒錄 程序 的對話框 如圖 56 所示 ： 圖 56 燒錄圖 在完成對程序的調(diào)試及燒錄之后，還需要對其進(jìn)行演示，把開發(fā)板與電腦連上，設(shè)置好對應(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試：初始 時，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開始發(fā)生時，液晶顯示屏的內(nèi)容發(fā)生變化。當(dāng)磁場變化速度快時，顯示速度相對比較大；當(dāng)磁場變化速度慢時，顯示速度相對比較小，但總里程總是進(jìn)行增加的。當(dāng)進(jìn)行按鍵控制時，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、平均速度和瞬時速度，總里程、秒表和秒表計時里程等。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 28 第 6 章 結(jié)論與展望 結(jié)論 畢業(yè) 設(shè)計 期間我所設(shè)計的 自行車?yán)锍瘫?，經(jīng)過多次調(diào)試和實驗，基本上可以滿足設(shè)計的要求。 可以實現(xiàn)騎行過程 中對即時的平均速度、瞬時速度、加速度等的顯示，而且可以根據(jù)需要增加模塊實現(xiàn)新的顯示功能，增加方便快捷，不會影響到主程序的結(jié)構(gòu)。 本文對自行車?yán)锍瘫碜髁思?xì)致、全面、規(guī)范的分析；對總體相應(yīng)的軟、硬件進(jìn)行了設(shè)計、制作及調(diào)試，并貫穿設(shè)計的全過程。 本 課題的主要任務(wù)是開發(fā)一個以STC89C52 單片機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單性 和可行性 ，故盡可能簡化硬件電路，節(jié)省線路板的空間，達(dá)到硬件電路最優(yōu)化設(shè)計。 軟件采用 C 語言編寫，采用模塊化設(shè)計思想，程序可讀性強 ，修改方便快捷 。通過 對程序的燒錄 、 運行 驗證了系統(tǒng) 切實 可行 性 ，能滿足設(shè)計要求，達(dá)到設(shè)計的 任務(wù) 指標(biāo)，實現(xiàn)對自行車?yán)锍?、 速度的計算功能，并用 LCD 液晶屏 顯示，功能性較強 。 展望 本系統(tǒng)操作簡單，易于實現(xiàn)。硬件部分采用的器件應(yīng)用較廣泛，且價格低廉，如STC89C52 單片機、 開關(guān)型霍爾傳感器 等。尤其是本次設(shè)計的核心元件 STC89C52 單片機，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)計電路 簡單、成本 低 ，能夠滿足人們對高性能、多功能自行車 里程表 的要求，可在很多里程 /速度測量場合使用，具有廣泛的應(yīng)用前景。軟件采用模塊化設(shè)計，可讀性強，方便二次開發(fā)。 設(shè)計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，若自行車轉(zhuǎn)動太快，顯示器會顯示 不穩(wěn)定 。 而傳感器可以采用增加測量點的方法，可以大大提高測量的精度。硬件方面也由很大的改進(jìn)空間，比如單片機的選擇，如果考慮到現(xiàn)實使用方面，可以選用更小封裝的單片機。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 29 參考文獻(xiàn) [1] 樓然苗 ， 李光飛 .51系列單片機設(shè)計實例 .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 .國防工業(yè)出版社 ， 2021 [5] 劉燦軍 . 實用傳感器 .國防工業(yè)出版社 ， 2021 [6] 李勛 ， 劉源 ， 李靜東 .單片機實用教程 .北京航空航天大學(xué)出版社 ， 2021 [7] 高峰，單片微型計算機原理與接口技術(shù) .科學(xué)出版社 ， 2021 [8] 閻煥忠 ， 王長濤 ， 馬斌 .單片機控制里程轉(zhuǎn)速表的設(shè)計 .沈陽建筑工程學(xué)院學(xué)報 ， 2021 [9] 潘永雄 .新編單片機原 理與應(yīng)用 [M]，西安：西安電子科技大學(xué)出版社 ， 2021 [10] 彭為 .單片機典型系統(tǒng)設(shè)計實例精講 [M]，北京：電子工業(yè)出版社 ， 2021 [11] 胡向東，劉京誠 .傳感器與檢測技術(shù) .機械工業(yè)出版社 ， 2021 [12] 劉衛(wèi)國 .C語言程序設(shè)計 .中國鐵道出版社 ， 2021 [13] 楊慶芬，張閃，李同鍇 .大學(xué)物理 .中國鐵道出版社 ， 2021 [14] ， ， Techniques for Analog And Digitial Ciruits,McGrawHill Inc， 1990 [15] Hall sensor（霍爾傳感器原理） website: 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 30 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，我的指導(dǎo)老師 —— 高迎霞老師和我的同學(xué)們都給了我很大的幫助 ，在這里我對老師 和 幫助過我 的同學(xué)表示真誠的感謝！ 隨著畢業(yè)設(shè)計的完成，自己 四年的大學(xué)生活 也接近了尾聲 ，在這 四年 難忘的 歲月中， 留下許多美好的回憶，尤其是最后的畢業(yè)設(shè)計 階段 ，更是令我記憶深刻。 首先 ，我 要感謝我 們 的 學(xué)校 ，感謝在這四年中教給我 許多 做人 做事 的道理，讓我從一個懵懂的 高中生變成一個 能被社會所接納的知識青年；其次，我 要 特別的 感謝 一下 我 們 的指導(dǎo)老師 ，是她 在 我 撰寫畢業(yè) 論文 過程中給了我無私的幫助 ， 從 最 初選題到中期答辯，再到最后定稿， 老師多次詢問 我設(shè)計 進(jìn)程 中所遇到的難題 并 及時 為我指點迷津。 再次 ，我要感謝那些曾經(jīng)教 過 我們的老師們，是他們教會了 我 這些知識和本領(lǐng)，才能在這次設(shè)計中得以運用。 當(dāng)然， 我 還要感謝寢室的兄弟們 和其 他 同學(xué)，是他們 在我完成論文的過程中給予我?guī)椭凸膭?，也是他們陪我度過了這四年 最美好 的生活 。 現(xiàn)在 我 即將揮別 自己 的大學(xué)生活， 萬千感慨上心頭，有對校園和同學(xué) 的 戀戀不舍，也 有 對 美好 未來的 憧憬。 最后， 再次 感謝 我的老師、同學(xué)和 大學(xué)期間 所有的朋友們，是你們?yōu)槲业拇髮W(xué)生活增光添色，讓它變得五彩斑駁， 與眾不同 。 最后， 真誠的說一聲：“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