【正文】 D 顯示子程序、延時子程序等幾大部分。由于要實(shí)現(xiàn)很多功能，所以采用模塊化設(shè)計(jì)，下面就其主要部分分別加以分析。 總體程序設(shè)計(jì)在主程序模塊中，需要完成對各接口芯片的初始化、自行車?yán)锍毯退俣鹊某跏蓟?、中斷向量的設(shè)計(jì)以及開中斷、循環(huán)等待等工作。另外，在主程序模塊中還需要設(shè)置啟動/清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器、速度寄存器，并對它們進(jìn)行初始化。然后主程序?qū)⒏鶕?jù)各標(biāo)志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動、清除、計(jì)程和計(jì)速等不同的操作。31 和 口分別用于顯示里程狀態(tài)和速度狀態(tài)。、和 口分別用于設(shè)置輪圈的大小，低電平有效。 是用于里程和速度切換的，低電平為顯示速度，高電平為顯示里程。中斷 0 用于對輪子圈數(shù)的計(jì)數(shù)輸入，輪子每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器輸出一個低電平脈沖。將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計(jì)算和判斷出行駛里程數(shù)。中斷 1 用于控制定時器 T1 的啟/停，當(dāng)輸入為 0 時關(guān)閉定時器。此控制信號是將輪子圈數(shù)的計(jì)數(shù)經(jīng)二分頻后形成。這樣，每次定時器 T1 的開啟時間剛好為轉(zhuǎn)一圈的時間，根據(jù)輪子的周長就可以計(jì)算出自行車的速度。其程序流程如圖 41 所示。32開始初始化=1? N=1?=1?=1?出錯提示將車圈周長調(diào)入 21H開中斷，啟動定時器=1?調(diào)用里程處理子程序 調(diào)用速度處理子程序NNNYYYYNY圖 41 主程序流程圖33 中斷子程序的設(shè)計(jì)定時中斷是為滿足定時或計(jì)數(shù)的需要而設(shè)置的。在單片機(jī)內(nèi)部有兩個定時/計(jì)數(shù)器，以對其中的計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法，來實(shí)現(xiàn)定時或計(jì)數(shù)功能。當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生計(jì)數(shù)溢出時，即表明定時時間或計(jì)數(shù)值已滿，這時就以計(jì)數(shù)溢出信號作為中斷請求，去置位一個溢出標(biāo)志，作為單片機(jī)接受中斷請求的標(biāo)志。這種中斷請求是在單片機(jī)芯片內(nèi)部發(fā)生的，因此無須在芯片上設(shè)置引入端。定時/計(jì)數(shù)器控制寄存器 TCON 是 8 位寄存器，地址為 88H，可以位尋址。其高 4 位用于定時/計(jì)數(shù)器中斷控制，低 4 位借給外部中斷，用做中斷標(biāo)志和觸發(fā)方式選擇位。本設(shè)計(jì)采用定時中斷，對自行車的里程和關(guān)中斷開始現(xiàn)場保護(hù)開中斷中斷處理關(guān)中斷現(xiàn)場恢復(fù)開中斷中斷返回34速度進(jìn)行計(jì)數(shù)。中斷子程序流程圖如圖 42 所示。 圖 42 中斷子程序流程圖 數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計(jì)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)車輪每轉(zhuǎn)一圈，通過霍爾元件將脈沖數(shù)輸圖 43 里程處理子程序流程圖入單片機(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 43 所示。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（為0FFH） ；當(dāng)標(biāo)志位為0 時，將計(jì)數(shù)單元（TLTH6CH、6DH）的值放入 68H～6BH 單元。點(diǎn)亮里程指示燈開始將車圈數(shù)轉(zhuǎn)換成里程顯示里程值返回35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。 開始開速度指示燈計(jì)算速度報(bào)警 顯示速度NY是否超速？返回圖 44 速度處理子程序流程圖 顯示子程序的設(shè)計(jì)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?？梢圆捎梅謺r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36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。本設(shè)計(jì) 、 信號一起組成位選通的位選信號，～ 信號一起組成段碼選通的段選信號，通過軟件編程，先把所要顯示的數(shù)據(jù)放入存儲單元，然后把數(shù)據(jù)送入段選通對應(yīng)的地址，再選通某一個 LED，逐步完成四個 LED 的顯示。37開始顯示單元首址取顯示數(shù)據(jù)送段碼到 P0 口取段碼表首址調(diào)用延時送位選到 P2 口4 位顯示結(jié)束返回YN修改顯示單元地址求下一位位選碼圖 45 顯示子程序流程圖38第五章 系統(tǒng)調(diào)試與分析 系統(tǒng)仿真調(diào)試PROTEUS 系統(tǒng)仿真平臺與開發(fā)平臺是由英國 Labcenter 公司開發(fā)的，是目前世界上最完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真平臺之一。PROTEUS 可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路、模擬電路及微控制系統(tǒng)與外設(shè)的混合電路系統(tǒng)的電路仿真、系統(tǒng)協(xié)同仿真和 PCB 設(shè)計(jì)等全部功能。PROTEUS 軟件能夠?qū)Ω鞣N處理器進(jìn)行實(shí)時仿真、調(diào)試與測試的 EDA 工具，真正實(shí)現(xiàn)了在沒有目標(biāo)原形時就可以對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與驗(yàn)證。在構(gòu)思好電路原理圖和編好程序之后就要對其進(jìn)行系統(tǒng)仿真，原理圖的具體設(shè)計(jì)流程如圖 51 所示。當(dāng)完成原理圖布線后，利用 PROTEUS ISIS 編輯環(huán)境所提供的電器規(guī)則檢查命令對設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查，并根據(jù)系統(tǒng)提供的錯誤檢查報(bào)告修改原理圖。直到通過電器規(guī)則檢查為止。單片機(jī)系統(tǒng)的仿真是 PROTEUS VSM 的一大特色，同時，本仿真系統(tǒng)將源代碼的編輯和編譯整合到同一設(shè)計(jì)環(huán)境中，這樣使得用戶可以在設(shè)計(jì)中直接編輯代碼，并且很容易地查看到用戶對源程序修改后對仿真結(jié)果的影響。源代碼通過編譯無誤后，就可以進(jìn)行仿真，在仿真過程中不斷完善電路和程序的功能最后達(dá)到本次設(shè)計(jì)的目的。39 調(diào)試故障及原因分析在軟件仿真過程中遇到了一些問題，具體故障和解決方法如下：數(shù)碼管不顯示本次設(shè)計(jì)的電路數(shù)碼管采用共陰極接法，在仿真時錯用共陽極數(shù)碼管，導(dǎo)致數(shù)碼管不顯示。P0 口顯示高阻態(tài)正常情況下 P0 口輸出應(yīng)為高（紅色）低（藍(lán)色）互換，但在實(shí)際情況下 P0 口出現(xiàn)了高阻態(tài)（灰色） ，經(jīng)翻閱資料查得 P0 口做 I/O 口是應(yīng)接上拉電阻。在加上上拉電阻后，P0 口輸出正常。40 新建設(shè)計(jì)文檔設(shè)置編輯環(huán)境原理圖布線放置元器件電器檢查建立網(wǎng)絡(luò)表是否合格？結(jié)束Y存盤、報(bào)表輸出調(diào)整N開始圖 51 原理圖設(shè)計(jì)流程圖41 設(shè)計(jì)總結(jié)該課題的主要任務(wù)是開發(fā)一個以 MCS51 單片機(jī)為核心的自行車的速度里程表。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單性，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(jì)。軟件采用匯編語言編寫，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，程序可讀性強(qiáng)。通過仿真、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行，能滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到設(shè)計(jì)的指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對自行車?yán)锍?速度的計(jì)算功能，并用 LED 顯示，里程與速度分別根據(jù)以下公式求得：里程=脈沖總數(shù)車輪周長速度=車輪周長247。車輪轉(zhuǎn)一圈所用的時間根據(jù)此公式將最終顯示出里程和速度。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動，小磁片滑過霍爾元件時，霍爾元件輸出一脈沖，可根據(jù)車輪周長計(jì)算里程，選擇不同的車輪周長，里程數(shù)的變化有所不同；當(dāng)按下開關(guān)，顯示速度時，LED會根據(jù)轉(zhuǎn)速的不同顯示不同的數(shù)字，當(dāng)速度超過一定速度時，將啟動報(bào)警系統(tǒng)。通過仿真證明本次設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)的要求，能實(shí)現(xiàn)對里程、速度的顯示，功能性較強(qiáng)，具有一定的實(shí)踐意義，將會在許多場合應(yīng)用。但也有一些不足存在，當(dāng)顯示速度時，若自行車轉(zhuǎn)動太快，顯示器會顯示過快，應(yīng)該將速度定時顯示，使人們能夠清楚地看出速度。 改進(jìn)與創(chuàng)新本系統(tǒng)操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)。硬件部分采用的器件應(yīng)用較廣泛，且價格低廉，如 AT89C52 單片機(jī)、D 觸發(fā)器 74LS7存儲器 24C0驅(qū)動42器 74LS244 等。這就意味著所有的器件功能比較強(qiáng)大、穩(wěn)定。尤其是本次設(shè)計(jì)的核心元件 AT89C52 單片機(jī)，軟件技術(shù)成熟，并具有種類齊全的支持芯片。這類微處理器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。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，可讀性強(qiáng)，方便二次開發(fā)。本次設(shè)計(jì)電路簡單、低成本，而且能夠滿足人們對高性能、多功能自行車的要求，可在很多里程/速度測量場合使用，具有廣泛的應(yīng)用前景。設(shè)計(jì)中還有許多可以改進(jìn)和創(chuàng)新的地方，比如自動開關(guān)機(jī)功能，車輛不運(yùn)行時 300 秒后自動關(guān)機(jī),當(dāng)車動或按任一鍵即可恢復(fù)到開機(jī)前的模式，并記憶開機(jī)前的各項(xiàng)數(shù)值。公里英里數(shù)值的裝換，時間提醒，點(diǎn)單測量周圍環(huán)境的溫度濕度天氣情況等。相信在不遠(yuǎn)的將來，自行車的速度里程表不僅僅完成測量里程的問題，還能實(shí)現(xiàn)像 GPS 導(dǎo)航功能。自行車作為一種綠色,環(huán)保,健康的交通工具必定會得到社會的支持，其相關(guān)產(chǎn)業(yè)也會得到進(jìn)一步的發(fā)展。43致 謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我獲益匪淺，同時也遇到了許多困難，在看到我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目時，我的感性認(rèn)識讓我感覺題目挺簡單，但在理性分析和實(shí)際操作過程中卻處處碰壁，這都是由于基礎(chǔ)知識不牢造成的，最后在老師的耐心指導(dǎo)下，我對題目有了一定程度的認(rèn)識和理解，對具體的細(xì)節(jié)有了清晰的認(rèn)識。在這里我要感謝我的指導(dǎo)老師，感謝范珩老師的耐心教導(dǎo)，和不厭其煩地講解，使我順利地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。也要感謝我的同學(xué)們，在我遇到困難時主動幫我解決，使我很快地攻克了一個又一個難關(guān)。還要感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和關(guān)懷。畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，但是它卻給我留下了美好的回憶，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中加深了師生的感情和同學(xué)之間的友誼，覺得每一天都是那么的充實(shí)和愉快。大學(xué)四年即將畫上句號，四年中我學(xué)到的不僅僅是知識，還有許多做人的道理。最后再次感謝所有幫助過我的朋友們。謝謝你們！祝你們身體健康！44參考文獻(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, 2022[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, 2022[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] 張洪潤, 張亞凡. 傳感器技術(shù)與應(yīng)用教程. 清華大學(xué)出版社, 2022[5] 張毅剛, 劉杰. 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