【正文】 D 顯示子程序、延時(shí)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(duì)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(dòng)/清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器、速度寄存器，并對(duì)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(dòng)、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(duì)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(gè)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(shí)器 T1 的啟/停，當(dāng)輸入為 0 時(shí)關(guān)閉定時(shí)器。此控制信號(hào)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(shí)器 T1 的開啟時(shí)間剛好為轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間，根據(jù)輪子的周長(zhǎng)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(cuò)提示將車圈周長(zhǎng)調(diào)入 21H開中斷，啟動(dòng)定時(shí)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(shí)中斷是為滿足定時(shí)或計(jì)數(shù)的需要而設(shè)置的。在單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以對(duì)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(shí)或計(jì)數(shù)功能。當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生計(jì)數(shù)溢出時(shí)，即表明定時(shí)時(shí)間或計(jì)數(shù)值已滿，這時(shí)就以計(jì)數(shù)溢出信號(hào)作為中斷請(qǐng)求，去置位一個(gè)溢出標(biāo)志，作為單片機(jī)接受中斷請(qǐng)求的標(biāo)志。這種中斷請(qǐng)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(shí)/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(shí)/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(shí)中斷，對(duì)自行車的里程和關(guān)中斷開始現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)開中斷中斷處理關(guān)中斷現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(duì)里程數(shù)據(jù)進(jìn)行一次存儲(chǔ)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(dòng)一圈后的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)。當(dāng)標(biāo)志位（00H）為 1 時(shí)，計(jì)數(shù)溢出，放入最大時(shí)間值（為0FFH） ；當(dāng)標(biāo)志位為0 時(shí)，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(shí)器計(jì)出每轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間，用自行車車輪的周長(zhǎng)除以時(shí)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(dòng)態(tài)掃描顯示接口電路，動(dòng)態(tài)顯示接口電路是把所有顯示器的 8個(gè)筆劃段 ah 同名端連在一起，而每一個(gè)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(shí)，所有顯示器接收到相同的字型碼，但究竟是哪個(gè)顯示器亮，則取決于 COM 端?？梢圆捎梅謺r(shí)的方法，輪流控制各個(gè)顯示器的 COM 端，使各個(gè)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(shí)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(huì)有閃爍感。本設(shè)計(jì) 、 信號(hào)一起組成位選通的位選信號(hào)，～ 信號(hào)一起組成段碼選通的段選信號(hào)，通過軟件編程，先把所要顯示的數(shù)據(jù)放入存儲(chǔ)單元，然后把數(shù)據(jù)送入段選通對(duì)應(yīng)的地址，再選通某一個(gè) LED，逐步完成四個(gè) 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(shí)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(tái)與開發(fā)平臺(tái)是由英國(guó) 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(tái)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(shí)仿真、調(diào)試與測(cè)試的 EDA 工具，真正實(shí)現(xiàn)了在沒有目標(biāo)原形時(shí)就可以對(duì)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(duì)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(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查，并根據(jù)系統(tǒng)提供的錯(cuò)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(shí)，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(duì)源程序修改后對(duì)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(shí)錯(cuò)用共陽(yáng)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(gè)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(jiǎn)單性，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)。軟件采用匯編語(yǔ)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(duì)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(zhǎng)速度=車輪周長(zhǎng)247。車輪轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)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(dòng)，小磁片滑過霍爾元件時(shí)，霍爾元件輸出一脈沖，可根據(jù)車輪周長(zhǎng)計(jì)算里程，選擇不同的車輪周長(zhǎng)，里程數(shù)的變化有所不同；當(dāng)按下開關(guān)，顯示速度時(shí)，LED會(huì)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(shí)，將啟動(dòng)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(duì)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(huì)在許多場(chǎng)合應(yīng)用。但也有一些不足存在，當(dāng)顯示速度時(shí)，若自行車轉(zhuǎn)動(dòng)太快，顯示器會(huì)顯示過快，應(yīng)該將速度定時(shí)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(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 AT89C52 單片機(jī)、D 觸發(fā)器 74LS7存儲(chǔ)器 24C0驅(qū)動(dòng)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(jiǎn)單、低成本，而且能夠滿足人們對(duì)高性能、多功能自行車的要求，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。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(dòng)開關(guān)機(jī)功能，車輛不運(yùn)行時(shí) 300 秒后自動(dòng)關(guān)機(jī),當(dāng)車動(dòng)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(shí)間提醒，點(diǎn)單測(cè)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(cè)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(huì)得到社會(huì)的支持，其相關(guān)產(chǎn)業(yè)也會(huì)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(shí)也遇到了許多困難，在看到我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目時(shí)，我的感性認(rèn)識(shí)讓我感覺題目挺簡(jiǎn)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(shí)不牢造成的，最后在老師的耐心指導(dǎo)下，我對(duì)題目有了一定程度的認(rèn)識(shí)和理解，對(duì)具體的細(xì)節(jié)有了清晰的認(rèn)識(shí)。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(shí)主動(dòng)幫我解決，使我很快地攻克了一個(gè)又一個(gè)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(hào)，四年中我學(xué)到的不僅僅是知識(shí)，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(rùn), 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. MCS51 單片機(jī)原理及應(yīng)用. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2022[6] 黃河, 郭紀(jì)林. 單片機(jī)原理及應(yīng)用. 大連理工大學(xué)出版社, 2022[7] 劉燦軍. 實(shí)用傳感器. 國(guó)防工業(yè)出版社, 2022[8] 何希才. 傳感器及其應(yīng)用. 國(guó)防工業(yè)出版社, 2022[9] 陳雪麗. , 2022[10]李勛, 劉源, 李靜東. , 2022[11]刁文興. 自行車電子里程表的初步設(shè)計(jì). 南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2022, 6: 2528[12]許德章等. 摩托車電子轉(zhuǎn)速表智能校驗(yàn)儀 . 自動(dòng)化儀表， 2022, 4: 2324[13]安宗權(quán). 電動(dòng)電子車速里程表分頻電路設(shè)計(jì). 自動(dòng)化與儀器儀表, 2022, 5: 3944[14]W Q Yang. D M Spink, et. An imagereconstuction algorithm based on Landweber’s iteration method for electrical45capacitance tomography. Meas. Sci. Technol. , 1999,10: 10651069[15]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(yáng)建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2022, 4: 145148[16]曲家駭，王季秩，伺服控制系統(tǒng)中的傳感器[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1998[17]張友德，趙志英，涂時(shí)亮，單片機(jī)微機(jī)原理，應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2022：122136[18]Ateml AT89C52 Data :[19]謝自美. [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2022：212230[20]張福學(xué). 傳感器使用電路 150 年46附 錄自行車的速度里程表硬件系統(tǒng)原理圖