【導(dǎo)讀】是成為人們娛樂、休閑、鍛煉的首選。自行車的速度里程表能夠滿足人們最基本的需。求，讓人們能清楚地知道當(dāng)前的速度、里程等物理量。本論文主要闡述一種基于霍爾。以AT89C52單片機(jī)為核心，A44E霍爾傳感器。存里程信息，并能將自行車的里程數(shù)及速度用LED實(shí)時(shí)顯示。文章詳細(xì)介紹了自行。硬件部分利用霍爾元件將自行車每轉(zhuǎn)一圈的。脈沖數(shù)傳入單片機(jī)系統(tǒng)，然后單片機(jī)系統(tǒng)將信號(hào)經(jīng)過處理送顯示。軟件部分用匯編語。言進(jìn)行編程，采用模塊化設(shè)計(jì)思想。該系統(tǒng)硬件電路簡單，子程序具有通用性，完全

　　

【正文】 /地址： CAT24WC02 雙向串行數(shù)據(jù) /地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，是一個(gè)開漏輸出管腳可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進(jìn)行線或（ wireOR）。 WP 寫保護(hù)：如果 WP 管腳連接到 Vcc 所有的內(nèi)容都被寫保護(hù)，只能讀。當(dāng) WP管腳連接到 Vss 或懸空，允許器件進(jìn)行正常的讀 /寫操作。 3 自行車的速度里程表硬件電路設(shè)計(jì) 13 本次設(shè)計(jì)采用的 24C02 是為了防止掉電時(shí)里程數(shù)據(jù)的丟失，由于 24C02 的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳輸數(shù)據(jù)，所以只用兩根線 SCL 和 SDA 與單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。在軟件編程時(shí)采用 2EPROM 程序包來控制 24C02 發(fā)送或接受數(shù)據(jù)。 74LS74 芯片的介紹 74LS74 是 D 觸發(fā)器的一種 ,它是一個(gè)具有記憶功能的二進(jìn)制信息存儲(chǔ)器件，是構(gòu)成多種時(shí)序電路的最基本邏輯單元。觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，即 “0”和 “1”，在一定的外界信號(hào)作用下，可以從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。由于其狀態(tài)的更新發(fā)生在 CP 脈沖的邊沿故又稱之為上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器， D 觸發(fā)器的狀態(tài)只取決于時(shí)針到來前 D 端的狀態(tài)。引腳圖如圖 所示。 圖 74LS74 引腳圖 在本題目中 74LS74 芯片起分頻的作用。當(dāng)車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器輸出一個(gè)低電平脈沖，通過 74LS74 進(jìn)行二分頻后，定時(shí)器 T1 的開啟時(shí)間為車輪轉(zhuǎn) 1 圈的時(shí)間，這樣就可以算出自行車的速度。分頻前后對(duì)比圖如圖 所示。 圖 分頻前后對(duì)比圖 由圖可見，二分頻后的波形的高或地電平的時(shí)間正好是霍爾傳感器開關(guān)的一個(gè)周期，霍爾傳感器輸出脈沖到 0INT ，即 口接收到對(duì)圈數(shù)計(jì)數(shù)的脈沖。經(jīng) 74LS74二分頻后的信號(hào)輸入到 1INT ，內(nèi)部定時(shí)計(jì)數(shù)器測得每轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間，通過計(jì)算即可得里程值和即時(shí)速度。 t t 0 0 v v 霍爾輸出圈脈 沖 二分頻后的波形 14 74LS244 芯片的介紹 本次設(shè)計(jì)中的采用驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的芯片為 74LS244， 74LS244 為三態(tài)輸出的八位緩沖器和線驅(qū)動(dòng)器，若單片機(jī)輸出口直接接顯示部分電路，則電流太小，會(huì)導(dǎo)致顯示部分不能正常工作。所以在單片機(jī)輸出口先接入驅(qū)動(dòng)芯片 74LS244，增大電流，使 LED能夠正常工作。其邏輯圖如圖 所示，可以看出 74LS244 由 2 組組成、每組由四路輸入、輸出構(gòu)成。每組有一個(gè)控制端高或低電平?jīng)Q定該組數(shù)據(jù)被接通還是斷開。 圖 74LS244 邏輯圖 單片機(jī)外圍電路的設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 時(shí)鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基 準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 AT89C52 片內(nèi)由一個(gè)反相放大器構(gòu)成振蕩器，可以由它產(chǎn)生時(shí)鐘。常用的時(shí)鐘電路有兩種方式，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種為外部時(shí)鐘方式。本設(shè)計(jì)采用前者。 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反相放大器的輸入為芯片引腳 XTAL1，輸出端為引腳 XTAL2。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘方式的振蕩電路如圖 所示。 3 自行車的速度里程表硬件電路設(shè)計(jì) 15 圖 單片機(jī)片內(nèi)振蕩電路 電路中的電容 C1 和 C2 常選擇為 30P 左右。對(duì)外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩器的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。而外接晶體的振蕩頻率的大小，主要取決于單片機(jī)的工作頻率范圍，每一種單片機(jī)都有自己的最大工作頻率，外接的晶體振蕩頻率不大于單片機(jī)的最大工作頻率即可。此外，如果單片機(jī)有串行通信，則應(yīng)該選擇振蕩頻率除以串行通信頻率可以除盡的晶體。本設(shè)計(jì)晶振采用 12MHz，則計(jì)數(shù)周期為 6 1 11 2 1 0 1 1 2T Hz???? μ（ ）S 復(fù)位電路 的設(shè)計(jì) AT89C52 單片機(jī)的復(fù)位輸入引腳 RET 為 AT89C52 提供了初始化的手段。有了它可以使程序從指定處開始執(zhí)行，即從程序存儲(chǔ)器中的 0000H 地址單元開始執(zhí)行程序。在 89C52 的時(shí)鐘電路工作后，只要在 RET 引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部則初始復(fù)位。只要 RET 保持高電平，則 89C52 循環(huán)復(fù)位。只有當(dāng) RET 由高電平變成低電平以后， 89C52 才從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。 本系統(tǒng)的復(fù)位電路是采用按鍵復(fù)位的電路，如圖 所示，是常用復(fù)位電路之一。單片機(jī)復(fù)位通過按動(dòng)按鈕產(chǎn)生高電平復(fù)位稱手動(dòng)復(fù)位。上電時(shí)，剛接通電源，電容 C相當(dāng)于瞬間短路， +5V 立即加到 RET/VPD 端，該高電平使 89C52 全機(jī)自動(dòng)復(fù)位，這就是上電復(fù)位；若運(yùn)行過程中需要程序從頭執(zhí)行，只需按動(dòng)按鈕即可。按下按鈕，則直接把 +5V 加到了 RET/VPD 端從而復(fù)位稱為手動(dòng)復(fù)位。復(fù)位后， P0 到 P3 并行 I/O口全為高電平，其它寄存器全部清零，只有 SBUF 寄存器狀態(tài)不確定。 16 圖 按鍵復(fù)位電路 工作原理：通電瞬間， RC 電路充電， RST 引腳出現(xiàn)高電平，只要 RST 端保持 10ms以上高電平，就能使單片機(jī)有效地復(fù)位。 顯示電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中采用 LED 數(shù)碼管顯示。在單片機(jī)系統(tǒng)中，通常用 LED 數(shù)碼顯示器來顯示各種數(shù)字或符號(hào)。由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長的特點(diǎn)，因此使用非常廣泛。八段 LED 顯示器由 8 個(gè)發(fā)光二極管組成。其中 7 個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字型 “8”的各個(gè)筆畫段，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為 dp 發(fā)光二極管。 LED 顯示器有兩種不同的形式：一種是發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極 LED 顯示器；另一種是發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極 LED 顯示器。如圖 所示。本次設(shè)計(jì)采用共陰極接法。 LED 顯示方式有動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種方式。本系統(tǒng)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。也就是說我們可以采用分時(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。 圖 七 (八 )段 LED 顯示器 3 自行車的速度里程表硬件電路設(shè)計(jì) 17 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。 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 本次報(bào)警電路采用蜂鳴器報(bào)警，當(dāng)即時(shí)速度超過預(yù)定值是蜂鳴器響，指示燈閃爍，提示應(yīng)該減速。報(bào)警電路圖如圖 所示。 圖 報(bào)警電路圖 18