【正文】 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 。 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 。 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。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。 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 。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。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。 展望 本系統(tǒng)操作簡單，易于實現(xiàn)。 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 。 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。 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)。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。 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。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。 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 。 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 。 鍵盤掃描函數(shù)，使用行列反轉(zhuǎn)掃描法 。 電路中，按鍵輸入低電平有效。 獨立式按鍵接口電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。每一個獨立式按鍵單獨占用一根 I/O 口線。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。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。 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。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)。 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。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 。 由于要實現(xiàn)很多功能，所以采用模塊化設(shè)計，下面就其主要部分分別加以分析。 在簡單的學(xué)習(xí) 和了解 Keil C 后，我們便 可 在此環(huán)境下開始對 自行車?yán)锍瘫淼?設(shè)計工作 。 本設(shè)計是在 Keil C 環(huán)境下開發(fā)的， Keil C 軟件支持 C 語言的編程及調(diào)試，程序編寫 運用方便，是做 C 語言畢業(yè)設(shè)計者的首選。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，就可以根據(jù)功能設(shè)置找出問題的根源，從而更快地解決問題 [12]。模 塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計 就 是根據(jù)要求和硬件設(shè)計的結(jié)構(gòu)，將整個系統(tǒng)的功能 劃分為 許多小的功能模塊，再根據(jù)這些小的功能模塊進(jìn)行程序編寫的過程。 A3144 霍爾開關(guān)集成電路應(yīng)用霍爾效應(yīng)原理，采用半導(dǎo)體集成技術(shù)制造的磁敏電路，輸入為磁感應(yīng)強度，輸出 為 數(shù)字電壓石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 18 訊號 [11]。 鍵盤排列如 圖 33 所示 ： 圖 33 矩陣鍵盤排列圖 數(shù)據(jù)采集 模塊 霍爾傳感器 具有 一致性好、性能穩(wěn)定、可靠性高、響應(yīng)速度高 的優(yōu)點 ，可和各種邏輯電路直接 進(jìn)行 接口 連接 的特點。首先讓 P3 口高四位為 1，低四位為 0，若有按鍵按下，則高四位中會有一個 1 翻轉(zhuǎn)為 0，低四位不會變，此時即可確定被按下的鍵的行位置，然后讓 P3 口高四位為 0，低四位為 1， 若有按鍵按下，則低四位中會有一個 1 翻轉(zhuǎn)為 0，高四位不會變，即可確定被按下 鍵 的列位置。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時，所有的輸入端都是高電平，代表無鍵按下。 第 15～ 16 腳：空腳或背燈電源 ； 15 腳背光正極， 16 腳背光負(fù)極 [10]。第 6 腳： E（ 或 EN） 端為使能 （ enable） 端 。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1 時選擇數(shù) 據(jù)寄存器 ， 低電平 0 時選擇指令寄存器。 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 引 腳接口， 引腳連接 如圖 32 所示 ： 第 1 腳： VSS 為電源地 ； 第 2 腳： VDD 接 5V 電源正極 。 圖 31 STC89C52芯片原理圖 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 16 顯示 模塊 本設(shè)計中的顯示模塊為 LCD1602 液晶顯示屏 ， 能夠同時顯示 16*2 即 32 個字符（ 16 列 2 行） 。同時該芯片還具有PDIP、 TQFP 和 PLCC 三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求 [9]。 此外， STC89C52 可通過軟件設(shè)置省電模式 。 P2 口： 帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。 P0 口： 8 位漏極開路型雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。 EA/VPP：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。 ALE/PROG：地址鎖存允許信號 。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 R91 0 KS1S2Y1C 1 31 0 u f+ 5 VC12 2 pC22 2 pR S T9R X D / P 3 . 010I N T 0 / P 3 . 212I N T 1 / P 3 . 313T 0 /P 3 . 414T 1 /P 3 . 515E A / V P P31X T A L 119P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427P 2 .7 /A 1 528A L E / P R O G30T X D /P 3 . 111W R / P 3 . 616R D / P 3 .717P S E N29X