【正文】 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(guò)程中加深了師生的感情和同學(xué)之間的友誼，覺(jué)得每一天都是那么的充實(shí)和愉快。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)。致 謝致 謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)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(jué)題目挺簡(jiǎn)單，但在理性分析和實(shí)際操作過(guò)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)。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，可讀性強(qiáng)，方便二次開(kāi)發(fā)。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。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)器74LS244等。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(guò)快，應(yīng)該將速度定時(shí)顯示，使人們能夠清楚地看出速度。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小磁片滑過(guò)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(kāi)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(guò)一定速度時(shí)，將啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。通過(guò)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。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)。在加上上拉電阻后，P0口輸出正常。 調(diào)試故障及原因分析在軟件仿真過(guò)程中遇到了一些問(wèn)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。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。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。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(méi)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。 開(kāi)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 顯示子程序流程圖5 系統(tǒng)調(diào)試與分析5 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(kāi)發(fā)平臺(tái)是由英國(guó)Labcenter公司開(kāi)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。在輪流點(diǎn)亮掃描過(guò)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(jué)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。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。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。 里程處理子程序流程圖外中斷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)。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。 數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計(jì)1. 里程計(jì)算子程序點(diǎn)亮里程指示燈開(kāi)始將車圈數(shù)轉(zhuǎn)換成里程顯示里程值返回，為十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。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。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(wú)須在芯片上設(shè)置引入端。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(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。這樣，每次定時(shí)器T1的開(kāi)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。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。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。、低電平有效。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。 自行車的速度里程表總體程序設(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⒅袛嘞蛄康脑O(shè)計(jì)以及開(kāi)中斷、循環(huán)等待等工作。 基于霍爾傳感器自行車的速度里程表的軟件設(shè)計(jì)包括上電初始化程序、中斷子程序、速度調(diào)用子程序、里程調(diào)用子程序、LED顯示子程序、延時(shí)子程序等幾大部分。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，就可以根據(jù)功能設(shè)置找出問(wèn)題的根源，從而更快地解決問(wèn)題。模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即是根據(jù)要求和硬件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，將整個(gè)系統(tǒng)的功能分成許多小的功能模塊，再根據(jù)這些小的功能模塊進(jìn)行程序編寫(xiě)的過(guò)程。 報(bào)警電路圖4 自行車的速度里程表軟件程序設(shè)計(jì)4 自行車的速度里程表軟件程序設(shè)計(jì) 概述 在硬件設(shè)計(jì)完畢之后，接下來(lái)就是設(shè)計(jì)中最核心和最為主要的軟件部分設(shè)計(jì)。 七(八)段LED顯示器、～，通過(guò)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。也就是說(shuō)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。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。本次設(shè)計(jì)采用共陰極接法。其中7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字型“8”的各個(gè)筆畫(huà)段，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為dp發(fā)光二極管。由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，因此使用非常廣泛。 顯示電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中采用LED數(shù)碼管顯示。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。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(guò)程中需要程序從頭執(zhí)行，只需按動(dòng)按鈕即可。本系統(tǒng)的復(fù)位電路是采用按鍵復(fù)位的電路，是常用復(fù)位電路之一。只要RET保持高電平，則89C52循環(huán)復(fù)位。有了它可以使程序從指定處開(kāi)始執(zhí)行，即從程序存儲(chǔ)器中的0000H地址單元開(kāi)始執(zhí)行程序。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。對(duì)外接電容的值雖然沒(méi)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。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。本設(shè)計(jì)采用前者。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。 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?？梢钥闯?4LS244由2組組成、每組由四路輸入、輸出構(gòu)成。 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。 tt00vv霍爾輸出圈脈沖二分頻后的波形 分頻前后對(duì)比圖由圖可見(jiàn)，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(kāi)關(guān)的一個(gè)周期，霍爾傳感器輸出脈沖到。 74LS74引腳圖在本題目中74LS74芯片起分頻的作用。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)。在軟件編程時(shí)采用程序包來(lái)控制24C02發(fā)送或接受數(shù)據(jù)。當(dāng)WP管腳連接到Vss或懸空，允許器件進(jìn)行正常的讀/寫(xiě)操作。SDA串行數(shù)據(jù)/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(kāi)漏輸出管腳可與其它開(kāi)漏輸出或集電極開(kāi)路輸出進(jìn)行線或（wireOR）。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，通過(guò)器件地址輸入端 A0、A1和A2可以實(shí)現(xiàn)將最多8個(gè)24C02