【正文】 //(6553620210)/256 TL1=0xdf。 } /****************************************void timer1()******************************** T1 中斷服務子程序，每 20ms 中斷一次， ssji 加 1，根據公式 S=tc*mc/8 和 V=tc/ssj計算累計里程和 ******************************************************************************************/ void timer1() interrupt 3 { 光電式速度里程表設計 35 ssji++。 dispone(sw+0x30)。:39。 dispone(bw+0x30)。)。 dispone(39。 dispone(sww+0x30)。 39。)。 dispone(39。e39。)。 dispone(39。i39。)。//第二行開始寫入，前已設置好指針自動加一 dispone(39。//秒十位 gw=sj%10。//分十位 bw=sj%600/60。//小時十位 ww=sj%36000/3600。 } } } /****************************************void ttimep()******************************** 階段時間數據處理及顯示子程序 ******************************************************************************************/ void ttimep() { sj=B。 ++。amp。 wr()。 s++。=0x8f) {dispone(*s)。 while((i)!=0amp。 if(line==1) {=0x80+row1。 {uchar 。 //設置 16*2 顯示， 5*7 點陣， 8 位數據接口 wr(0x0c)。 //顯示清零，數據指針清零 wr(0x06)。 wait()。 E=0。 RW=0。 wait()。 E=0。 RW=0。}while(busy==1)。 do{E=0。 RW=1。 uchar *s,line,row,dat,gw,sw,bw,qw,ww,sww,ssj,cgw,csw,cbw,cqw,cww,csww,cww2,MODE,tr1,tr2。 /**************************************************************** 變量定義： i 延時變量 qsls 圈數臨時變量，用于判斷里程顯示選用 m 還是 km 作為單位 qs 圈數 sj 總行駛時間，單位為秒 totallc 總里程 pjsd 階段平均速度 ssji 定時器 T1 20ms 中斷次數，用于計算速度等 sji 本次速度對應的 20ms 中斷次數 光電式速度里程表設計 30 sjiold 上次速度對應的 20ms 中斷次數 aa 加速度 sd2 瞬時速度 mxsd 用于更新最大速 度 mxsd2 最大速度對應的 20ms 次數 tc 輪胎周長 *s 字符串顯示子程序字符指針 line 字符串顯示子程序列數 row 字符串顯示子程序行數 寫控制字 dat 顯示碼字 gw 總里程、瞬時速度、總時間、最大速度、平均速度、階段個位 sw 總里程、瞬時速度、總時間、最大速度、平均速度、階段十位 bw 總里程、瞬時速度、總時間、最大速度、平均速度、階段百位 qw 總里程、瞬時速度、總時間、最大速度、 平均速度 階段千位 ww 總里程、總時間的萬位 sww 總里程、總時間的十萬位 ssj 定時器 T0 50ms 中斷次數，每 20 次 sj 加 1 cgw 當前時間（時鐘）的個位 csw 當前時間（時鐘）的十位 cbw 當前時間（時鐘）的百位 cqw 當前時間（時鐘）的千位 cww 當前時間（時鐘）的萬位 csww 當前時間（時鐘）的十萬位 cww2 當前時間（時鐘）的輔助萬位 MODE 顯示模式 tr1 輪胎設置變量 1（十位） tr2 輪胎設置變量 2（個位） 光電式速度里程表設計 31 ****************************************************************************/ unsigned int i,qsls。 sbit E=P3^5。 sbit RS=P3^7。 sbit P23=P2^3。 sbit P21=P2^1。 綜上所述，在測速過程中，雖然由于硬件的緣故，未能實現(xiàn)對高速的測量，但本裝置結構簡單、實用，在降低測速器成本，提高測速穩(wěn)定性及可靠性等方面有一定價值，而且可以達到一般工業(yè)測速的測量標準，具有廣泛的前景。 （ 2）當顯示速度時，若自行車轉動太快，顯示器會顯示過快，應該將速度定時顯示，使人們能夠清楚地看出速度。若要使單片機準確讀取外部脈沖，則脈沖的輸入周期不能超過 3us。 存在的問題及不足： （ 1）通過 T1 計數時，單片機每讀取一個脈沖至少需要 3 個機器周期的時間來完成。 （ 4）測試數據全面，方案不僅能實現(xiàn)速度和里程的測量，還可以作為時鐘使用，另外，當行駛超過一定的速度時，自行車會自動報警，提醒減速行駛。 ( 3 ) LCD 液晶顯示模塊 。其優(yōu)點是測量精度高。 （ 4）發(fā)揮部分 ：可以顯示最大加速度，在軟件編程中實現(xiàn)。 （ 2）實現(xiàn)了速度包括平均速度瞬時速度的測量，并規(guī)定最大速度為 8m/s，當行駛速度超過該值時，報警器會發(fā)出報鳴聲，提醒減速行駛。 （ 1）實現(xiàn)了總里程的測量，并且里程當里程小于 1KM 時，數據的顯示格式為 ，當里程大于 1KM 時，數據的顯示格式為 ，更便于數據的讀取與測量。通過仿真證明本次設計符合設計的要求，能實現(xiàn)對里程、速度的顯示，功能性較強，具有一定的實踐意義，將會在許多場合應用。軟件采用 C 語言編寫，采用模塊化設計思想，程序可讀性強。 光電式速度里程表設計 24 5 設計總結 實現(xiàn)目標與特點 一 ．實現(xiàn)目標 該課題的主要任務是開發(fā)一個以 MCS51 單片機為核心的自行車的速度里程表。 光電式速度里程表設計 23 各項參數分成四屏選擇顯示，按動 S5（ Disp）按流程圖所示進行切換。當接通電源或按 Reset 后，顯示歡迎畫面： DigitalBikeMeter Wele…. 系統(tǒng)延時 2 秒后進入時鐘設置畫面： Set Time 00:00:00 依次按 S1S3 調整時鐘， S1 設定時位， S2 設定分位， S3 設定秒位，待時間設定完成后按 S4 確認。階段平均速度為階段里程除以本次行駛的時間。 信 信信 信 信 信信 信 信 信 信 信信 信 信 信 信 信信 信 信 信 信 信信 信 信 信信 信 圖 42 里程處理子程序流程圖 速度計算子程序 內部定時 /計數器 T0 服務程序用于處理輪子轉動一圈后的計時數據。 將階段里程自動與以前存儲的總 里程 相加， 再存入該存儲器，當單片機斷電后，階段里程清零，當有重新開始時，單片機重新計數與計時。當車輪每轉一圈，通過光電傳感器將脈沖數輸入單片機內，通過計數器計出脈沖數，再用乘法子程序算出里程數。光電式速度里程表設計 21 由于所測周期的單位是 μs，因此在相除轉換時應將被除數擴大 10 萬倍，以保證得出正確的速度。測出的周期值存儲在 R0、 TH0、TL0 三個寄存器中 ,然后將其轉換成速度。一旦出現(xiàn)低電平，則立即復位 TR0 終止定時器 ,以結束測周期程序。測量時首先將零賦給 THO、 TL0 兩個寄存器以將定時器 T0 的運行控制位 TR0 置位，同時也將 ET0 置位以允許定時器 T0 中斷。單片機通過檢測 引腳電平來決定是否啟動測量周期程序。中斷子程序流程 圖如圖 41 所示。其高 4 位用于定時/計數器中斷控制，低 4 位借給外部中斷，用做中斷標志和觸發(fā)方式選擇位。這種中斷請求是在單片機芯片內部發(fā)生的，因此無須在芯片上設置引入端。在單片機內部有兩個定時 /計數器，以對其中的計數結構進行計數的方法，來實現(xiàn)定時或計數功能。而速度的顯示則是在計算出速度里程后立刻顯示出來，體現(xiàn)實時性。 通過單片機計算出來的速度和里程的數據，通過 LCD1602 顯示模塊直觀顯示。例如：我們的自行車車輪 半徑為 時，計算得出車輪的周長 為 。由于轉盤共分為 8 個孔，轉盤轉動一圈將會改變 8次。另外，還應盡量保證其他子模塊在編程時的通用性和高效性。在計算里程時取了自行車的理想狀態(tài)。如要增加速度測量的上限，可以減小編碼器的脈沖數，或使用更小更精確的計時單位，使一次測量的時間值盡可能大。因存在半個時間單位的問題，可能會有 1 個時間單位的誤差。如要降低測量的速度下限，可以提高編碼器線數或加大測量的單位時間，使用一次采集的脈沖數盡可能多。 M 法是測量單位時間內的脈數換算成頻率，因存在測量時間內首尾的半個脈沖問題，可能會有 2 個脈的誤差。 測量算法概述 速度測量是工控系統(tǒng)中最基本的需求之一，最常用的是用數字脈沖測量某根軸的轉速，再根據機械比、直徑換算成線速度。系統(tǒng)的軟件總流程如下； 基于光電傳感器 自行車里程表的軟件設計包括上電初始化程序、中斷子程序、速度調用子程序、里程調用子程序、 LCD 顯示子程序、延時子程序等幾大部分。 通過單片機計算出來的速度和里程的數據 ,通過 LCD1602 顯示模塊顯示。再根據鋁盤與自行車的輪子保持著一樣的角速度，得到鋁盤的線速度與輪子線速度的關系，從而算出自行車在這 2 秒的平均速度。而 MN 所得到的正是這兩秒內鋁盤在圓周上所走得 距離 S。而這個距離 M 正好為計算速度和距離起到了基本的數據儲備作用。當該引腳為高電平時，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，要一直到該引腳出 現(xiàn)低電平時才開始測頻率。 按鍵接口電路如圖： S1S2S3S45K1R95K1R125K1R105K1R11VCC 圖 315 按鍵接口圖 光電式速度里程表設計 18 4 軟件設計 待測信號經預處理電路后加至單片機的 引腳可為單片機測量信號頻率提供有效的輸入信號。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，軟件結構簡單。 SPEAKERVCCQ21KRD1 圖 314 報警電路圖 鍵盤控制 鍵盤是實現(xiàn)人機對話的重要工具，用戶可用計算機向計算機輸入數據和指令，本系統(tǒng)采用獨立鍵盤接口，獨立式按鍵是指直接用 I/O 口線構成單個的按鍵電路。 LCD 顯示與單片機連接電路圖如圖 313； 1KRRSRWED0D1D2D3D4D5D6 VSSVDDVDDVCCLCD1602AT89C51 圖 313 液晶原理圖 光電式速度里程表設計 17 報警電路 本 次報警電路采用蜂鳴器報警，當即時速度超過預定值是蜂鳴器響，指示燈閃爍，提示應該減速。光標加 1)， N=0(讀或寫一個字符后地址指針減 1 amp。 指令集 1602 通過 D0~D7 的 8 位數據端傳輸數據和指令。A’。 顯示接口電路設計 1602 液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母 “A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母 “A”。 與 LED 數碼管相比，液晶顯示器的顯示效果相對較好，液晶顯示器顯示不僅直觀，而且界面具有人機交互美觀的特點。 指令 10：寫數據。 指令 8： DDRAM 地址設置。 指令 6：功能設置命令 DL：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8 位總線 N