【正文】 空閑模式 外部 1 1 浮空 數(shù)據(jù) 地址 數(shù)據(jù) 掉電模式 內(nèi)部 0 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 掉電模式 外部 0 0 浮空 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 18 （ 3） 激活相應(yīng)的控制信號(hào)。編程時(shí)，可采用 4— 20MHz 的時(shí)鐘振蕩器， AT89C51 編程方法如下： （ 1） 在地址線上加上要編程單元的地址信號(hào)。如圖 Vpp=12V Vpp=5V 芯片頂面標(biāo)識(shí) AT89C51 xxxx yyww AT89C51 xxxx— 5 yyww 簽名字節(jié) （ 030H） =1EH （ 031H） =51H （ 032H） =FFH （ 030H） =1EH （ 031H） =51H （ 032H） =05H AT89C51 的程序存儲(chǔ)器列陣采用字節(jié)寫入方式編程的，每次寫入一個(gè)字 節(jié)，要對(duì)整個(gè)芯片內(nèi)的 PEROM 程序存儲(chǔ)器寫入一個(gè)非空字節(jié)，必須使用擦除的方式將整個(gè)存儲(chǔ)器的內(nèi)容清楚。 AT89C51 單片機(jī)中，有些屬于低電壓編程方式，而有些則是高電壓編程方式。編程接口可接收高電壓（ +12V）或低電壓（ Vcc）的允許編程信號(hào)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變 RAM 中的內(nèi)容，在VCC恢復(fù)到正常電平前，復(fù)位應(yīng)無效，且必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。為了避免可能對(duì)端口產(chǎn)生意外寫入， 激活空閑模式的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條對(duì)端口或外部存儲(chǔ)器的寫入指令。 其二是通過硬件復(fù)位也可將空閑工作模式終止。 終止空閑工作模式的方法有兩種，其一是任何一條被允許中斷的事件被激活， IDL（ ）被硬件 清除，即刻終止空閑工作模式。此時(shí)，片內(nèi) RAM 和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。 PD 是掉電模式，當(dāng) PD=1 時(shí)，激活掉電工作模式，單片機(jī)模式，即 PD 和 IOL 同時(shí)為 1，則先激活掉電模式。 空閑節(jié)電模式 AT89C51 有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是空閑模式和掉點(diǎn) 工作模式。在這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。對(duì)外接電容 C C2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低，振蕩器工作的穩(wěn)定性，起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，則推薦電容使用 30pF ? 10pF，而如使用陶瓷振蕩器建議選擇40pF?10F。 時(shí)鐘振蕩器 AT89C51 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL 和 XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。 XTAL1： 振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。 端 口 引 腳 第 二 功 能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） 0INT （外中斷 0） P3,3 1INT （外中斷 1） T0 （定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0） T1 （定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1） WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 15 EA/VPP： 外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會(huì)被激活，此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE無效。 對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG ）。 ALE仍一時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。 ALE/PROG ： 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。 RST： 復(fù)位輸入。作輸入端時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上 拉電阻輸出電流（ IIL）。 P3口 ： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL 邏輯門電路。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時(shí)， P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)總 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVE DPTR 14 指令）時(shí)。 P2口： P2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL 邏輯門電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。 P1口： P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL 邏輯門電路。 作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL 邏輯門電路，對(duì)端口寫“ 1”可作為高阻抗輸入端用 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止 13 工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。同時(shí)， AT89C51 可將至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。功能強(qiáng)大 AT89C51單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。所以就采用矩陣式鍵盤接口電路。但每個(gè)按鍵需要占用一個(gè)輸入口線，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，需要較多的輸入口線且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故此種鍵盤適用 于按鍵較少或操作速度較高的場合。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個(gè)按鍵按下了。因此各按鍵彼此將相互發(fā)生影響，所以必須將行列信號(hào)配合起來比做適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。這是識(shí)別矩陣鍵盤按鍵是否按下的 關(guān)鍵所在。平時(shí)無按鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由于此行線相連的列線電平?jīng)Q定。按鍵設(shè)置在行列線交點(diǎn)上，行列線分別接到按鍵開關(guān)兩端。一個(gè) 3 3 的行列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)有 9 個(gè)按鍵的鍵盤。 所以，由于本系統(tǒng)涉及到 6 位顯示輸出，就采用了 LED 動(dòng) 態(tài)顯示方式。在確定 LED 不同位顯示的時(shí)間間隔，不能太短，因?yàn)榘l(fā)光二極管從導(dǎo)通到發(fā)光有一定的延時(shí)，導(dǎo)通時(shí)間太短，發(fā)光太弱人眼無法看清。由于各位的段選線并聯(lián)，段碼的輸出對(duì)各位來說都是相同的，因此，同一時(shí)刻，如果各位位選線都處于選通狀態(tài)的話， 4 位 LED 將顯示相同的字符。而各位的共陽極或共陰極分別由相應(yīng)的 I/O 線控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。如果顯示器位數(shù)增多，則靜態(tài)顯示方式更是無法適應(yīng)，因此在顯示位數(shù)較多的情況下，一般都采用動(dòng)態(tài)顯示方式。這種顯示方式接口編程容易。各個(gè) LED 的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個(gè)字符為止。 LED 靜態(tài)顯示方式 LED 顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位的共陰極（或共陽極）連接在一起并接地（或 +5V）；每位的段選線（ a~dp）分別與一個(gè) 8 位的鎖存器輸出相連。 N 個(gè) LED 顯示塊有N 跟位選線，根據(jù)顯示方式的不同，位選線和段選線的連接方法也各不相同，段選線控制顯示字符的字型，而位選線為各個(gè) LED 顯示塊的公共端，它控制該 LED 顯示位的亮、暗。本設(shè)計(jì)就是采用的這種CS3020 霍爾傳感器。在粘磁鋼時(shí)要注意，霍爾傳感器對(duì)磁場方向敏感，粘之前可以先手動(dòng)接近一下傳感器，如果沒有信號(hào)輸出，可以換一個(gè)方向再試。 10 圖 1 CS3020 外形圖 使用霍爾傳感器獲得脈沖信號(hào)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)也可以做得較為簡單，只要在轉(zhuǎn)軸的圓周上粘上一粒磁鋼，讓霍爾開關(guān)靠近磁鋼，就有信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)不斷地產(chǎn)生脈沖信號(hào)輸出。 霍爾傳感器是對(duì)磁敏感的傳感元件，常用于開關(guān)信號(hào)采集的有CS30 CS3040 等，這種傳感器是一個(gè) 3 端器件，外形與三極管相似，只要接上電源、地，即可工作，輸出通常是集電極開路（ OC）門輸出，工作電 壓范圍寬，使用非常方便。由于干簧管屬于金屬觸片接觸型開關(guān)，其存在防振動(dòng)、抖動(dòng)性能差造成計(jì)數(shù)準(zhǔn)確性不高和響應(yīng)速度慢等缺點(diǎn)?；魻栐蚋苫晒懿坏皇芴鞖獾挠绊?，即使被泥沙或灰塵覆蓋對(duì)測量也不會(huì)有影響。 光敏電阻對(duì)光特別敏感，當(dāng)白天行駛時(shí)，外界光源將導(dǎo)致光敏電阻發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)；光敏電阻對(duì)環(huán)境的要求相當(dāng)高，如果光敏電阻或發(fā)光二極管被泥沙或灰塵所覆蓋，光敏電阻就不能再進(jìn)行準(zhǔn)確測量；在霧天和雨天光敏電阻的測量的效果也 不好。將干簧管安裝在車子前叉的一側(cè)，在輪圈側(cè)面貼一個(gè)磁片。當(dāng)磁片經(jīng)過霍爾元件時(shí)，霍爾元件輸出端的電壓發(fā)生變化產(chǎn)生脈沖，單片機(jī)根據(jù)脈沖數(shù)計(jì)算速度。 方案三、利用霍爾型非接觸式轉(zhuǎn)速傳感器對(duì)里程進(jìn)行測量。將旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在車軸上，這樣每當(dāng)車輪轉(zhuǎn)過一定的距離編碼器就會(huì)發(fā)出一個(gè)脈沖。在同等高度的輻條上貼上一圈黑色材料，并在黑色材料上打上等間距的小孔，這樣當(dāng)小孔經(jīng)過光敏電阻時(shí)，光敏電阻根據(jù)光電流的變化發(fā)出脈沖，從而測量出速度。 測速傳感器的選擇 方案一、使用光敏電阻對(duì)里程進(jìn)行測量。功能強(qiáng)大 AT89C51單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。也不予采用。 8031 外擴(kuò)一片 4KB EPROM 的就相當(dāng) 于 8751，它的最大優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低。用戶可以將程序固化在 EPROM 中，可以反復(fù)修改程序。也不予采用。 ROM 內(nèi)的程序是公司制作芯片時(shí)，代為用戶燒制的，出廠的 8051 都是含有特殊用途的單片機(jī)。 盡管單片機(jī)的品種很多，但是在我國使用最多的還是 Intel 公司的 MCS— 51 系列單片機(jī)和美國 Atmel 公司的 89C51 單片機(jī) MCS— 51 系列單片機(jī)包括三個(gè)基本型 803 805 8751 8031 內(nèi)部包括一個(gè) 8 位 CPU、 128 個(gè)字節(jié) RAM， 21 個(gè)特殊功能寄存器（ SFR）、4 個(gè) 8 位并行 I/O 口、 1 個(gè)全雙工串行口、 2 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，但片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器，需外擴(kuò) EPROM 芯片。 8 第二章 方案 論證 單片機(jī)的選擇 20 世紀(jì) 80 年代以來，單片機(jī)的發(fā)展非常迅速，就通用單片機(jī)而言，世界上一些著名的計(jì)算機(jī)廠家已投放市場的產(chǎn)品就有 50 多個(gè)系列，數(shù)百個(gè)品種。汽車儀表的電子數(shù)字化，也必將促進(jìn)汽車儀表向高新技術(shù)領(lǐng)域迅速發(fā)展。 汽車電子儀表作為信息處理和顯示的系統(tǒng)，隨著半導(dǎo)體器件集成度的進(jìn)一步提高，電子技術(shù)和電子板制造工藝的改進(jìn)，汽車電子儀表將向著多功能、更高的智能化的方向發(fā)展。用這樣的系統(tǒng)控制裝置或儀表，可以通過網(wǎng)絡(luò)和其他裝置使數(shù)據(jù)交換變得非常簡單。為了減少布線的數(shù)量，解決眾多控制裝置和電子儀表之間數(shù)據(jù)交換問題，車載電子裝置間的數(shù)據(jù)通信變得越來越為重要。 信息化，網(wǎng)絡(luò)化。技術(shù)的共同化，并不會(huì)使所有的汽車都成為一種模式。個(gè)性化。更好的視覺特性。隨著數(shù)字顯示技術(shù)的成熟，設(shè)計(jì)人員可以設(shè)計(jì)出各種各樣實(shí)用而富有特色的汽車儀表。利用嵌入式微處理器進(jìn)行汽車各種信息的采集、分析、處理 和警示。多元化， 由于車用多種信息服務(wù)的拓展、車用電子系統(tǒng)集中監(jiān)控的需要日益增強(qiáng)，為了適應(yīng)這種信息化社會(huì)的需要，多種信息顯示方法正在不斷研究和開發(fā)，使得顯示裝置向多功能化方向發(fā)展，融導(dǎo)航顯示裝置、各種信息服務(wù)功能的接受、車用電子裝置的集中監(jiān)控，以及車中的文字、圖像等的顯示為一體， 7 集機(jī)械、光電一體化使得未來的汽車效率更高、更為安全。 未來汽車儀表的發(fā)展趨勢 。硬件包括面板、高性能微機(jī)及輔助電器電子元件 。此時(shí)，汽車儀表已經(jīng)不再是單純的信息顯示裝置，而是逐步拓展為一個(gè)智能化信息系統(tǒng)。與此同時(shí)，顯示方式也由單色顯示向彩色顯示和立體顯示發(fā)展過渡，極大地提高了儀表的視認(rèn)性和美觀性，促進(jìn)了汽車 檢測 技術(shù)的變革。 智能化信息系統(tǒng)。從外觀上，逐漸形成了數(shù)字顯示為主流的顯示方式。 90 年代初期世界上已有 60種以上的車型使用電子儀表。 70 年代后半期，隨著半導(dǎo)體及顯示器件技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了熒光顯示管、發(fā)光二極管， 1978 年電子顯示問世。汽車 檢測 的電子化是隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步而獲得迅速發(fā)展。隨著汽車電氣設(shè)備不斷增加，電氣系統(tǒng)也變得越來越復(fù)雜，傳統(tǒng) 檢測方式 己遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代汽車新技術(shù)、高速度、人性化的要求。 這一階段 汽車上的傳感器基本上都是機(jī)械式 /電磁機(jī)械式的，汽車 檢測 功能單一，僅僅顯示傳