【正文】 數(shù)器的工作由兩個特殊功能寄存器控制。 IP 寄存器各位的定義如下。 IP 的狀態(tài)由軟件設(shè)定，某位設(shè)定為 1，則相應(yīng)的中斷源為高優(yōu)先級中斷；某位設(shè)定為 源為低優(yōu)先級中斷。 AT89C52 單片機有兩個中斷優(yōu)先級，即可實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。IE 寄存器各位的定義如下。 IE 的狀態(tài)可通過程序由軟件設(shè)定，某位設(shè)定為 1，相應(yīng)的中斷源中斷允許；某位設(shè)定為 0，相應(yīng)的中斷源中斷屏蔽。由此可見，在脈沖方式下，中斷請求信號的高電平和低電平狀態(tài)都應(yīng)至少維持一個機器周期，以使 CPU 采樣到電平狀態(tài)的變化，本次設(shè)計所采用的觸發(fā)方式為脈沖觸發(fā)方式。脈沖觸發(fā)方式的中斷請求則是脈沖的負跳變有效。電平觸發(fā)方式的中斷請求是低電平有效。 采用的外部中斷方式包括外部中斷 0 和外部中斷 1，它們的中斷請求信號分別由單片機引腳 0INT / 和 1INT / 輸入 。它們也由引腳以第二功能的形式提供的，即： 編程脈沖： 30 腳 ( /ALE PROG) 編程電壓 (25V)： 31 腳 ( /EAVPP ) 表 P3 口引腳與第二功能 引腳 第二功能 信號名稱 RXD 串行數(shù)據(jù)接收 TXD 串行數(shù)據(jù)接收 0INT 外部中斷 0 申請 1INT 外部中斷 1 申請 T0 定時 /計數(shù)器 0 的外部輸入 T1 定時 /計數(shù)器 1 的外部輸入 WR 外部 RAM 寫選通 RD 外部 RAM 讀選通 單片機中斷系統(tǒng)介紹 中斷是 指 當計算機執(zhí)行正常程序時，系統(tǒng)中出現(xiàn)某些急需處理的事件， CPU 暫時中止當前的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行服務(wù)程序，以對發(fā)生的更緊迫的事件進行處理，待處理結(jié)束后， CPU 自動返回原來的程序執(zhí)行 AT89C52 系列單片機的系統(tǒng)有 5 個中斷源， 2個優(yōu)先級，可實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。 如果把前述的信號定義為引腳第一功能的話，則根據(jù)需要再定義 的信號就是它的第二功能。 10 VSS：地線。 XTALl 和 XTAL2：外接晶體引線端。 RST：復位信號。 EA ：訪問程序存儲控制信號。 PSEN：外部程序存儲器讀選通信號。在系統(tǒng)擴展時， ALE 用于控制把 P0 口輸出的低 8 位地址鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的 分時傳送 。 ～ ： P3 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 ～ ： P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 。 AT89C52 管腳圖如圖 所示。 單片機的引腳功能介紹 AT89C52 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含8K Bytes 的可反復擦寫的只讀程序存儲器（ EPROM）和 256 字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標準 定時 /計數(shù)器 中斷系統(tǒng) CPU 存儲器 并行I/O口 串口I/O口 TXD TXD RXD T INT P0P3 3 自行車的速度里程表硬件電路設(shè)計 9 MCS51 指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash存儲單元，功能強大， AT89C52 單片機適合于許多較為復雜控制場合應(yīng)用。 I/O 接口 并行 I/O 接口的數(shù)據(jù)所有位同時傳送。 中斷系統(tǒng)在計算機中起著十分重要的作用，是現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中廣泛采用的一種實時控制技術(shù)，能對突發(fā)事件進行及時處理，從而大大提高系統(tǒng)的實時性能。存儲器是由大量的寄存器所組成，其中每一個寄存器就稱為一個存儲單元。 8 圖 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 （ CPU） 中央處理器是單片機最核心的部分，主要完成運算和控制功能。定時器/計數(shù)器等部件都制作在一塊集成芯片上，構(gòu)成一個完整的微型計算機從而實現(xiàn)微型計算機的基本功能。測量時 ， 在 2 兩端加 5V 直流電壓 ,在輸出端 3 與 1 之間接一個 2k? 的負載電阻，如圖 所示。傳感器主要特性是它的輸出特性，即輸入磁感應(yīng)強度 B 與輸出電壓 V0 之間的關(guān)系。這樣兩次電壓變換，使霍爾開關(guān)完成了一次開關(guān)動作。當施加的磁場達到工作點時，觸發(fā)器輸出高電壓 (相對于地電位 )，使三極管導通，此時 OC門輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)為開 。 (1)、 (2)、(3)代表集成霍爾開關(guān)的三個引出端點。霍爾效應(yīng)原理圖如圖 所示。利用霍爾效應(yīng)制成的元件稱為霍爾元件。 霍爾傳感器的測量原理 霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)制成的一種磁敏傳感器。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設(shè)置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體。按照霍爾器件的功能可將它們分為：霍爾線性器件和霍爾開關(guān)器件，前者輸出模擬量，后 者輸出數(shù)字量?；魻柧€性器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高。 傳感器及其測量系統(tǒng) 本次設(shè)計信號的捕獲采用的是霍爾傳感器。其中最具代表的磁傳感器就是霍爾傳感器，在自動檢測系統(tǒng)中，利用霍爾傳感器測轉(zhuǎn)數(shù)是一種最基本的測量工作。隨著信息產(chǎn)業(yè)、工業(yè)自動化、醫(yī)療儀器等的飛速發(fā)展和計算機應(yīng)用的普及，需要大量的傳感器將被測或被控的非電信號轉(zhuǎn)換成可與計算機兼容的電信號。 傳感器是獲取自然或生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的關(guān)鍵器件，是現(xiàn)代信息系統(tǒng)和各種設(shè)備不可缺少的信息采集工具。 系統(tǒng)軟件總體流程圖如圖 所示 。 數(shù)據(jù)處理子程序是將進入單片機的脈沖信號與實際要顯示值之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過軟件編程顯示所需要的值。 軟件設(shè)計包括主程序、行車過程中里程和速度計算子程序、延時子程序、中斷服務(wù)子程序、顯示子程序等等。 圖 系統(tǒng)的原理框圖 外部信號 霍爾傳感器 外部存儲器 AT89C52單片機 里程顯示 速度顯示 報警部分 4 自行車的速度里程表軟件方案設(shè)計 通過軟件控制單片機的功能是單片機的主要特點和優(yōu)點，程序的設(shè)計要考慮合理性和可讀性 ， 遵循模塊化設(shè)計的原則，采用自頂向下的設(shè)計方法。 目前，單片機被廣泛的應(yīng)用于測控系統(tǒng)、工業(yè)自動化、智能儀表、集成智能傳感器、機電一體化產(chǎn)品、家用電器領(lǐng)域、辦公自動化領(lǐng)域、汽車電子與航空航天器電子系統(tǒng)以及單片機的多機系統(tǒng)等領(lǐng)域。 A44E 的外形如圖 所示。 這種傳感器不怕灰塵、油污，在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用廣泛。如果在齒輪盤上粘上多粒磁鋼，可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)一周，獲得多個脈沖輸出。所以本設(shè) 計采用霍爾元件對里程與速度進行測量，既簡單易行，又經(jīng)濟適用。 里程測量傳感器的選擇也有以下幾種方案：使用光敏電阻對里程進行測量、利用編碼器對車輪的圈數(shù)進行測量、利用霍爾傳感器對里程進行測量、利用干簧管型傳感器測量里程。只要轉(zhuǎn)軸每旋轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生一個或固定的多個脈沖，將脈沖送入單片機中進行計算，即可獲得轉(zhuǎn)速的信息。 自行車的速度里程表硬件方案設(shè)計 測速，首先要解決是采樣的問題。 實現(xiàn)：利用軟件編程，對數(shù)據(jù)進行處理得到需要的數(shù)值。 實現(xiàn)：利用單片機自帶的計數(shù)器 T1 對霍爾傳感器脈沖信號進行計數(shù)。 要求達到的各項指標及實現(xiàn)方法如下： 1. 利用霍爾傳感器產(chǎn)生里程數(shù)的脈沖信號。計數(shù)器 T1 計算每轉(zhuǎn)一圈所用的時間 t，就可以計算出即時速度 v。 當輪子每轉(zhuǎn)一圈，通過開關(guān)型霍爾元件傳感器采集到一個脈沖信號，并從引腳 中斷 0 端輸入，傳感器每獲取一個脈沖信號即對系統(tǒng)提供一次計數(shù)中斷。 本系統(tǒng)總體思路如下：假定輪圈的周長為 L，在輪圈上安裝 m 個永久磁鐵，則測得的里程值最大誤差為 L/m。 2 2 自行車的速度里程表總體方案設(shè)計 任務(wù)分析與實現(xiàn) 本 設(shè)計的任務(wù)是：以通用 MCS51 單片機為處理核心，用傳感器將車輪的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為電脈沖，進行處理后送入單片機。 具體的硬件電路包括 AT89C52 單片機的外圍電路以及 LED 顯示電路等。本文主要介紹了自行車的速度里程表的設(shè)計思想、電路原理、方案論證以及元件的選擇等內(nèi)容，整體上分為硬件部分設(shè)計和軟件部分設(shè)計。本設(shè)計采用了 MCS51 系列單片機設(shè)計一種體積小、操作簡單的便攜式自行車的速度里程表，它能自動地顯示當前自行車行走的距離及運行的速度。因此，人們希望自行車的功用更強大，能給人們帶來更多的方便。 LED 目 錄 III 目 錄 1 緒 言 ................................................................. 1 課題背景 .......................................................... 1 課題的主要任務(wù)及內(nèi)容 .............................................. 1 2 自行車的速度里程表總體方案設(shè)計 ........................................ 2 任務(wù)分析與實現(xiàn) .................................................... 2 自行車的速度里程表硬件方案設(shè)計 .................................... 2 自行車的速度里程表軟件方案設(shè)計 .................................... 4 3 自行車的速度里程表硬件電路設(shè)計 ........................................ 5 概述 .............................................................. 5 傳感器及其測量系統(tǒng) ................................................ 5 霍爾傳感器的測量原理 ........................................... 5 集成開關(guān)型霍爾傳感器 ........................................... 6 單片機的原理及應(yīng)用 ................................................ 7 單片機原理簡介 ................................................. 7 單片機的引腳功能介紹 ...........