【正文】 線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳輸數(shù)據(jù)，所以只用兩根線 SCL 和 SDA與單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。 WP 寫保護(hù)：如果 WP 管 腳連接到 Vcc，則 所有的內(nèi)容都被寫保護(hù)，只能讀。 A01A12A23Vss4SDA5SCL6WP7Vcc824C02 管腳圖 圖 24C02 管腳圖 SCL 串行時(shí)鐘： AT24C02 串行時(shí)鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘。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器件連接到總線上。 AT24C02 支持 I2C總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議。內(nèi)部含有 256 個(gè) 8 位字節(jié)， ATMEL 公司的先進(jìn) CMOS 技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗。 TR0（ ） 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0運(yùn)行控制位。 TR1 由軟件置 1 或清 0。 TR1（ ）定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1 運(yùn)行控制位。所以， TF1 可用作查詢測(cè)試的標(biāo)志。 CPU 響應(yīng)中斷后 TF1 由硬件自動(dòng)清零。 TCON TF1（ ）定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。定時(shí) /計(jì)數(shù)器有 4 種工作方式，由 M1M2 進(jìn)行設(shè)置。 C/T =0 為定時(shí)模式； C/T =1時(shí)為計(jì)數(shù)模式。 GATE=0 時(shí)，只要用軟件使 TCON 中的 TR0 或 TR1 為 1，就可以啟動(dòng)定時(shí) /計(jì)數(shù)器工作； GATE=1 時(shí)，要用軟件 TR0 或 TR1 為 1，同時(shí)外 部中斷引腳0INT 或 1INT 也為高電平時(shí)，才能啟動(dòng)定時(shí) /計(jì)數(shù)器工作。 TMOD 工作方式寄存器 TMOD 用于設(shè)置定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作方式。 單片機(jī)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器功能介紹 AT89C52 單片機(jī)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的工作由兩個(gè)特殊功能寄存器控制。在這種方式下，在兩個(gè)相鄰機(jī)器周期內(nèi)， 0INT 和 1INT 引腳電平發(fā)生變化，即在第一個(gè)機(jī)器周 硬件電路設(shè)計(jì) 13 期內(nèi)為高電平，第二個(gè)機(jī)器周期內(nèi)為低電平，就激活外部中斷。只要在 0INT 和 1INT 引腳上出現(xiàn)有效低電平時(shí)，就激活外部中斷方式。 外部中斷請(qǐng)求有兩種信號(hào)方式：電平觸發(fā) 方式和脈沖觸發(fā)方式。由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器 IE 控制 CPU 是否響應(yīng)中斷請(qǐng)求；由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP 安排各中斷源的優(yōu)先級(jí)；同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)各 中斷源 同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。 表 2 P3 口引腳與第二功能 引腳 第二功能 信號(hào)名稱 RXD 串行數(shù)據(jù)輸入口 TXD 串行數(shù)據(jù)輸出口 0INT 外部中斷 0 請(qǐng)求 1INT 外部中斷 1 請(qǐng)求 T0 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 的外部輸入 T1 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 的外部輸入 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 單片機(jī)中斷系統(tǒng)介紹 中斷是指當(dāng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行正常程序時(shí)，系統(tǒng)中出現(xiàn)某些急需處理的事件， CPU 暫時(shí)中止當(dāng)前的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行服務(wù)程序，以對(duì)發(fā)生的更緊迫的事件進(jìn)行處理，待處理結(jié)束后， CPU 自動(dòng)返回原來(lái)的程序執(zhí)行 。 對(duì)于內(nèi)部 EPROM 的單片機(jī)芯片（例如 87C51），為寫入程序須提供專門的編程脈沖和編程電源。 如果把前述的信號(hào)定義為引腳第一功能的話，則根據(jù)需要再定義的信號(hào)就是它的第二功能。 XTAL1 振蕩器反相放大器 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)部程序存儲(chǔ)器中的指令。欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H— FFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 PSEN 信號(hào)。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 禁止位無(wú)效。 如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE 脈沖。 ALE/PROG 當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 用于鎖存地址的低 8 位字 節(jié)。 RST 復(fù)位輸入。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能 。對(duì) P3 口寫入 “1” 時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 P3 口 P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器 的內(nèi)容。對(duì)端口 P2 寫 “1” ，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，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)。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P1 接收低 8 位地址。 與 AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和輸入（ ） 。對(duì)端口寫 “1” ，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。 在 Flash 編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路，對(duì)端口 P0 寫 “1” 時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義 。 RST/VPD（ 9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。功能包括對(duì) 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 中斷系統(tǒng) CPU 存儲(chǔ)器 并行 I/O口 串口 I/O口 TXD RXD T INT P0P3 硬件電路設(shè)計(jì) 10 會(huì)聚主 IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM 及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制 ，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào) IR 的接收解碼及與主板 CPU 通信等。 AT89C52 管腳圖如圖 所示。 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖 。 單片機(jī)由于將 CPU、內(nèi)存和一些必要的接口集成到一個(gè)芯片上，并且面向控制功能將結(jié)構(gòu)作了一定的優(yōu)化，所以它有一般芯片不具有的特點(diǎn)： 1. 體積小、重量輕； 2. 電源單一、功耗低； 硬件電路設(shè)計(jì) 8 3. 功能強(qiáng)、價(jià)格低； 4. 全部集成在一塊芯片上，布線短、合理； 單片機(jī)簡(jiǎn)介 AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的 隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元， AT89C52 單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。 目前，單片機(jī)被廣泛的應(yīng)用于測(cè)控系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化、智能儀表、集成智能傳感器、機(jī)電一體化產(chǎn)品、家用電器領(lǐng)域、辦公自動(dòng)化領(lǐng)域、汽車電子與航 空航天器電子系統(tǒng)以及單片機(jī)的多機(jī)系統(tǒng)等領(lǐng)域。 A44E5V1232KR13OUT 圖 集成霍爾開關(guān)接線圖 單片機(jī)概述 單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器（ CPU），存儲(chǔ)器（ RAM,ROM,EPROM）和各種輸入、輸出接口（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，并行 I/O 口，串行口， A/D 轉(zhuǎn)換器以及脈寬調(diào)制器 PWM 等），這樣一塊集成電路芯片具有一臺(tái)計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。傳感器主要特性是它的輸出特性，即輸入磁感應(yīng)強(qiáng)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(dòng)作。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到工作點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)器輸出高電壓 (相對(duì)于 低 電位 )，使三極管導(dǎo)通，此時(shí) OC 門輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)為開 。 它的三個(gè)引線分別 代表集成霍爾開關(guān)的三個(gè)引出端點(diǎn)。因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率響應(yīng)寬、靈敏度高、測(cè)量線性范圍大、抗干擾能力強(qiáng)以及體積小、使用壽命長(zhǎng)等一系列特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于測(cè)量、自動(dòng)控制及信息處理等領(lǐng)域。在置于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體或半導(dǎo)體通入電流 I，若電流垂直磁場(chǎng) B，則在與磁場(chǎng)和電流都垂直的方向上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)電勢(shì)差 Uh，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 A44E 的外形如圖 所示。 霍爾傳感器是對(duì)磁敏感的傳感元件，常用于信號(hào)采集的有 A44E，該傳感器是一個(gè) 3 端器件，外形與三極管相似，只要接上電源、地，即可工作 。在粘磁鋼時(shí)要注意，霍爾傳感器對(duì)磁場(chǎng)方向敏感， 安裝 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。 硬件電路設(shè)計(jì) 6 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(jiǎn)單，只要在轉(zhuǎn)軸的齒輪盤上粘上一粒磁鋼，霍爾元件固定在前叉上，當(dāng)車子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)霍爾元件靠近磁鋼，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。前者是直接檢測(cè)出受檢測(cè)對(duì)象本身的磁場(chǎng)或磁特性，后者是檢測(cè)受檢對(duì)象上人為設(shè)置的磁場(chǎng)，用這個(gè)磁場(chǎng)來(lái)作被檢測(cè)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(wú)觸點(diǎn)、無(wú)磨損、輸出波形清晰、無(wú)抖動(dòng)、無(wú)回跳、位置重復(fù)精度高。 傳感器及其測(cè)量系 統(tǒng) 本次設(shè)計(jì)信號(hào)的捕獲采用的是霍爾傳感器。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(cè)量；而編碼器必須安裝在車軸上，安裝較為復(fù)雜；霍爾元件或干簧管不但不受天氣的影響，即使被泥沙或灰塵覆蓋也不會(huì)有影響，而且安裝方便。常用的測(cè)速元件有霍爾傳感器、光電傳感器和光電編碼器。使用單片機(jī)進(jìn)行測(cè)速，可以使用簡(jiǎn)單的脈沖計(jì)數(shù)法。 在自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，霍爾傳感器 是一種基本的測(cè)量 工具 。隨著信息產(chǎn)業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化、 交通運(yùn)輸、電力電子技術(shù)、辦公自動(dòng)化、家外部信號(hào) 霍爾傳感器 外部存儲(chǔ)器 AT89C52單片機(jī) 里程顯示 速度顯示 硬件電路設(shè)計(jì) 5 用電器、 醫(yī)療儀器等 等 的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，需要大量的傳感器 將 需進(jìn)行 測(cè) 量和控制的非電量，轉(zhuǎn)換成可以與計(jì)算機(jī)兼容的信號(hào)，作為他們的輸入信號(hào)，這就給磁傳感器的快速發(fā)展提供了機(jī)會(huì)，形成了相當(dāng)可觀的磁傳感器產(chǎn)業(yè)。 它 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。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。 圖 系統(tǒng)的原理框圖 傳感器概述 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB766587 對(duì)傳感器下的定義是： “ 能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常 由敏感原件 和轉(zhuǎn)換元件組成 ” 。 目前，單片機(jī)被廣泛的應(yīng)用于測(cè)控系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化、智能儀表、集成智能 傳感器、機(jī)電一體化產(chǎn)品、家用電器領(lǐng)域、辦公自動(dòng)化領(lǐng) 域、汽車電子與航空航天器電子系統(tǒng)以及單片機(jī)的多機(jī)系統(tǒng)等領(lǐng)域。 最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：自行車的速度里程表具有里程、速度測(cè)試與顯示功能，采用單片機(jī)作控制，顯示電路可顯示里程及速度。 3. 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，要求用 LED 顯示里程總數(shù)和即時(shí)速度。 系統(tǒng)總方案分析與設(shè)計(jì) 3 2. 對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)速度鍵按下時(shí)，速度指示燈亮， LED 切換顯示當(dāng)前速度 。計(jì)數(shù)器 T1 計(jì)算每轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間 t，就可以計(jì)算出即時(shí)速度 v。當(dāng)輪子每轉(zhuǎn)一圈，通過(guò)開關(guān)型霍爾元件傳感器采集