【正文】 全雙工的串行通信口； 8 具有兩個數據指針 DPTR0 和 DPTR1； 低功耗節(jié)電模式有節(jié)電模式和掉電模式； 包含 3 級程序鎖定位； AT89S51 的電源電壓為 ， AT89LS51 的電源電壓為 ； 振蕩器頻率 033MHz（ AT89S51）， 016MHz(AT89LS51)。片內的 Flash 可允許在線重新編程，也可使用非易失性存儲器編程。 （型號 A441） 單片機選型 AT89S51/LS51 單片機是低功耗的、具有 4KB 在線課編程 Flash 存儲器的單片機。由霍爾元件加整形電路構成的霍爾開關系統(tǒng)，具有輸出響應快，數字脈沖性能好，安裝方便，性能可靠，不受光線、泥水等因素影響，價格便宜的優(yōu)點。而編碼器必須安裝在車軸上，這樣安裝就會給用戶帶來很多不便。這種傳感器不怕灰塵、油污，在工業(yè)現場應用廣泛。 霍爾元件和磁鋼如圖 34 所示。 圖 34 霍爾元件和磁鋼實際圖 使用霍爾傳感器獲得脈沖信號，其機械結構也可以做得較為簡單 ，只要在轉軸的圓周上粘上一粒磁鋼，讓霍爾開關靠近磁鋼，就有信號輸出，轉軸旋轉時，就會不斷地產生脈沖信號輸出。利用脈沖數對里程進行測量。如圖 33 所示，是某光電編碼器的外形。 方案二、 光電編碼器 光電編碼器的工作原理與光電傳感器一樣，不過它已將光電傳感器、電子 電路 、碼盤等做成一個整體，只要用連軸器將光電傳感器的軸與轉軸相連，就能獲得多種輸出信號。 圖 31 光電傳感器的原理圖 霍爾傳感器 信號傳輸 單片機 AT89S51 LCD 顯示 電源 5 圖 32 遮光葉片 將光敏電阻安裝在自行車前又的一側，在同等高度的另一側安上一個高亮度的發(fā)光二極管。為此可以制作一個遮光葉片如圖 32 所示，安裝在轉軸上，當扇葉經過時，產生脈沖信號。 光電傳感器是應用非常廣泛的一種器件，各種各樣的形式，如透射式、反射式等，基本原理就是當發(fā)射管光照射到接收管時，接收管導通，反之關斷。系統(tǒng)方框圖如圖 21所示。另外 , 還應盡量保證其它子模塊在編程時的通用性和高效性。本設計用測量脈沖頻率來計算速度 , 因而具有較高的測速精度。該速度表能將傳感器輸入到單片機的脈沖信號的寬度 (傳感器將車速轉變成相應 寬度的脈沖信號 ) 實時地測量出來 ,然后通過單片機計算出速度 , 再將所得的數據存儲到串口數據存儲器 , 并由LCD 顯示模塊實時顯示出所測速度。 系統(tǒng)軟件包括單片機和液晶模塊的初始化模塊、液晶模塊的寫數據 / 命令子模塊、周期測量模塊、速度里程計算模塊、數據存儲模塊、速度和里程顯示數據轉 BCD 碼模塊、顯示數據消多余零模塊、數據顯示模塊以及實時中斷服務模塊等。 主要研究內容 : 3 2 總體設計方案 本速度里程表由信號預處理電 路、 AT89S51 單片機、 LCD顯示電路和 系統(tǒng)軟件組成。 電子式車速表更加智能，車速表的功能也更加人性化，如加上了 里程累計 、超速提醒等功能。 現在的車速表大多是電子式的，用 LED 數碼管或 LCD 顯示，使速度顯示更加直觀。因此，低速時 車 速表指針擺動劇烈、測量及顯示精度不高。 機械式車速表的缺陷是明顯的。當電磁轉矩與彈簧產生的阻力矩平衡時，指針偏轉停留在某一角度上。我國電動自行車產業(yè)基本保持與世界同步發(fā)展水平。直到上個世紀 90 年代中期，我國才掀起開發(fā)研究的高潮， 但 主要集中在上海、北京、廣東等地，到 90 年代后期基本覆蓋全國主要經濟發(fā)達 地區(qū)如江蘇、浙江、山東等省。人們對環(huán)境的關注以及相關技術的更 新 ，有力地促進了電動自行車的發(fā)展。 LCD display 畢業(yè)設計（論文）說明書 III 1 1 引 言 選題背景 在全球倡導綠色環(huán)保的大趨勢下，我國加大了對 車輛排放和噪聲的管理，由于電動自行車具有無污染、低噪聲和輕便快捷等優(yōu) 點， 是一種綠色環(huán)保的交通工具 。案實現了電動車速度即時顯示。 該方案由于使用了 LCD 顯示模 塊 ，以及高效快速算法，因而 可在節(jié)約系統(tǒng)資源和簡化程序設計的基礎 上保證測量精度和系統(tǒng)實時性 。電子式車速表采用 接觸車速傳感器代替軟軸傳動 ,可使車速表 的 安裝位置不受距離限制 ，進一步 有效地克服了機械式車速表中的諸多不足 。畢業(yè)設計（論文）說明書 I 摘 要 隨著科技的 迅速 發(fā)展，單片機的應用 也越來越廣泛 ， 并 帶動傳統(tǒng)控制檢測 技術不斷 更新。 現在的車速表大多是電子式的，用 LED 數碼管或 LCD 即時顯示，顯示更加直觀。 本次設計 給出了以 AT89S51 為核心，利用單片機 的 運算和控制功能，并采用系統(tǒng)化 LCD 顯示模塊實時顯示所測速度的設計方案 以及 系統(tǒng)軟件。 速度顯示部分采用 LCD 顯示 , 因而節(jié)省了所需單片機的口線和外圍器件 , 同時也簡化了顯示部分的軟件編程。 關鍵詞：單片機 ； 霍爾傳感器 ； LCD 顯示 畢業(yè)設計（論文）說明書 II Abstract Along with the quick development of science and technology, the application of SCM and more extensive, drive traditional control test technology constantly updated. Now the speed table is mostly electronic, use LED digital tube or LCD instantly shows, show more intuitive. Electronic speed table by using the contact speed sensor instead of soft shaft transmission speed table, can make the installation position of not affected by distance limit, further effectively overe the speed to the table of mechanical some shortings. This design is given based on AT89S51 as the core, of the microcontroller calculation and control function, and by using the systematic LCD display module realtime display measured the speed of design program and system software. The scheme by using LCD display module, and quick and efficient algorithm, thus in saving system resources and simplify programming based on guarantee measuring precision and realtime system. Speed shows part adopts LCD display, thereby saving the required microcontroller mouth lines and peripheral equipments, simultaneously also simplifies shows part of the software programming. Case realized the electric car speed instantly shows. Keywords: SCM, Hall sensors。隨著我國城市規(guī)模的迅速擴大及農村道路的日益改善，長期依靠腳踏自行車的人們將會把目標轉向電動自行車， 對電動自行車需求也會越來越大。 我國電動車的研究相比歐美國家起步較晚。雖然我國電動車研究起步晚，但從技術 角度 來看 ，我們并不 落后于世界。 研究意義 傳統(tǒng)的機械式車速表是由旋轉磁場作用于轉動盤，使轉動盤連同車速表指針發(fā)生同向的偏轉。指針偏轉角與 車速成正比，因而可用其表示車速。由于表盤指針偏轉程度正比于軟軸的轉動時產生的磁力 ，當轉速較低的時候，磁力較小，隨轉速變化波動較大。對于發(fā)動機后置的車輛 ，要將車速表指針的偏轉動力由變速箱經軟軸等傳至駕駛室，軟軸 2 必然布置的較長，如何將這種長長的轉動軟軸從結構上布置妥當，肯定是一件十分困難的事情。采用 接觸車速傳感器代替軟軸傳動 ,可使車速表 的 安裝位置不受距離 限制 ,有效地克服了機械式車速表中的諸多不足。 研究內容 本設計以 AT89S51 為核心，通過 霍爾 傳感器來檢測自行車的運轉情況進而實現電動自行車的速度，最后用 LCD 能直觀的將速度顯示給用戶， 從而 彌補了機械式的缺點 。 速度顯示 采用 LCD 顯示模塊 , 所得的數據直接傳送到單片機， 因而節(jié)省了所需單片機的口線和外圍器件 , 同時也簡化了顯示部分的軟件編程。 該設計能實時地將所測的速度顯示出來。設計時 , 應綜合考慮測速精度和系統(tǒng)反應時間。為了保證系統(tǒng)的實時性 , 系統(tǒng)的速度轉換模塊和顯示數據轉 BCD 碼模塊都采用快速算法。本設計的速度和里程值采用 LCD 顯示。 4 圖 21 系統(tǒng)方框圖 3 系統(tǒng)單元模塊概述 傳感器選擇 方案一、 光電傳感器 。以透射式為例，如圖 31所示，當不透光的物體擋住發(fā)射與接收之間的間隙時，開關管 關斷，否則打開。當葉片數較多時，旋轉一周可以獲得多個脈沖信號。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，這樣當小孔經過光敏電阻時，光敏電阻根據光電流的變化發(fā) 出脈沖， 從而測量里程。它廣泛應用于數控機床、回轉臺、伺服傳動、機器人、雷達、軍事目標測定等需要檢測角度的裝置和設備中。 圖 33 成品光電 編碼器 將旋轉編碼器安裝在車軸上，這樣每當車輪轉過一定的距離編碼器就會發(fā)出一個脈沖。 方案三、 霍爾傳感器 霍爾傳感器是對磁敏感的傳感元件，常用于開關信號采 6 集的有 CS30 CS30 A04E 等，這種傳感器是一個 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。如果在圓周上粘上多粒磁鋼，可以實現旋轉一周，獲得多個脈沖輸出 , 單片機根據脈沖數來計算里程 。 在粘磁鋼時要注意，霍爾傳感器對磁場方向敏感，粘之前可以先手動接近一下傳感器，如果沒有信號輸出，可以換一個方向再試。 光敏電阻對光特別敏感，當白天行駛時，外界光敏電阻對光特別敏感，當白天行駛時，外界光源導致光敏電阻發(fā)出錯誤信號；光敏電阻對 環(huán)境的要求相當高，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行測量；在霧天和雨天光敏電阻的測量的效果也不好?；? 7 爾元件不受天氣的影響，即便被泥沙或灰塵覆蓋對測量也不會有任何影響。所以本設計采用方案三霍爾傳感器。它與通用 80C51 系列單片機的指令系統(tǒng)和引腳兼容。他將通用 CPU 和在線可編程Flash 集成在一個芯片上，形成了功能強大、使用靈活和具有較高性能性價比的微控制器。 具有片內看門狗定時器； 靈活的在線片內編程模式（字節(jié)和頁編程模式）； 具有斷電標志模式 POF； 89S51 相對于 89C51 增加的新功能包括： 新增加很多功能，性能有了較大提升，價格基本不變，甚至比 89C51 更低！ ISP 在線編程功能，這個功能的優(yōu)勢在于改寫單片機存儲器內的程序不需要把芯片從工作 環(huán)境中剝離。 最高工作頻率為 33MHz，大家都知道 89C51 的極限工作頻率是 24M，就是說 S51 具有更 高工作頻率，從而具有了更快的計算速度。 9 內部集成看門狗計時器，不再需要像 89C51 那樣外接看門狗計時器單元電路。 電源關閉標識。 兼容性方面：向下完全兼容 51 全部字系列產品。也就是說所有教科書、網絡教程上的程序（不論教科書上采用的單片機是 8051 還 是 89C51 還是 MCS51 等等），在 89S51 上一樣可以照常運行，這就是所謂的向下兼容。在這里由于單片機測