【正文】 個程序小于 4KB的小系統(tǒng)。但其價格相對8031 較貴。隨著 大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，能裝入片內(nèi)的外圍接口電路也可以是大規(guī)模的。 AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 128bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ ROM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 9 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元。此設(shè)計就采用AT89C51。將光敏電阻安裝在自行車前叉的一側(cè)，在同等高度的另一側(cè)裝上高亮度的發(fā)光二極管。 方案二、利用編碼器對車輪的圈數(shù)進(jìn)行測量。利用脈沖數(shù)對速度進(jìn)行測量。將霍爾元件安 裝在車前叉的一側(cè)，在輪圈側(cè)面貼一個磁片。 方案四、利用干簧管型傳感器測量里程。當(dāng)磁片經(jīng)過干簧管時，干簧管輸出端的電壓發(fā)生變化產(chǎn)生脈沖，單片機(jī)根據(jù)脈沖數(shù)來計算速度。而編碼器必須安裝在車軸上，安裝較為復(fù)雜，這樣就會給用戶帶來很多不便。而且安裝方便，不受光線、泥水等因素影響的優(yōu)點。故本設(shè)計采用方案三。如圖 1 所示是 CS3020的外形圖，將有字面對準(zhǔn)自己，三根引腳從左向右分別是 Vcc，地，輸出。如果在圓周上粘上多粒磁鋼，可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)一周，獲得多個脈沖輸出。 這種傳感 器不怕灰塵、油污，在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用廣泛 。 LED 顯示電路選擇 LED 顯示器是由 N 個 LED 顯示塊拼接成 N 位 LED 顯示器。 LED 顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式。所以稱為靜態(tài)顯示。也正因此如此，靜態(tài)顯示器的亮度都較高。付出的代價是占用口線較多，若用 I/O 接口，則要占用 4 個 8 位 I/O 口，若用鎖存器接口，則要用 4 片 74LS373 芯片。 LED 動態(tài)顯示方式 在多位 LED 顯示時，為了簡化硬 件電路，通常將所有位的段選線相應(yīng)的并聯(lián)在一起，有一個 8 位 I/O 口控制，形成段選線的多路復(fù)用。其中段選線占用一個 8 位 I/O 口，而位選線占用一個 4 位 I/O 口。若要各位 LED 能夠顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用掃描顯示方式，即在某一時刻，只讓某一位的位選線狀態(tài)，而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)， 11 同時，段選線上輸出 相應(yīng)位要顯示字節(jié)的段碼。但也不能太長，因為畢竟要受限于臨界閃爍頻率，而且此時間越長，占用 CPU時間也越多，另外，顯示位增多，也將占用大量的 CPU時間，因此動態(tài)顯示實質(zhì)是一犧牲 CPU時間來換取元件的減少。 鍵盤輸入電路 矩陣式鍵盤接口 ： 矩陣式鍵盤（也稱行列式鍵盤）適用于按鍵數(shù)目較多的場合，它由行線和 列線組成，按鍵位于行列的交點上。同理，一個 4 4 的行列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個 16 鍵的鍵盤，很明顯，在按鍵數(shù)量較多的場合，矩陣式鍵盤與獨立式鍵盤相比，要節(jié)省很多的 I/O 口線。行線通過上拉電阻接到 +5V上。列線電平如果為低電平，則行線電平為低電平，列線電平如果為高電平，則行線電平為高電平。由于矩陣鍵盤中行列線為多鍵公用，各按鍵均影響該鍵所在行列的電平。 獨立式按鍵接口 ： 獨立式按鍵就是各按鍵相互獨立，每個按鍵各接入一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件簡單。 由于此系統(tǒng)中只有 0~9 的十個數(shù)字鍵，比較多。 12 第三章 車速檢測主電路 主電路核心器件介紹 AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 128bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ ROM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(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（ CPU）和 Flash 存儲單元 。 AT89C51 主要性能參數(shù) （ 1）與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 （ 2） 4K 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲器 （ 3） 1000 次擦寫周期 （ 4）全靜態(tài)操作： 0Hz24MHz （ 5）三級加密程序存儲器 （ 6） 128 8字節(jié)內(nèi)部 RAM （ 7） 32 個可編程 I/O 口線 （ 8） 2個 16位定時 /計數(shù)器 （ 9） 6個中斷源 （ 10）可編程串行 UART 通道 （ 11） 低功率空閑和掉電模式 AT89C51 功能特性概述 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K 字節(jié) Flash 閃速存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32個 I/0 口線，兩個 16 位定時 /計數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 Vcc：電源電壓 GND：地 P0口 ： P0 口是一組 8位漏極開路型雙向 I/O，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口 。 在 Flash 編程時， P0 接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉倒高電平，此時可作輸入口。 Flash 編程和程序校驗期間， P1接收低 8位地址。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。 P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 Flash 編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和其他控制信號。對 P3 口寫入“ 1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 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，如下表所示： P3口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將單片機(jī)復(fù)位。即使不訪問外部存儲器。但要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE脈沖。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。 PSEN ： 程序存儲允許（ PSEN ）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) AT89C51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的 PSEN 信號不出現(xiàn)。需要注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時 內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V編程電壓 Vpp。 XTAL2： 振蕩器 3放大器的輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路如圖： 外接石英晶體（或陶瓷振蕩器）及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 用戶也可以采用外部時鐘，采用時鐘的電路如圖。 由于外部時鐘信號是通過一個 2分鐘觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng) 16 符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。這兩種方式是控制專用寄存器 PCON（即電源控制寄存器）中的 PD（ ）和 IDL（ ）位來實現(xiàn)的。 在空閑工作模式狀態(tài)， CPU 保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生?？臻e模式可由任何允許的中斷請求或硬件復(fù)位終止。程序會首先響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨 RETI（中斷返回）指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入空閑模式那條指令后面的一條指令。需要注意的是，當(dāng)有硬件復(fù)位來終止空閑工作模式時， CPU 通常是從激活空閑模式那條指令的下一條指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個機(jī)器周期（ 24 個時鐘周期）有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止 CPU 訪問片內(nèi) RAM，而允許訪問其它端口。 掉電模式 在掉點模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。 模式 程序存儲器 ALE /PSEN P0 P1 P2 P3 17 Flash 閃速存儲器的編程 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部有 4K 字節(jié)的 Flash PEROM，這個 Flash 存儲陣列出廠時已處于擦除狀態(tài)（即所有存儲單元的內(nèi)容均為 FFH），用戶隨時可對其進(jìn)行編程。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程 模式可與通用 EPROM 編程器兼容。用戶可從芯片上的型號和讀取芯片內(nèi)的簽名字節(jié)獲得該信息。 編程方法 編程前，先設(shè)置好地址，數(shù)據(jù)及控制信號，編程單元的地址加在 P1 口和 P2 口的— (11 位地址范圍為 0000H— 0FFFH)，數(shù)據(jù)從 P0 口輸入，引腳 、 和 、 的電平， PSEN 為低電平， RST 保持高電平， EA/Vpp 引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓， ALE/PROG 引腳輸入編程脈沖（負(fù)脈沖）。 （ 2） 在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。 （ 4） 在高電壓編程方式時，將 /EA/Vpp 端加上 +12V 編程電壓。 改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，重復(fù) 1— 5 步驟，直到全部文件編程結(jié)束。 Ready/Busy：字節(jié)編程的進(jìn)度可通過 RDY/BSY 輸出信號監(jiān)測，編程期間， ALE變成高電平“ H”后 端電平被拉低，表示正在編程狀態(tài)。 變?yōu)楦唠娖奖硎緶?zhǔn)備就緒狀態(tài)。采用下圖電路。校驗時 P0 口須接上 10K 左右的上拉電阻。 利用控制信號的正確組合并保持 ALE/PROG 引腳 10ms的低電平脈沖寬度即可將PEROM 陣列（ 4k 字節(jié)）和三個加密位整片擦除，代碼陣列在片擦除操作中將任何非空單元寫入“ 1”，這步驟需再編程之前進(jìn)行。用于聲明該器件的廠商、型號和編程電壓。 （ 031H） =51H 聲明為 AT89C51 單片機(jī)。 （ 032H） =05H 聲明為 5V 編程電壓。 AT89C51 的極限參數(shù)： 極限參數(shù)：工作溫度 ?????? ???? 55℃ to+125℃ 儲藏溫度 ?????? ???? 65℃ to+150℃ 任一引腳對地電壓 ??? ??? + 最高工作電壓 ???????? 直流輸出電流 ???????? 顯示電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，如果需要顯示的內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母，使用 LED 數(shù)碼管是一種較好的選擇。 LED 數(shù)碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件，其中七只發(fā)光二極管分別對應(yīng) a～ g 筆端構(gòu)成“日”字形，另一只發(fā)光二極管 Dp 作為小數(shù)點。 因 為 顯 示 的 位 數(shù) 較 多 ， 所 以 采 用 了7SEGMPX6CABLUE 如圖所 示： LED 數(shù)碼管按電路中的連接方式可分為共陰型和共陽型兩大類，因為顯示的速度，顯示的位數(shù)多，所以就采用動態(tài)顯示的方式。若要各位 LED 能夠顯 20 示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用掃描顯示方式，即在某一時刻，只讓某一位的位選線狀態(tài)，而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，同時，段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字節(jié)的段碼。但也不能太長，因為畢竟要受限于臨界閃爍頻率，而且此時間越長，占用 CPU 時間也越多，另外，顯示位增多，也將占用大量的 CPU時間，因此動態(tài)顯示實質(zhì)是一犧牲 CPU 時間來換取元件的減少。 LED 接口電路 LED 顯示電路采用 I/O 口控制 LED 數(shù)碼管。 鍵盤接口 非編碼鍵盤與單片機(jī)的接口單片機(jī)系統(tǒng)所用的鍵 盤有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。這種鍵盤的使用比較方便，亦不需要編寫很多程序，但使用的硬件較復(fù)雜，在微型計算機(jī)控制系統(tǒng)中使用還不多。按鍵的作用，只是簡單地實現(xiàn)接點的接通和斷開，但必須有一套相應(yīng)的程序與之配合，才能產(chǎn)生出相應(yīng)的鍵碼。 使用非編碼鍵需要用軟件來解決按鍵的識別，防止抖動以及鍵碼的產(chǎn)生等工作。 CPU 通過并行口輸出 0000 到鍵盤的行線，然后檢測鍵盤的列線信號。若有任一個按鍵按下，則有某一條列線為 0，也就是