基于單片機自行車測速系統(tǒng)設(shè)計-在線瀏覽
2025-08-09 16:27本頁面
【正文】 1Vcc 2GND 3OUT A44E外形圖單片機由于將CPU、內(nèi)存和一些必要的接口集成到一個芯片上，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：1. 體積小、重量輕；2. 電源單一、功耗低；3. 功能強、價格低；4. 全部集成在一塊芯片上，布線短、合理；5. 數(shù)據(jù)大部分在單片機內(nèi)傳送，運行速度快、抗干擾能力強、可靠性高。在設(shè)計中選用的是AT89C52單片機。模塊化設(shè)計使程序的可讀性好、修改及完善方便。中斷子程序是將傳感器產(chǎn)生的信號接入外部中斷0，將經(jīng)過74LS74分頻后的信號接入外部中斷1，利用中斷和定時器對分別對里程進行累加、每轉(zhuǎn)一周的時間進行測量。顯示子程序是將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果送顯示器顯示。 初始化=1?計算里程顯示里程計算速度顯示速度N開始圖 軟件總體流程圖第2章 硬件電路設(shè)計 概述自行車的速度里程表的硬件電路設(shè)計是基礎(chǔ)部分，它包括信號的捕獲、放大、整形，單片機的計算處理，數(shù)碼管的實時顯示和單片機外圍基本電路的設(shè)計，兩大主要器件就是傳感器和單片機。磁傳感器是一種將磁學(xué)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕钠骷蜓b置。作為輸入信號，這就給磁傳感器的快速發(fā)展提供了機遇，形成了磁傳感器的產(chǎn)業(yè)。單片機是本次設(shè)計的核心部件，它是信號從采集到輸出的橋梁，而且包括計算、定時、信息處理等功能。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。 AT89C52引腳圖AT89C52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)Flash閃速存儲器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，3個16位定時/計數(shù)器，5個中斷源，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)具有振蕩器及時鐘電路。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)中斷請求；由中斷優(yōu)先級寄存器IP安排各優(yōu)中斷源的優(yōu)先級；同一優(yōu)先級內(nèi)各終端同時提出中斷請求時，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。外部中斷請求有兩種信號方式：電平觸發(fā)方式和脈沖觸發(fā)方式。只要在和引腳上出現(xiàn)有效低電平時，就激活外部中斷方式。在這種方式下，在兩個相鄰機器周期內(nèi)，和 引腳電平發(fā)生變化，即在第一個機器周期內(nèi)為高電平，第二個機器周期內(nèi)為低電平，就激活外部中斷。 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。霍爾器件具有許多優(yōu)點，它們的結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便、功耗小、頻率高（可達1MHz）、耐震動、不怕灰塵、油污、水汽及煙霧等的污染或腐蝕。取用各種補償和保護措施的霍爾器件工作溫度范圍寬，可達－55℃～150℃。 按被檢測對象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等，轉(zhuǎn)變成電量來進行檢測和控制。在置于磁場中的導(dǎo)體或半導(dǎo)體通入電流I，若電流垂直磁場B，則在與磁場和電流都垂直的方向上會出現(xiàn)一個電勢差Uh，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。因為它具有結(jié)構(gòu)簡單、頻率響應(yīng)寬、靈敏度高、測量線性范圍大、抗干擾能力強以及體積小、使用壽命長等一系列特點，因此被廣泛應(yīng)用于測量、自動控制及信息處理等領(lǐng)域。(1)、(2)、(3)代表集成霍爾開關(guān)的三個引出端點。當(dāng)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(dǎo)通，此時OC門輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)為開 。這樣兩次電壓變換，使霍爾開關(guān)完成了一次開關(guān)動作。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。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2kW的負(fù)載電阻。內(nèi)部含有256個8 位字節(jié)，ATMEL公司的先進CMOS技術(shù)實質(zhì)上減少了器件的功耗。AT24C02支持I2C總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議。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，通過器件地址輸入端 A0、A1和A2可以實現(xiàn)將最多8個24C02器件連接到總線上。SDA串行數(shù)據(jù)/地址：CAT24WC02雙向串行數(shù)據(jù)/地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，是一個開漏輸出管腳可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進行線或（wireOR）。當(dāng)WP管腳連接到Vss或懸空，允許器件進行正常的讀/寫操作。在軟件編程時采用程序包來控制24C02發(fā)送或接受數(shù)據(jù)。觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，即“0”和“1”，在一定的外界信號作用下，可以從一個穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)。 74LS74引腳圖在本題目中74LS74芯片起分頻的作用。tt00vv霍爾輸出圈脈沖二分頻后的波形 分頻前后對比圖由圖可見，二分頻后的波形的高或地電平的時間正好是霍爾傳感器開關(guān)的一個周期，霍爾傳感器輸出脈沖到。 74LS244芯片的介紹本次設(shè)計中的采用驅(qū)動數(shù)碼管的芯片為74LS244，74LS244為三態(tài)輸出的八位緩沖器和線驅(qū)動器，若單片機輸出口直接接顯示部分電路，則電流太小，會導(dǎo)致顯示部分不能正常工作?？梢钥闯?4LS244由2組組成、每組由四路輸入、輸出構(gòu)成。 74LS244邏輯圖 單片機外圍電路的設(shè)計 時鐘電路的設(shè)計時鐘是單片機的心臟，單片機各功能部件的運行都是以時鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地工作。AT89C52片內(nèi)由一個反相放大器構(gòu)成振蕩器，可以由它產(chǎn)生時鐘。本設(shè)計采用前者。這兩個引腳跨接石英晶體振蕩器和電容，就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會影響振蕩器的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。此外，如果單片機有串行通信，則應(yīng)該選擇振蕩頻率除以串行通信頻率可以除盡的晶體。有了它可以使程序從指定處開始執(zhí)行，即從程序存儲器中的0000H地址單元開始執(zhí)行程序。只要RET保持高電平，則89C52循環(huán)復(fù)位。本系統(tǒng)
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