【正文】 運(yùn)算處理檢測到是該電壓值，然后查表可知此時(shí)的限速范圍，判斷檢測到的車速與該限速范圍，如若該車速大于限速范圍的最大值，則系統(tǒng)將計(jì)算超出值大小，給出相應(yīng)的百分比（相當(dāng)于油門），超出越多，給的油門就會越小。單片機(jī)很多功能集成在一塊小芯片上，它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分組件：外部總線系統(tǒng)、內(nèi)存和CPU同時(shí)集成實(shí)時(shí)時(shí)鐘通訊接口、定時(shí)器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。 單片機(jī)選型世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從8位到16位再到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有很多與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，相輔相成，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地。STC89C51使用經(jīng)典的MCS51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。單片機(jī)系統(tǒng)如圖2所示：51系列單片機(jī)具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級中斷結(jié)構(gòu)，兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。特點(diǎn)和硬件資源有：l 增強(qiáng)型8051 單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇。l 通用I/O 口復(fù)位后為P0/P1/P2/P3是準(zhǔn)雙向口/弱上拉， P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻。l 用友3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。l 外部中斷4 路，Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。 單片機(jī)晶振電路和復(fù)位電路（1）晶振電路晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，給單片機(jī)提供工作所需要的時(shí)鐘信號。單片機(jī)引腳X1和X2分別是輸入端和輸出端。通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路來形成振蕩電路。本系統(tǒng)采用了12 MHZ的晶振。其主要功能使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。本系統(tǒng)采用通用硬件復(fù)位方式，RST引腳是復(fù)位信號的輸入端。若使用頗率為12MHz的晶振，則復(fù)位信號持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過2us才能完成復(fù)位操作。單片機(jī)的復(fù)位需要至少持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平的時(shí)間，所以在剛開始上電的時(shí)候圖4中的電容C45 充電，所以在單片機(jī)的復(fù)位引腳RST上會出現(xiàn)大于2個(gè)機(jī)器周期的高電平，使單片機(jī)復(fù)位。 數(shù)據(jù)采樣電路分別需檢測三種電壓值，分別是ADIN0（正電壓）、ADIN1（負(fù)電壓）和ADIN2（限速范圍對應(yīng)的電壓值）。+4V對應(yīng)的則為4255247。而ADIN1（負(fù)電壓）則需先通過由OP07構(gòu)成的反相器將負(fù)電壓轉(zhuǎn)換為絕對值輸出給ADC0809端的ADIN1(2)，然后繼續(xù)重復(fù)正電壓輸入的相同步驟。圖（5）數(shù)據(jù)采樣模塊圖 A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換 本實(shí)驗(yàn)中選用的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片為ADC0809，它是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。主要特性如下：1）8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs(時(shí)鐘為640kHz時(shí))，130μs（時(shí)鐘為500kHz時(shí)）4）單個(gè)+5V電源供電5）模擬輸入電壓范圍0～+5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時(shí)電路組成。216。216。216。 ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 START： A/D轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換）。 EOC： A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。216。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。 REF（+）、REF（）：基準(zhǔn)電壓。 VCC：電源，單一+5V。 GND：地。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。當(dāng)OE輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 圖（7）ADC0809工作時(shí)序圖 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。為此可采用下述三種方式。例如ADC0809轉(zhuǎn)換時(shí)間為128μs，相當(dāng)于6MHz的MCS51單片機(jī)共64個(gè)機(jī)器周期。（2）查詢方式 A/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如ADC0809的EOC端。（3）中斷方式 把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號（EOC）作為中斷請求信號，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以信號有效時(shí)，OE信號即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接受。輸出電壓ADIN1（2）和輸入電壓ADIN1是反相比例運(yùn)算關(guān)系，比例系數(shù)為上方電阻/左邊電阻的負(fù)數(shù)，負(fù)號表示兩電壓反相，當(dāng)所選電路如圖都為2K時(shí)，該電路即為反相器。 OP07芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性（雙電源供電）運(yùn)算放大器集成電路。OP07同時(shí)具有輸入偏置電流低（OP07A為177。 特點(diǎn)：超低偏移： 150μV最大。低失調(diào)電壓漂移： ℃ 。3V至177。 系統(tǒng)供電模塊 系統(tǒng)所需的電壓為+5V，選用7805穩(wěn)壓芯片來輸出+5V電壓。用78/79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。如圖8所示：圖（8）系統(tǒng)穩(wěn)壓電源電路圖 顯示輸出模塊 LED輸出電路用來顯示車速大小，車速越快則圓形擺放的8只LED依次點(diǎn)亮的越快。LCD輸出電路用來實(shí)時(shí)顯示車速及限速范圍。8個(gè)LED發(fā)光二極管通過330Ω并聯(lián)在一起，通過5v電壓可保證每個(gè)LED都能正常工作。比如：A2A1A0=110時(shí)，則Y6輸出端輸出低電平信號。③若將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器。 2. 74HC245的功能 由于單片機(jī)或CPU的數(shù)據(jù)/地址/控制總線端口都有一定的負(fù)載能力，如果負(fù)載超過其負(fù)載能力，一般應(yīng)加驅(qū)動器。74HC245是雙向總線收發(fā)器（bus transceiver），典型的CMOS型三態(tài)緩沖門電路。第2~9腳“A”信號輸入輸出端，A0=B0，A7=B7，A0與B0是一組，如果DIR=“1”O(jiān)E=“0”則A1輸入B1輸出，其它類同。第11~18腳“B”信號輸入輸出端，功能與“A”端一樣，不再描述。第10腳GND，電源地。 LCD液晶顯示輸出電路NOKIA5110 LCD顯示器 LCD液晶顯示輸出電路選用NOKIA 5110 84x48 的點(diǎn)陣LCD，可以顯示4 行漢字。支持多種串行通信協(xié)議（如AVR 單片機(jī)的SPI、MCS51 的串口模式０等），傳輸速率高達(dá)4Mbps，可全速寫入顯示數(shù)據(jù)，無等待時(shí)間?！馤CD 控制器／驅(qū)動器芯片已綁定到LCD 晶片上， 模塊的體積很小。 5110引腳說明： 1腳：REST1為5110的復(fù)位腳。 3腳：DC為數(shù)據(jù)和命令切換腳。 5腳：SCLK時(shí)鐘引腳。 7腳：BLC為背光控制開關(guān)，低電平打開背光。 如左圖所示。如圖8所示： 圖（9）報(bào)警電路圖4 軟件設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本系統(tǒng)將軟件部分分為單片機(jī)控制模塊、顯示輸出模塊、A/D數(shù)據(jù)讀取及處理模塊等組成。同時(shí)，在測試過程中，控制車速大?。妷海?，車行方向（正負(fù)），顯示測試過程中的電壓變化等功能。KeiluVision4是德國Keil Software公司出品的51系列C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用傳統(tǒng)C語言的語法來開發(fā)，C語言在可維護(hù)性、結(jié)構(gòu)性以及可讀性有著明顯的優(yōu)勢，可以大大的提高工作效率和項(xiàng)目開發(fā)周期，Keil C51為8051單片機(jī)的軟件開發(fā)提供了C語言環(huán)境，同時(shí)還有著匯編代碼高效和快速的特點(diǎn)。C51已被完全集成到uVision4的集成開發(fā)環(huán)境中，這個(gè)集成開發(fā)環(huán)境包含：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，編譯器以及調(diào)試器等等。Keil μVision4 IDE開發(fā)界面圖如圖10所示。C51工具包可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試等整個(gè)流程。 I/O端口分配89C51共有40只引腳，P0~P3四個(gè)引腳組各有8只引腳。引腳功能分配如下:n P00~P03 外接74LS138芯片并控制芯片的選通端口（P03控制），使得三路信號八位輸出，用于8個(gè)LED的輸出來動態(tài)的顯示車速的快慢。n P0P07 將撥碼開關(guān)輸出的信號送給單片機(jī)來選擇對應(yīng)的程序。n P20~P24 用于 LCD顯示的數(shù)據(jù)端口。n P25~P27 用于通道選擇輸入，分別選擇8個(gè)不同的通道中的前三路通道ADIN0、ADIN1（2）和ADIN2。 還有一些單獨(dú)的接口，比如單片機(jī)的晶振端口，時(shí)鐘端口，啟動端口和單片機(jī)自帶的電源、接地等。程序執(zhí)行時(shí)，首先對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，這部分包括參數(shù)初始化、IO初始化和器件初始化三個(gè)操作。程序流程圖如圖11所示。此時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)可以開始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，但參數(shù)均處于默認(rèn)狀態(tài)，如果需要調(diào)整，則可以實(shí)時(shí)通過撥碼開關(guān)控制，系統(tǒng)根據(jù)讀取的開關(guān)信號執(zhí)行相應(yīng)的操作，分別是執(zhí)行超速報(bào)警、動態(tài)限速、動感顯示、實(shí)時(shí)監(jiān)測并數(shù)字顯示車速和限速范圍，更改系統(tǒng)參數(shù)，讀取A/D采樣值等。開始液晶初始化定時(shí)器中斷AD轉(zhuǎn)換是否超過設(shè)定電壓轉(zhuǎn)換成速度字符串報(bào)警轉(zhuǎn)換成電壓液晶顯示速度YN剩余流程圖接下頁定時(shí)器主要作為AD轉(zhuǎn)換時(shí)間的設(shè)定。參數(shù)設(shè)定完畢，系統(tǒng)啟動數(shù)據(jù)采集和控制程序，實(shí)現(xiàn)車速的實(shí)時(shí)監(jiān)控。主程序如下所示：include include include includesbit A10 = P1^0。sbit A12 = P1^2。sbit A14 = P1^4。sbit A16 = P1^6。sbit ALE = P3^3。 sbit EOC = P3^5。 sbit CLK = P3^7。sbit ADDB = P2^6。sbit A0 = P0^0。sbit A2 = P0^2。sbit Alert = P0^5。sbit P07 = P0^7。 //AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量unsigned char vz[9] = {0}。 //0~2^32int num2 = 0。void delay_1ms()。void T0_int() interrupt 1{ TH0 = 0xB1。 OE = 0。STA = 0。STA = 1。STA = 0。 _nop_()。 //等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 OE = 1。 //取出轉(zhuǎn)換結(jié)果 /* if(A17) vz[0] = 1+39。 else vz[0] = 0+39。 if(A16) vz[1] = 1+39。 else vz[1] = 0+39。 if(A15) vz[2] = 1+39。 else vz[2] = 0+39。 if(A14) vz[3] = 1+39。 else vz[3] = 0+39。 if(A13) vz[4] = 1+39。 else vz[4] = 0+39。 if(A12) vz[5] = 1+39。 else vz[5] = 0+39。 if(A11) vz[6] = 1+39。 else vz[6] = 0+39。 if(A10) vz[7] = 1+39。 else vz[7] = 0+39。 vz[8] = 39。 */ OE = 0。}/******************************************************************************/void main(void) { unsigned char a[5] = {0}。 unsigned char speedarray[8] = {0}。 unsigned int v1 = 0。 float speed = 。 int S = 0。 int tt = 0。 //初始化液晶 LCD_clear()。 //定時(shí)器0工作方式1 TH0 = 0xB1。 EA = 1。 //開T0中斷 TR0 = 1。 v = ad_dat*196。amp。 //超速報(bào)警