【正文】 保持，直到送入新字形碼為止。缺點(diǎn)是硬件 電路比較復(fù)雜，成本較高。這樣一來，就沒有必要每一位數(shù)碼管配一個(gè)鎖存器，從而大大地簡(jiǎn)化了硬件電路。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示 ， 給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感。 方案 二 用液晶顯示器 LCD 顯示信息。 LCD 的好處有：與 CRT 顯示器相比， LCD 的優(yōu)點(diǎn)主要包括零輻射、低功耗、散熱小、體積小、圖像還原精確、字符顯示銳利等。 LED 技術(shù)具有非常明顯的三大優(yōu)勢(shì)。 本課題選用 LED 動(dòng)態(tài)顯示器。經(jīng)綜合分析，本設(shè)計(jì)中取 m=1。每次中斷代表車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，中斷數(shù) n 和 周長(zhǎng) L 的乘積 為里程值。 7 第 三 章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)主控電路 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)。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。 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； 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； 本設(shè)計(jì)用 89C52 單片機(jī)設(shè)計(jì)自行車?yán)锍?/速度計(jì)。 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 ，功能強(qiáng)大的 AT89C52 單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器 結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 本設(shè)計(jì)選用 AT89C52 單片機(jī)， AT89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器。 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 8 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。 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖 31 所示。 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 TXD RXD T INT P0P3 9 圖 32 AT89C52引腳圖 AT89C52 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8K 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè) I/O口線， 3 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 5 個(gè)中斷源，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)具有振蕩器及時(shí)鐘電路。 AT89C2051 芯片的 20 個(gè)引腳功能為： 1. Vcc：電源電壓。 和 要求外部上拉電阻。 P1 口輸出緩沖器可吸收 20mA 電流并能直接驅(qū)動(dòng) LED 顯示。當(dāng)引腳 ～ 用作輸入并被外部拉低時(shí) ,它們將因內(nèi)部的上拉電阻而流出電流 (IIL)。 3. P3 口： P3 口的 ～ 、 是帶有內(nèi)部上拉電阻的七個(gè)雙向 I/0 引腳。 P3口緩沖器可吸收 20mA 電流。 P3口還用于實(shí)現(xiàn) AT89C2051 的各種功能 ,如下表 33 所示。 4. RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行時(shí) ,持續(xù)給出 RST 引腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平便可完成復(fù)位。 5. XTAL1：作為振蕩器反相放大器的輸入和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。 10 表 33 P3 口的功能 P3口引腳 功能 RXD(串行輸入端口 ) TXD(串行輸出端口 ) INT0(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時(shí)器 0外部輸入 ) T1(定時(shí)器 1外部輸入 ) 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)返回原來的程序執(zhí)行 AT89C52 系列單片機(jī)的系統(tǒng)有 5 個(gè)中斷源， 2 個(gè)優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷服務(wù)嵌套。 采用的外部中斷方式包括外部中斷 0 和外部中斷 1，它們的中斷請(qǐng)求信號(hào)分別由單片機(jī)引腳 0INT / 和 1INT / 輸入 。電平觸發(fā)方式的中斷請(qǐng)求是低電平有效。脈沖觸發(fā)方式的中斷請(qǐng)求則是脈沖的負(fù)跳變有效。由此可見，在脈沖方式下，中斷請(qǐng)求信號(hào)的高電平和低電平狀態(tài)都應(yīng)至少維持一個(gè)機(jī)器周期，以使 CPU 采樣到電平狀態(tài)的變化，本次設(shè)計(jì)所采用的觸發(fā)方式為脈沖觸發(fā)方式。 TMOD 用于設(shè)置其工作方式； TCON 用于控制其啟動(dòng)和中斷請(qǐng)求。 GATE：門控制。 11 C/T ：定時(shí) /計(jì)數(shù)模式選擇位。 M1M2：工作方式設(shè)置位。 本次設(shè)計(jì) TMOD 為 90H，即選通定時(shí) /計(jì)數(shù)器為 定時(shí)功能、工作方式 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器。定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1 計(jì)數(shù)溢出時(shí)由硬件自動(dòng)置 TF1 為 1。 T1 工作時(shí)， CPU 可隨時(shí)查詢TF 的狀態(tài)。 TF1 也可以用軟件置 1 或清零，同硬件置1或清零的效果一樣。 TR1置 1時(shí)，定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1 開始工作；TR1 置 0 時(shí)，定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1停止工作。 TF0（ ）定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。 霍爾傳感器的測(cè)溫原理 在信號(hào)脈沖發(fā)生源上，本系統(tǒng)采用的是 開關(guān)型霍爾傳感器 。它不僅可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，并且采用永久磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，不需附加能源。除了直接利用霍爾傳感器外，還利用它開發(fā)出各種派生的傳感器?；魻栯妱?shì) Uh=KhIcB(其中 Kh為霍爾元件靈敏度，它與所用的材料及幾何尺寸有關(guān) )。由于霍爾元件輸出的電壓信號(hào)較小，并且有一定溫度誤差，目前已較少直接使用霍爾元件作傳感器。 圖 34 霍爾傳感器磁場(chǎng) 效應(yīng) 12 本系統(tǒng)采用開關(guān)型霍爾傳感器 A04E。 圖 35 開關(guān)型霍爾傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 開關(guān)型霍爾傳感器的工作特性如圖 36 所示 。 Bop 與 Bre 之間的滯后 (或稱為回差 )使開關(guān)動(dòng)作更為可靠。在非磁材料的圓盤邊上粘貼一塊磁 鋼，霍爾傳感器固定在圓盤外緣附近。通過單片機(jī)測(cè)量產(chǎn)生脈沖的頻率，就可以得出圓盤的轉(zhuǎn)速。如果要增加測(cè)量位移精度，可以在圓盤 (車輪 )上多增加幾個(gè)磁鋼。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 30 M a y 20 09 S he e t of F i l e : E : \畢業(yè)設(shè)計(jì) 單片機(jī)測(cè)速 \ t a ng l e i .dd b D r a w n B y :RL 2KS N H123V C CV ou t 圖 38 傳感器輸出電路 存儲(chǔ)器電路 AT24C02 是美國 ATMEL 公司的低功耗 CMOS 串行 EEPROM，它是內(nèi)含 2568 位存儲(chǔ)空間，具有工作電壓寬（ ～ ）、擦寫次數(shù)多（大于 10000 次）、寫入速度快（小于 10ms）等特點(diǎn)。在 AT89C2051 試驗(yàn)開發(fā)板上它們都接地，第 8 腳和第 4 腳分別為正、負(fù)電源。第 6腳 SCL 為串行時(shí)鐘輸入線，在 AT89C2051試驗(yàn)開發(fā)板上和單片機(jī)的 連接。第 7腳需要接地。每寫入或讀出一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動(dòng)加 1，以實(shí)現(xiàn)對(duì)下一個(gè)存儲(chǔ)單元的讀寫。為降低總的寫入時(shí)間，一次操作可寫入多達(dá) 8 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。 AT24C02 的特點(diǎn)是具有允許在簡(jiǎn)單的二線總線上工作的串行接口和軟件協(xié)議。因?yàn)樵谶@個(gè) I2C 總線上只有一個(gè)器件，所以把 AT24C02 的地址設(shè)為 000，即把 A0、 A A3都接地。單片機(jī)首先向 AT24C02 發(fā)送寫信號(hào)，當(dāng)確認(rèn)后從單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元提取數(shù)據(jù)然后向 AT24C02 的內(nèi)部地址傳送數(shù)據(jù)。 與單片機(jī)的接口如圖 39所示。所以在單片機(jī)輸出口先接入驅(qū)動(dòng)芯片 74LS244，增大電流，使 LED 能夠正常工作。每組有一個(gè)控制端高或低電平?jīng)Q定該組數(shù)據(jù)被接通還是斷開。觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，即 “0” 和 “1” ，在一定的外界信號(hào)作用下，可以從一 個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。引腳圖如圖 311所示。當(dāng)車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器輸出一個(gè)低電平脈沖，通過 74LS74 進(jìn)行二分頻后，定時(shí)器 T1的開啟時(shí)間為車輪轉(zhuǎn) 1圈的時(shí)間，這樣就可以算出自行車的速度。 圖 312 分頻前后 對(duì)比圖 由圖可見，二分頻后的波形的高或地電平的時(shí)間正好是霍爾傳感器開關(guān)的一個(gè)周期，霍爾傳感器輸出脈沖到 0INT ，即