【正文】 圖 74LS74引腳圖 在本題目中 74LS74 芯片起分頻的作用。分頻前后對比圖如圖 所示。經(jīng)74LS74 二分頻后的信號輸入到 1INT ，內(nèi)部定時計數(shù)器測得每轉(zhuǎn)一圈所用的時間，通過計算即可得里程值和即時速度。所以在單片機輸出口先接入驅(qū)動芯片 74LS244，增大電流，使 LED 能夠正常工作。每組有一個控制端高或低電平?jīng)Q定該組數(shù)據(jù)被接通還是斷開。因此，時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時鐘電路有兩種方式，一種是內(nèi)部時鐘方式，另一種為外部時鐘方式。 單 片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反相放大基于單片機自行車測速系統(tǒng)設(shè)計 第 17 頁 共 30 頁 器的輸入為芯片引腳 XTAL1，輸出端為引腳 XTAL2。單片機內(nèi)部時鐘方式的振蕩電路如圖 。對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求，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)的復(fù)位電路是采用按鍵復(fù)位的電路，如圖 所示，是常用復(fù)位電路之一。上電時，剛接通基于單片機自行車測速系統(tǒng)設(shè)計 第 18 頁 共 30 頁 電源，電容 C相當于瞬間短路， +5V 立即加到 RET/VPD 端，該高電平使 89C52 全機自動復(fù)位，這就是上電復(fù)位；若運行過程中需要程序從頭執(zhí)行，只需按動按鈕即可。復(fù)位后， P0 到 P3 并行 I/O 口全為高電平，其它寄存器全部清零，只有 SBUF 寄存器狀態(tài)不確定。 顯示電路的設(shè)計 本設(shè)計中采用 LED 數(shù)碼管顯示。由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長的特點，因此使用非常廣泛。其中 7個發(fā)光二極管構(gòu)成字型 “8” 的各個筆畫段，另一個小數(shù)點為 dp 發(fā)光二極 管。如圖 所示。 LED 顯示方式有動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種方式。 CPU向字段輸出口送出字型碼時，所有顯示器接收到相同的字型碼，但究竟是哪個顯示器亮，則取決于COM 端。在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮?xí)r間是極為短基于單片機自行車測速系統(tǒng)設(shè)計 第 19 頁 共 30 頁 暫的（約 1ms），由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。 基于單片機自行車測速系統(tǒng)設(shè)計 第 20 頁 共 30 頁 第 3 章 軟件程序設(shè)計 概述 在硬件設(shè)計完畢之后，接下來就是設(shè)計中最核心和最為主要的軟件部分設(shè)計。模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計即是根據(jù)要求和硬件設(shè)計的結(jié)構(gòu)，將整個系統(tǒng)的功能分成許多小的功能模塊，再根據(jù)這些小的功能模塊進行程序編寫的過程。當系統(tǒng)出現(xiàn)問題，就可以根據(jù)功能設(shè)置找出問題的根源，從而 更快地解決問題。 基于霍爾傳感器自行車的速度里程表的軟件設(shè)計包括上電初始化程序、中斷子程序、速度調(diào)用子程序、里程調(diào)用子程序、 LED 顯示子程序、延時子程序等幾大部分。 總體程序設(shè)計 在主程序模塊中，需要完成對各接口芯片的初始化、自行車里程和速度的初始化、中斷向量的設(shè)計以及開中斷、循環(huán)等待等工作。然后主程序?qū)⒏鶕?jù)各標志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動、清除、計程和計速等不同的操作。 、 、 和 口分別用于設(shè)置輪圈的大小，低電平有效。中斷 0 用于對輪子圈數(shù)的計數(shù)輸入，輪子每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器輸出一個低電平脈沖。中斷 1 用于控制定時器 T1 的啟 /停，當輸入為 0時關(guān)閉定時器。這樣，每次定時器 T1的開啟時間剛好為轉(zhuǎn)一圈的時間，根據(jù)輪子的周長就可以計算出自行車的速度。 基于單片機自行車測速系統(tǒng)設(shè)計 第 22 頁 共 30 頁 圖 主程序流程圖 開始 初始化 =1? N =1? =1? =1? 出錯提示 將車圈周長調(diào)入 21H 開中斷，啟動定時器 =1? 調(diào)用里程處理子程序 調(diào)用速度處理子程序 N N N Y Y Y Y N Y 基于單片機自行車測速系統(tǒng)設(shè)計 第 23 頁 共 30 頁 系統(tǒng)程序設(shè)計如下： $INCLUDE () DISPBUF EQU 59H 。速度計時器單元 57H 和 58H，高位在前（ 57H 單 元中） Count EQU 55H。要求計算速度的標志，該位為 1則主程序進行 速度計算，然后清該位 Hidden EQU 16 。定時中斷 1入口 ORG 30H START: MOV SP,5FH 。初始化，所有顯示器、 LED 滅 MOV TMOD,00010101B 。開定時器 1 中斷 SETB EA LOOP: JNB SpCalc,LOOP 。標號： ＭＵＬＤ 功能：雙字節(jié)二進制無符號數(shù)乘法 。 。 。測得的數(shù)值是每秒計數(shù)值，轉(zhuǎn)為分（每一轉(zhuǎn)測 12 次，故乘 5而非 60） CALL MULD SEND: MOV SBUF,R2 SLP1: JBC TI,SN1 。標號： ＨＢ２ 功能：雙字節(jié)十六進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成雙字節(jié)ＢＣＤ碼整數(shù) 。 。 。將乘得的結(jié)果送 R6R7 準備轉(zhuǎn)換，這里結(jié)果不可能超過 2 字節(jié) CALL HB2 MOV DISPBUF,R3 。 ANL A,0F0H 。將高 4位切換到低 4位 MOV DISPBUF+1,A MOV A,R4 ANL A,0FH MOV DISPBUF+2,A MOV A,R5 ANL A,0F0H SWAP A MOV DISPBUF+3,A MOV A,R5 ANL A,0FH MOV DISPBUF+4,A CLR SpCalc 。在單片機內(nèi)部有兩個定時 /計數(shù)器，以對其中的計數(shù)結(jié)構(gòu)進行計數(shù)的方法，來實現(xiàn)定時或計數(shù)功能。這種中斷請求是在單片機芯片內(nèi)部發(fā)生的，因此無須在芯片上設(shè)置引入端。其高 4 位用于定時 /計 數(shù)器中斷控制，低 4 位借給外部中斷，用做中斷標志和觸發(fā)方式選擇位。中斷子程序流程圖如圖 。CPU 向字段輸出口送出字型碼時，所有顯示器接收到相同的字型碼，但究竟是哪個顯示器亮，則取決于 COM 端。在輪流點亮掃描過程中， 每位顯示器的點亮?xí)r間是極為短暫的（約 1ms），由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。 基于單片機自行車測速系統(tǒng)設(shè)計 第 27 頁 共 30 頁 圖 顯示子程序流程圖 開始 顯示單元首址 取顯示數(shù)據(jù) 送段碼到 P0口 取段碼表首址 調(diào)用延時 送位選到 P2口 4 位顯示結(jié)束 返回 Y N 修改顯示單元地址 求下一位位選碼 基于單片機自行車測速系統(tǒng)設(shè)計 第 28 頁 共 30 頁 結(jié) 論 該課題的主要任務(wù)是開發(fā)一個以 MCS51 單片機為核心的自行車的速度里程表。軟件采用匯編語言編寫，采用模塊化設(shè)計思想，程序可讀性強。 車輪轉(zhuǎn)一圈所用的時間 根據(jù)此公式將最終顯示出里程和速度。 本次設(shè)計電路簡單、低成本，而且能夠滿足人們對高性能、多功能自行車的要求，可在很多里程 /速度測量場合使用，具有廣泛的應(yīng)用前景。 在這里我要感謝我的指導(dǎo)老師，是他的耐心教導(dǎo)，和不厭其煩地講解，使我順利地完成了畢業(yè)設(shè)計。還要感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和關(guān)懷。