【正文】 適用于高增益的測量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號等方面。待測信號經(jīng)過放大整形電路后得到一個待測信號的脈沖信號，然后通過單片機計數(shù)器計數(shù)，可 測得所需要的頻率值。在這里由于單片機測速系統(tǒng)比較簡單，所以只考慮 LED 靜態(tài)、動態(tài)顯示器和 LCD 顯示器。 方案一、 LED 靜態(tài)顯示器。當送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。缺點是硬件電路比 較復雜，成本較高。 動態(tài)顯示的特點是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。選亮數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示。動態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時應略小于靜態(tài)顯示電路中的 [11]。 LCD 顯示器工作原理 就是利用液晶的物理特性 ； 通電時排列變得有序，使光線容易通過；不通電時排列混亂，阻止光線通過，說簡單點就是讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。 考慮到 LCD顯示車速度的實時性與直觀性，本設(shè)計選用 LCD 作為顯示模塊。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特 點，目前已經(jīng)被廣泛應用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、 PDA 移動通信工具等眾多領(lǐng)域。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。 液晶顯示器各種圖形的顯示原理 1）線段的顯示 點陣圖形式液晶由 M N個顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有 64行，每行有 128列，每 8列對應 1字節(jié)的 8位，即每行由 16 字節(jié)，共 16 8=128 個點組成，屏上 64 16 個顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024 字節(jié)相對應，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。這就是 LCD 顯示的基本原理。這樣一來就組成某個字符。 3）漢字的顯示 漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼（一般用字模提取軟件），每個漢字占 32B，分左右兩半，各占 16B，左邊為 5?? 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 17 頁 共 43 頁 右邊為 6??根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示 RAM 對應的地址，設(shè)立光標，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標位置加 1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié)??直到 32B顯示完就可以 LCD上得到一個完整漢字。 1602LCD 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別。 第 2腳： VDD 接 5V 正電源。 第 4腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。當 RS 和R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS 為低電平 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當 RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 表 1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11條控制指令 序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置 輸 入 模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光 標 或 字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置 字 符 發(fā)生 存 貯 器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置 數(shù) 據(jù) 存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀 忙 標 志或 地址 0 1 BF 計數(shù)器地址 10 寫數(shù)到CGRAM 或DDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM或 DDRAM讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 （說明：表 中 1 為高電平、 0 為低電平） 1602 的驅(qū)動程序 11條指令 : （ 1） void Clear_display()。 //光標歸位指令 （ 3） void Entry_mode_set()。 //顯示屏的開關(guān)控制指令 （ 5） void Cursor_or_Display_shift()。 //功能設(shè)定指令 （ 7） void Set_character_address()。 //設(shè)定 DDRAM 地址指令 （ 9） void Read_busy_flag()。 //將數(shù)據(jù)寫入 DDRAM 或 CGRAM 指令 （ 11） void Read_data()。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 21 頁 共 43 頁 4 系統(tǒng)軟 件設(shè)計 硬件電路完成以后，進行系統(tǒng)軟件設(shè)計。按整體功能分為多個不同的模塊，單獨設(shè)計、編程、調(diào)試，然后將各個模塊裝配聯(lián)調(diào)，組成完整的軟件。軟件編程用 C語言完成的，需要能掌握 C語言，還要熟悉 AT89C52 單片機。下面作簡單介紹： 測頻方法的 選擇 測頻方法的分類 測量頻率的方法有很多種，主要分為模擬法和數(shù)字法兩大類，因為本次設(shè)計的要求和環(huán)境，現(xiàn)在主要討論數(shù)字法中的電子計數(shù)式的幾種測頻方法。這種方法測出的頻率為： xx TMF 0? () 脈沖數(shù)倍頻測頻法（ AM 法）：此法是為克服 M 法在低頻測量時精度不夠高的缺陷發(fā)展起來的。其待測頻率為： cxx ATMF ? () 脈沖數(shù)分頻測頻法（ AT 法）：此法是為了提高 T法高頻測量時的精度產(chǎn)生的。若 標準信號的頻率為 F0，則待測信號的頻率為： 00 MMFF xx ? () 多周期同步測頻法：是由閘門時間 Tc與同步門控時間 Td共同控制計數(shù)器計數(shù)的一種測量方法，待測信號頻率與 M/T法相同。其特點在于：測量方法簡單，測量精度與待測信號 頻率和門控時間有關(guān)，當待測信號頻率較低時誤差可能偏大。 脈沖數(shù)倍頻測頻法，其特點是待測信號脈沖間隔減小，間隔誤差降低；精度比 M法高 A 倍，但控制電路比較復雜。 脈沖平均周期測頻法，此法在測高頻是精度較高，但在測低頻信號時精度較低。 本次設(shè)計采用的方案 根據(jù)頻率的定義，頻率是單位時間內(nèi)信號波的個數(shù)，因此采用上述各種方案都能實現(xiàn)頻率的測量。但是本次設(shè)計由于技術(shù)指標的要求不會使頻率達到一個很低的范圍，因此為簡化設(shè)計，采用脈沖數(shù)定時測頻法。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 23 頁 共 43 頁 主程序流程圖 圖 主程序流程圖 開始 1602 液晶初始化 置顯示初值，顯示指針指向第一行 定義速度輸出樣式 數(shù)據(jù)顯示 在指定區(qū)域 顯示完畢 結(jié)束 Y N 定時器初始化 速度顯示 響應定時器中斷 定時時間到 N Y 平均值計算完成 N Y 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 24 頁 共 43 頁 主程序代碼： main() { int a=1。 GotoXY(0,1)。 int_init()。 // LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/100000+0x30)。 // LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/10000%10+0x30)。 // LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/1000%10+0x30)。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/100%10+0x30)。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/10%10+0x30)。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage%10+0x30)。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)(Fage*10)%10+0x30)。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)(Fage*100)%10+0x30)。 開始 禁止外部中斷， T1清零，允許 T1計時， T0 計數(shù) 統(tǒng)計脈沖總和 結(jié)果存入數(shù)組 頻率 =脈沖總和 /時間總長 頻率與速度的轉(zhuǎn)換 結(jié)束 禁止 T1計時，禁止 T0計數(shù) N Y i=0 i＞ 2 計算平均值 i=i+1 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 26 頁 共 43 頁 TR1=0。 //過了一個循環(huán)后余下的時間 Tsum=Tsum+65536*testt。 //脈沖數(shù)的總和 Fresult=Psum/Tsum。 // fd為赫茲， Vr為 KM/h。 //把結(jié)果放進數(shù)組里 Fresult=0。i3。} Fage=Fresult/。 } } testt=0。 TL1=0。 TL0=0。 TR0=1。 } 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 27 頁 共 43 頁 1602 液晶初始化流程圖 圖 1602液晶初始化流程圖 1602 初始化代碼： void LCD_Initial() { LcdEn=0。 //8 位數(shù)據(jù)端口 ,2行顯示 ,5*7 點陣 LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38)。 //開啟顯示 , 無光標 LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN)。 //AC 遞增 , 畫面不動 } 液晶初始化開始 8位數(shù)據(jù)端口， 2行顯示， 5*7點陣 開啟顯示，無光標 清屏 地址指針遞增，畫面不可平移 初始化完畢，返回主程序 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 28 頁 共 43 頁 5 系統(tǒng)仿真及調(diào)試 Proteus Proteus 軟件簡介 Proteus 軟件是來自英國 Labcenter Electronics 公司的 EDA 工件 ,Proteus 軟件除了其具有和其它 EDA 工具一樣的原理布圖 ,PCB 自動或人工布線及電路仿真的功能外 , 其革命性的功能是 ,他的電路仿真是互動的 ,針對微處理器的應用 ,還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程 ,并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調(diào)試 ,如有顯示及輸出 , 還能看到運行后輸入輸出 的效果 ,配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器 ,邏輯分析儀等 , Proteus 建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。 Proteus 與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機 CPU 的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。前者可在相當程度上得到實物演示實驗的效果，后者則是實物演示實驗難以達到的效果。這在相當程度上替代了傳統(tǒng)的單片機實驗教學的功能。 Proteus 是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具，它可以仿真 51 系列、 AVR，PIC 等常用的 MCU 及其外圍電路 （如 LCD， RAM， ROM，鍵盤，馬達， LED， AD/DA，部分 IIC 器件）。它具有設(shè)計靈活，結(jié)果、過程的統(tǒng)一的特點。相信 隨著時間的推移， Proteus 軟件 在單片機開發(fā) 應用中能 獲得越來越 廣泛的應用。 Keil C51 軟件提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案 [14]，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起，是一款方便易用的的軟件仿真調(diào)試工具。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢 。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。 仿真與調(diào)試 的步驟 在 Proteus 軟件 的菜單界面中選擇需要的元器件，搭建硬件電路； 使用 KEIL C51 軟 件建立工程文件 。因此，需要建立一個工程文件，并為這個工程選擇 處理器類型 ，確定編譯，匯編，連接的參數(shù)，指定調(diào)試的方式 ； 建立好工程之后添加新的項目。使用菜單或者單擊工具欄的新建文件按鈕，出現(xiàn)文本便捷窗口，在該窗口中輸入程序 代碼； 保存文件，如果是用 C 語言編寫的程序，保存文件的后綴名為“ .c”。 功能的檢測 用 Proteus 軟件搭建硬件電路圖 圖 硬件電路圖 使用 Keil C51