【正文】 數(shù)據(jù)。觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，即 “0” 和 硬件電路設(shè)計 15 “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)。引腳圖如圖 所示。當(dāng)車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器輸出一個低電平脈沖，通過 74LS74 進(jìn)行二分頻后，定時器 T1 的開啟時間為車輪轉(zhuǎn) 1 圈的時間，這樣 就可以算出自行車的速度。 圖 由圖可見，二分頻后的波形的高或 低 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 0INT ，即 口接收到對圈數(shù)計數(shù)的脈沖。 T T 0 0 V V 霍爾輸出脈沖 二分頻后的波形 硬件電路設(shè)計 16 74LS244 芯片的介紹 本次設(shè) 計 采用 的 驅(qū)動數(shù)碼管 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(jī)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。 由 74LS244 原理圖可知，它由 2 組組成 ， 每組由四路輸入、輸出構(gòu)成。 時鐘電路的設(shè)計 時鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)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。 AT89C52XTAL 2XTAL 133pFC133pFC21212MHZ 圖 單片機(jī)片內(nèi)振蕩電路 電路中的電容 C1和 C2常選擇為 30PF 左右 。而外接晶體的振蕩頻率的大小，主要取決于單片機(jī)的工作頻率范圍，每一種單片機(jī)都有自己的最大工作頻率，外接的晶體振蕩頻率不大于單片機(jī)的最大工作頻率即可。本設(shè)計晶振采用 12MHz， 故 計數(shù)周期為 1us。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，剛接通電源，電容 C 相當(dāng)于瞬間短路， +5V 立即加到 RET/VPD 端 ，該高電平使 89C52 全機(jī)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。本次設(shè)計采用共陰極接法。本系統(tǒng)采用動態(tài)掃描顯示接口電路，動態(tài)顯示接口電路是把所有顯示器的 7 個筆劃段 ag 同名端連在一起，而每一個顯示器的 公共極 COM各自獨立地受 I/O線控制。也就是說我們可以采用分時的方法，輪流控制各個顯示器的 COM 端，使各個顯示器輪流點亮。 本設(shè)計 、 、 、 信號一起組成位選 通的位選信號， ～ 信號一起組成段碼選通的段選信號，通過軟件編程，先把所要顯示的數(shù)據(jù)放入存儲單元，然后把數(shù)據(jù)送入段選通對應(yīng)的地址，再選通 另 一個 LED，逐步完成四個LED的顯示。 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(jìn)行程序編寫的過程。當(dāng)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。 軟件方案設(shè)計 通過軟件控制單片機(jī)的功能是單片機(jī)的主要特點和優(yōu)點，程序的設(shè)計要考慮合理性和可讀性，遵循模塊化設(shè)計的原則，采用自頂向下的設(shè)計方法。 軟件設(shè)計包括主程序、行車過程中里程和速度計算子程序、延時子程序、中斷服務(wù)子程序、顯示子程序等等。 數(shù)據(jù)處理子程序是將進(jìn)入單片機(jī)的脈沖信號與實際要顯示值之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過軟件編程顯示所需要的值。 系統(tǒng)軟件總體流程圖如圖 所示 。另外，在主程序模塊中還需要設(shè)置啟動 /清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器、速度寄存器，并對它們進(jìn)行初始化。 和 口分別用于顯示里程狀 態(tài)和速度狀態(tài)。 是用于里程和速度切換的，低電平為顯示速度，高電平為顯示里程。將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計算和判斷出行駛里程數(shù)。此控制信號是將輪子圈數(shù)的計數(shù)經(jīng)二分頻后形成。其程序流程如圖 。在單片機(jī)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(jìn)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(jī)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(biāo)志和觸發(fā)方 式選擇位。中斷子程序流程圖如圖 。 60H 為低位， 62H 為高位。當(dāng)車輪每轉(zhuǎn)一圈，通過霍爾元件將脈沖數(shù)輸入單片機(jī)內(nèi)，通過計數(shù) 器計出脈沖數(shù)，再用乘法子程序算出里程數(shù)。 圖 里程處理子程序流程圖 速度計算子程序 外中斷 1服務(wù)程序用于處理輪子轉(zhuǎn)動一圈后的計時數(shù)據(jù)。定時器計出每轉(zhuǎn)一圈所用的時間，用自行車車輪的周長除以時間就得出自行車的速度。 開始 點亮里程指示 將車圈數(shù)轉(zhuǎn)換成里程 顯示里程值 返回 軟 件 程序 設(shè)計 24 圖 速度處理子程序流程圖 顯示子程序的設(shè)計 采用動態(tài)掃描顯示接口電路，動態(tài)顯示接口電路是把所有顯示器的 7個筆劃段ag同名端連在一起，而每一個顯示器的公共極 COM 各自獨立地受 I/O 線控制?？梢圆捎梅謺r的方法，輪流控制各個顯示器的 COM 端，使各個顯示器輪流點亮。 本設(shè)計 、 、 、 信號一起組成位選通的位選信號， ～ 信號一起組成段碼選通的段選信號，通過軟件編程，先把所要 顯示的數(shù)據(jù)放入存儲單元，然后把數(shù)據(jù)送入段選通對應(yīng)的地址，再選通 另 一個 LED，逐步完成四個 LED的顯示。 開始 計算速度 開速度指示燈 顯示速度 返回 軟 件 程序 設(shè)計 25 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 結(jié)論 26 結(jié) 論 該課題的主要任務(wù)是開發(fā)一個以 MCS52 單片機(jī)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(qiáng)。 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，更重要的是，隨著能源的耗竭，人們素質(zhì)的提高，自行車必將迎來一個春天。 27 參考文獻(xiàn) [1] 李全利 .單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) [M].北京： 高等教育出版社， 2021. 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