【正文】 口接收到對(duì)圈數(shù)計(jì)數(shù)的脈沖。 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 時(shí)鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)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(gè)反相放大器構(gòu)成振蕩器，可以由它產(chǎn)生時(shí)鐘。本設(shè)計(jì)采用前者。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。 t t 0 0 v v 霍爾輸出圈脈沖 二分頻后的波形 16 AT89C52XTAL 2XTAL 133pFC133pFC21212MHZ 圖 313 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(jì)晶振采用 12MHz， 故 計(jì)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(chǔ)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 314 所示，是常用復(fù)位電路之一。上電時(shí)，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(dòng)復(fù)位，這就是上電復(fù)位；若運(yùn)行過程中需要程序從頭執(zhí)行，只需按動(dòng)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。 17 顯示電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)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(diǎn)，因此使用非常廣泛。其中 7 個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字型 “8” 的各個(gè)筆畫段，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為 dp 發(fā)光二極管。如圖 315 所示。 LED 顯示方式有動(dòng)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(shí)，所有顯示器接收到相同的字型碼，但究竟 是哪個(gè)顯示器亮，則取決于 COM 端。在輪流點(diǎn)亮掃描過程中，每位顯示器的點(diǎn)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(shí)際上各位顯示器并非同時(shí)點(diǎn)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(huì)有閃爍感。 18 第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 概述 在硬件設(shè)計(jì)完畢之后，接下來就是設(shè)計(jì)中最核心和最為主要的軟件部分設(shè)計(jì)。模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 即是根據(jù)要求和硬件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，將整個(gè)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(jì)包括中斷子程序、里程調(diào)用子程序、LED 顯示子程序等幾大部分。 總體程序設(shè)計(jì) 在主程序模塊中，需要完成對(duì)各接口芯片的初始化、自行車?yán)锍毯退俣鹊某跏蓟⒅袛嘞蛄康脑O(shè)計(jì)以及開中斷、循環(huán)等待等工作。然后主程序?qū)⒏鶕?jù)各標(biāo)志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動(dòng)、清除、計(jì)程和計(jì)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是 對(duì)輪子圈數(shù)的計(jì) 數(shù)輸入，輪子每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器輸出一個(gè)低電平脈沖。中斷 1 用于控制定時(shí)器 T1 的啟 /停，當(dāng)輸入為 0時(shí)關(guān)閉定時(shí)器。這樣，每次定時(shí)器 T1 的開啟時(shí)間剛好為轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間，根據(jù)輪子的周長就可以計(jì)算出自行車的速度。 19 圖 41 主程序流程圖 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)如下： 開始 初始化 =1? N =1? =1? =1? 出錯(cuò)提示 將車圈周長調(diào)入 21H 開中斷，啟動(dòng)定時(shí)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 20 $INCLUDE () DISPBUF EQU 59H 。速度計(jì)時(shí)器單元 57H 和 58H，高位在前（ 57H 單 元中） Count EQU 55H。要求計(jì)算速度的標(biāo)志，該位為 1則主程序進(jìn)行 速度計(jì)算，然后清該位 Hidden EQU 16 。定時(shí)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(shí)器 1中斷 SETB EA LOOP: JNB SpCalc,LOOP 。標(biāo)號(hào)： ＭＵＬＤ 功能：雙字節(jié)二進(jìn)制 無符號(hào)數(shù)乘法 。 。 。測得的數(shù)值是每秒計(jì)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(biāo)號(hào)： ＨＢ２ 功能：雙字節(jié)十六進(jìn)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(zhǔn)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 22 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(jī)內(nèi)部有兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以對(duì)其中的計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法，來實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。這種中斷請(qǐng)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(shí) /計(jì)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 42所示。 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(jì)數(shù)器計(jì)出脈沖數(shù)，再用乘法子程序算出里程數(shù)。 關(guān)中斷 開始 現(xiàn)場保護(hù) 開中斷 中斷處理 關(guān)中斷 現(xiàn)場恢復(fù) 開中斷 中斷返回 24 圖 43 里程處理子程序流程圖 顯示子程序的設(shè)計(jì) 采用動(dòng)態(tài)掃描顯示接口電路，動(dòng)態(tài)顯示接口電路是把所有顯示器的 8 個(gè)筆劃段 ah 同名端連在一起，而每一個(gè)顯示器的公共極 COM 各自獨(dú)立地受 I/O 線控制?？梢圆捎梅謺r(shí)的方法，輪流控制各個(gè)顯示器的 COM 端，使各個(gè)顯示器輪流點(diǎn)亮。 本設(shè)計(jì) 、 、 、 信號(hào)一起組成位選通的位選信號(hào)， ～ 信號(hào)一起組成段碼選通的段選信號(hào)，通過軟件編程，先把所要顯示的數(shù)據(jù)放入存儲(chǔ)單元，然后把數(shù)據(jù) 送入段選通對(duì)應(yīng)的地址，再選通某一個(gè) LED，逐步完成四個(gè) LED 的顯示。 開始 點(diǎn)亮里程指示 將車圈數(shù)轉(zhuǎn)換成里程 顯示里程值 返回 25 圖 44 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(shí) 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 26 總結(jié)與展望 本設(shè)計(jì) 以 AT89C2051 為核心，利用單片機(jī) 的 運(yùn)算和控制功能，并采用系統(tǒng)化 LED 顯示模塊實(shí)時(shí)顯示所測速度的設(shè)計(jì)方案 ， 以及串口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路和系統(tǒng)軟件 。軟件采用匯 編語言編寫，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，程序可讀性強(qiáng)。 論文主要是在參考各種資料和相關(guān)的專業(yè)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上完成的，所參考的專業(yè)文獻(xiàn)在論文中已經(jīng)列單出來，但還有部分來源資料參差不齊不能在論文中詳細(xì)列出，在這里也說明一下。 27 參考文獻(xiàn) [1]余發(fā)山主編 .單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) .中國礦業(yè)大學(xué)出版社 . 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