基于單片機(jī)的自行車(chē)?yán)锍逃?jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì).

1、電子信息工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：基于單片機(jī)的自行車(chē)?yán)锍逃?jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)制作和調(diào)試一個(gè)由 8052MCU組成的自行車(chē)?yán)锍逃?jì)系統(tǒng)。通過(guò)這個(gè)過(guò)程學(xué)習(xí) 熟悉單片機(jī)的外圍擴(kuò)展、鍵盤(pán)控制和七段數(shù)碼管的使用，掌握51系列單片機(jī)控制和測(cè) 試方法。設(shè)計(jì)以STC89C51單片機(jī)為核心，以霍爾傳感器做為輸入、使用獨(dú)立鍵盤(pán)控 制顯示停止/開(kāi)始、清零，以LED為顯示方式的自行車(chē)?yán)锍逃?jì)，完成基本要求。1）數(shù)碼管顯示：自行車(chē)?yán)锍蹋?）鍵盤(pán)控制里程計(jì)的開(kāi)始、停止和清零；設(shè)計(jì)步驟一、 總體方案設(shè)計(jì)其中，采用51系列MCU構(gòu)成典型電路。選用適當(dāng)?shù)幕魻杺鞲衅髌骷?。選擇獨(dú)立 鍵盤(pán)和4位共陰極數(shù)碼管。二、硬件選型工作三、硬件

2、的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1 .選擇計(jì)算機(jī)機(jī)型（采用 51內(nèi)核的單片機(jī)）；2 .設(shè)計(jì)支持計(jì)算機(jī)工作的外圍電路（ EPROM、RAM、I/O端口、鍵盤(pán)、顯示 接口電路等）；3 .接口電路；4 .其它相關(guān)電路的設(shè)計(jì)或方案（電源、通信等）四、軟件設(shè)計(jì)1 .分配系統(tǒng)資源，編寫(xiě)系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2 .編寫(xiě)相關(guān)子程序；3 .其它程序模塊（顯示與鍵盤(pán)等處理程序）。4 、編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪制完整的系統(tǒng)電路圖（ A3幅面）。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求1 .課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)采用學(xué)院統(tǒng)一印制的課程設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)封面，書(shū)寫(xiě) 應(yīng)認(rèn)真，字跡工整，論文格式參考國(guó)家正式出版的書(shū)籍和論文編排。2 .論理正確、邏輯性強(qiáng)、文理通顧、層次分

3、明、表達(dá)確切，并提出自己的見(jiàn)解 和觀點(diǎn)。3 .課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)有目錄、摘要、序言、主干內(nèi)容（按章節(jié)編寫(xiě)）、主要結(jié)論和參考書(shū)，附錄應(yīng)包括程序清單、系統(tǒng)方框圖和電路原理圖。4 .課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括按上述設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)的分析和思考內(nèi)容和引用 的相關(guān)知識(shí)。5 .要求打印B5紙，排版要求請(qǐng)向指導(dǎo)教師索取。6 .每組單獨(dú)一個(gè)題目，每組上限 5人。時(shí)間安排課程設(shè)計(jì)計(jì)劃時(shí)間4周。課程設(shè)計(jì)題目于15周下發(fā)。課程設(shè)計(jì)完成后于 18周四 下午下班前送交電子信息辦公室（實(shí)驗(yàn)樓三樓），屆時(shí)指導(dǎo)教師安排短暫答辯。輔導(dǎo)時(shí)間和地點(diǎn)答疑請(qǐng)直接與指導(dǎo)教師聯(lián)系目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 2二、設(shè)計(jì)目的2三、設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn) 31.

4、系統(tǒng)概述 32.STC 單片機(jī)的原理及應(yīng)用 43 .霍爾傳感器電路設(shè)計(jì) 74 .USB供電電路設(shè)計(jì) 95 .按鍵電路設(shè)計(jì)106 .顯示電路設(shè)計(jì)107 .復(fù)位電路設(shè)計(jì)118 .晶振電路設(shè)計(jì)129 .總電路原理圖1310 .軟件程序設(shè)計(jì) 14四、系統(tǒng)調(diào)試與仿真23五、心得體會(huì)和建議 24六、附錄 26七、參考文獻(xiàn) 27基于單片機(jī)的自行車(chē)?yán)锍逃?jì)系統(tǒng)設(shè) 計(jì)報(bào)告一、設(shè)計(jì)要求1 .設(shè)計(jì)背景我國(guó)是自行車(chē)大國(guó)，隨著人們生活水平的逐漸提高，人們對(duì) 于生活質(zhì)量的要求也日益增加，尤其是對(duì)健身的要求。自行車(chē)在 中國(guó)普遍作為代步工具。而在國(guó)外，自行車(chē)卻是一項(xiàng)十分受歡迎 的健身運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樗鼰o(wú)污染，價(jià)位低廉，老少皆宜。而且

5、在運(yùn)動(dòng) 過(guò)程中可以充分享受到大自然，對(duì)于忙碌的現(xiàn)代人來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是 一種較好的放松方法。在中國(guó)這種情況也在慢慢發(fā)生變化。因此 愛(ài)好自行車(chē)運(yùn)動(dòng)的人十分需要一款裝置，以知道自己的運(yùn)動(dòng)情 況。并根據(jù)外界條件，如溫度等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，已達(dá)到最佳運(yùn) 動(dòng)的效果。2 .設(shè)計(jì)具體要求設(shè)計(jì)一個(gè)自行車(chē)車(chē)輪半徑已知，用霍爾傳感器測(cè)定出自行車(chē) 的里程，并通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)的自行車(chē)?yán)锍瘫硐到y(tǒng)。二、設(shè)計(jì)目的1 .通過(guò)單片機(jī)原理及接口技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)，完成一個(gè) 課題的理論設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)調(diào)試任務(wù)，既加深專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，又能 培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐技能，提高分析解決問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。2 .培養(yǎng)從文獻(xiàn)和調(diào)查研究中獲取知識(shí)的能力，提高學(xué)生從別

6、 人經(jīng)驗(yàn)，從其他學(xué)科找到解決問(wèn)題的新途徑的悟性。3 .培養(yǎng)綜合運(yùn)用本專(zhuān)業(yè)基本理論、 基本知識(shí)和基本技能的能 力，使自己獲得從事本專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)工作的基本訓(xùn)練。4 .培養(yǎng)勇于探索，嚴(yán)謹(jǐn)推理，實(shí)事求是，用實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)理論、 全方位地考慮問(wèn)題等科學(xué)技術(shù)人員應(yīng)具有的素質(zhì)。5 .提高對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、一絲不茍，對(duì)同學(xué)友愛(ài)團(tuán)結(jié)、協(xié)作 攻關(guān)，對(duì)新事物能潛心考察，勇于開(kāi)拓，勇于實(shí)踐的基本素質(zhì)。6 .進(jìn)一步熟悉掌握計(jì)算機(jī)和ED具軟件的能力。三、設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)1.系統(tǒng)概述自行車(chē)的速度里程表的硬件電路設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)部分， 它包括信 號(hào)的捕獲、放大、整形，單片機(jī)的計(jì)算處理，數(shù)碼管的實(shí)時(shí)顯示 和單片機(jī)外圍基本電路的設(shè)計(jì)，兩大主要

7、器件就是傳感器和單片 機(jī)。傳感器是獲取自然或生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的關(guān)鍵器件， 是現(xiàn)代信 息系統(tǒng)和各種設(shè)備不可缺少的信息采集工具。磁傳感器是一種將 磁學(xué)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的器件或裝置。隨著信息產(chǎn)業(yè)、工業(yè)自 動(dòng)化、醫(yī)療儀器等的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，需要大量的 傳感器將被測(cè)或被控的非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成可與計(jì)算機(jī)兼容的電信 號(hào)。作為輸入信號(hào)，這就給磁傳感器的快速發(fā)展提供了機(jī)遇，形 成了磁傳感器的產(chǎn)業(yè)。其中最具代表的磁傳感器就是霍爾傳感器，在自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，利用霍爾傳感器測(cè)轉(zhuǎn)數(shù)是一種最基本的 測(cè)量工作。單片機(jī)是本次設(shè)計(jì)的核心部件，它是信號(hào)從采集到輸出的橋 梁，而且包括計(jì)算、定時(shí)、信息處理等功能。本設(shè)計(jì)中，我們

8、以STC公司STC89C52I片機(jī)為控制核心， 采用霍爾傳感器檢測(cè)自行車(chē)輪胎的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，通過(guò)一定的抗干擾處理和計(jì)算后，由LED顯示自行車(chē)的里程。本設(shè)計(jì)中，計(jì)數(shù)的正 確性決定了本裝置的精度，如何在復(fù)雜的環(huán)境中得到正確的計(jì)數(shù) 脈沖，是本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，初步的解決辦法是在硬件上進(jìn)行合理的 濾波，軟件上進(jìn)行一定的算法處理。其原理很簡(jiǎn)單，因?yàn)檐?chē)輪 的直徑已知，車(chē)輪的圓周長(zhǎng)便是恒定不變的。由此可以計(jì)算 出霍爾傳感器每發(fā)出一次計(jì)數(shù)脈沖自行車(chē)所走過(guò)的里程數(shù)。系統(tǒng)原理框圖如圖3.1。圖3.1自行車(chē)?yán)锍逃?jì)系統(tǒng)原理框圖2.STC單片機(jī)的原理及應(yīng)用單片機(jī)是指集成在一個(gè)芯片上的微型計(jì)算機(jī)，也就是把組成微型計(jì)算機(jī)的各種功能部

9、件，包括 CPU(Central Processing Unit)、隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM(Random Access Memory)只讀存儲(chǔ)器ROM(Read-onlyMemory)、基本輸入 / 輸出(Input/Output) 接口電路。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等部件都制作在一塊集成芯片上，構(gòu)成一個(gè) 完整的微型計(jì)算機(jī)從而實(shí)現(xiàn)微型計(jì)算機(jī)的基本功能。STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS的微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧 的8位CPU和在系統(tǒng)可編程 Flash ,使得STC89C52為眾多 嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字

10、節(jié)Flash , 512字節(jié)RAM 32 位I/O口線，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置 4KB EEPROM MAX810®位電路,2個(gè)16位3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)36向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全22CJ3+10 UFC 430 PY11 1 .0 59 2MHZ30 P雙工用行口 0va另外21STC89X522可降至0HZ d靜態(tài)邏相 3 c c fb3c c fb3c c fb3c c fb4h"ng4h dng4h dng4h dng持2朋軟件孤選擇普電悔J空閑模可下，5 a bpCPUc有 _a_a_a_aWE1 vdpWE2 vdpWE3vdpWE4vdp允許RfAM矩時(shí)器8/計(jì)教

11、器、增不 中斷繼續(xù)工作。g掉LE D1LE D2LE D3LE D4方式下，Ram內(nèi)谷被植存，振蕩器被凍結(jié)，單片瓦十也停止，直®J下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。STC89C圖3.2所不。VCCH0VWR DB1 1 P10/T P0 0 39:操作，支D0皿由DD 1D AT A0D 1D AT A1D 2齊止工作，d3DATA2D4GADA4也保護(hù)D6data53/1d 7D AT A6D 7D AT A7A LEJ 工作CSUSBCS_N DSU SP EN DC LK OUT51管腳圖如T1INT_N1D 1 2INT 1U 1CCP11e1DUL A11D02D02D23D132

12、DD35D243DD45D 353DD56D464DD67D576DD79D787D10 K8D74 HC 57 3DB2 2P1 0/1P0 038P1 1/TP0 1RDDB33P12P0 237DB44PP0336 DB5 5P14P0335DB6 6P15P0 534DB7 7P16P0 633 DB88P17P0 732：INT 13INT1P2 021 SDOCSD1AINT0P2 122 SC16P2 223 1 8B2 0rs15P2 224 FMLC DIENT0P2 325 C SU SB-p2 526 D IOLA31ea /vpP2 627 DULARSTEa,VPP2

13、 628 W ELAX1 19乂 1X2 18X2RST 9resetRXD10 N etLabel19TV c11 N etL abel2 0_ _ _IX D _RD 17RDALE/P30 N etL abel2 1WR16R DALE/P29 工80 5220S1S2R1 61KR1 710 KV CC圖3.2 STC89C52弓唧圖STC89C52勺主要管腳功能如下：P0.0P0.7: P0 口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向I/O 口，也是 地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。P1.0P1.7: P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口P2.0P2.7: P2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O

14、口P3.0P3.7: P3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口ALE:地址鎖存控制信號(hào)。在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí),ALE用于控制把P0 口輸出的低8位地址鎖存起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時(shí) 傳送。止匕外，由于ALE是以晶振1/6的固定頻率輸出的正脈沖, 因此，可作為外部時(shí)鐘或外部定時(shí)脈沖使用。PSEN :外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。在讀外部ROM寸，PSEN 有效（低電平），以實(shí)現(xiàn)外部ROW元的讀操作。EA：訪問(wèn)程序存儲(chǔ)控制信號(hào)。當(dāng) EA信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器；當(dāng) EA信號(hào)為高電平時(shí)， 對(duì)ROM勺讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開(kāi)始，并可延至外部程序存 儲(chǔ)器。RST復(fù)位信號(hào)。當(dāng)

15、輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上 的高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。XTALl和XTAL2外接晶體引線端。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)， 此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)， 用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。VSS地線。VCC +5V 電源。3 .霍爾傳感器電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)信號(hào)的捕獲采用的是霍爾傳感器。霍爾器件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、安裝方 便、功耗小、頻率高（可達(dá)1MHZ、耐震動(dòng)、不怕灰塵、油污、 水汽及煙霧等的污染或腐蝕?；魻柧€性器件的精度高、線性度好； 霍爾開(kāi)關(guān)器件無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)磨損、輸出波形清晰、無(wú)抖動(dòng)、無(wú)回跳、 位置重復(fù)精度高。按照霍

16、爾器件的功能可將它們分為：霍爾線性 器件和霍爾開(kāi)關(guān)器件，前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。按被檢測(cè)對(duì)象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。A44E集成霍爾開(kāi)關(guān)封裝引腳圖如圖3.3所示。在電源端加電 壓Vcc,經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾電勢(shì)發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍爾 效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場(chǎng)中時(shí)， 在垂直于磁場(chǎng)的方向通以電 流，則與這二者相垂直的方向上將會(huì)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差VH輸出，該VH信號(hào)經(jīng)放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形，使其成為方 波輸送到OC門(mén)輸出。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到工作點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)器輸出 高電壓（相對(duì)于地電位），使三極管導(dǎo)通，止匕時(shí) OC門(mén)輸出端輸出 低電壓，通常稱(chēng)這種狀態(tài)為開(kāi) 。當(dāng)施加的

17、磁場(chǎng)達(dá)到釋放點(diǎn)時(shí)， 觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截止，使 OC門(mén)輸出高電壓，這種狀 態(tài)為關(guān)。這樣兩次電壓變換，使霍爾開(kāi)關(guān)完成了一次開(kāi)關(guān)動(dòng)作。 工作點(diǎn)與釋放點(diǎn)的差值一定，此差值稱(chēng)為磁滯，在此差值內(nèi)，V0保持不變，因而使開(kāi)關(guān)輸出穩(wěn)定可靠， 這也就是集電成霍爾開(kāi)關(guān) 傳感器優(yōu)良特性之一。測(cè)量時(shí)，在 1、2兩端加5V直流電壓，在 輸出端3與1之間接一個(gè)1kC的負(fù)載電阻，如圖3.4所示。圖3.3 A44E外形圖3.4集成霍爾開(kāi)關(guān)接線圖A44E輸出端OUT1到單片機(jī)外部中斷0上，當(dāng)磁鐵靠近A44E時(shí)輸出端產(chǎn)生一個(gè)低電平信號(hào)，使 CPUT生一次中斷計(jì)一次數(shù)。假定輪圈的周長(zhǎng)為L(zhǎng),在輪圈上安裝m個(gè)永久磁鐵，則測(cè)得的里

18、程值最大誤差為L(zhǎng)/m。本設(shè)計(jì)中取m=1當(dāng)輪子每轉(zhuǎn)一圈，通過(guò) 霍爾元件傳感器采集到一個(gè)脈沖信號(hào)，并從引腳P3.2中斷0端輸入，傳感器每獲取一個(gè)脈沖信號(hào)即對(duì)系統(tǒng)提供一次計(jì)數(shù)中斷。每次中斷代表車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，中斷數(shù)n輪圈的周長(zhǎng)為L(zhǎng)的乘積為 里程值。 里程S刈長(zhǎng)L*圈數(shù)n4 .USB供電電路設(shè)計(jì)電源總是電路設(shè)計(jì)不可缺少的部分,本次設(shè)計(jì)采用了USB!源供電。USB!口可以向外提供電源，且是5V的電壓，非常適合 于TTLB號(hào)的系統(tǒng)，特別是單片機(jī)系統(tǒng)?？梢允褂眠@個(gè)電源為 USB 供電，這樣便減少了電源設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了 US朦統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在USB、線 系統(tǒng)中，US班機(jī)和USBM線器可以通過(guò)KusGN的根電源線向外 提供

19、電源，電源一般4.755.25V。US脅議中規(guī)定，每個(gè)US端 口最大數(shù)據(jù)電流為500mA US端口具有高輸出功率和低輸出功率 之分，同樣，USBS備可以按照電流的消耗分為高功率消耗設(shè)備 和低功率消耗設(shè)備。高功率消耗設(shè)備一般需要 100500mA勺電 流，低功率消耗設(shè)備一般需0100mAj電流。電路圖如圖3.5所示。圖3.5 USB供電電路5 .按鍵電路設(shè)計(jì)鍵盤(pán)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令的功能, 是人工干預(yù)的主要手段。鍵盤(pán)是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一種主要的信 息輸入接口，合理的設(shè)計(jì)，不僅可以節(jié)省系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本，更可 使儀器設(shè)備的操作變得更為簡(jiǎn)單、方便，很大程度上提高系統(tǒng)綜 合性能。本次

20、設(shè)計(jì)中通過(guò)按鍵S1來(lái)控制里程計(jì)的開(kāi)始和停止， 通過(guò)按鍵S2使里程計(jì)清零。電路圖如圖3.6所示圖3.6按鍵電路6 .顯示電路設(shè)計(jì)顯示模塊可以采用液晶顯示器或者數(shù)碼管顯示器，但數(shù)碼管 具有低功耗，容易控制，占用CP磔源少這些優(yōu)點(diǎn)，考慮到成本 原因，選擇了 4位的七段共陰極數(shù)碼管顯示已經(jīng)完全足夠。本設(shè)計(jì)中使用4個(gè)單位數(shù)據(jù)管，數(shù)碼管的陽(yáng)極全部連接在一 起，然后與U1原件74HC573IS存器的數(shù)據(jù)輸出端相連，所存起 的數(shù)據(jù)輸入端連接單片機(jī)的 P0 口低四位，P0 口同時(shí)加了上拉電 阻，數(shù)碼管中 WE1 WE2 WE3 WE4是它們的位選端，每一個(gè)數(shù)碼管對(duì)應(yīng)一個(gè)位選端，與U2原件74HC573勺數(shù)據(jù)輸出

21、端的低四位相連，U2的數(shù)據(jù)輸入端也連接到單片機(jī)的 P0 口。兩個(gè)鎖存器的鎖存端分別與P2.6和P2.7相連。單片機(jī)控制鎖存器的鎖存端,dp進(jìn)而控制鎖存器的數(shù)據(jù)輸出,制任意數(shù)碼管顯示任意數(shù)字。4電路圖如圖3.7所示。DO-kTV_5_這種時(shí)分控制的方法便可方便地控V CCR3RES1V CCR2 R 11 MS1ED41ALEPD IUS BDAT A0DAT A1DAT A2DAT A3t1 -a I icGNDDAT A4DAT A5DAT A6?vOi4 hTVaA0 -：T3.3D +D-V CC i ； aL2TA L1GL N 父1 04:R 4 18R5b I L18LED1CSU

22、 SBDAT A7A LECS_N SU SPEN DR ESI1MT7T7INTINT 1C LK OU T INT _NDMAC K_N 三D MRE QW R_N RD ND12U1V CCP1R6UXT1 -UXT 2nzr J6 a I j11KLEDSLEDR7R8R91 0K1 0K1 0KVCCDACL8B2 0 MSUSB IOLA ULA 回LA3.03.1LED0D1D2D3D4D5D6D71234567893.710K電現(xiàn),1DUL A1 1D0D1D2D3D4D5D6D7234567891D2D3D4D5D6D7D8D1 Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q2

23、0VCCQ1E20V(；C'10-cWELA11,10LG 119 aD0219 W E*i nc118 bD11 D1 _Q3ccc：18 W E217 cD24.“17 W E316 dD35, -16 W Ea n4 c415 eD46fL 八15 W E514 fD5714 W E613 gD681312 hD797 D7Q12 C SADo na c8 D8 QV CCU2V CC74 HC 57 374 HC 57 37.復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，它是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)A44E只需給單片機(jī)的復(fù)位引腳RS?HEAD于2個(gè)機(jī)器周期的高電平就可使其復(fù)位。電路圖如圖C

24、 N U W O3.8所小。R9CSDAV CC1K8 .晶振電路設(shè)計(jì)晶振電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作時(shí)所需的時(shí)鐘控制信號(hào)。通過(guò) 單片機(jī)的引腳XTAL1 XTAL2夸接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，構(gòu) 成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，晶 振電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。晶振電路電路圖9 .總電路原理圖計(jì)程里車(chē)行自自車(chē)行自機(jī)片單：c2 1O 2 8 Dr-7NC CV+rmMXC CV4 R0 1 RNNTXUCVN QK RLNA _-丁AA aXgN_ ERBSD P0 A T A D1 A T A D2 A T A D3 A T DA N D G4 ATA D5 6A

25、 AT TA A D D7 A T A DAM M DDE_SCST U O KCTrb c日Il-d gd c d b a v fb c P f,l-dfg Idei2 ellHIWIIg01010110.軟件程序設(shè)計(jì)2IIJIJI1 2 3 4 5 6 7S A A AC D D WPPPPPPPPPP：eaDC 04C Ve eJ N N1109DtttTR XAP9 TS RDRR W主程序流程圖如圖3.10所小計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)改變計(jì)數(shù)器狀態(tài) 1停再開(kāi)啟結(jié)束計(jì)數(shù)器清零圖3.10主程序流程圖顯示子程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中使用4個(gè)單位數(shù)據(jù)管，數(shù)碼管的陽(yáng)極全部連接在一 起，然后與U1原件74HC573

26、®存器的數(shù)據(jù)輸出端相連，所存起 的數(shù)據(jù)輸入端連接單片機(jī)的 P0 口低四位，P0 口同時(shí)加了上拉電 阻，數(shù)碼管中 WE1 WE2 WE3 WE4是它們的位選端，每一個(gè)數(shù) 碼管對(duì)應(yīng)一個(gè)位選端，與U2原件74HC573勺數(shù)據(jù)輸出端的低四 位相連，U2的數(shù)據(jù)輸入端也連接到單片機(jī)的 P0 口。兩個(gè)鎖存器 的鎖存端分別與P2.6和P2.7相連。先打開(kāi)U1鎖存器，控制段選端，輸出需要顯示的數(shù)字。然 后關(guān)閉U1鎖存器，打開(kāi)U2鎖存器，控制位選端，如此依次使四 個(gè)數(shù)碼管顯示該位的數(shù)字。顯示子程序如下：void display(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar g

27、e) dula=1;P0=tableqian; /送千位段選數(shù)據(jù)dula=0;P0=0xff;/送位選數(shù)據(jù)前關(guān)閉所有顯示，防止打開(kāi)位選鎖存時(shí)wela=1;/原來(lái)段選數(shù)據(jù)通過(guò)位選鎖存器造成混亂P0=0xfe;/送位選數(shù)據(jù)wela=0;delayms(5);/ 延時(shí)dula=1;P0=tablebai; 送百位段選數(shù)據(jù)dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfd;wela=0;delayms(5);dula=1;P0=tableshi; 送十位段選數(shù)據(jù)dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfb;wela=0;delayms(5);dula=1;P0=tablege;

28、送個(gè)位段選數(shù)據(jù)dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xf7;wela=0;delayms(5);里程計(jì)算子程序?qū)纹瑱C(jī)P3.2 口輸入的圈脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器 0打開(kāi)但 不打開(kāi)中斷，通過(guò)讀取計(jì)數(shù)值進(jìn)行控制。里程計(jì)算子程序流程圖如圖3.11。圖3.11里程計(jì)算子程序流程圖里程計(jì)算子程序如下：uint read()uchar tl,th1,th2;uint val,lc;while(1)th1=TH0;tl=TL0;th2=TH0;if(th1=th2)break;val=th1*256+tl;/讀取計(jì)數(shù)器0所計(jì)數(shù)值lc=val*2; /計(jì)算自行車(chē)行駛的里程數(shù)return lc;總程

29、序#include <reg52.h>/52系列單片機(jī)頭文件#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit dula=P2A6;sbit wela=P2A7；sbit key1=P3A6;sbit key2=P3A7； uchar code table= 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71; void delayms(uint);中明U1鎖存器的鎖存端中明U2鎖存器的鎖存端/中明獨(dú)立鍵盤(pán)1/

30、中明獨(dú)立鍵盤(pán)2void display(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge) /顯示子函數(shù)dula=1;P0=tableqian; /送千位段選數(shù)據(jù)dula=0;P0=0xff;/送位選數(shù)據(jù)前關(guān)閉所有顯示，防止打開(kāi)位選鎖存時(shí)wela=1;/原來(lái)段選數(shù)據(jù)通過(guò)位選鎖存器造成混亂P0=0xfe;/送位選數(shù)據(jù)wela=0;delayms(5);/ 延時(shí)dula=1;P0=tablebai; 送百位段選數(shù)據(jù)dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfd;wela=0;delayms(5);dula=1;P0=tableshi; 送十位段選數(shù)據(jù)dul

31、a=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfb;wela=0;delayms(5);dula=1;P0=tablege; 送個(gè)位段選數(shù)據(jù)dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xf7;wela=0;delayms(5);void delayms(uint xms)uint i,j;for(i=xms;i>0;i-)/i=xmsxms毫秒for(j=110;j>0;j-);uint read()uchar tl,th1,th2;uint val,lc;while(1)th1=TH0;tl=TL0;th2=TH0;if(th1=th2)break;val=th1*25

32、6+tl;/讀取計(jì)數(shù)器0所計(jì)數(shù)值lc=val*2; /計(jì)算自行車(chē)行駛的里程數(shù)return lc;void main()uchar a,b,c,d;uint num;TMOD=0x05;/設(shè)置計(jì)數(shù)器0為工作方式1(0000 0101)TH0=0; /將計(jì)數(shù)器寄存器初值清零TL0=0;TR0=1;while(1)if(key1=0)delayms(10);if(key1=0)while(!key1);TR0=TR0;num=read();if(key2=0)delayms(10);if(key2=0)TH0=0;TL0=0;while(!key2);if(num>=10000)num=0;T

33、H0=0; /將計(jì)數(shù)器寄存器值清零TL0=0;a=num/1000;b=num%1000/100;c=num%1000%100/10;d=num%10;display(a,b,c,d);四、系統(tǒng)調(diào)試與仿真本次實(shí)驗(yàn)采用的是uVision3軟件進(jìn)行調(diào)試。Keil C51是美 國(guó)Keil Software 公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi) 發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維 護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào) 試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯

34、后 生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非 常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大 型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。單片機(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，我們寫(xiě)的 匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)镃PUT以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種 Keil軟件圖標(biāo)是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用 手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器 碼，用于MCS-5俾片機(jī)的匯編軟件有早期的 A51,隨著單片機(jī)開(kāi) 發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi) 發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開(kāi) 發(fā)MCS-51系列單

35、片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)廠商紛紛宣 布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、 連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision ）將這些部份組合在一 起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU16M皿更多RAM 20M以上空閑的硬盤(pán)空間、 WIN98 NT； WIN2000 WINXP操作 系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用 51系列單片機(jī)的愛(ài)好者來(lái) 說(shuō)是十分必要的，如果你使用 C語(yǔ)言編程，那么Keil幾乎就是 你的不二之選（目前在國(guó)內(nèi)你只能買(mǎi)到該軟件、而你買(mǎi)的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用C語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編 程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你 事半功倍。連機(jī)調(diào)試就是在樣機(jī)中全速運(yùn)行系統(tǒng)軟件，觀察系統(tǒng)運(yùn)行情 況，并根據(jù)運(yùn)行結(jié)果修改控制參數(shù)，或?qū)浖?、硬件方案作必?的修改，重復(fù)調(diào)試過(guò)程，直到系統(tǒng)能滿足各項(xiàng)性能性能指標(biāo)要求。五、心得體會(huì)和建議該設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)出來(lái)的板子進(jìn)行調(diào)試， 驗(yàn)證了理論分析結(jié) 果的正確性。此次課程設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)為小組同學(xué)的不懈努力，目前基 本達(dá)到了預(yù)期的要求。通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試，可得到如下結(jié)論: 本系統(tǒng)是一個(gè)可測(cè)量自行車(chē)?yán)锍套孕熊?chē)?yán)锍瘫恚?能夠通過(guò)數(shù)碼管 顯示出自行車(chē)所行使的里程并能通過(guò)按鍵控制里程表清零，停 止，啟動(dòng)。理解了自行車(chē)?yán)锍谈?/p>