基于51單片機的自行車測速系統(tǒng)設計

車測速系統(tǒng)設計 摘要。自行車不再僅僅、滿足人們最基本的莫過于一段時間內內運動員的訓練效運動員達到最佳的要一款能測速的裝第一章系統(tǒng)總方案分析與設計本課題主要任務是利用霍爾元件、單片機等部件設計一個可用LED數(shù)碼管實時顯示里程和速度的自行車的速度里程表。本文主要介紹了自行車的速度里程表的設計思想、電路原理、方案論證以及元件的選擇等內容，整體上分為硬件部分設計和軟件部分設本文首先扼要對該課題的任務進行方案論證，包括硬件方案和軟件方案的設計；繼而具體介紹了自行車的速度里程表的硬件設計，包括傳感器的選擇、單片機的選擇、顯示電路的設計；然后闡述了該自行車的速度里程表的軟件設計，包括數(shù)據(jù)處理子程序的對本次設計進行了系統(tǒng)的總結。軟件設計包括：中斷子程序設計，里程計算子程序設計，顯示子程序設計。軟件采用匯編語言編寫，軟件設計的思想主要是自頂向下，模塊化設計，各個子模塊逐一設單片機。里程及速度的測量，是經(jīng)過AT89C52的定時/計數(shù)器的時間，再經(jīng)過單片機的計算得出，其結果通過LED顯示器各項指標及實現(xiàn)方法如下：T數(shù)。第二章系統(tǒng)主要單元模塊和速度算法概述光電傳感器是應用非常廣泛的一種器件，各種各樣的形式，如透射式、反射式等，為此可以制作一個遮光葉片如圖2-2所示，安裝在轉軸上，當扇葉經(jīng)過時，產(chǎn)生脈沖信將光敏電阻安裝在自行車前又的一側，在同等高度的另一側安上一個高亮度的發(fā)光光電編碼器的工作原理與光電傳感器一樣，不過它已將光電傳感器、電子、碼盤等做成一個整體，只要用連軸器將光電傳感器的軸與轉軸相連，就能獲得多種輸出信號。它廣泛應用于數(shù)控機床、回轉臺、伺服傳動、機器人、雷達、軍事目標測定等需要備中。將旋轉編碼器安裝在車軸上，這樣每當車輪轉過一定的距離編碼器就會發(fā)出一個脈作，輸出通常是集電極開路(OC)門輸出，工作電壓范圍寬，使用非常方便。斷地產(chǎn) 光敏電阻對光特別敏感，當白天行駛導致光敏電阻發(fā)出錯誤信號；光敏電阻對環(huán)境的要求相當高，如果光敏電管被泥沙或灰塵所覆蓋，光敏電阻就不能再進行測量；在霧天和雨天光敏效果也不好。而編碼器必須安裝在車軸上，這樣安裝就會給用戶帶來很多件不受天氣的影響，即便被泥沙或灰塵覆蓋對測量也不會有任何影響。由形電路構成的霍爾開關系統(tǒng)，具有輸出響應快，數(shù)字脈沖性能好，安裝方，不受光線、泥水等因素影響，價格便宜的優(yōu)點。所以本設計采用方案三寫的Flash只讀程序存儲器和256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，器件采用8位中央處理器和Flash，功能強大的AT89C52單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合。AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，同時內含2個外AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程,但不可以在線編程(S系列的才支持在線編程)。其將通用的微處理器和結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本2.3顯示模塊選型方式有兩種靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。線來保持顯示字形碼。當送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。這樣一來，就沒有必要每一位數(shù)碼管配一個鎖即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作 ，說簡單點就是讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線述第三章系統(tǒng)硬件設計3.1單片機主控電路1.1單片機概述單片機就是在一塊半導體硅片上集成了微處理器(CPU)，存儲器 而被稱為單片微型計算機，簡稱單片機。結構作了一定的優(yōu)化，所以它有一般芯片不具有的特點： 2.電源單一、功耗低；能強、價格低；4.全部集成在一塊芯片上，布線短、合理；它是生產(chǎn)的。一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內含8kbytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和Flash，功能強大的AT89C52單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，同時內含2個外AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程,但不可以在線編程(S系列的才支持在線編程)。其將通用的微處理器和結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。本設計選用AT89C52單片機，AT89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，可與工T89C51產(chǎn)品指令和引腳完AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內含8kbytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器R(AM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標CS-51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應用。主要功能特性1、兼容MCS51指令系統(tǒng)2、8k可反復擦寫(大于1000次)FlashROM；x8bit內部RAM；6、時鐘頻率0-24MHz；10、低功耗空閑和掉電模式，軟件設置睡眠和喚醒功能；11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等幾種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。單片機內部結構示意圖如圖3-1所示。IINT并行P0-P3I/O口RXD串口口TXDT機的引腳功能介紹Bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器(EPROM)和256字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，與標準MCS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲單元，功 P1.1還分別作為片內精密模擬比較器的同相輸入(AIN0)和反相輸入(AIN1)。P1口輸出流(I)。P1口還在閃速編程和程序校驗期間接收代碼數(shù)據(jù)。ILIPATCP于ILP3.0RXD(串行輸入端口)P3.1TXD(串行輸出端口)PINT0(外中斷0)P3.3INT1(外中斷1)P3.4TO(定時器0外部輸入)P3.5T1(定時器1外部輸入)片機中斷系統(tǒng)介紹 機引腳INT0/P3.2和INT1/P3.3輸入。外部中斷請求有兩種信號方式：電平觸發(fā)方式和脈沖觸發(fā)方式。電平觸發(fā)方式的中斷請求是低電平有效。只要在INT0和INT1引腳上出現(xiàn)有效低電平時，就激活外部中斷方式。脈沖觸發(fā)方式的中斷請求則是脈沖的負跳變有效。在這種方式下，在兩個相鄰機器周期內，INT0和INT1引腳電平發(fā)生變化，即在第一個機器周期內為高電平，第二個機器周期內為低電平，就激活外部中斷。由此可見，在脈沖方式下，中斷請求信號的高電平和低電平狀態(tài)都應至少維持一個機器周期，以使CPU采樣到電平狀態(tài)的變化，本次設計所采用的觸發(fā)方式為脈沖觸發(fā)方式。3.1.4單片機定時器/計數(shù)器功能介紹HTF1(TCON.7)定時/計數(shù)器T1溢出中斷請求標志位。定時/計數(shù)器T1計數(shù)溢出時由TF0(TCON.5)定時/計數(shù)器T0溢出中斷請求標志位。TR0(TCON.4)定時/計數(shù)器T0運行控制位。測溫原理。它不僅可以實現(xiàn)非接觸測量，并且采用永久磁鐵產(chǎn)生磁傳感器尺寸小、價格便宜、應用電路簡單、性能可靠，因直接利用霍爾傳感器外，還利用它開發(fā)出各種派生的傳感AE霍爾傳感器是一種集成傳感器，它內部p圖出一個脈沖。通過單片機圓盤的轉速。同樣道理，根據(jù)圓盤(車輪)的轉速，再體的位移。如果要增加測量位移精度，可以在圓盤(車輪) 1RL2KSNH3Vout2工作電壓寬(2.5~5.5V)、擦寫次數(shù)多(大于10000次)、寫入速度快(小于10ms)等協(xié)議。在本設計中用芯片AT24C0223Vcc1234A0VCCA2WCDL87651XTAL2345XTAL16PPINTPINT89P1.0(AIN0)ND圖3-9AT24CO2與單片機的接口電路EDv0v0v0v0LS電周期，霍爾傳感器輸出脈沖到INT0，即P3.2口接收到對圈數(shù)計數(shù)的脈沖。經(jīng)74LS74二分頻后的信號輸入到INT1，內部定時計數(shù)器測得每轉一圈所用的時間，通過計算即可得里程值和即時速度。設計紊 小，主要取決于單片機的工作頻率范圍，每一種單片機都有應該選擇振蕩頻率除以串行通信頻率可以除盡的晶體。本設D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 第四章概述謂軟件設計就是把軟件需求變換成軟件的具體設計方案(即模塊結構)的過程。模塊化結程4.2總體程序設計在主程序模塊中，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、根據(jù)里程寄存器中的內容計算和判斷出行駛里程數(shù)。中斷1用 YNYNYNYYN調用速度處理子程序GINCDISPBUFEQU59H CounEQUHSpCounEQU56H;速度計時器單元57H和58H，高位在前(57H單CountEQUH顯示時的計數(shù)器HiddenEQU6;消隱碼PPVVVVMOVSP,#5FH;設置堆棧TMOVTH1,#HIGH(65536-3686)MOVTL1,#LOW(65536-3686)LOOPJNBSpCalcLOOP未要求計算，轉本身循環(huán);標號：MULD功能：雙字節(jié)二進制無符號數(shù)乘法MOVR2,SpCounMOVR3,SpCoun+1MOVR6,#0MOVR7,#5;測得的數(shù)值是每秒計數(shù)值，轉為分(每一轉測 SBUFRAJMPSLP1BUFRTISNAJMPSLP2BUFRTISNAJMPSLP3BUFRTISNAJMPSLP4;標號：HB2功能：雙字節(jié)十六進制整數(shù)轉換成雙字節(jié)BCD碼整數(shù);出口信息：轉換后的三字節(jié)BCD碼整數(shù)在R3、R4、R5中。MOVAR4MOVR6,AMOVAR5MOVDISPBUF,R3;最高位MOVA,R4;MOVDISPBUF+1,AMOVA,R4ANLA,#0FHMOVDISPBUF+2,A MOVAR5ANLA#0F0HMOVDISPBUF3,AMOVAR5ANLA#0FHMOVDISPBUF4,ACLRSpCalc4.3中斷子程序設計以對其中的計數(shù)結構進行計數(shù)的方法，來實現(xiàn)定時或計數(shù)功能。當結構發(fā)生計數(shù)溢出時，即表明定時時間或計數(shù)值已滿，這時就以計數(shù)溢出信號作為中斷請求，去置位一個溢出標志，作為單片機接受中斷請求的標志。這種中斷