基于單片機控制的車速里程表設(shè)計

1、摘 要近年來隨著計算機在社會領(lǐng)域地滲透, 單片機地應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新.在實時檢測和自動控制地單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠地，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點地軟件結(jié)合，以作完善. 模擬多通道壓力系統(tǒng)是利用壓力傳感器采集當(dāng)前壓力并反映在顯示器上，它可以分析壓力過量程，并發(fā)出報警.并采用電子秤原理可根據(jù)輸入單價準確地計算出物體地金額.本篇論文討論了簡單地倒計時器地設(shè)計與制作 ，對于倒計時器中地四位LED數(shù)碼顯示器來說，我為了簡化線路、降低成本，采用以軟件為主地接口方法，即不使用專門地硬件譯碼器，而采

2、用軟件程序進行譯碼.關(guān)鍵詞 單片機，AT89S51， LED數(shù)碼管顯示器， keil C51，倒計時器ABSTRACTPermeate in the social realm along with the calculator in recent years, single slice the application of the machine just at constantly alignment thorough, arouse a traditional control an examination a day a new moon benefit renewal in the me

3、antime.In solidly the hour the examination the single slice that controls with auto the machine the application the system, single slice machine usually Be a core parts to use, only single slice the machine aspect knowledge is not enough, return should according to concrete the hardware structure, a

4、nd aim at concrete application the software ofwith the object characteristics combine to make perfect. Imitating many passage pressure systemses is to make use of pressure to spread the feeling machine to collect current pressure combine the reflection is on the display, it can analyze the pressure

5、surfeit distance, erupting to report to the police.Combine the adoption electronics steelyard principle can according to input the amount of money that the unit price computes an object accurately This thesis discuss that pour the design and creation of the timer in brief, for pour four LED figures

6、displays in the timer to say, I am for the sake of the simplification circuit,decline low cost, adopt to take software as the connect of lord a peoples method, do not use specialized hardware to translate the code machine namely, but adopt the software procedure to carry on translating code. Keyword

7、：single slice machine，AT89 S51，The LED figures tube display，Keil C51，Pour timer目錄第 1 章 緒 論11.1課題背景11.2車速里程表地簡介組成及原理11.3設(shè)計地整體思路3第 2 章 硬件地設(shè)計62.1單片機簡介62.2 AT89C52系列單片機地介紹72.3里程表各部分電路介紹92.3.1霍爾傳感器電路92.3.2定時計數(shù)器電路112.3.3外部中斷122.3.4 74HC573驅(qū)動器132.3.5LED顯示模塊電路15第 3 章 軟件地設(shè)計173.1普遍系統(tǒng)地總體設(shè)計173.2單片機應(yīng)用軟件地一般設(shè)計173.

8、3車速里程表地軟件設(shè)計193.3.1總體設(shè)計思路193.3.2子程序和主函數(shù)地設(shè)計20第 4 章 軟件調(diào)試234.1程序地檢測與調(diào)試234.2PROTEUS仿真過程25結(jié)束語28參考文獻29致 謝30附錄一 硬件設(shè)計原理圖31附錄二 程序清單32附錄三 元器件清單38畢業(yè)設(shè)計誠信聲明39序 言本文介紹以單片機和霍爾傳感器為核心地車速里程表設(shè)計.霍爾傳感器采集脈沖信號，單片機進行控制與計算，LED模塊進行顯示，最終汽車地速度里程數(shù)據(jù)直觀地顯示給用戶.速度里程表是用于遠距離連續(xù)測量汽車行駛速度和距離地儀表.它分為電源、霍爾傳感器、驅(qū)動器和顯示器3部分.目前，車速里程表普遍使用在汽車和摩扦車上，一般

9、采用指針顯示，是一種機械測量裝置，測試精度相對.本文介紹地車速里程表是由電源穩(wěn)壓系統(tǒng)供電，AT89C52單片機為中央處理器，結(jié)合高精度地控制電路，方便地實現(xiàn)了智能化、高精度、高可靠性、高效率地車速里程表設(shè)計，方便而實用.車速里程表廣泛應(yīng)用于各類機車，包括廠礦企業(yè)所使用地電機車和汽車、摩托車等.傳統(tǒng)地機械式里程表雖然穩(wěn)定可靠，但功能單一，體積較大.隨著電子技術(shù)地迅猛發(fā)展，電子式里程表得以廣泛應(yīng)用.一種以單片機為核心地里程表，它不僅可以顯示車輛行駛地及時速度和總里程，也可顯示一段時間地階段里程，并且具有較強地再開發(fā)能力，比如添加時鐘、音樂等其他功能.這一切都是因為利用了單片機系統(tǒng)強大地數(shù)據(jù)存儲和處

10、理控制功能.第 1 章 緒 論單片機現(xiàn)在滲透到我們生活地各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機地蹤跡.導(dǎo)彈地導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表地控制，計算機地網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程地實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用地各種智能IC卡，民用豪華轎車地安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機地控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機.更不用說自動控制領(lǐng)域地機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械了.1.1課題背景本題目根據(jù)車速、里程地測量原理，以MCS-51系列單片機為核心器件，組成點陣式地液晶顯示屏，通過編程顯示車速、里程與油位.按照設(shè)計要求熟悉系統(tǒng)硬件電路、接口電路，完成硬件電路

11、地電路板地設(shè)計，完成該系統(tǒng)地程序設(shè)計，提交程序設(shè)計框圖及程序設(shè)計清單.1.2車速里程表地簡介組成及原理汽車車速里程表分為滾輪計數(shù)器和點距液晶屏式兩種，由指示汽車行駛速度地車速表和記錄汽車所行駛過距離地里程計組成地，二者裝在共同地殼體中，并由同一根軸驅(qū)動.普通車速表一般為磁感應(yīng)式. 滾輪計數(shù)器是過去常用地純機械式儀表，通過一根軟軸，一頭連到變速箱輸出軸，另一頭連到里程表。而現(xiàn)在更常用地電子式儀表，它一般是在變速箱輸出軸或車輪上裝一個轉(zhuǎn)速傳感器，用讀出地轉(zhuǎn)速通過控制模塊內(nèi)嵌地計算公式來換算成車速以及歷程.不管是哪種方式，歸根結(jié)底，數(shù)據(jù)都是來自于傳動系統(tǒng)輸出端地轉(zhuǎn)速（變速箱輸出軸或車輪），知道了車輪

12、地轉(zhuǎn)速，比如每分鐘轉(zhuǎn)多少圈，再將車輪地周長.車速里程表實際上由兩個表組成，一個是車速表，另一個是里程表. 傳統(tǒng)地車速表是機械式地，典型地機械式里程表連接一根軟軸，軟軸內(nèi)有一根鋼絲纜，軟軸另一端連接到變速器某一個齒輪上，齒輪旋轉(zhuǎn)帶動鋼絲纜旋轉(zhuǎn)，鋼絲纜帶動里程表罩圈內(nèi)一塊磁鐵旋轉(zhuǎn)，罩圈與指針聯(lián)接并通過游絲將指針置于零位，磁鐵旋轉(zhuǎn)速度地快慢引起磁力線大小地變化，平衡被打破指針因此被帶動.這種車速里程表簡單實用，被廣泛用于大小型汽車上.不過，隨著電子技術(shù)地發(fā)展，現(xiàn)在很多轎車儀表已經(jīng)使用電子車速表，常見地一種是從變速器上地速度傳感器獲取信號，通過脈沖頻率地變化使指針偏轉(zhuǎn)或者顯示數(shù)字里程計是由若干個計數(shù)轉(zhuǎn)

13、鼓及其轉(zhuǎn)動裝置組成地.為了使用方便，有地車速里程表同時設(shè)有累計里程計和區(qū)間里程計，累計里程計用來記錄汽車累計行駛里程，區(qū)間里程計用來記錄汽車單程行駛里程.區(qū)間里程計有一個歸零按鈕，可以隨時復(fù)位至零，重新累計.車速里程表是用來指示汽車行駛速度和累計行駛里程地儀表，由車速表和里程表兩部分組成，普通車速表一般為磁感應(yīng)式，其結(jié)構(gòu)如下路所示.車速表主要由永久磁鐵、鋁罩、護罩、刻度盤和表針等組成，永久磁鐵與主動軸緊固在一起，主動軸由來自變速器輸出軸地撓性軟軸驅(qū)動，指針、鋁罩固接在中心軸上，刻度盤固定在表外殼上.不工作時，鋁罩在游絲地作用下， 使指針位于“0”位.當(dāng)汽車行駛時，軟軸驅(qū)動主動軸帶動“U”形永久

14、磁鐵旋轉(zhuǎn)，在鋁罩上感應(yīng)出電渦流而產(chǎn)生磁場，這個磁場與永久磁鐵地旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生鈕矩，使鋁罩向永久磁鐵旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過一定角度，直到由游絲地彈力所產(chǎn)生地反方向扭矩與之平衡.車速越高，產(chǎn)生地扭矩越大，指針在刻度盤上擺動地角度就越大，即指示地車速就越高.里程表主要由蝸輪蝸桿和數(shù)字輪組成，當(dāng)汽車行駛時，主動軸經(jīng)三對蝸輪蝸桿驅(qū)動數(shù)字輪上地最右側(cè)地第一個數(shù)字輪（一般為1/10Km），任一個數(shù)字輪與左側(cè)相鄰地數(shù)字輪傳動比都為10：1，這樣顯示地數(shù)字呈十進位遞增，便自動累積了汽車總地行駛里程.圖1.1 圖1.1汽車速度里程表1.3設(shè)計地整體思路設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，其中硬件是基礎(chǔ)軟件是核心，軟件地數(shù)據(jù)通

15、過硬件進行處理和控制，最終實現(xiàn)用戶地功能.一、硬件介紹本設(shè)計地硬件包括：AT89C52芯片：程序地處理和控制中心.74HC573驅(qū)動器：存儲和所存段選、位選數(shù)據(jù).Signal Generator脈沖發(fā)生器：模擬霍爾傳感器，向芯片外部中斷提供脈沖.RESPACK8八位排阻：將P0口拉成高電平.7SEG-MPX8-CC-BLUE八位共陰極數(shù)碼管（藍色）：顯示速度和路程數(shù)據(jù).二、主要技術(shù)指標1、計算速度和路程.2、存貯歷史里程數(shù)據(jù).3、量程記滿時清除歷史里程數(shù)據(jù).4、顯示及時速度.三、實現(xiàn)上述功能地軟件設(shè)計流程圖1.2如下：初始化處理程序定時器0中斷外部中斷顯示程序是否產(chǎn)生中斷Yesno開始結(jié)束圖1

16、.2軟件設(shè)計流程圖各部分介紹如下：1、初始化：打開外部中斷和定時器0中斷，當(dāng)有脈沖來地時候就進入中斷程序.2、外部中斷：記錄一個脈沖時間time；計算一個脈沖時間地速度，五個速度作為一個數(shù)組，高低速判斷；開啟T0，記脈沖數(shù)為n.3、定時器0中斷：記50毫秒時間賦值給t.4、處理函數(shù)：給出速度和路程地計算公式.v=0.9*pi*r/time s=0.00025*pi*r*n顯示程序：用三位數(shù)顯示速度，四位數(shù)顯示路程.第 2 章 硬件地設(shè)計2.1單片機簡介單片機是指一個集成在一塊芯片上地完整計算機系統(tǒng).盡管他地大部分功能集成在一塊小芯片上,但是它具有一個完整計算機所需要地大部分部件:CPU、內(nèi)存、

17、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng),目前大部分還會具有外存.同時集成諸如通訊接口、定時器,實時時鐘等外圍設(shè)備.而現(xiàn)在最強大地單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜地輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上. 單片機也被稱為微控制器(Microcontroler),是因為它最早被用在工業(yè)控制領(lǐng)域.單片機由芯片內(nèi)僅有CPU地專用處理器發(fā)展而來.最早地設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中,使計算機系統(tǒng)更小,更容易集成進復(fù)雜地而對提及要求嚴格地控制設(shè)備當(dāng)中.INTEL地Z80是最早按照這種思想設(shè)計出地處理器,從此以后,單片機和專用處理器地發(fā)展便分道揚鑣. 早期地單片機都是8位或4位地.其中最成功地是INTEL

18、地8031,因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大地好評.此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機系統(tǒng).單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備地智能化管理及過程控制等領(lǐng)域,大致可分如下幾個范疇:1.在智能儀器儀表上地應(yīng)用 單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于儀器儀表中,結(jié)合不同類型地傳感器,可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量地測量.采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化,且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大.例如精密地測量設(shè)備(功率計,示波器,各種分析儀)

19、.2.在工業(yè)控制中地應(yīng)用 用單片機可以構(gòu)成形式多樣地控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).例如工廠流水線地智能化管理,電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng),與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等.3.在家用電器中地應(yīng)用 可以這樣說,現(xiàn)在地家用電器基本上都采用了單片機控制,從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備,五花八門,無所不在.4.在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中地應(yīng)用 現(xiàn)代地單片機普遍具備通信接口,可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信,為在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間地應(yīng)用提供了極好地物質(zhì)條件,現(xiàn)在地通信設(shè)備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制,從手機,電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通

20、信、再到日常工作中隨處可見地移動電話,集群移動通信,無線電對講機等.5.單片機在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中地應(yīng)用 單片機在醫(yī)用設(shè)備中地用途亦相當(dāng)廣泛,例如醫(yī)用呼吸機,各種分析儀,監(jiān)護儀,超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等.此外,單片機在工商,金融,科研、教育,國防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛地用途.單片機學(xué)習(xí): 目前,很多人對匯編語言并不認可.可以說,掌握用C語言單片機編程很重要,可以大大提高開發(fā)地效率.2.2 AT89C52系列單片機地介紹AT89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)地低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8K bytes 地可反復(fù)擦寫地只讀程序存儲器(PEROM)和256 bytes 地隨機

21、存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司地高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標準MCS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲單元，功能強大AT89C52單片機適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場合.主要性能參數(shù)：1. 與MCS-51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容2. 18K 字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器3. 1000次擦寫周期4. 全靜態(tài)操作：0Hz-24MHz5. 三級加密程序存儲器6. 256*8字節(jié)內(nèi)部RAM7. 32個可編程I/O口線8. 3個16位定時/計數(shù)器9. 8個中斷源10.可編程串行UART通道11.低功耗空閑和掉電模式 功能特性概

22、述：AT89C52提供以下標準功能：8K 字節(jié)Flash閃速存儲器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，3個16位定時/計數(shù)器，一個6向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路.同時，AT89C52可降至0Hz地靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選地節(jié)電工作模式.空閑方式停止CPU地工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作.掉電方式保存RAM中地內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位.引腳如圖2.1所示.振蕩器反相放大器如圖2.2所示.圖2.1 AT89C52引腳圖XTAL1：振蕩器反相放大器地及內(nèi)部時鐘發(fā)生器地輸入端.XTAL2

23、：振蕩器反相放大器地輸出端.圖2.2振蕩器反相放大器原理圖中斷：AT89C52共有6個中斷向量：兩個外中斷（INT0和INT1），3個定時器中斷（定時器0，1，2）和串行口中斷.所有這些中斷源可通過分別設(shè)置專用寄存器IE地置位或清0來控制每一個中斷地允許或禁止.IE也有一個總禁止位EA，它能控制所有中斷地允許或禁止.AT89C52編程方法：1.在地址線上加上要編程單元地地址信號.2.在數(shù)據(jù)線上加上要寫入地數(shù)據(jù)字節(jié).3.激活相應(yīng)地控制信號.4.在高電壓編程方式時，將/Vpp端加上+12V編程電壓.5.每對Flash存儲陣列寫入一個字節(jié)或每寫入一個程序加密位，加入一個ALE/編程脈沖.每個字節(jié)寫入

24、周期是自身定時地，通常約為1.5ms.重復(fù)1-5步驟，改變編程單元地地址和寫入地數(shù)據(jù)，直到全部文件編程結(jié)束.AT89C52地極限參數(shù)：工作溫度：-55 to +125儲藏溫度：-65 to +150任一引腳對地電壓：-1.0V to +7.0V最高工作電壓：6.6V直流輸出電流：15.0mA2.3里程表各部分電路介紹本次里程表地設(shè)計，硬件電路主要由霍爾傳感器電路，里程指示電路，里程數(shù)據(jù)存儲電路，時鐘電路，LED顯示模塊及74LS07驅(qū)動器構(gòu)成.2.3.1霍爾傳感器電路1.霍爾傳感器工作原理霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作地一種磁場傳感器霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)地一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1

25、8551938）于1879年在研究金屬地導(dǎo)電機構(gòu)時發(fā)現(xiàn)地.后來發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體地霍爾效應(yīng)比金屬強得多，利用這現(xiàn)象制成地各種霍爾元件，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動化技術(shù)、檢測技術(shù)及信息處理等方面.霍爾效應(yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能地基本方法.通過霍爾效應(yīng)實驗測定地霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料地導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù). 圖2.3霍爾效應(yīng)示意圖2.霍爾效應(yīng)如圖2.3在半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片地垂直方向施加磁感應(yīng)強度為B地勻強磁場，則在垂直于電流和磁場地方向上，將產(chǎn)生電勢差為UH地霍爾電壓.3.霍爾元件根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成地元件叫霍爾元件

26、.它具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用，原理圖如圖2.4. 4特點 1 內(nèi)置斬波放大器2 可選范圍廣，支持各種應(yīng)用：檢測兩極、檢測S極、檢測N極(*1)、動態(tài)“L”、動態(tài)“H”(*1)、Nch開路漏極輸出、CMOS輸出.3 寬電源電壓范圍： 2.4 V 5.5 V4 低消耗電流： 5.0 A 典型值、8.0 A 最大值.5 工作溫度范圍： 40 85，磁性地溫度依賴性較小.6 采用小型封裝： SNT-4A, SOT-23-37 無鉛產(chǎn)品標準電路 圖2.4霍爾效應(yīng)原理圖本設(shè)計中輪子轉(zhuǎn)一圈霍爾傳

27、感器發(fā)送八個脈沖.2.3.2定時計數(shù)器電路圖2.5定時計數(shù)器地結(jié)構(gòu)圖從定時計數(shù)器地結(jié)構(gòu)圖2.5可以看出于定時器有關(guān)地8位寄存器一共有6個.其中16位地定時計數(shù)器分別由兩個8位專用寄存器組成，即T0由TH0和TL0構(gòu)成；T1由TH1和TL1構(gòu)成.出了這兩個16位地計數(shù)器外，在定時器中還有兩個特殊功能寄存器，一個是八位定時器方式寄存器TMOD，另一個是八位定時器控制寄存器TCON.TMOD確定T0、T1地工作方式，其格式如下D7D6D5D4D3D2D1D0GATEC/TM1M0GATEC/TMIM0本設(shè)計中TMOD=0x01，定時器0為定時、方式一（16為計數(shù)器）.TCON控制定時器地啟、停標志定

28、時器地溢出和中斷.格式如下.D7D6D5D4D3D2D1D0TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0本設(shè)計中：IT0 = 1，表示外部中斷0觸發(fā)方式控制為邊沿觸發(fā)方式，當(dāng)?shù)谝粋€機器周期采樣到INT1為低電平時，則IE1置1.IE1=1,表示外部中斷1正在向CPU申請中斷.2.3.3外部中斷原理圖如下圖2.6圖2.6外部中斷原理圖于中斷有關(guān)地特殊功能寄存器有4個，分別為中斷源寄存器（即專用寄存器TCON、SCON地相關(guān)位）、中斷源允許控制寄存器IE和中斷優(yōu)先級控制寄存器IP.中斷源允許控制寄存器IE格式如下：EA-ET2ESET1EX1ET0EX0本設(shè)計中：EA = 1，開總中斷；EX0

29、 = 1，允許外中斷0中斷.ET0 = 1，允許T0中斷.中斷請求標志寄存器TCON中地中斷標志TCON為定時器T0和T1地控制寄存器，同時也鎖存T0、T1地溢出中斷標志位及外部中斷INT0、INT1地中斷標志等TF1TF0IE1IT1IE0IT0本設(shè)計中：IT0 = 1, 外部中斷0觸發(fā)方式為邊緣觸發(fā)方式.IP格式如下：-PT2PSPT1PX1PT0PX0本設(shè)計中：PX0 = 1, 外部中斷0為高優(yōu)先級中斷.2.3.4 74HC573驅(qū)動器SL74HC573 跟LS/AL573 地管腳一樣.如下圖2.7器件地輸入是和標準CMOS 輸出兼容地；加上拉電阻，他們能和LS/ALSTTL 輸出兼容.

30、當(dāng)鎖存使能端為高時，這些器件地鎖存對于數(shù)據(jù)是透明地（也就是說輸出同步）.當(dāng)鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間地數(shù)據(jù)會被鎖存.輸出能直接接到CMOS，NMOS 和TTL 接口上操作電壓范圍：2.0V6.0V低輸入電流：1.0uACMOS 器件地高噪聲抵抗特性.圖2.7 SL74HC573管腳功能表2.174HC573功能表如下輸入輸出輸出使能鎖存使能DQLHHHLHLLLLX不變HXXZ表2.174HC573功能表74HC573邏輯圖如下圖2.8圖2.8 74HC573邏輯圖本設(shè)計中通過控制74HC573地打開和關(guān)閉來鎖存段選和位選數(shù)據(jù).2.3.5LED顯示模塊電路LED顯示器采用動態(tài)顯示，

31、用74HC573驅(qū)動共陰極LED數(shù)碼管.LED顯示模塊電路圖，如圖2.9所示.LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖，如圖2.10(a),(b)為共陰極型，(c)為共陽極型.圖2.9LED顯示模塊圖2.10LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)OC門驅(qū)動器用573，573 即TTL 集電極開路六正相高壓驅(qū)動器.當(dāng)7407輸出低電平時，沒有電流流過LED，當(dāng)5737輸出為開路狀態(tài)時，電流經(jīng)100限流電阻流入LED顯示器，每個七段LED地公共端都接一個7407驅(qū)動器.本設(shè)計中采用7SEG-MPX8-CC-BLUE八位共陰極數(shù)碼管（藍色），顯示速度和路程數(shù)據(jù).第 3 章 軟件地設(shè)計3.1普遍系統(tǒng)地總體設(shè)計一個完整地單片機系統(tǒng)，包括軟硬件兩個

32、方面.硬件是系統(tǒng)可靠運行地“載體”，是基礎(chǔ)，而軟件則是使“載體”產(chǎn)生動力地發(fā)電機，二者相輔相成，缺一不可.從設(shè)計者地角度出發(fā)，一個硬件電路地設(shè)計過程往往就是設(shè)計者地經(jīng)驗不斷積累地過程.總體設(shè)計流程:在設(shè)計硬件電路時：一般地流程是：(1) 器件選擇（包括單片機和外圍芯片地選擇）(2) 電路圖繪制(3) PCB制板(4) 硬件檢查和排錯(5) 硬件電路調(diào)試完畢只有在硬件平臺建立之后才能更好進入軟件系統(tǒng)地調(diào)試.在進行軟件系統(tǒng)地設(shè)計時，設(shè)計者首先要建立完整，總體地概念，一個完整地軟件系統(tǒng)是由各個功能模塊組成地.程序設(shè)計者要時刻牢記如何將那些獨立，分散地子程序模塊通過主程序連接起來，并最終實現(xiàn)系統(tǒng)地目標

33、功能.3.2單片機應(yīng)用軟件地一般設(shè)計應(yīng)用軟件應(yīng)在硬件電路地支持下能可靠地實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)地各種功能.它應(yīng)具有下列特點：(1) 結(jié)構(gòu)清晰，簡捷，流程合理.(2) 各功能程序模塊化，子程序化，既便于調(diào)試，鏈接，也便于移植，修改.(3) 程序存儲區(qū)，數(shù)據(jù)存儲區(qū)規(guī)劃合理，既節(jié)約內(nèi)存容量，又便于操作.(4) 各功能程序地運行狀態(tài)，運行結(jié)果以及運行要求盡量設(shè)置狀態(tài)標志，以便查詢，控制與程序判轉(zhuǎn).(5) 調(diào)試修改后，還應(yīng)規(guī)范化，以利于交流，借鑒，為模塊化，標準化打下基礎(chǔ).(6) 做好抗干擾設(shè)計，這是計算機應(yīng)用系統(tǒng)提高可靠性地有力措施.(7) 設(shè)置自診斷程序，系統(tǒng)工作前先運行自診斷程序，檢查系統(tǒng)各特征狀態(tài)參數(shù)是否

34、正常，以提高運行地可靠性.開發(fā)步驟：(1) 確定任務(wù)：a) 確定系統(tǒng)地功能，指標，成本b) 完成期限(2) 總體設(shè)計：a) 調(diào)研b) 機型選擇c) 軟硬件任務(wù)劃分I. 硬件開發(fā)一繪出線路圖二選購元器件三組裝四調(diào)試硬件II. 軟件開發(fā)一建立數(shù)學(xué)模型，確定算法，安排數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)二設(shè)計，編制各子程序模塊三各子程序進行調(diào)試四各子程序連接起來調(diào)試(3) 樣機聯(lián)調(diào): a) 軟，硬件結(jié)合起來調(diào)試 b) 找出錯誤，修改軟，硬件 c) 實時仿真，直至滿足設(shè)計要求(4) 產(chǎn)品定型: a) 形成工藝 b) 編寫技術(shù)文件3.3車速里程表地軟件設(shè)計本軟件設(shè)計地思路是先做流程圖，弄清程序地整體思路，再按模塊進行分塊編寫，一般

35、把子程序放在前面，主函數(shù)放在后面.3.3.1總體設(shè)計思路第一步程序初始化，當(dāng)沒有產(chǎn)生中斷時，程序進入處理程序，接著進入顯示程序；當(dāng)產(chǎn)生中斷時，先進入外部中斷服務(wù)程序和定時器0中斷服務(wù)程序，后面地和沒有產(chǎn)生中斷時相同.在整個程序中中，不停地掃描有沒有產(chǎn)生中斷.流程圖如下圖3.1.初始化處理程序定時器0中斷外部中斷顯示程序是否產(chǎn)生中斷Yesno開始結(jié)束圖3.1程序流程圖3.3.2子程序和主函數(shù)地設(shè)計一、子程序地設(shè)計設(shè)汽車輪子半徑為r,脈沖數(shù)為n，t=50毫秒,一個脈沖地時間為time,速度為v(km/h),路程為s(km),pi=3.14.子程序按模塊化地思路編寫.各子程序如下:1初始化：設(shè)置 T

36、0計時器工作方式1，輸入口為p3.2 開總中斷.打開外中斷0中斷控制位.設(shè)置外部中斷0優(yōu)先級控制位.設(shè)置外部中斷0觸發(fā)方式為邊沿觸發(fā)方式.打開T0中斷允許.2.外部中斷：當(dāng)P3.2口有脈沖時進入外部中斷0.time=sec+t*0.05，記一個脈沖地時間.tab_v5=0.9*pi*r/time，計算速度并放入數(shù)組中.高低速地判斷，當(dāng)V=5時為高速，并用flag = 0，記高速標志位，flag=1，記低速標志位；for(i = 0。i6。i+)tab_vi = tab_vi+1。/數(shù)組移數(shù)據(jù)關(guān)閉T0，給T0賦50毫秒初值. 開啟T0 ，當(dāng)來一個脈沖n+。 當(dāng)n = 50000時，n清零n =

37、0。3.定時器0中斷：當(dāng)來一個脈沖進入定時器0中斷，給T0定時器賦50毫秒初值，當(dāng)記滿50毫秒t+.4.處理函數(shù)：計算速度分高速和低速.速度計算公式：tab_v5=0.9*pi*r/time。（單位km/h）低速時：v=tab_v5，即顯示第五個速度值.高速時：v+=tab_vi。計算五個速度之和.v=v/5。求得平均速度.路程公式：s=0.00025*pi*r*n，隨著脈沖n地增加s不斷累加.5.顯示程序：用三位數(shù)顯示速度，四位數(shù)顯示路程.void show(uchar j,uchar k)，j設(shè)為斷碼數(shù)，k設(shè)為位碼數(shù)打開段選，賦P0 = tab_duanj送斷碼，然后關(guān)閉段選.打開位選，賦

38、P0 = tab_wek。送位選碼，然后關(guān)閉位選二、主函數(shù)地設(shè)計主函數(shù)在初始化程序之后采用循環(huán)設(shè)計.當(dāng)不斷發(fā)送脈沖時，程序從外部中斷到顯示程序一直循環(huán).其中main函數(shù)中調(diào)用show函數(shù)如下：show(v1/100,0)。顯示速度百位show(v1/10%10,1)。顯示速度十位show(v1%10,2)。顯示速度個位show(s1/1000%10,4)。顯示路程千位show(s1/100%10,5)。顯示路程百位show(s1/10%10,6)。顯示路程十位show(s1%10,7)。顯示路程個位第 4 章 軟件調(diào)試4.1程序地檢測與調(diào)試1程序地查錯手段單片機地應(yīng)用系統(tǒng)均需借助對應(yīng)地開發(fā)系統(tǒng)

39、（或裝置）進行在線仿真，對應(yīng)用系統(tǒng)地軟，硬件進行全面地檢測與調(diào)試.各種開發(fā)系統(tǒng)或裝置均提供以下查錯手段.（1）單步執(zhí)行采用單步執(zhí)行操作可對應(yīng)用程序每步執(zhí)行一條指令，可逐條檢查這一段程序地執(zhí)行過程是否符合原設(shè)計要求.可直接查出錯誤所在.宏單步可執(zhí)行一段程序，如一步就可執(zhí)行完整個循環(huán)程序段.（2）斷點設(shè)置全速運行可在程序有疑慮地地方設(shè)置斷點，從設(shè)置地起始地址開始，以全速或非全速方式向設(shè)定地斷點處運行.如果這段程序無語法或邏輯上地錯誤，則連續(xù)運行到設(shè)置地斷點處停止運行，返回監(jiān)控狀態(tài).如果有錯誤，則在錯誤處停止運行，如果進入死循環(huán)或者程序跑飛，就會永不停止運行.全速斷點運行為檢查實時性及中斷響應(yīng)處理等

40、提供了方便.（3）顯示器窗口檢查（4）實時跟蹤記錄除上述之外，還有以下功能：符號化調(diào)試.在原程序中一般均以符號地址，標號等出現(xiàn)，通過匯編自動進行變換和調(diào)整，偏移量等均可自動換算和填入.程序地運行.自動生成目標代碼和固化.2源程序地檢測在源程序進行調(diào)試之前，硬件系統(tǒng)必須基本正確，重點對源程序進行檢測.（1）對照程序流程圖，先對相對獨立地功能模塊，子程序，中斷服務(wù)程序等進行仔細地檢查，然后對整個主程序按其功能劃分成若干程序段進行分段檢查，逐步擴大到整個程序系統(tǒng).檢查時重點檢查程序地邏輯功能，結(jié)構(gòu)和算法，有關(guān)參量和初始值是否完善，正確，關(guān)鍵性指令地選擇是否合理，特別是借助開發(fā)系統(tǒng)也較難調(diào)試正確地隱患

41、，只有通過細心地檢查加以排除.（2）硬件系統(tǒng)檢查.硬件系統(tǒng)必須排除電源短路和碰線故障，然后空板（沒有插上芯片等器件）進行上電檢查各電源點是否正確，有關(guān)邏輯電平及信號是否正確.確認無誤之后逐次插上芯片等器件，借助開發(fā)系統(tǒng)可檢查出是否有硬件故障.一旦有故障時，開發(fā)系統(tǒng)地監(jiān)控程序?qū)⒊霈F(xiàn)不能正常工作地現(xiàn)象.故可采用此法排除硬件系統(tǒng)地一般性故障.有些故障只有通過軟件調(diào)試才能排除，有時還需通過軟件調(diào)試修改硬件設(shè)計.3源程序地調(diào)試源程序地調(diào)試一般可分為分調(diào)，聯(lián)調(diào)和考機3步進行.（1）分調(diào)首先將基本獨立地子程序調(diào)試正確，符合原設(shè)計要求，用模擬地方法將中斷服務(wù)程序初調(diào)，然后將主程序按相對獨立地功能程序段，遵照應(yīng)

42、用系統(tǒng)運行地邏輯順序逐段進行調(diào)試.A) 設(shè)置并輸入一組符合要求地參量，啟動程序段運行，觀察運行情況或故障地影響及現(xiàn)象.B) 對出現(xiàn)地問題進行仔細地分析，合理推測，借助開發(fā)系統(tǒng)地調(diào)試手段，逐步縮小疑點范圍，直至找出問題所在進行修改.C) 分析故障原因.（2）聯(lián)調(diào)在分調(diào)基本完成地基礎(chǔ)上進行聯(lián)調(diào)，它將與整個系統(tǒng)地硬件，軟件，環(huán)境密切相關(guān)，必須聯(lián)合在線調(diào)試.調(diào)試地重點在于主程與各功能模塊程序段之間地連接處，整個 軟件系統(tǒng)地執(zhí)行順序，逐個相連進行調(diào)試.（3）考機4.2PROTEUS仿真過程一、電路原理圖如下圖4.1：圖4.1車速里程表原理圖二、生成HEX文件如下圖4.2.圖4.2生成文件三、編譯結(jié)果如下

43、圖4.3.圖4.3編譯結(jié)果仿真結(jié)果沒有錯誤和警告，編譯通過.四、仿真結(jié)果如下圖4.4和4.5.仿真結(jié)果一表示：速度為0，路程也為0.仿真結(jié)果二表示：速度為46km/h,行駛里程為3公里.圖4.4仿真結(jié)果一圖4.5仿真結(jié)果二結(jié)束語設(shè)計地時間里，我學(xué)會了很多東西.以前很不熟悉地Word是如何操作地、以及資料地整理等等，很多東西只有自己親身體會到了才會有所收獲.我地成果也可以說是碩果累累了.我真地感謝那些在我畢業(yè)設(shè)計中幫助過我地老師同學(xué)讓我成長了許多.光陰似箭，歲月如梭.一晃一個月地畢業(yè)設(shè)計生活已經(jīng)過去了，在整個過程中，我有著許多地收獲和歡樂，但也有苦澀和教訓(xùn)，這些成功地經(jīng)驗將激勵我在以后地人生之路

44、上取得更大成績，失敗地經(jīng)歷將使努力去改變自己不完美地地方，讓自己在以后地日子作地更好，這一切將成為我生命中最寶貴地財富之一最后，感謝學(xué)校給了我這次學(xué)習(xí)地機會，也多謝老師前輩們多日來無私地照顧和關(guān)心，使我開心順利地完成在學(xué)校地生活.謝謝你們！參考文獻1 萬福君，潘松峰，劉芳，吳賀榮，王秀梅.MCS-51單片機原理、系統(tǒng)應(yīng)用M.清華大學(xué)出版社，2008.2 張迎新.單片機原理及應(yīng)用（第二版）M.電子工業(yè)出版社，2009.3 宋文緒，楊帆.自動檢測技術(shù)（第三版）M.高等教育出版社，2008.4 郭天祥.新概念51單片機C語言教程M.電子工業(yè)出版社，2009.5 陳忠平，曹巧媛曹琳琳，劉瓊，申曉龍.單

45、片機原理及接口M.清華大學(xué)出版社,2007.6 李廣弟等編著，單片機基礎(chǔ)M.北京航空航天大學(xué)出版社，2001年7月.7 馬長芳等編著，新型集成電路及其應(yīng)用實例M.科學(xué)出版社，2002年11月. 8 鮑宏亞等編著，MCS-51系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)M.中國宇航出版社，2005年月. 9 吳金戌等編著，8051單片機實踐與應(yīng)用M.清華大學(xué)出版社，2005年8月. 10 陳煒鐘實，洪明，隋元主編，精選家用電子制作電路300例M.民郵電出版社，1998年9月.11 李全利，遲榮強，單片機原理及接口技術(shù)M.北京高等教育出版社，2004年1月.12 李光才，樓然笛，單片機課程設(shè)計 實例指M.北京航空航天大學(xué)出

46、版社，2004年.13 谷樹忠，閆勝利主編Protel 2004實用教程M.電子工業(yè)出版社，2005年2月.14 李勛,劉源,李靜東. 單片機實用教程M.北京航空航天大學(xué)出版社, 2006.15 刁文興.自行車電子里程表地初步設(shè)計M.南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報, 2004, 6: 25-28.16 許德章等. 摩托車電子轉(zhuǎn)速表智能校驗儀M.自動化儀表，2000, 4: 23-24.17 安宗權(quán). 電動電子車速里程表分頻電路設(shè)計M.自動化與儀器儀表, 2001, 5: 39-44.18 閻煥忠，王長濤，馬斌.單片機控制里程轉(zhuǎn)速表地設(shè)計M.沈陽建筑工程學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）,2002,4:145-1

47、48.致 謝在經(jīng)過許久地時間，我在不斷努力下完成了大學(xué)畢業(yè)設(shè)計地課題要求.在設(shè)計與調(diào)試過程中，我得到周翔老師地親切關(guān)懷和悉心地指導(dǎo)以及沈波同學(xué)關(guān)系幫助，在此表示深深地感謝.周老師嚴肅地科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)刂螌W(xué)精神，精益求精地工作作風(fēng)，深深地感染和激勵了我.面對課題所需地要求來說.這對我來說是很大地挑戰(zhàn).在周老師地指導(dǎo)和幫助下，我查找了相關(guān)地資料，擬訂了設(shè)計思路和方案，經(jīng)過不斷修改和調(diào)試完成了設(shè)計內(nèi)容.同時我要感謝幫助我地同學(xué)，在程序編寫和仿真調(diào)試地時候曾出現(xiàn)了不少問題，通過與同學(xué)共同地研究討論，讓我有很大收獲. 在完成畢業(yè)設(shè)計地同時讓我學(xué)到了很多也懂地了很多發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在地我還需要不斷地努力學(xué)習(xí)，最后請讓我在一次地感謝在這次畢業(yè)設(shè)計中對我指導(dǎo)和幫助地周翔老師和各位小組成員！附錄一 硬件設(shè)計原理圖附錄二 程序清單#include#define uchar unsigned char #define uint unsigned int#define pi 3.14#define r 0.33sbit duan = P20 。sbit we = P21 。uchar code tab_duan=0x3F,0x06,0x5B,0x4F, 0x66,0x6D,0x7D,0x07, 0x7F,0x6F,0x77,0x7C, 0x39,0x5E