#51单片机自行车测速(含实时时间,温度显示,断电保存等)

单片机课程设计报告

自行车测速仪

学院信息工程学院

专业信息工程

(电子信息工程方向)

年级班别 2010级（4）班

学号 3110002980

学生姓名 XXX

指导教师 XXX

申请成绩 XXX

1

)

附加功能：实时时钟，行驶里程累计

2.设计思路：

首先是选择基于51单片机来设计这个产品，这个产品主要的功能是用来测量自行车的车速，既然要测车速，那就要用到传感器，所以选择了红外光电传感器，它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。在没有遮挡物时，传感器输出端输出一个高电平，当有遮挡物时，输出端就会输出低电平，那样就可以利用单片机的计数功能，把传感器输出的信号输入到单片机的外部脉冲输入端，可以通过测试脉冲数来算出车速，具体实现是利用单片机的计数功能实现下降沿计数，然后在两秒内统计出自行车走过的圈数，算出自行车车轮的周长，再乘以圈数，再除以时间两秒，就得到车速，然后在lcd上面显示，还可以算出自行车的路程，也利用单片机的定时中断功能可以设置和显示实时时间，还可以利用单片机上自带的温度传感器ds18b20测出实时温度，在lcd上显示出来。

3.任务分工：XXX（100%）

4.设计步骤：

1.先完成lcd的显示代码，使单片机上的lcd能正常显示数字，字符。

2,利用单片机的定时计数功能，首先在lcd上显示实时时间能每秒加一。

3.通过对按键的扫描检测，实现对实时时间的设置。例如按下按键，使能设置时间（断开计时中断），再分别设置三个按键分别实现对小时，分钟，秒的设置（按下一次加一）

。

4.通过单片机的计数功能，即外部脉冲信号输入到引脚P3.5（T1），电平从1到0跳变，则计数器加一。把红外光电传感器的信号输出端接到引脚P3.5，自行车车轮的周长，再乘以圈数，再除以时间两秒，就得到车速，然后在lcd上面显示。

5.车轮的周长乘以圈数（每次累加起来），就可以得到自行车走过的路程，并在lcd上显示出来。

6.利用单片机上的温度传感器ds18b20，把得到的温度数据转化并显示在lcd上。5,.程序流程（含流程图及详细步骤解释）

流程图详细步骤解释:

1.程序开始运行，初始化。

2.判断key6=0，即键6是否被按下，按下则对路程清零，否则显示累计的路程值。

3. 利用单片机上的温度传感器ds18b20，不断得到实时温度值。

4.把TMOD=01010001，即把T1作为计数器，把T0作为定时器，利用定时功能实现实时时间的显示，即实现每秒加一，利用T1的计数功能，记录由传感器输出的脉冲数，然后可以换算成速度，还可以算出走过的路程。

5.判断key1是否为0，即key1是否被按下，若按下，则令ET0=0（停止定时中断），便于设置时间。

6.判断key2是否被按下，若按下则令小时h加一。

7.判断key3是否被按下，若按下则令分钟m加一。

8.判断key4是否被按下，若按下则令秒s加一。

9.判断key5是否被按下，若按下则令ET0=1，TR0=1允许并启动定时中断。6.操作步骤及方法：

1.电源开关，把线接好后先下载程序，再按电源开关，实现冷启动。

2.1602液晶显示模块。分别显示速度，路程，时间，温度。

3.这些是独立按键，通过这些按键可以实现设置实时时间。（第一行对应为key1，key2，key3，key4，第二行第三个对应key5，第四个为key6），key1按下，则令ET0=0（停止定时中断），便于设置时间。Key2按下则令小时h加一，key3按下则令分钟m加一，key4按下则令秒s加一，key5按下则令ET0=1，TR0=1允许并启动定时中断.。

4.红外光电传感器模块，有三个引脚，分别是接地，接电源，输出信号端接P3^5，分别用杜邦线连接。

5.温度传感器ds18b20，对传感器的输出数据进行处理，然后在lcd上显示温度值

3.1602lcd显示模块，4温度处理模块，5断电保存模块。51单片机都适用，只需修改一下对应的引脚即可。

1.主函数模块：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

extern unsigned long int t1;

void main()

{

uchar a,i;

uchar re[4]={0};

Initlcd();

time_init();

EA=0;

re[0]=read_add_data(0x2003);

delay(5);

re[1]=read_add_data(0x2002);

delay(5);

re[2]=read_add_data(0x2001);

delay(5);

re[3]=read_add_data(0x2000);

delay(5);

EA=1;

t1=0;

for(i=0;i<4;i++)

{

t1=t1<<8;

t1=t1|re[i];

}

while(1)

{

time_set(); //调用时间设置函数

speed_display(); //调用速度显示函数

delay(5);

journey_display(); // 调用路程显示函数

delay(5);

time_display(); // 调用时间显示函数

delay(5);

tem_change();

for(a=20;a>0;a--)

get_temperature(); //得到温度值函数

display_temp(); //显示温度函数

}

}

}

2.时间和路程处理模块

uchar s,m,h,i;

uchar count1,count2,count3;

uchar temp1;

unsigned long int sp1,jour1, t1;

uchar sp[4]={0}; //速度

uchar jour[7]={0}; //路程uchar wr[4]={0};

void time_init()

{

TMOD=0x51;

//01010001,T1做计数器，T0做定时器

TH0=(65536-50000)/256; //定时器T0的高8位设置初值

TL0=(65536-50000)%256; //定时器T0的低8位设置初值

TH1=0x00; //计数器的初值为0

TL1=0x00;

EA=1; //开总中断

ET0=1; //允许定时器0溢出中断

TR0=1; //启动定时器0

TR1=1;

}

void Time0(void ) interrupt 1 using 1 //定时器T0的中断编号为1，使用第1组工作寄存器

{

count1++;

//每产生1次中断，中断累计次数加1

count2++;

count3++;

if(count3==40)

delete_add_data(0x2000);

delay(5);

wr[0]=t1&0xff;

wr[1]=(t1>>8)&0 xff;

wr[2]=(t1>>16)& 0xff;

wr[3]=(t1>>24)& 0xff;

for(i=0;i<4;i++)

{

EA=0;

write_add_data(0 x2000+i, wr[i]);

delay(5);

EA=1;

}

}

if(key6==0)

//路程清零

{

delay(100);

if(key6==0)

{

t1=0;

TH1=0;

TL1=0;

jour[6]=0;

jour[5]=0;

jour[4]=0;

jour[3]=0;

jour[2]=0;

jour[1]=0;

jour[0]=0;

}

}

if(count2==40) //两

秒钟测一次转了多少圈

{

count2=0;

temp1=TL1;

sp1=3212*temp1;

sp[3]=sp1/10000;

sp[2]=sp1/1000% 10;

sp[1]=sp1/100%1 0;

sp[0]=sp1/10%10;

t1=t1+temp1;

jour1=189*t1;

jour[6]=jour1/100 0000%10;

jour[5]=jour1/100 000%10;

jour[4]=jour1/100 00%10;

jour[3]=jour1/100 0%10;

jour[2]=jour1/100 %10;

jour[1]=jour1/10 %10;

jour[0]=jour1%1 0;

TH1=0;

TL1=0;

//计数器的值清零

}

if(count1==20) //如果中断次数计满20次，即定时1s

{

count1=0; //中断累计次数清0

s++; //秒加1

}

if(s==60) //如果计满60秒

{

s=0; //秒清0

m++; //分钟加1

}

if(m==60) //如果计满60分

{

m=0; //分钟清0

h++; //小时加1

}

if(h==24) //如果计满24小时

{

h=0; //小时清0

}

TH0=(65536-50000)/256; //定时器T0高8位重新赋初值

TL0=(65536-50000)%256; //定时器T0低8位重新赋初值

}

void time_set()

//设置时间函数

{

if(key1==0)

{

delay(100); //延时消抖

if(key1==0)

{

TR0=0;

ET0=0;

//停止计时

TL0=0;

TH0=0;

}

}

if(key2==0)

//key2设置小时

{

delay(100);

if(key2==0)

{

if(h==23)

{

h=0;

}

else

{

h=h+1;

}

}

}

if(key3==0)

//key3设置分钟

{

delay(100);

if(key3==0)

{

if(m==59)

{

h=h+1;

m=0;

}

else

{

m=m+1;

}

}

}

if(key4==0)

//key4设置秒

{

delay(100);

if(key4==0)

{

if(s==59)

{

m=m+1;

s=0;

}

else

{

s=s+1;

}

}

}

if(key5==0) //按下key5，启动定时器继续计时

{

delay(100);

if(key5==0)

{

ET0=1;

TR0=1;

}

}

}

void speed_display() //显示速度(km/h)函数

{

Displayonechar(0,0,sp[3]+0x30);

Displayonechar(1,0,sp[2]+0x30);

Displayonechar(2,0,0x2e);

Displayonechar(3,0,sp[1]+0x30);

Displayonechar(4,0,sp[0]+0x30);

}

void journey_display()

//显示路程(m)函数

{

Displayonechar(8,0,jour[6]+0x30);

Displayonechar(9,0,jour[5]+0x30);

Displayonechar(10,0,jour[4]+0x30);

Displayonechar(11,0,jour[3]+0x30);

Displayonechar(12,0,jour[2]+0x30);

Displayonechar(13,0,0x2e);

Displayonechar(14,0,jour[1]+0x30);

Displayonechar(15,0,jour[0]+0x30);

}

void time_display()

//显示时间函数

{

Displayonechar(0,1,h/10+0x30);

Displayonechar(1,1,h%10+0x30);

Displayonechar(2,1,0x3a);

Displayonechar(3,1,m/10+0x30);

Displayonechar(4,1,m%10+0x30);

Displayonechar(5,1,0x3a);

Displayonechar(6,1,s/10+0x30);

Displayonechar(7,1,s%10+0x30);

}

3.1602lcd显示模块

void Waitforenable() //检测忙信号子函数

{

dataport=0xff;

lcm_rs=0;lcm_rw=1;_nop_();

lcm_en=1;_nop_();_nop_();

while(dataport&0x80); //检测到忙信号就等待

lcm_en=0;

}

void Writecommandlcm(uchar cmd,uchar attribc) //写命令到lcm子函数

{

if(attribc)Waitforenable();

lcm_rs=0;lcm_rw=0;_nop_();

dataport=cmd;_nop_();

lcm_en=1;_nop_();_nop_();lcm_en=0;

}

void Writedatalcm(uchar dataw)

{

Waitforenable();

lcm_rs=1;lcm_rw=0;_nop_();

dataport=dataw;_nop_();

lcm_en=1;_nop_();_nop_();lcm_en=0;

}

void Initlcd() //函数名为Initlcd的lcm初始化子函数

{

Writecommandlcm(0x38,1); //8位数据传送，2行显示，5x7字型，检测忙信号

Writecommandlcm(0x08,1); //关闭显示，检测忙信号Writecommandlcm(0x01,1); //清屏，检测忙信号

Writecommandlcm(0x06,1); //显示光标右移设置，检测忙信号

Writecommandlcm(0x0c,1); //显示屏打开，光标不显示，不闪烁，检测忙信号

}

void Displayonechar(uchar x,uchar y,uchar ddata) //显示指定坐标

一个字符的子函数

{

y&=1; //限定范围为0~1

x&=15; //限定范围为0~15

if(y)x|=0x40; //若y为1（显示第二行），地址码+0x40

x|=0x80; //指令码为地址码+0x80

Writecommandlcm(x,0); //将指令x写入lcm，忽略忙信号检测（显示光标定位，数字显示位置）

Writedatalcm(ddata); //写入要显示的

字符

}

4.温度处理模块

sbit ds= P3^7; //单总线引脚

uchar flag;

uint temp;

void TempDelay (uchar us)

{

while(us--);

}

void ds_reset(void)

{

ds=1;

_nop_(); //1us

ds=0;

TempDelay(68); //当总线停留在低电平超过480us，总线上所以器件都将被复位，这里//延时约530us总线停留在低电平超过480μs，总线上的所有器件都将被复位。

_nop_();

ds=1; //产生复位脉冲后，微处理器释放总线,让总线处于空闲状态TempDelay(10); //释放总线后，以便从机18b20通过拉低总线来指示其是否在线,存在检测高电平时间：15~60us，所以延时44us

_nop_();

_nop_();

_nop_();

if(ds==0)

flag=1;

else

flag=0;

TempDelay(20); //存在检测低电平时间：60~240us，所以延时约140us

_nop_();

_nop_();

ds=1; //再次拉高总线，让总线处于空闲状态

/**/

}

/*----------------------------------------

读/写时间隙:

DS1820 的数据读写是通过时间隙处理

位和命令字来确认信息交换。

------------------------------------------*/

bit ds_read_bit(void) //读一位

{

bit dat;

ds=0; //单片机（微处理器）将总线拉低

_nop_(); //读时隙起始于微处理器将总线拉低至少1us

ds=1; //拉低总线后接着释放总线，让从机18b20能够接管总线，输出有效数据

_nop_();

_nop_(); //小延时一下，读取18b20上的数据,因为从ds18b20上输出的数据

//在读"时间隙"下降沿出现15us内有效

dat=ds; //主机读从机18b20输出的数据，这些数据在读时隙的下降沿出现//15us内有效

TempDelay(20); //所有读"时间隙"必须60~120us，这里77us

return(dat); //返回有效数据

}

uchar ds_read_byte(void ) //读一字节

{

uchar value,i,j;

value=0; //一定别忘了给初值

for(i=0;i<8;i++)

{

j=ds_read_bit();

value=(j<<7)|(value>>1); //这一步的说明在一个word文档里面

}

return(value); //返回一个字节的数据

}

void ds_write_byte(uchar dat) //写一个字节

{

uchar i;

bit onebit; //一定不要忘了，onebit是一位

for(i=1;i<=8;i++)

{

onebit=dat&0x01;

dat=dat>>1;

if(onebit) //写1

{

ds=0;

_nop_();

_nop_(); //看时序图，至少延时1us，才产生写"时间隙"

ds=1; //写时间隙开始后的15μs内允许数据线拉到高电平

TempDelay(20); //所有写时间隙必须最少持续60us

}

else //写0

{

ds=0;

TempDelay(20); //主机要生成一个写0 时间隙，必须把数据线拉到低电平并保持至少60μs，这里64us

ds=1;

_nop_();

_nop_();

}

}

}

void tem_change() //温度转换{

ds_reset();

delay(3); //约2ms

ds_write_byte(0xcc); //写跳过读ROM 指令

ds_write_byte(0x44); //写温度转换指令

}

/*----------------------------------------

获得温度：

------------------------------------------*/

uint get_temperature() //读取寄存器中存储的温度数据

{

float wendu;

uchar a,b;

ds_reset();

delay(3); //约2ms

ds_write_byte(0xcc);

ds_write_byte(0xbe);

a=ds_read_byte(); //读低八位

b=ds_read_byte(); //读高八位

temp=b;

temp<<=8; //两个字节组合为一个字节

temp=temp|a;

wendu=temp*0.0625; //一次读取十六位，之后将低11位转换为十进制后乘以0.0625便使所测实际温度

temp=wendu*100+0.5; // 乘以100表示读取小数点后面2位，+0.5表示四舍五入

return temp; //temp是整型

}

void display_temp()

{

Displayonechar(9,1,(temp/1000)%10+0x30);

Displayonechar(10,1,(temp/100)%10+0x30);

Displayonechar(11,1,0x2e);

Displayonechar(12,1,(temp/10)%10+0x30);

Displayonechar(13,1,temp%10+0x30);

Displayonechar(14,1,0xdf);

Displayonechar(15,1,'C');

}

5.断电保存处理模块

//寄存器定义，因为头文件里面没有这个定义

sfr isp_data=0xe2;

sfr isp_addrh=0xe3;

sfr isp_addrl=0xe4;

sfr isp_cmd=0xe5;

sfr isp_trig=0xe6;

sfr isp_contr=0xe7;

//这断话要看看

//擦除片内EEPROM的一个扇区

//擦除只能以扇区为最小单位进行，没法只擦除一个字节

//一个扇区是512个字节

//本函数参数里面的地址落在哪个扇区，则该扇区内数据都将被擦除

//例如：STC89C52RC片内EEPROM第一扇区开始地址为0x2000，结束地址为0x21ff

//如果调用delete_add_data(2001); 则第一扇区内数据都将被擦除

//擦除成功后，该扇区内各字节都将变为0xff

void delete_add_data (unsigned int address) //擦除扇区

{

unsigned char i;

isp_addrl=address;

isp_addrh=address>>8;

isp_contr=0x01;

isp_contr=isp_contr|0x81; // 0x80 if SYSCLK<40MHz, 0x81 if

SYSCLK<20MHz, 0x82 if SYSCLK<10MHz, 0x83 if SYSCLK<5MHz isp_cmd=0x03; //擦除扇区命令

isp_trig=0x46;

isp_trig=0xb9;

for(i=0;i<3;i++);

isp_addrl=0xff;

isp_addrh=0xff;

isp_contr=0x00;

isp_cmd=0x00;

isp_trig=0x00;

}

//对STC片内EEPROM的指定地址写入数据（即，字节编程）。

//注意：字节编程是指将eeprom的1写成1或0，将0写成0，而无法将0写成

//所以，在写入数据前，一定要用扇区擦除将所有字节变为0xff

void write_add_data(unsigned int address, unsigned char write_data)

{

unsigned char i;

isp_data=write_data;

isp_addrl=address;

isp_addrh=address>>8;

isp_contr=0x01;

isp_contr=isp_contr|0x81; // 0x80 if SYSCLK<40MHz, 0x81 if

SYSCLK<20MHz, 0x82 if SYSCLK<10MHz, 0x83 if SYSCLK<5MHz isp_cmd=0x02; //对flash编程命令

isp_trig=0x46;

isp_trig=0xb9;

for(i=0;i<3;i++);

isp_addrl=0xff;

isp_addrh=0xff;

isp_contr=0x00;

isp_cmd=0x00;

isp_trig=0x00;

}

//读取STC单片机内部EEPROM的一个字节

//主要不同的STC单片机EEPROM起始地址不同

//例如：STC89c52RC的片内EEPROM起始地址为0x2000

unsigned char read_add_data(unsigned int address)

{

unsigned char i,z;

isp_addrl=address;

isp_addrh=address>>8;

isp_contr=0x01;

isp_contr=isp_contr|0x81; // 0x80 if SYSCLK<40MHz, 0x81 if

SYSCLK<20MHz, 0x82 if SYSCLK<10MHz, 0x83 if SYSCLK<5MHz isp_cmd=0x01; //读

isp_trig=0x46;

isp_trig=0xb9;

for(i=0;i<3;i++);

isp_addrl=0xff;

isp_addrh=0xff;

isp_contr=0x00;

isp_cmd=0x00;

isp_trig=0x00;

z=isp_data;

return(z);