简易自行车数字里程表设计
自行车里程表的设计毕业论文
自行车里程表的设计毕业论文前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 设计的主要容及技术指标 (2)第2章自行车里程表总体方案设计 (3)2.1 任务分析与实现 (3)2.2 自行车里程表硬件方案设计 (3)2.3 自行车里程表软件方案设计 (4)第3章自行车里程表硬件模块设计 (5)3.1 里程表的硬件设计 (5)3.1.1 霍尔传感器电路模块设计 (5)3.1.2 按键电路模块设计 (6)3.1.3 电源电路模块设计 (6)3.1.4 时钟电路模块设计 (7)3.1.5 LCD显示模块电路模块设计 (7)3.1.6 串口下载电路模块设计 (8)3.1.7 复位电路模块设计 (9)3.1.8 晶振电路模块设计 (10)第4章软件的设计 (11)4.1 里程表的软件设计 (11)4.1.1 里程速度功能模块实现 (11)4.1.2 日历时钟模块功能 (14)4.1.3 LCD1602液晶显示模块 (17)第5章软件调试 (21)5.1 程序的检测与调试 (21)5.1.1 Keil软件简介 (21)5.1.2 编制单片机应用程序的步骤和难点 (21)5.2 系统仿真调试 (24)5.2.1 程序的查错手段 (25)第6章结论 (27)第7章谢辞 (28)参考文献 (29)附录1 硬件设计原理图 (30)附录2 硬件电路仿真图 (31)附录3 软件程序 (32)译文 (69)C语言 (69)第1章绪论单片机自从推出以来，以其超小型化、结构紧凑、可靠性高、成本低等优点被人们广泛接受，从而应用于工业、电讯、数据处理、仪器仪表等多方面。
自行车里程表是自行车的重要配件，在自行车仪表中占重要位置，但几十年来其发展变化并不大，现在国外很多车中使用了数字里程表，但在国还并不多见。
1.1 课题背景里程表的原理很简单，车轮的圆周长是恒定不变的。
由此可以计算出每走一里路车轮要转多少圈，这个数也是恒定不变的。
基于单片机的自行车里程表设计
基于单片机的自行车里程表设计一、引言二、系统总体设计方案（一）功能需求分析自行车里程表需要实现以下主要功能：1、准确测量自行车行驶的里程。
2、实时显示里程数据。
3、具备低功耗特性，以保证长时间使用。
（二）系统组成本系统主要由传感器模块、单片机控制模块、显示模块和电源模块组成。
1、传感器模块用于采集车轮转动的信息。
2、单片机控制模块负责对采集到的数据进行处理和计算。
3、显示模块用于向用户展示里程等相关信息。
4、电源模块为整个系统提供稳定的工作电压。
三、硬件设计（一）传感器选择常见的用于测量自行车车轮转动的传感器有霍尔传感器和光电传感器。
霍尔传感器通过感应磁场变化来检测车轮转动，具有精度高、稳定性好的优点；光电传感器则通过检测光的遮挡来判断车轮转动，成本相对较低。
综合考虑，本设计选用霍尔传感器。
（二）单片机选型单片机作为系统的控制核心，需要具备一定的运算能力和接口资源。
考虑到成本和性能要求，选用 STC89C52 单片机。
（三）显示模块为了使里程表的显示清晰直观，选用液晶显示屏（LCD）。
LCD 具有低功耗、显示内容丰富等优点。
（四）电源模块由于自行车在行驶过程中震动较大，选用可充电的锂电池作为电源，并通过稳压芯片将电压稳定在系统所需的工作电压范围内。
四、软件设计（一）主程序流程系统上电后，首先进行初始化操作，包括单片机内部资源的初始化、传感器的初始化和显示模块的初始化。
然后进入主循环，不断采集传感器的数据，并进行计算和处理，将里程数据实时显示在显示屏上。
（二）里程计算算法根据传感器检测到的车轮转动信号，结合车轮的周长，通过累积计算得出行驶里程。
（三）显示程序设计合理的显示界面，将里程数据以清晰易读的方式呈现给用户。
五、系统调试与测试（一）硬件调试在焊接完成后，首先检查电路是否存在短路、断路等问题。
然后使用万用表等工具对各个模块的电源电压、信号电平进行测量，确保硬件工作正常。
（二）软件调试通过单片机的在线调试功能，逐步调试各个功能模块的程序，查看变量的值和程序的执行流程，排除软件中的错误。
工学简易自行车数字里程表设计
本科毕业论文题目：简易自行车数字里程表设计摘要本文对自行车里程表的结构、设计原理进行了介绍，并应用芯片LM339和AT89S51设计、制作了自行车里程表。
文章介绍了所用芯片的存储结构、各管脚的功能，对各个模块的工作原理进行了分析。
并对自行车里程表进行了展望。
本文先对里程表设计当中所需设备作了详细介绍，对设计中存在的问题进行了说明；而后对硬件和软件部分的设计和实现作了认真的分析；然后给出了系统的建模过程及相应的系统模型，在此基础上进行了控制仿真，并对仿真效果进行了比较。
本里程表的设计具有结构简单，成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。
并且可进行扩充，加入时速表的功能，更加方便的了解你现在所处的情况。
【关键词】光电对管；单片机AT89S51 ；LM339；键盘；AbstractIn this paper, the structure and principle of traditional bicycle odometer are introduced, and applying LM339 and ATS89S51 has designed and made a bicycle odometer ．The article has introduced what be memory structure of used chip , every function of pin ,and has carried out analysis on operating principle of each modules, and has been in progress to design of bicycle odometer to look into the distance.This article first right Odometer designs required equipment, details of the design issues of; Later on hardware and software design and implementation carefully analyzed; Then the system modeling process and the corresponding model, based on the control simulation, Simulation results also were compared.Odometer the design of the structure is simple, low cost, showing clear, stable and reliable results. And can be expanded to speed the function table and more convenient understand you are now stand.Keywords:photoelectric cell; AT89S51;LM339; keys;摘要IABSTRACT I1绪论11.1.课题的背景与意义11.2课题所要解决的主要问题12系统设计22.1.系统功能分析22.2.系统功能模块设计22.2.1硬件电路设计22.2.2软件设计83程序代码103.1.数据采集程序103.2键盘扫描程序103.3.中断程序114系统调试与结果分析124.1．电路调试124.1.1硬件调试124.1.2软件调试124.2．结果分析135总结与展望13致谢14参考文献14附录1程序原代码15附录2系统电路图21附录3系统实拍图错误！未定义书签。
自制自行车里程表_钟理彰
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因此
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可 将 自行车 骑 到公 路 里 程 碑
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先 向 计算 器 输 人 l
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以 后 只 要 向计算器输 人 : 车 轮
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好 计算 器 各 功 能 丝 毫 不 改 变 取 下 计 算 器 可 以 正 常
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在离 开 干 簧 管 3 m 左 右 的 地 方 将 c
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漆 包 线 用 封 口 胶布 粘 牢在 车 叉 上
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( 钟 理彰 )
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卜一 刁
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自行 车前 轮 周
,
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根 据 本人 的经 验 用 公路 里 程
简易自行车里程表设计
简易自行车里程表设计朱鸿志摘要：随着现代社会对绿色出行的提倡及全民养生健身意识的觉醒，自行车逐渐成为我们生活中首选的中短途代步工具。
对于那些喜爱骑行健身的人来说，自行车车载速度里程表显得尤为重要。
而老式的传统里程表由于是机械构造，长期使用磨损严重，容易造成极大的误差。
因此，电子里程表便应运而生，成了自行车最好的车载伴侣。
在这样一个大背景下，本次课设我设计的电子里程表采用光电传感器，LCD1602液晶显示器，AT89C51，通过按键达成输入车轮周长，存储里程，显示速率等基本用途。
Abstract：With the promotion of green travel in modern society and the awakening of the consciousness of national health and fitness， bicycles have gradually become the preferred medium and short-distance transportation tools in our lives. For those who like to ride fitness， bicycle speedometer is particularly important. The old-fashioned traditional odometer belongs to mechanical structure and has been worn for a long time， so it is easy to cause great errors. Therefore，the electronic odometer came into being and became the best companion for bicycles. Under such a large background， the electronic odometer the author designed uses photoelectric sensors， LCD1602 liquid crystal display andAT89C51， and achieves the basic purposes of inputting wheel circumference，storing mileage and displaying speed through buttons.關键词：光电传感器;LCD1602液晶显示器;AT89C511 设计原理与设计要求1.1 设计原理本次课设使用51单片机完成简易自行车里程表的设计要求，使用对射光电传感器，LCD1602液晶显示器及51单片机，实现对自行车速度和里程的实时显示并保存里程。
自行车速度里程表设计
单片机最小系统设计
复位电路的设计 AT89S52单片机的复位输入的引脚RET为AT89S52提 供初始化的手段。它可以使程序从指定处开始执行， 就是从程序存储器中的0000H地址单元开始执行其程 序。本设计的复位电路是采用按键复位的电路。单片 机复位通过按动按钮S1产生高电平复位称手动复位。 上电时，刚接通电源，电容C1相当于瞬间短路，+5V 立即加到RET端，该高电平使AT89S52全机自动复位， 这就是上电复位；若运行过程中需要程序从头执行， 只需按动开关即可。
1和C2的电容值为30pf。外 接电容值的大小会影响振荡器的高低、振荡器的稳定 性、起振的快速性和温度的稳定性。而外接晶体的振 荡频率的大小，主要取决于单片机的工作频率范围， 每一种单片机都有自己的最大工作频率，外接的晶体 振荡频率不大于单片机的最大工作频率即可。此外， 如果单片机有串行通信，则应该选择振荡频率除以串 行通信频率可以除尽的晶体。本设计晶振采用12MHz， 则计数周期：
在整个设计的过程中，软件设计必须与硬件设 计相结合。基于霍尔传感器的自行车速度里程 表的软件设计包括上电初始化程序、中断子程 序、速度调用子程序、里程调用子程序、LCD 显示子程序、延时子程序等几大部分。由于要 实现很多功能，所以采用模块化设计。
里程计算子程序和速度计算子程序
调试故障及原因分析
时钟晶振电路的设计 时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是 以时钟频率为基准地工作。因此，时钟频率直接影响 单片机的速度，时钟电路的质量影响单片机系统的稳 定性。AT89S52片内由一个反相放大器构成振荡器， 可以由它产生时钟。本设计采用内部时钟方式。单片 机内部有个用于构成振荡器的高增益反相的放大器， 此高增益反相放大器的输入为芯片引脚XTAL1，而输 出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器 和电容，就会构成一个稳定的自激振荡器。
EDA技术自行车里程表
北京印刷学院EDA技术课程设计报告设计名称：自行车里程与速度计的设计设计题目：自行车里程与速度计的设计专业：电子信息工程专业班级：学生姓名：学号：指导老师：时间：可设置数字钟设计报告一、设计任务要求1、能接收传感器传送的信号。
2、能自动地按照设置好的型号，计算出速度值和行驶的里程数。
3、能在数码管上显示速度值和里程值。
4、能通过按键选择自行车的型号。
5、速度和里程的显示由按键切换。
6、写出方案整体说明（硬件连线说明，操作说明等），经指导教师认可后，按该设计方案编写程序并完成调试工作。
二、设计方案1、系统功能（基本功能，附加功能）1）、基本功能a.实现速度的测量（单位：米/秒）。
b.具有测量行程的功能（单位：米）。
c.测得的数据由LED数码管显示。
2）、附加功能a.可以进行速度单位切换（单位：公里/小时）。
b.可以进行测量行程单位切换（单位：公里）。
c.速度过快的警告功能。
2、操作说明1）、调节时间调节时间由{mod1,mod0}和turn三个按键进行控制，{mod1,mod0}的键值组合实现时、分、秒调节和正常显示之间的切换，turn键用来完成调节。
{mod1,mod0}的键值组合为00时为正常计时状态；{mod1,mod0}的键值组合为01时时间停止走动，进入调分状态，并且此时分钟开始以500ms的频率闪烁，表示此时开始调节分，此时每拨动一下turn键，分加一；调整好分后，再将{mod1,mod0}的键值组合调为10开始时的调节，此时闪烁，同样有turn键来调整时；调节时后，再把{mod1,mod0}的键值组合调为11时，秒开始闪烁，直接由turn键实现秒归零。
2）、速度单位切换（公里/小时）。
由unit1来实现速度单位切换（单位：公里/小时），unit1为低电平时显示为（单位：米/秒），将unit1置高将显示为（单位：公里/小时）。
3）、行程单位切换（单位：公里）。
由unit1来实现行程单位切换（单位：公里），unit1为低电平时显示为（单位：米），将unit1置高将显示为（单位：公里）。
简易自行车数字里程表的设计
简易自行车数字里程表的设计作者：余鹏蜚来源：《中国新通信》 2017年第16期一、总体设计方案本系统的构成部分主要包括数据采集、信号处理以及LCD 显示等，其中，CS3144 是用于实现数据采集的重要工具，将CS3144 霍尔传感器所采集到的关于车轮转动的脉冲信号经调理传输给AT89C52 单片机，能够有效实现各种运算的处理及其逻辑控制等，最终这些速度、总里程等的运算结果会在LCD1602 液晶显示器中显示出来。
总体设计方案如下图1 所示：二、硬件电路设计2.1 信号检测模块2.1.1 电机驱动模块从某种意义来讲，电机驱动的作用就在于让小车的轮子实现正常的前进、后腿、转弯等功能。
本次设计所使用的模拟自行车车轮的电机为直流电机，通过将镶嵌有小磁钢的圆硬纸片放在电机上面，让其伴随电机一同旋转，致力于实现对直流电机（等同于实际中的自行车）速度的调整。
2.1.2 霍尔传感器霍尔传感器可谓是检测信号的有效器件之一，并且在现代信息系统以及各种设备信息采集中发挥着不可小觑的作用。
霍尔传感器是磁传感器中最具代表的一种，其具有单稳态型的集成开关。
在测量时，通过在端口1 和端口2 的两端加入5V 左右的直流电压，并在输出端口3 与输出端口1 之间接入一个电阻为2 kΩ 的负载电阻，能够检测出圆硬纸片的小磁钢在靠近传感器时，其输出端口的电平。
2.2 显示控制模块从某一层面来看，键盘输入模块最大的功能就在于显示内容的切换以及对电机启动、调速、停止运转等的控制。
在简易自行车数字里程表的里程与速度的设计中，所采用的显示控制模块主要为LCD-1602 模块，并选用 24c02 芯片以及EEPROM，将里程数存储起来，以避免因断电而导致里程数据丢失现象的发生，从而达到里程速度的实时显示目的。
三、软件功能设计本系统主要采用模块化设计来设计简易自行车数字里程表。
本次设计的主程序流程图就在于对EEPROM 所显示数据中有无键按下进行判断。
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本科毕业论文题目：简易自行车数字里程表设计摘要本文对自行车里程表的结构、设计原理进行了介绍，并应用芯片LM339和AT89S51设计、制作了自行车里程表。
文章介绍了所用芯片的存储结构、各管脚的功能，对各个模块的工作原理进行了分析。
并对自行车里程表进行了展望。
本文先对里程表设计当中所需设备作了详细介绍，对设计中存在的问题进行了说明；而后对硬件和软件部分的设计和实现作了认真的分析；然后给出了系统的建模过程及相应的系统模型，在此基础上进行了控制仿真，并对仿真效果进行了比较。
本里程表的设计具有结构简单，成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。
并且可进行扩充，加入时速表的功能，更加方便的了解你现在所处的情况。
【关键词】光电对管；单片机AT89S51 ；LM339；键盘；AbstractIn this paper, the structure and principle of traditional bicycle odometer are introduced, and applying LM339 and ATS89S51 has designed and made a bicycle odometer ．The article has introduced what be memory structure of used chip , every function of pin ,and has carried out analysis on operating principle of each modules, and has been in progress to design of bicycle odometer to look into the distance.This article first right Odometer designs required equipment, details of the design issues of; Later on hardware and software design and implementation carefully analyzed; Then the system modeling process and the corresponding model, based on the control simulation, Simulation results also were compared.Odometer the design of the structure is simple, low cost, showing clear, stable and reliable results. And can be expanded to speed the function table and more convenient understand you are now stand.Keywords: photoelectric cell; AT89S51;LM339; keys;摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1.课题的背景与意义 (1)1.2课题所要解决的主要问题 (1)2系统设计 (2)2.1.系统功能分析 (2)2.2.系统功能模块设计 (2)2.2.1硬件电路设计 (2)2.2.2软件设计 (8)3程序代码 (10)3.1.数据采集程序 (10)3.2键盘扫描程序 (10)3.3.中断程序 (11)4系统调试与结果分析 (13)4.1．电路调试 (13)4.1.1硬件调试 (13)4.1.2软件调试 (13)4.2．结果分析 (13)5总结与展望 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附录1程序原代码 (18)附录2系统电路图 (25)附录3系统实拍图............................................ 错误!未定义书签。
1绪论1.1.课题的背景与意义中国的轻型电动车产业在2000年进入产业化发展阶段，目前正处于产业生命周期快速增长阶段的初期。
尽管处于处处封杀的重压下，消费者对这一新兴交通工具的青睐，推动轻型电动车产业近年来保持了80%以上的增长速度。
2005年，在整体经济需求增长放慢、工业增速回落的背景下，轻型电动车行业却出现令人瞩目的“井喷”行情，成为耐用消费品市场不多的“亮点”之一。
2006产销量达到1500万辆。
据此估算，2010年，中国轻型电动车的产销量将可能达到3000万辆，出口量将可能达到500~600万辆。
实现工业产值700亿元，包括上下游带动产值的产业总体规模将达到1300亿。
我国是自行车大国，随着人们生活水平的不断提高，自行车已经不仅仅是运输、代步的工具，其辅助功能也变得越来越重要。
因此，人们希望自行车的娱乐、休闲、锻炼的功能越来越多，能带来大家更多的健康与快乐。
在这个背景下，自行车里程表作为自行车的一大辅助工具迅速发展起来.科学、美观、合理设计自行车里程表有一定的实用价值.它能合理计算出速度及公里数,使运动者运动适量,达到健康运动与代步的最佳效果。
随着自行车里程表的发展,其功能也逐渐从单一的里程显示发展到速度、时间显示，甚至有的还具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量消耗等功能，让人能清楚地知道当前的速度、时间、里程等物理量。
1.2 课题所要解决的主要问题(1).设计一个轻便、省电、全天候野外使用的自行车里程表；(2).可显示里程、速度、加速度，行驶时间等信息；(3).适用于各种车型（不同尺寸），车型信息可通过键盘设置2系统设计2.1.系统功能分析本系统可以实现自行车或电动车在行驶过程中速度，里程数的显示功能。
系统元件简单，实用性强。
通过光电对管进行信号的采集，每来一次信号，计数器加一，每五秒钟计算一次平均速度。
本系统的核心在于单片机，把采集到的数据送入单片机后进行处理，再通过单片机把处理好的数据通过液晶显示出来，从而实现速度和里程的显示。
本系统是由数据采集，单片机控制系统，键盘显示，液晶显示4部分构成。
其中数据的采集是由光电对管来完成的，它的输出是矩形脉冲，其中关键的处理由单片机系统来完成，单片机将对P3.0脚的信号进行计数，输出的信号由液晶进行显示，显示当前的行驶里程情况。
键盘的作用是输入自行车的车型等信息，以上所诉就是整个系统的总体设计思想。
[6]该设计能实时地将所测的累计里程数显示出来，主要是将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率（传感器将不同车速转变成不同频率的脉冲信号）实时地测量出来，通过单片机计算出里程，并由液晶显示模块显示所测里程。
本设计的里程数的算法是一种大概的算法（假设在一定时间内自行车是匀速行进，平均速度与时间的乘积即为里程数）。
设计时，应综合考虑测速精度和系统反应时间。
本设计用测量脉冲频率来计算速度，因而具有较高的测速精度。
在计算里程时取了自行车的理想状态。
实际中，误差控制在几米之内，相对于整个里程来说不是很大。
另外，还应尽量保证其他子模块在编程时的通用性和高效性。
2.2.系统功能模块设计2.2.1硬件电路设计1.系统数据采集电路信号采集单元采用一对光电管[15]，光电管信号采集是通过光强弱的变化从而得到电信号的。
如图2-1所示随着铝盘的转动,发射管光线也随之通过或不通过过孔。
接收管感应到光线的强弱发生变化以电信号的形式输出,这样就实现了信号的采集。
为了避免外界光线的干扰和保证定位探测的精度,首先要将光电管在一定距离内对准固定住,同时在光电管上套上紫铜管[9]。
图2-1数据采集电路图2.信号预处理单元硬件设计信号预处理单元要对信号进行放大,本系统设计通过LM339比较器使得信号预处理电路变得简单。
LM339在使用时要接上拉电阻，通过正负端输入电压的大小比较（正端输入电压>负端输入电压,输出+5V电压；正端输入电压<负端输入电压,输出0V电压）。
如图4-3所示10k的滑动变阻器是调节LM339负输入端的电压值。
当接收管收到发射管的光线时，接收管的负端会导通，电阻变得很小，输入正端的电压趋近于0，输出端电压值就会变成0V。
P3.0为输出信号端口，加电容是为消除干扰信号[11]。
用于频率测量的方法有很多，频率测量的准确度主要取决于所测的频率范围以及被测对象的特点.而测量所能达到的精度，不仅仅取决于作为标准器使用的频率源的精度，也取决于所使用的测量设备和测量方法。
待测信号经预处理电路后加至单片机的P3.0引脚可为单片机测量信号频率提供有效的输入信号。
单片机通过检测P3.0引脚电平来决定是否使计数器加一。
当该引脚电平不变时，系统处于等待状态，要一直到该引脚出现电平跳转时才开始计数[9]。
该设计能实时地将所测的速度与里程数显示出来，主要是将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率（传感器将不同车速转变成不同频率的脉冲信号）实时地测量出来，然后通过单片机计算出速度和里程，并由液晶显示模块交替显示所测速度与里程。
本设计的里程数的算法是一种大概的算法（假设在一定时间内自行车是匀速行进，平均速度与时间的乘积即为里程数）。
设计时，应综合考虑测速精度和系统反应时间。
本设计用测量脉冲频率来计算速度，因而具有较高的测速精度。
在计算里程时取了自行车的理想状态。
实际中，误差控制在几米之内，相对于整个里程来说不是很大。
另外，还应尽量保证其他子模块在编程时的通用性和高效性。
本设计的速度和里程值采用液晶显示。
图2-2信号预处理硬件电路3.单片机系统AT89S51[11]是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
下面简单介绍下AT89S51单片机：美国MEL公司的AT89S系列51单片机支持ISP功能，给单片机应用开发带来了极大方便。
现介绍一款简易型开发板的使用方法。
将该板插入DIP40封装的8051单片机插座处，通过廉价的ISP即可编程AT89S51，支持在线擦写，速度更快，非常方便。
AT89S51芯片内有两个独立的16位定时/计数器，两个外中断接口，一个串行通讯口，4k字节快闪擦写存储器（FLASH MEMORY），低功耗的闲置和掉电模式，内带有看门狗电路，在不附加任何外围电路的情况下，能实现大部分比较复杂的逻辑控制功能，对存储容量要求不高的实际应用，AT89S51确实是一种不可多得的高效能单片机。