自行车里程速度计的设计剖析

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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

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

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。

自行车计速器的设计 - 副本

自行车计速器的设计 - 副本

自行车计速器的设计基于GPS定位的计速器1、用于户外。

根据自行车在单位时间间隔的不同位置确定自行车的速度,2、误差大。

由于民用的GPS定位精度3-15米,基于GPS定位的计速器误差一般大于1米/秒。

3、高度集成于导航仪内部。

4、智能手机通过联网也可GPS定位。

目前有很多安卓平台下的计速软件。

5、价格0-1000元左右,如果是下载安卓平台下的计速软件,成本就是0,当然由于GPS产生的流量费另计,价位高的一般也有地图显示等功能。

基于霍尔传感器的计速器1、场地不限。

根据自行车车轮在单位时间间隔转过的圈数确定自行车的速度,2、误差小。

误差主要由车轮的圆度决定,市面上成熟产品的误差在0.1米/秒内。

3、感触式设计。

将磁体器固定于车轮,感应线圈固定于车的支架。

4、结合单片机。

体积小,市面上产品一般是锂电池或者7号碱性电池供电。

5、价格10—100元左右,价位与更多的集成功能,例如同时测温、多数据保持等有关。

二、对不同人群所需的功能分析:一般非专业人员骑自行车是用于锻炼身体,对速度的要求低,误差在1米/秒左右的速度并没有多少在意,所以对这个人群很多安卓平台下的计速软件以0成本拥有极大的优势,如果基于霍尔传感器的计速器类型要在此处站稳,一定要足够的物美价廉。

专业人员或者室内锻炼骑自行车的人员,骑自行车是不仅是锻炼身体,对速度的要求高,误差在0.1米/秒甚至更低,基于霍尔传感器的计速器类型可有用武之地,但一定要足够的强大,经常要集成很多的功能。

自行车计速器功能:1、核心功能计速;2、可附加功能:测环境温度,测体重,保存测速过程数据,保存多次测速的数据,与电脑或者上位机通信;3、功耗低,让1000mAH充电锂电池满电可以使用20小时以上;4、精度高,测速范围0-100米/秒,误差在0.1米/秒甚至更低;5、工作环境广。

温度范围-40摄氏度---100摄氏度,防水,防摔。

三、自行车计速器的外型设计1、如果面向低端用户,采用工程塑料,体积以小于普通3寸手机为限度;如果面向高端用户,可采用金属,增加耐用性,同时保证防水、防摔、防尘和强的抗干扰性。

自行车速度里程表设计

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。

设计自行车里程计

设计自行车里程计

设计自行车里程计摘要:自行车是人们出行必不可少的交通工具,大多数的自行车都没有里程计。

对此,我通过对自行车里程计进行了研究。

我利用电磁感应原理设计出了一种新型的自行车里程计,有望在不久的将来用于实践。

关键词:里程计、速度随着科技的发展,汽车和摩托车等交通工具都装有里程计,而与我们生活息息相关的自行车大部分都没有里程计。

能否设计自行车里程计?在物理学中我们知道当闭合电路的一部分导体切割磁感线时会有感应电流产生。

能否利用这一原理把非电量的距离物理量转化成电流信号进行里程的传感?于是我通过大量的思考与实践,设计了一种新型的自行车里程计,以下是我设计的思路:1、实验原理:当自行车转动一圈时,闭合电路的一部分导体就切割磁感线一次。

记录下切割的次数再乘以自行车轮的周长,就可以知道自行车所行驶的路程。

2、实验步骤:先将一块小磁铁固定在自行车前轮的钢圈上,让它能随车轮一起转动。

接着,把一个干簧管固定在前轮支架和磁铁相对应的位置上,要求保证磁铁随前轮转动时不与干簧管接触,将计算器固定在自行车龙头的正中间,然后将干簧管的触点用两根导线连接到计算器的输入端。

用刻度尺量出车轮的直径,并记下它的直径为60cm,在利用圆周长公式来进行计算,算出来的结果为188.4cm,也就相当于车轮每转动一圈,就行驶了 1.88m。

当磁铁随前轮每转动一圈,磁铁和干黄管就在对应的位置进行一次磁感应切割,干簧管的触点就闭合一次,计算器就记数一次,通过圆周长的运算公式,就显示自行车行走的路程,计算器将自行车前轮转动的圈数累计起来,通过公式运算,就得出自行车所走的路程。

此设计图如下:通过此设计图我们可以知道当磁铁转动一圈后,也就是计算器记下1的示数,在利用计算器设计一个程序,就是把每圈的示数变为公里数,即一圈为1.88m,这一原理是利用电磁感应使计算器算出其一圈所通过的路程来设计的,计算器设计图如下:通过上图可以知道,当自行车转动x圈后,下面的公里数也会跳动,这种计算器可以让我们知道自行车转动的圈数,同时也可以知道自行车转动几圈后,走了多少米,以及自行车转动一圈是多少米。

基于AT89C52单片机的自行车里程与速度计的设计

基于AT89C52单片机的自行车里程与速度计的设计

自行车里程与速度计的设计本论文主要阐述一种基于单片机的自行车里程/速度计的设计。

主要分为三个部分:硬件设计,软件设计和模拟仿真。

硬件设计以AT89C52单片机为核心,主要包括复位电路、显示电路、时钟电路、报警电路的设计。

本设计采用霍尔传感器测量自行车转速脉冲, 经处理后由LED数码管显示,最多可超速时发出光、语音报警提示。

软件设计主要是通过单片机编程软件Keil C设计计算自行车行驶里程和实时速度的程序,以及速度和里程的显示程序;模拟仿真是利用仿真软件Proteus对所设计的硬件电路和程序进行测试。

本论文对设计当中所需元件作了详细介绍,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,并在此基础上进行了控制仿真。

本设计具有结构简单,成本低廉,显示清晰,稳定可靠等优点。

关键词:AT89C52单片机;LED;霍尔传感器THE DESIGN OF ODOMETER ANDVELOCITY GAUGEThis paper mainly tells the design of odometer and velocity gauge on bicycles based on MCU.There are three part in the thesis:hardware design,software design and simulation.The hardware design use with the core of AT89C52 as controler, includes the designs of Reset circuit,display circuit,clock circuit and alarm circuit.which hall sensor is usued to measure the pulse of rotating speed of the wheel,which is displayed by LED after processing,being able to display four figures.The alarm circuit can give a light or sound alarm when there is an overspeed or no perimeter input.The software design mostly includes the design of program on caculating the mileage and real-time speed of the bicycle with Keil C as The simulation is finished by testing the designed hardware circuit and program with the simulation software Proteus.This paper introduces the demanded components of the design in details,explaining the existing problems in the design,and seriously analyzes the design of both hardware and software,then takes the simulation here on the basis.This design can guarantee the precision measurement precision and owns high real-time performance on the basis of the system resource saving and the process of programming. it has a simple strcture, that is low cost, clear display, stable and reliable.AT89C52;LED;hall sensor目录摘要....................................................... 错误!未定义书签。

再谈自制多功能自行车速度里程表

再谈自制多功能自行车速度里程表

再谈自制多功能自行车速度里程表引言在现代社会,自行车已成为一种常见且受欢迎的交通工具。

为了更好地掌握自行车的行驶状态,特别是速度和里程等信息,人们不断探索和研发各种多功能自行车速度里程表。

本文将再次深入探讨如何制作一款多功能自行车速度里程表,并分析其应用前景与优势。

多功能自行车速度里程表的制作方法制作一款多功能自行车速度里程表需要以下几个步骤:步骤一:选购必要的元件和工具•Arduino单片机:作为核心控制器,用于接收和处理各种传感器的数据。

•传感器:包括速度传感器、里程传感器和温度传感器等,用于监测自行车的行驶状态。

•OLED显示屏:用于显示速度、里程和其他信息。

•连接线和焊接工具:用于将各个组件连接在一起。

步骤二:连接元件并编写程序1.将Arduino单片机与传感器进行连接,确保各个传感器正常工作。

2.使用Arduino开发环境编写程序,实现数据的读取、处理和显示等功能。

步骤三:安装和调试1.将自制的多功能自行车速度里程表安装在自行车上,确保传感器与自行车的轮子和车架正确接触。

2.运行程序,检查速度、里程和其他信息是否正常显示。

3.对必要的参数进行调整,如时间、距离单位等,以满足个人需求。

多功能自行车速度里程表的应用前景与优势应用前景随着人们对健康和环境的关注度越来越高,自行车作为一种绿色出行方式,受到越来越多人的青睐。

多功能自行车速度里程表的应用前景非常广阔,可以用于以下几个方面:1.运动健身:通过实时监测速度和里程,鼓励骑行者坚持锻炼,提高运动效果。

2.交通安全:速度和里程的监测可以帮助骑行者合理安排骑行路线和时间,减少交通事故风险。

3.旅行记录:记录每次骑行的速度和里程,留下美好的回忆和行程纪实。

优势相比市场上一些商用的自行车速度里程表,自制的多功能自行车速度里程表具有以下几个优势:1.个性化定制:可以根据个人需求选择合适的传感器和显示信息,使得自行车速度里程表更贴合个人需求。

2.成本效益:相比商用产品,自制多功能自行车速度里程表的成本更低,且可以选择高性价比的元件。

自行车里程速度计设计

自行车里程速度计设计

毕业设计(论文)题目:自行车里程速度计设计学院:电子信息学院专业班级:自动化2011级4班指导教师:王敏职称:讲师学生姓名:杨龙飞学号:41103010414摘要随着自行车行业和电子技术的发展,自行车速度里程计技术也在不断进步和提高,不仅可以显示速度里程,还可以显示热量消耗、心跳等参数,在大家注重环境保护和运动健康的今天,速度里程计不仅可以使运动者运动适量,还可以达到健康运动和代步的最佳效果,因此设计了以单片机为基础的自行车速度里程计,让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量,而且单片机体积小、可靠性高、价格便宜。

该设计重点阐述了系统的工作原理、硬件构成、各部分的主要功能以及软件的结构和实现。

硬件包括主控模块、数据采集模块、数据处理模块、显示模块等组成,采用STC89C52单片机为主要控制芯片,运用自行车车轮上的传感器进行计数,通过一定时间间隔对信号的采集,结合自行车本身车轮参数,送入单片机并由单片机对采集信号进行分析计算,最终在液晶显示器LCD上显示车辆行驶的里程和速度;软件部分用C语言编程,采用模块化设计思想,并在keil和proteus 中进行调试和仿真。

自行车里程速度计的设计本着安全、方便、性价比高、人性化的原则进行,可使现代生活显著提高。

关键词:单片机,LCD1602,霍尔传感器,里程计ABSTRACTAs the bicycle industry and the development of electronic technology, bicycle speed odometer technology is also in constant progress and improve, not only can display speed range, can also display parameters such as heat consumption, heart rate, in everybody pays attention to environmental protection and health/fitness today, speed odometer can not only make people exercise right amount motion, also can to achieve the desired effect of the health sports and walking, thus designed on the basis of the single chip microcomputer bike speed odometer, let people can clearly know the current speed, mileage and other physical quantities, in addition, SCM has small size, high reliability and cheaper price.The design expounds the working principle, hardware composition, main functions of each part and the software structure and implementation. Hardware includes main control module, data acquisition module, data processing module, display module and so on, Using the STC89C52 single-chip microcomputer as main control chip, using sensors on bicycle wheels to count, sending the signals collected by a certain time interval and the bike itself parameters to the single chip microcompute. Finally Using single chip microcomputer to collect signal analysis and display.Software part in C language programming Adopting the idea of modular design, and debugging and simulation in the keil and proteus. Bicycle mileage speedometer design in line with safe, convenient and cost-effective, humanized principle, can make modern life improved significantly.KEYWORDS:singlechip, LCD1602, Hall sensor, odometer目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 系统要求 (1)1.3 课题实现方法 (2)第2章系统框图及方案介绍 (3)2.1 总体方案比较 (3)2.2 总体方案选择 (3)2.2.1 系统总体框图 (3)2.2.2 系统总体设计 (3)2.3 各模块设计与选择 (4)2.3.1 单片机的选择 (4)2.3.2 显示模块的选择 (5)2.3.3 传感器的选择 (5)2.3.4 时钟芯片的选择 (6)2.3.5 按键模块的选择 (6)第3章硬件设计 (7)3.1 单片机最小系统 (7)3.1.1 最小系统接线图 (7)3.1.2 时钟电路 (7)3.1.3 复位电路 (8)3.2 显示模块 (8)3.2.1 液晶显示电路 (8)3.2.2 显示器LCD1602的介绍 (9)3.3 传感器模块 (11)3.3.1 霍尔传感器工作原理 (11)3.3.2 霍尔传感器的特性 (12)3.3.3 测速方法 (13)3.4 时钟模块 (13)3.4.1 时钟电路 (13)3.4.2 时钟芯片介绍 (14)3.4.3 DS1302的工作原理 (14)3.4.4 DS1302的控制字节 (14)3.4.5 数据输入输出(I/O) (15)3.5 按键模块 (15)3.6 系统总设计图 (15)第4章系统软件设计与实现 (17)4.1 C语言介绍 (17)4.2 软件实现的功能 (18)4.3 主流程图 (18)4.5 显示子程序设计 (19)4.6 速度、里程处理流程设计 (20)4.6.1 处理流程图 (20)4.6.2 算法流程 (21)4.7 按键处理流程设计 (22)第5章系统调试与仿真 (23)5.1 软件调试 (23)5.1.1 Keil简介 (23)5.1.2 程序调试 (23)5.1.3调试中的问题 (23)5.2 硬件仿真 (24)5.2.1 Proteus简介 (24)5.2.2 Proteus与Keil联调 (25)5.2.3硬件仿真中的问题 (26)5.3实物实现 (27)第6章总结 (29)参考文献 (31)附录.....................................................................................错误!未定义书签。

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1 、引言 (3)2 、AT89C52单片机 (4)2.1 AT89C52单片机简介 (4)2.2 AT89C52的管脚及其含义 (4)3 、TC4024 (8)4、 24C01芯片 (9)4.124C01简介 (9)4.224C01的特性: (10)5 、硬件电路的设计 (11)5.1系统硬件电路 (11)5.2系统的工作原理 (12)6、软件设计 (13)6.1系统内存的规划 (13)6.2系统的主要程序设计 (13)7 、系统调试 (16)7.1硬件调试 (16)7.2软件调试 (16)参考文献 (18)1 引言传感器,英文名字为Sensor或Transducer,亦称换能器、变换器。

在科技迅速发展的今天,传感器越来倍受重视。

在日常生活、航天、航空,常规武器、交通运输,机械制造、化工、生物医学工程、自动化检测工程及计量等各项领域都被广泛应用。

目前,传感器已向新材料开发,集成化、智能化、数字化、新工艺,高精度化及高稳定、高可靠化等技术发展。

特别是霍尔传感器,鉴于它的价廉、易于使用,使它广泛运用于里程计、速度计等。

单片微型计算机简称单片机,又称微控制器,特别适用于控制领域。

通常单片机由单块集成电路构成,内部包含有计算机的基本部件:CPU(中央处理器),存储器和I/O接口电路等。

因此,单片机只需要与适当的软件及外部设备相结合,便可以成为一个单片机控制系统。

目前,场上销售的单片机有4位、8、16位、32位,并且单片机朝着高性能多种方向发展,尤其是8位单片机以经成为当前单片机的主流,主要体现在CPU功能增强、内部资源增多、引脚的功能化、低电压和低功好耗化上。

单片机因为其体积小、功能强,可靠性高,灵活方便等优点,所以可以用于各个领域,对各行各业的技术改造和产品更新换代起到重要的推动作用。

本人经过学习,用AT89C52设计了一个自行车里程/速度计。

本设计可轮流显示自行车行使的里程和速度, 采用TC4024芯片作为计数器以及2C401存储数据,3个单级共阴数码管作为显示系统。

本系统具有超速信响提醒功能,里程数据自动记忆,也可应用于电动自行车、摩托车、汽车等机动车仪表上。

2 AT89C52单片机2.1 AT89C52单片机简介本设计选用AT89C52单片机,AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器。

使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,可与工业AT89C51 产品指令和引脚完全兼容。

2.2 AT89C52的管脚及其含义AT89C52的管脚及各管脚含义如下:图2.289C52管脚图各引脚功能说明:VCC——电源电压;GND——接地;P0口——P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址/数据总线复用口。

作为输出口用时,每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路,对端口P0写“1”时,可作为高阻抗输入端用;在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻;在FLASH编程时,P0口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻;P1口——P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。

对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输出口。

作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流;与AT89C51不同之处是,P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和输入(P1.1/T2EX);FLASH编程和程序校验期间,P1接收低8位地址;P1.0和P1.1的第二功能:P1.0 T2(定时/计数器2外部计数脉冲输入),时钟输出;P1.1 T2EX(定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制);P2口——P2是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。

对端口P2写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口,作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流;在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时,P2口送出高8位地址数据。

在访问8位地址的外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容;FLASH编程或校验时,P2亦接收高位地址和一些控制信号;P3口——P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。

P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。

对P3口写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。

此时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流;P3口除了作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能:P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 INTO(外中断0)P3.3 INT1(外中断1)P3.4 TO(定时/计数器0)P3.5 T1(定时/计数器1)P3.6 WR(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(外部数据存储器读选通)此外,P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号;RST——复位输入。

当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位;ALE/PROG——当访问外部程存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。

一般情况下,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。

要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲;对FLASH存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG);EA端为高电平(接V cc端),CPU则执行内部程序存储器的指令。

3 TC4024本程序采用TC4024芯片,它是一个7位的计数器,计数器具有分频的作用,它包含有14个管脚,其7脚接地,14脚接+5V,1脚接AT89C52的INT0,即12脚,在系统中此芯片起到了二分频的作用。

4 24C01芯片4.1 24C01简介24C01是一个1K位串行CMOS EEPROM,内部含有128个8位字节,CATALYST的先进CMOS技术实际上减少了器件的功耗,24C01是一个8位字节页写缓冲器,该器件通过I2C总线接口进行操作,即此芯片采用I2C协议进行读写数据。

有一个专门的写保护功能。

24C01是I2C接口的,但标准51是不带I2C接口的,串口方式0是不行的,需要用IO模拟,所以随便接两个IO都可以,而且都要接上拉电阻,大概几K就行了,因为不是总线方式,所以不能用MOV 指令,也不能用SBUF,要判断是否为满,可以在程序里设个变量。

在这里要注意E2P芯片的寿命(一般是读写100万次,足够了)。

存储数据的时候,可以对操作数和存储的数据进行比较,不相等则存储,这样可以增加使用寿命,比有些每隔1秒钟进行存储的会好多了。

以下是24C01的管脚图:图4.1管脚图表4.1 24C01的管脚描述4.2 24C01的特性:24C01芯片具有以下特性:1.与400KHZ的I2C总线兼容;2.+1.8-6.0V工作电压范围;3.低功耗CMOS技术;4.写保护功能:当WP为高电平时进入写保护状态;5.页写缓冲器;6.自定时擦写周期;7.1,000,000编程擦除/周期;8.可保存数据100年;9.8脚DIP、SOIC、TSSOP封装;10 温度范围:商业级、工业级和汽车级。

5 硬件电路的设计5.1系统硬件电路自行车里程/速度计能自动显示自行车行驶的总里程数及行车速度,具有超速信响提醒功能,里程数据自动记忆,也可应用于电动自行车、摩托车、汽车等机动车仪表上。

其硬件电路原理图如下图。

图5.1系统原理图5.2系统的工作原理本设计能实时地将所测的速度与累计里程数显示出来,主要是将24C01传感器输入到单片机的脉冲信号,将频率实时地测量出来,然后通过单片机计算出速度和里程,再将所得的数据存储到TC4024芯片中,通过AT89C52单片机计算出来的速度和里程的数据,必须通过BCD码的转换才能输出给数码管。

最后由共阴数码管显示所测速度与里程。

自行车里程/速度计采用AT89C52单片机作控制,速度及里程传感器采用霍尔元件,其电器原理图如上图所示。

P0口和P2口用于七段LED 显示器的段码及扫描输出,在显示里程时,第三位小数点用17脚P3.7口控制点亮。

P1.0和P1.1口分别用于显示里程状态和速度状态。

P1.2、 P1.3、 P1.6和 P1.7口分别用于设置轮圈的大小。

P3.0口的开关用于确定显示的方式,当开关闭合时,显示速度;打开时显示里程。

第12脚外中断0用于对轮子圈数的计数输入,轮子每转一圈,霍尔传感器输出一个地电平脉冲。

第13脚外中断1用于控制定时器T1的启停,当输入为0时关闭定时器。

此控制信号是将轮子圈数的计数脉冲经二分频后形成,这样,每次定时器T1的开启时间刚好为转一圈的时间。

根据轮子的周长就可以计算出自行车的速度。

P1.4和P1.5口用于EEPROM存储器24C01的存取控制。

11脚输出用于速度超速时的报警。

6 软件设计6.1系统内存的规划由于本系统处理功能较多,因而一部分内存单元用于特定的用处。

其主要内存单元用处如下:50H:EEPROM器件寻址字节存放单元;51H:EEPROM传送字节数存放单元;30H:EEPROM发送数据缓冲单元;40H:EEPROM读出数据存放单元;0A0H:EEPROM寻址字节字节写;0A1H:EEPROM寻址字节字节读;62 H:DPTR计数器扩展高8位;6C H:定时器T1计数器扩展高8位;6D H:定时器T1计数器扩展高8—16位;60 H、61 H、62 H:里程计数单元;68 H、69 H、6A H、6B H:存放自行车每圈时间数;70 H、71 H、72 H、73 H:显示BCD码数据存放用;11 H—15 H:存放被除数;16 H—19 H:存放除数。

6.2 系统的主要程序设计1. 初始化程序在本系统初始化程序中,主要完成以下工作:将T1设为外部控制定时器方式;外中断0及外中断1设为边沿触发方式;将部分内存单元清零;设置轮子周长值;开中断及定时器;将EEPROM 中的数据调入内存等。

2. 轮圈设置出错处理程序P1.2、 P1.3、 P1.6、P1.7端口的开关用于设定轮子的周长,当没有设定时(至少让一个开关闭合),能从P3.1口输出一个周期为0.5S的方波信号,用作发光管闪烁及信响器提醒。

3.里程计数程序(外中断0服务程序)外中断0服务程序用于对12脚输入的圈脉冲进行计数,为十六进制计数器。

60H为低位,62H为高位。

每计数一次后,对里程数据进行一次存储操作。

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