1、黑龍江東方學(xué)院畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì)）題目：基于單片機(jī)的車速里程表的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)專 業(yè)班 級(jí)指導(dǎo)教師學(xué) 部答辯日期2012年5月19日黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書姓名學(xué)號(hào)專業(yè)班級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化3班畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：基于單片機(jī)的車速里程表的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的立題依據(jù)主要內(nèi)容及要求進(jìn)度安排12月12日選題12月13日12月29日接受指導(dǎo)老師的指導(dǎo)12月3 日1 月17日擬定論文大綱1 月18日2 月26日搜集、查閱、整理相關(guān)資料2 月27日3 月27日初稿形成3 月28日4 月8 日初稿審定4 月9 日4 月17日第一次修改4 月18日4 月22日第一次審定4 月

2、23日5 月3 日第二次修改5 月4 日5 月9 日定稿5 月1 日5 月18日論文評(píng)閱小組評(píng)審論文（設(shè)計(jì)）5 月19日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯學(xué)生簽字：指導(dǎo)教師簽字：年 月 日基于單片機(jī)的控制車速里程表的設(shè)計(jì)摘要里程表廣泛應(yīng)用于各類機(jī)車，傳統(tǒng)的機(jī)械式里程表雖然穩(wěn)定可靠，但功能單一、易受磨損。隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子式里程表得以廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在很多轎車儀表已經(jīng)使用電子車速里程表，本設(shè)計(jì)介紹一種基于單片機(jī)的智能電子里程表。該電子式里程表是一種數(shù)字式儀表，主要由車速表和里程表兩部分組成，其傳感器采用無接觸測(cè)量的光電傳感器。它不僅可顯示車輛行駛的總里程，也可顯示一段時(shí)間的階段里程，還可顯示車速，以及實(shí)

3、現(xiàn)超速報(bào)警等功能，并具有較強(qiáng)的再開發(fā)能力。它的實(shí)現(xiàn)方式是，通過安裝在汽車轉(zhuǎn)軸上的測(cè)量盤，用霍爾傳感器檢測(cè)使轉(zhuǎn)速物理量變換成脈沖電量，通過單片機(jī)測(cè)量產(chǎn)生脈沖的頻率就可以得出圓盤的轉(zhuǎn)速，再通過計(jì)算，從而得出里程、車速的信息，并由LED顯示器顯示出來。并且該電子式里程表累積的里程數(shù)字存儲(chǔ)在非易失性的EEPROM存儲(chǔ)器內(nèi)，在無電狀態(tài)下數(shù)據(jù)也能保存。關(guān)鍵詞：AT89C52，數(shù)碼管顯示器，霍爾傳感器，存儲(chǔ)器關(guān)鍵詞與摘要內(nèi)容隔行書寫，詞條用小四號(hào)宋體字，詞條間用分號(hào)（；）隔開，3-5個(gè)關(guān)鍵詞Speed odometer design based on single chip microcomputer co

4、ntrolAbstractPermeate 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 meantime.In solidly the hour the examination the

5、 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, and aim at concrete application the software of

6、with 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 surfeit distance, erupting to report to the po

7、lice.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 displays in the timer to say, I am for the sak

8、e of the simplification circuit,decline low cost, adopt to take software as the connect of lord a people's method, do not use specialized hardware to translate the code machine namely, but adopt the software procedure to carry on translating codeKeywords: AT89C52, digital tube display, countdown

9、 timer, Holzer sensor小提示：當(dāng)需要從網(wǎng)站或者文檔復(fù)制到本文檔時(shí)，先將文字復(fù)制到文本文檔，然后再?gòu)奈谋疚臋n復(fù)制到本文檔的相應(yīng)位置，這樣就能夠保證格式是正確的！此行不會(huì)被打印千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。(在word菜單-工具-選項(xiàng)-視圖標(biāo)簽中，格式標(biāo)記部分請(qǐng)全部打?qū)μ?hào)，這樣就可以看到隱藏的分節(jié)符和空格等信息了)目錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 課題背景11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3 主要研究?jī)?nèi)容2第二章 車速里程表總體設(shè)計(jì)42.1 總體設(shè)計(jì)思路42.2 子程序和主函數(shù)的設(shè)計(jì)52.3車速里程表的簡(jiǎn)介組成及原理8第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)103.1 A

10、T89C52單片機(jī)的的介紹103.2 AT89C52單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)103.3 主要性能參數(shù)113.4 霍爾傳感器電路113.5 LED顯示模塊電路及74 LS07驅(qū)動(dòng)器14第四章 軟件設(shè)計(jì)164.1 主程序設(shè)計(jì)流程圖194.1.1 初始化模塊194.1.2 主程序模塊194.1.3 中斷處理模塊194.2 車速測(cè)量子程序流程圖19第五章 軟件調(diào)試215.1 程序的檢測(cè)與調(diào)試215.2 PROTEUS仿真過程23結(jié)論27參考文獻(xiàn)28致 謝29千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”基于單片機(jī)的控制車速里程表的設(shè)計(jì)第1章 緒論1.1 課題背景 本題

11、目根據(jù)車速、里程的測(cè)量原理，以AT89C52系列單片機(jī)為核心器件，組成點(diǎn)陣式的液晶顯示屏，通過編程顯示車速里程。按照設(shè)計(jì)要求熟悉系統(tǒng)硬件電路、接口電路，完成硬件電路的電路板的設(shè)計(jì)，完成該系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，提交程序設(shè)計(jì)框圖及程序設(shè)計(jì)清單。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國(guó)汽車工業(yè)走過了五十年的歷程,與國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家汽車工業(yè)相比,電子技術(shù)水平相對(duì)比較落后,提高國(guó)產(chǎn)汽車的電子技術(shù)水平,增加汽車電子裝備的數(shù)量,促進(jìn)汽車電子化是奪取未來汽車市場(chǎng)的關(guān)鍵,提高我國(guó)的汽車電子技術(shù)已勢(shì)在必行。隨著中國(guó)的復(fù)關(guān),國(guó)外汽車零部件廠商也大舉進(jìn)入中國(guó)參與競(jìng)爭(zhēng)。電子式儀表及新型傳感器是各類車型汽車的首選配套產(chǎn)品，通用性好，市場(chǎng)前景廣闊

12、。目前國(guó)外汽車車速里程表已廣泛采用電子式機(jī)芯結(jié)構(gòu)，而國(guó)內(nèi)汽車儀表一直是機(jī)械式車速里程表的天下，少數(shù)采用動(dòng)圈式電子儀表， 通過大量市場(chǎng)調(diào)研，我們清楚地看到進(jìn)入20世紀(jì)以來汽車工業(yè)迅速發(fā)展，而電子產(chǎn)品則是汽車提高技術(shù)含量的晴雨表。國(guó)外電子產(chǎn)品占整車成本的30%，然而我國(guó)汽車行業(yè)起步較晚，技術(shù)十分落后，電子產(chǎn)品僅占整車成本的5%。例如國(guó)外汽車早已裝配電子式儀表，而我國(guó)汽車仍在應(yīng)用傳統(tǒng)的機(jī)械儀表，可靠性很差。目前汽車儀表控制電子化是一種發(fā)展趨勢(shì)，由先進(jìn)的傳感器與顯示裝置構(gòu)成的電子儀表已開始全面取代傳統(tǒng)的機(jī)電式儀表，成為現(xiàn)代汽車的明顯標(biāo)志。一般汽車的常規(guī)儀表有車速里程表、轉(zhuǎn)速表、機(jī)油壓力表、水

13、溫表、燃油表、充電表等。儀表板中最常用的是車速里程表，目前很多轎車儀表已經(jīng)使用電子車速表，它通過變速器上的速度傳感器獲取信號(hào)，通過脈沖頻率的變化使指針偏轉(zhuǎn)或者顯示數(shù)字。隨著汽車電子半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，多功能、高精度、高靈敏度、讀數(shù)直觀的電子數(shù)字顯示及圖像顯示的儀表已不斷應(yīng)用于汽車。汽車儀表的功能已不僅僅是單純的顯示，而是通過對(duì)汽車各部件參數(shù)的監(jiān)測(cè)和計(jì)算機(jī)處理相配套，從而達(dá)到控制汽車各種運(yùn)行工況的目的。因而電子式里程表的廣泛應(yīng)用將會(huì)很大的提高中國(guó)的汽車電子技術(shù)水平。1.3 主要研究?jī)?nèi)容單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)程序主要包括里程設(shè)計(jì)模塊；存儲(chǔ)歷史里程數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)模塊；里程的顯示設(shè)計(jì)模塊；里程公里數(shù)的累計(jì)設(shè)計(jì)模塊；里

14、程公里數(shù)的清0設(shè)計(jì)模塊。里程計(jì)數(shù)時(shí)有一盞指示燈閃爍；用AT89C52進(jìn)行對(duì)歷史里程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；用共陰7段動(dòng)態(tài)顯示的數(shù)碼管進(jìn)行顯示公里數(shù)；用個(gè)開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)里程公里數(shù)的清0功能；用霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)里程車輪圈數(shù)的累計(jì)功能。一、主要技術(shù)指標(biāo)1、計(jì)算速度和路程。2、存貯歷史里程數(shù)據(jù)。3、量程記滿時(shí)清除歷史里程數(shù)據(jù)。4、顯示及時(shí)速度。二、工作內(nèi)容如下本設(shè)計(jì)的硬件包括：AT89C52芯片：程序的處理和控制中心。74HC573驅(qū)動(dòng)器：存儲(chǔ)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-

15、BLUE八位共陰極數(shù)碼管（藍(lán)色）：顯示速度和路程數(shù)據(jù)各部分介紹如下：1、初始化：打開外部中斷和定時(shí)器0中斷，當(dāng)有脈沖來的時(shí)候就進(jìn)入中斷程序。2、外部中斷：記錄一個(gè)脈沖時(shí)間time；計(jì)算一個(gè)脈沖時(shí)間的速度，五個(gè)速度作為一個(gè)數(shù)組，高低速判斷；開啟T0，記脈沖數(shù)為n。3、定時(shí)器0中斷：記50毫秒時(shí)間賦值給t.4、處理函數(shù)：給出速度和路程的計(jì)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。第二章 車速里程表總體設(shè)計(jì)一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)，包括軟硬件兩個(gè)方面。硬件是系統(tǒng)可靠運(yùn)行的“載體”，是基礎(chǔ)，而軟件則是使“載體”產(chǎn)生動(dòng)力的發(fā)電機(jī)，二者

16、相輔相成，缺一不可。從設(shè)計(jì)者的角度出發(fā)，一個(gè)硬件電路的設(shè)計(jì)過程往往就是設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)不斷積累的過程。總體設(shè)計(jì)流程:在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)：一般的流程是：(1) 器件選擇（包括單片機(jī)和外圍芯片的選擇）(2) 電路圖繪制(3) PCB制板(4) 硬件檢查和排錯(cuò)(5) 硬件電路調(diào)試完畢只有在硬件平臺(tái)建立之后才能更好進(jìn)入軟件系統(tǒng)的調(diào)試。在進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者首先要建立完整，總體的概念，一個(gè)完整的軟件系統(tǒng)是由各個(gè)功能模塊組成的。程序設(shè)計(jì)者要時(shí)刻牢記如何將那些獨(dú)立，分散的子程序模塊通過主程序連接起來，并最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo)功能。2.1 總體設(shè)計(jì)思路第一步程序初始化，當(dāng)沒有產(chǎn)生中斷時(shí)，程序進(jìn)入處理程序，接著進(jìn)

17、入顯示程序；當(dāng)產(chǎn)生中斷時(shí)，先進(jìn)入外部中斷服務(wù)程序和定時(shí)器0中斷服務(wù)程序，后面的和沒有產(chǎn)生中斷時(shí)相同。在整個(gè)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(shí)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2.1程序流程圖2.2 子程序和主函數(shù)的設(shè)計(jì)一、子程序的設(shè)計(jì)設(shè)汽車輪子半徑為r,脈沖數(shù)為n，t=50毫秒,一個(gè)脈沖的時(shí)間為time,速度為v(km/h),路程為s(km),pi=3.14。子程序按模塊化的思路編寫。各子程序如下:1初始化：設(shè)置 T0計(jì)時(shí)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(jí)控制位。設(shè)置外部中斷0觸發(fā)

18、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(shí)進(jìn)入外部中斷0。time=sec+t*0.05，記一個(gè)脈沖的時(shí)間。tab_v5=0.9*pi*r/time，計(jì)算速度并放入數(shù)組中。高低速的判斷，當(dāng)V>=5時(shí)為高速，并用flag = 0，記高速標(biāo)志位，flag=1，記低速標(biāo)志位；for(i = 0;i<6;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(gè)脈沖n+; 當(dāng)n = 50000時(shí)，n清零n = 0;3.定時(shí)器0中斷：當(dāng)來一個(gè)脈沖進(jìn)入定時(shí)器0中斷，給T0定時(shí)器賦50毫秒初值，當(dāng)記滿50毫秒t+。4

19、.處理函數(shù)：計(jì)算速度分高速和低速。速度計(jì)算公式：tab_v5=0.9*pi*r/time;（單位km/h）低速時(shí)：v=tab_v5，即顯示第五個(gè)速度值。高速時(shí)：v+=tab_vi;計(jì)算五個(gè)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的增加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P0 = tab_wek;送位選碼，然后關(guān)閉位選二、主函數(shù)的設(shè)計(jì)主函數(shù)在初始化程序之后采用循環(huán)設(shè)計(jì)。當(dāng)

20、不斷發(fā)送脈沖時(shí)，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(gè)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(gè)位2.3 車速里程表的簡(jiǎn)介組成及原理并汽車車速里程表分為滾輪計(jì)數(shù)器和點(diǎn)距液晶屏式兩種，由指示汽車行駛速度的車速表和記錄汽車所行駛過距離的里程計(jì)組成的，二者裝在共同的殼體中，并由同一根軸驅(qū)動(dòng)。普通車速

21、表一般為磁感應(yīng)式。滾輪計(jì)數(shù)器是過去常用的純機(jī)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)在更常用的電子式儀表，它一般是在變速箱輸出軸或車輪上裝一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，用讀出的轉(zhuǎn)速通過控制模塊內(nèi)嵌的計(jì)算公式來?yè)Q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(dòng)系統(tǒng)輸出端的轉(zhuǎn)速（變速箱輸出軸或車輪），知道了車輪的轉(zhuǎn)速，比如每分鐘轉(zhuǎn)多少圈，再將車輪的周長(zhǎng)。車速里程表實(shí)際上由兩個(gè)表組成，一個(gè)是車速表，另一個(gè)是里程表。傳統(tǒng)的車速表是機(jī)械式的，典型的機(jī)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(gè)齒輪上，齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鋼絲纜旋轉(zhuǎn)，鋼絲纜帶動(dòng)里程表罩圈內(nèi)一

22、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)速度的快慢引起磁力線大小的變化，平衡被打破指針因此被帶動(dòng)。這種車速里程表簡(jiǎn)單實(shí)用，被廣泛用于大小型汽車上。不過，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在很多轎車儀表已經(jīng)使用電子車速表，常見的一種是從變速器上的速度傳感器獲取信號(hào)，通過脈沖頻率的變化使指針偏轉(zhuǎn)或者顯示數(shù)字里程計(jì)是由若干個(gè)計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)鼓及其轉(zhuǎn)動(dòng)裝置組成的。為了使用方便，有的車速里程表同時(shí)設(shè)有累計(jì)里程計(jì)和區(qū)間里程計(jì)，累計(jì)里程計(jì)用來記錄汽車?yán)塾?jì)行駛里程，區(qū)間里程計(jì)用來記錄汽車單程行駛里程。區(qū)間里程計(jì)有一個(gè)歸零按鈕，可以隨時(shí)復(fù)位至零，重新累計(jì)。車速里程表是用來指示汽車行駛速度和累計(jì)行駛里程的儀表，由車

23、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(hù)罩、刻度盤和表針等組成，永久磁鐵與主動(dòng)軸緊固在一起，主動(dòng)軸由來自變速器輸出軸的撓性軟軸驅(qū)動(dòng)，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(shí)，鋁罩在游絲的作用下， 使指針位于“0”位。當(dāng)汽車行駛時(shí)，軟軸驅(qū)動(dòng)主動(dòng)軸帶動(dòng)“U”形永久磁鐵旋轉(zhuǎn)，在鋁罩上感應(yīng)出電渦流而產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)與永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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，直到由游絲的彈力所產(chǎn)生的反方向扭矩與之平衡。車速越高，產(chǎn)生的扭矩越大，指針在刻度盤上擺動(dòng)的角度就越大，即指示的車速就越高。里程表主要由蝸輪蝸

24、桿和數(shù)字輪組成，當(dāng)汽車行駛時(shí)，主動(dòng)軸經(jīng)三對(duì)蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)數(shù)字輪上的最右側(cè)的第一個(gè)數(shù)字輪（一般為1/10Km），任一個(gè)數(shù)字輪與左側(cè)相鄰的數(shù)字輪傳動(dòng)比都為10：1，這樣顯示的數(shù)字呈十進(jìn)位遞增，便自動(dòng)累積了汽車總的行駛里程。圖1.1 圖1.1汽車速度里程表注意：除第一章緒論外，其他每一章都應(yīng)該有一個(gè)本章小結(jié)第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 AT89C52單片機(jī)的的介紹在眾多的單片機(jī)系列中，AT89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系列可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程

25、，也適用于常規(guī)編程。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超高效的解決方案。AT89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)響亮2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89C52可降至0HZ靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。AT89C52單片機(jī)為很多嵌入式

26、控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價(jià)的方案。故此選用AT89C52單片機(jī)。3.2 AT89C52單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，為AT89C52的硬件結(jié)構(gòu)圖。AT89C52單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與MCS-51系列單片機(jī)的構(gòu)成基本相同。CPU是由運(yùn)算器和控制器所構(gòu)成的。運(yùn)算器主要用來對(duì)操作數(shù)進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算和位操作的。控制器是單片機(jī)的指揮控制部件，主要任務(wù)的識(shí)別指令，并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機(jī)各功能部件，從而保證單片機(jī)各部分能自動(dòng)而協(xié)調(diào)地工作。它的程序存儲(chǔ)器為8K字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲(chǔ)器，閃爍存儲(chǔ)器允許在線+5V電擦除、電寫入或使用編程器對(duì)其重復(fù)編程。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器比51系列的單片機(jī)相比大了許多為2

27、56字節(jié)RAM。AT89C52單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳功能與MCS-51的完全兼容。CPUFLASH串行通訊口RAM輸入輸出接口計(jì)數(shù)器定時(shí)器時(shí)鐘 圖 3-1 單片機(jī)89C52結(jié)構(gòu)框圖3.3 主要性能參數(shù) 8K字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲(chǔ)器 1000次可擦寫周期 全靜態(tài)操作：0Hz-24MHz 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 256×8字節(jié)內(nèi)部RAM 32個(gè)可編程I/O口線 3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器 8個(gè)中斷源 可編程串行UART通道 低功耗空閑和掉電模式 圖 3-2 AT89C52外部引腳圖3.4 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)制作的一種磁場(chǎng)傳感器霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的

28、一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，18551938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。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)體的霍爾效應(yīng)比金屬?gòu)?qiáng)得多，利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面?；魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。 圖3.3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，并在薄片的垂直方向施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上，將產(chǎn)生電勢(shì)差為UH的霍爾電壓。3.霍爾元件根據(jù)霍爾

29、效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對(duì)磁場(chǎng)敏感、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，在測(cè)量、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，原理圖如圖2.4。 4特點(diǎn) 1 內(nèi)置斬波放大器2 可選范圍廣，支持各種應(yīng)用：檢測(cè)兩極、檢測(cè)S極、檢測(cè)N極(*1)、動(dòng)態(tài)“L”、動(dòng)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，磁性的溫度依賴性較小。6 采用小型封裝： SNT-4A, SOT-23-37 無鉛產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)電路 圖3

30、.4霍爾效應(yīng)原理圖3.5 LED顯示模塊電路及74 LS07驅(qū)動(dòng)器LED顯示器采用動(dòng)態(tài)顯示，用74LS07驅(qū)動(dòng)共陰極LED數(shù)碼管。LED顯示模塊電路圖，如圖-1所示。LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖，如圖3.4.5-2(a),(b)為共陰極型，(c)為共陽(yáng)極型。 圖3.4.5-1圖3.4.5-2OC門驅(qū)動(dòng)器用7407，7407 即TTL 集電極開路六正相高壓驅(qū)動(dòng)器.當(dāng)7407輸出低電平時(shí)，沒有電流流過LED，當(dāng)7407輸出為開路狀態(tài)時(shí)，電流經(jīng)100限流電阻流入LED顯示器，每個(gè)七段LED的公共端都接一個(gè)7407驅(qū)動(dòng)器。7407模型如圖-3： 圖-3 7407引腳如圖-4： 圖-4第四章 軟件設(shè)計(jì)4.1 主程

31、序設(shè)計(jì)流程圖4.1.1 初始化模塊 初始化模塊的主要任務(wù)是在單片機(jī)復(fù)位后主要程序設(shè)置的正確的變量，中斷及定時(shí)器的設(shè)置方式和控制字，將部分內(nèi)存單位清零，開中斷及定時(shí)器，將EEPROM中的數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存。包括初始化指針和里程數(shù)等。4.1.2 主程序模塊 系統(tǒng)的軟件是由一個(gè)主程序和若干子程序構(gòu)成，主程序的主要功能是對(duì)所有的參數(shù)進(jìn)行初始化，設(shè)置程序執(zhí)行過程中用到的開始關(guān)中斷初始化電源沒開關(guān)中斷步進(jìn)電機(jī)初始化LED刷新延時(shí)電源開LED顯示開中斷圖4-1 主程序流程圖相關(guān)變量，分配寄存器，然后在由各中斷的要求調(diào)用相應(yīng)的處理模塊和子程序的主要作用如下：1.定義系統(tǒng)運(yùn)行過程中所需要的變量。2.分配硬件系統(tǒng)的自檢

32、。確定程序的執(zhí)行無誤。3.完成系統(tǒng)的自檢，確保程序的執(zhí)行無誤。4.在程序的運(yùn)行過程中，按要求依次完成對(duì)系統(tǒng)各個(gè)模塊的調(diào)用，并將程序的運(yùn)行結(jié)果提供給用戶。5.在各模塊的調(diào)用過程中，現(xiàn)實(shí)對(duì)調(diào)用過程的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，避免程序跑飛，確保正確執(zhí)行，保存系統(tǒng)運(yùn)行過程中的必要參數(shù)。4.1.3 中斷處理模塊 中斷處理模塊用于獲取程序所需的各種參數(shù)。在主程序運(yùn)行當(dāng)中，如果有中斷請(qǐng)求即跳轉(zhuǎn)到其他所要處理的子程序模塊進(jìn)行程序運(yùn)行。一般情況下，中斷程序中對(duì)數(shù)據(jù)一般只做簡(jiǎn)單的讀取和賦值工作，不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與計(jì)算，縮短中斷程序的運(yùn)行時(shí)間，提高系統(tǒng)響應(yīng)中斷的實(shí)時(shí)性。4.2 車速測(cè)量子程序流程圖 入口測(cè)量周期脈沖數(shù)保存車速計(jì)數(shù)器

33、的值表頭指針角度大于滿度值測(cè)量周期脈沖數(shù)返回步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)圖4-2 測(cè)量車速程序流程圖 因?yàn)檐囁賯鞲衅鬏敵龅拿}沖信號(hào)的頻率是與車速成正比的，所以測(cè)得輸出脈沖信號(hào)的頻率后就可計(jì)算出車速的大小。計(jì)算公式如下：里程數(shù)X=（總接受到的脈沖數(shù)）/（速比*傳感器極對(duì)數(shù)）， 單位為千米其中：速比=637，傳感器極對(duì)數(shù)=8；車速V=（3600*單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)）/（速比*傳感器極對(duì)數(shù)）， 單位為千米/小時(shí) 本設(shè)計(jì)中選擇的車速測(cè)量周期為1/4秒，及車速表的刷新周期為250微秒，而電機(jī)的最小驅(qū)動(dòng)間隔為0.125微秒，即電機(jī)的執(zhí)行周期為0.125微秒，設(shè)置采樣濾波周期，每個(gè)周期中設(shè)置倆個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，時(shí)間間隔差為0.5微

34、秒。根據(jù)指針偏角度公式指針偏角=（角度/脈沖比）*頻率/4 計(jì)算出指針實(shí)際偏轉(zhuǎn)角度。4.3 I/O口的控制方式 在單片機(jī)中，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出傳送，通常使用三種控制方式。即：無條件傳送方式，查詢方式和中斷方式。無條件傳送方式適用于以下器件或設(shè)備的輸入輸出：例如，機(jī)械或電子開關(guān)，指示燈，發(fā)光二極管，數(shù)碼管等。它們隨時(shí)處于“準(zhǔn)備好”狀態(tài)方便數(shù)據(jù)的傳輸。查詢方式：為了實(shí)現(xiàn)查詢方式的數(shù)據(jù)輸入輸出傳送，需要由接口電路提供部，器件或設(shè)備的狀態(tài)，并以軟件方法進(jìn)行狀態(tài)測(cè)試。因此，這是一種軟，硬件方法結(jié)合的數(shù)據(jù)傳送方式。程序查詢流程如圖4.4-1所示。讀入狀態(tài)信息 N準(zhǔn)備好了嗎？數(shù)據(jù)傳送 Y圖4.4-1中斷

35、方式： 中斷方式與查詢方式的主要區(qū)別在于如何知道，器件或外設(shè)是否為數(shù)據(jù)傳輸作好了準(zhǔn)備。查詢方式是主機(jī)主動(dòng)查詢。而中斷方式則為部，器件或外設(shè)主動(dòng)請(qǐng)求。采用中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，當(dāng)部，器件或外設(shè)為數(shù)據(jù)傳輸已作好準(zhǔn)備之后，就向主機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求（相當(dāng)于通知主機(jī)），主機(jī)在接收到中斷請(qǐng)求之后，在允許中斷的情況下，響應(yīng)中斷請(qǐng)求，暫停正在執(zhí)行的原程序，轉(zhuǎn)而去為部，器件或外設(shè)的數(shù)據(jù)提供傳輸服務(wù)。待服務(wù)完成之后，程序返回，主機(jī)再?gòu)臄帱c(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行原程序。第五章 軟件調(diào)試5.1 程序的檢測(cè)與調(diào)試程序的查錯(cuò)手段單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)均需借助對(duì)應(yīng)的開發(fā)系統(tǒng)（或裝置）進(jìn)行在線仿真，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的軟，硬件進(jìn)行全面地檢測(cè)與調(diào)試。各種

36、開發(fā)系統(tǒng)或裝置均提供以下查錯(cuò)手段。（1）單步執(zhí)行采用單步執(zhí)行操作可對(duì)應(yīng)用程序每步執(zhí)行一條指令，可逐條檢查這一段程序的執(zhí)行過程是否符合原設(shè)計(jì)要求。可直接查出錯(cuò)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(gè)循環(huán)程序段。（2）斷點(diǎn)設(shè)置全速運(yùn)行可在程序有疑慮的地方設(shè)置斷點(diǎn)，從設(shè)置的起始地址開始，以全速或非全速方式向設(shè)定的斷點(diǎn)處運(yùn)行。如果這段程序無語法或邏輯上的錯(cuò)誤，則連續(xù)運(yùn)行到設(shè)置的斷點(diǎn)處停止運(yùn)行，返回監(jiān)控狀態(tài)。如果有錯(cuò)誤，則在錯(cuò)誤處停止運(yùn)行，如果進(jìn)入死循環(huán)或者程序跑飛，就會(huì)永不停止運(yùn)行。全速斷點(diǎn)運(yùn)行為檢查實(shí)時(shí)性及中斷響應(yīng)處理等提供了方便。（3）顯示器窗口檢查（4）實(shí)時(shí)跟蹤記錄除上述之外，還有以下

37、功能：符號(hào)化調(diào)試。在原程序中一般均以符號(hào)地址，標(biāo)號(hào)等出現(xiàn)，通過匯編自動(dòng)進(jìn)行變換和調(diào)整，偏移量等均可自動(dòng)換算和填入。程序的運(yùn)行。自動(dòng)生成目標(biāo)代碼和固化。2源程序的檢測(cè)在源程序進(jìn)行調(diào)試之前，硬件系統(tǒng)必須基本正確，重點(diǎn)對(duì)源程序進(jìn)行檢測(cè)。（1）對(duì)照程序流程圖，先對(duì)相對(duì)獨(dú)立的功能模塊，子程序，中斷服務(wù)程序等進(jìn)行仔細(xì)地檢查，然后對(duì)整個(gè)主程序按其功能劃分成若干程序段進(jìn)行分段檢查，逐步擴(kuò)大到整個(gè)程序系統(tǒng)。檢查時(shí)重點(diǎn)檢查程序的邏輯功能，結(jié)構(gòu)和算法，有關(guān)參量和初始值是否完善，正確，關(guān)鍵性指令的選擇是否合理，特別是借助開發(fā)系統(tǒng)也較難調(diào)試正確的隱患，只有通過細(xì)心的檢查加以排除。（2）硬件系統(tǒng)檢查。硬件系統(tǒng)必須排除電源

38、短路和碰線故障，然后空板（沒有插上芯片等器件）進(jìn)行上電檢查各電源點(diǎn)是否正確，有關(guān)邏輯電平及信號(hào)是否正確。確認(rèn)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(shí)，開發(fā)系統(tǒng)的監(jiān)控程序?qū)⒊霈F(xiàn)不能正常工作的現(xiàn)象。故可采用此法排除硬件系統(tǒng)的一般性故障。有些故障只有通過軟件調(diào)試才能排除，有時(shí)還需通過軟件調(diào)試修改硬件設(shè)計(jì)。3源程序的調(diào)試源程序的調(diào)試一般可分為分調(diào)，聯(lián)調(diào)和考機(jī)3步進(jìn)行。（1）分調(diào)首先將基本獨(dú)立的子程序調(diào)試正確，符合原設(shè)計(jì)要求，用模擬的方法將中斷服務(wù)程序初調(diào)，然后將主程序按相對(duì)獨(dú)立的功能程序段，遵照應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行的邏輯順序逐段進(jìn)行調(diào)試。A) 設(shè)置并輸入一組符合要求的參量，

39、啟動(dòng)程序段運(yùn)行，觀察運(yùn)行情況或故障的影響及現(xiàn)象。B) 對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行仔細(xì)地分析，合理推測(cè)，借助開發(fā)系統(tǒng)的調(diào)試手段，逐步縮小疑點(diǎn)范圍，直至找出問題所在進(jìn)行修改。C) 分析故障原因。（2）聯(lián)調(diào)在分調(diào)基本完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行聯(lián)調(diào)，它將與整個(gè)系統(tǒng)的硬件，軟件，環(huán)境密切相關(guān)，必須聯(lián)合在線調(diào)試。調(diào)試的重點(diǎn)在于主程與各功能模塊程序段之間的連接處，整個(gè) 軟件系統(tǒng)的執(zhí)行順序，逐個(gè)相連進(jìn)行調(diào)試。（3）考機(jī)5.2 PROTEUS仿真過程一、電路原理圖如下圖4.1：圖5.1車速里程表原理圖二、生成HEX文件如下圖5.2。圖5.2生成文件三、編譯結(jié)果如下圖5.3。圖5.3編譯結(jié)果仿真結(jié)果沒有錯(cuò)誤和警告，編譯通過。四、仿真結(jié)果如下圖5.4和5.5。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5.4仿真結(jié)果一圖5.5仿真結(jié)果二結(jié)論本文設(shè)計(jì)的智能車速里程表是以單片機(jī)AT89C52為核心的智能化儀器，主要工作包括軟件和硬件的設(shè)計(jì)?？偨Y(jié)可得以下結(jié)論。1） 該儀表的