基于单片机控制的车速里程表设计(编辑修改稿)

基于单片机控制的车速里程表设计(编辑修改稿)内容摘要：

8 字节内部 RAM 7. 32 个可编程 I/O 口线 8. 3 个 16 位定时 /计数器 9. 8 个中断源 UART 通道 ` 8 空闲和掉电模式 功能特性概述： AT89C52 提供以下标准功能： 8K 字节 Flash 闪速存储器， 256 字节内部 RAM， 32个 I/O 口线， 3 个 16 位定时 /计数器，一个 6 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。 同时， AT89C52 可降至 0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。 空闲方式停止 CPU 的工作，但允许 RAM，定时 /计数器，串行通信口及中断系统继续工作。 掉电方式保存 RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 引脚如图 所示。 振荡器反相 放大器如图 所示。 图 AT89C52引脚图 XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。 图 原理图 ` 9 中断： AT89C52 共有 6个中断向量：两个外中断（ INT0 和 INT1）， 3个定时器中断（定时器 0， 1， 2）和串行口中断。 所有这些中断源可通过分别设置专用寄存器 IE 的置位或清 0 来控制每一个中断的允许或禁止。 IE也有一个总禁止位 EA，它能控制所有中断的允许或禁止。 AT89C52 编 程方法：。 ，将 EA/Vpp 端加上 +12V 编程电压。 Flash 存储阵列写入一个字节或每写入一个程序加密位，加入一 个ALE/PROG 编程脉冲。 每个字节写入周期是自身定时的，通常约为。 重复 15步骤，改变编程单元的地址和写入的数据，直到全部文件编程结束。 AT89C52 的极限参数： 工作温 度： 55℃ to +125℃ 储藏温度： 65℃ to +150℃ 任一引脚对地电压： to + 最高工作电压： 直流输出电流： 里程表各部分电路介绍 本次里程表的设计，硬件电路主要由霍尔传感器电路，里程指示电路，里程数据存储电路，时钟电路， LED显示模块及 74LS07 驱动器构成。 霍尔传感器电路 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（ ， 1855— 1938）于 1879年在研究金属的导电机构时发现的。 ` 10 后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。 霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。 通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。 图 如图 在半导体薄片两端通以控制电流 I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为 B的匀强磁场 ， 则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为 UH 的霍尔电压。 根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。 它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用 ，原理图如图。 4特点 1 内置斩波放大器 2 可选范围广，支持各种应用 ： 检测 两极、检测 S极、检测 N 极 (*1)、动态 “L” 、动态 “H”(*1) 、 Nch 开路漏极输出、 CMOS 输出。 3 宽电源电压范围： V ~ V 4 低消耗电流： μA 典型值、 μA 最大值。 5 工作温度范围： － 40℃ ~ ＋ 85℃， 磁性的温度依赖性较小。 6 采用小型封装： SNT4A, SOT233 7 无铅产品 ` 11 标准电路 图 本设计中轮子转一圈霍尔传感器发送八个脉冲。 定时计数器电路 图 从定时计数器的结构图 8位寄存器一共有 6个。 其中 16 位的定时计数器分别由两个 8位专用寄存器组成，即 T0 由 TH0 和 TL0 构成； T1由 TH1 和 TL1 构成。 出了这两个 16位的计数器外，在定时器中还有两 个特殊功能寄存器，一个是八位定时器方式寄存器 TMOD，另一个是八位定时器控制寄存器 TCON。 TMOD 确定 T0、 T1的工作方式，其格式 如下 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T MI M0 本设计中 TMOD=0x01，定时器 0为定时、方式一（ 16 为计数器）。 TCON 控制定 时器的启、停标志定时器的溢出和中断。 格式如下。 ` 12 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 本设计中： IT0 = 1，表示外部中断 0触发方式控制为边沿触发方式，当第一个机器周期采样到 INT1 为低电平时，则 IE1 置 1。 IE1=1,表示外部中断 1 正在向 CPU 申请中断。 外部中断 原理图如下图 图 于中断有关的特殊功能寄存器有 4个，分别为中断源寄存器（即专用寄存器 TCON、SCON 的相关位）、中断源允许控制寄存器 IE 和中断优先级控制寄存器 IP。 中断源允许控制寄存器 IE格式如下： EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 本设计中： EA = 1，开总中断 ； EX0 = 1，允许外中断 0 中断。 ET0 = 1，允许T0中断。 中断请求标志寄存器 TCON 中的中断标志 ` 13 TCON 为定时器 T0 和 T1 的控制寄存器，同时也锁存 T0、 T1 的溢出中断标志位及外部中断 INT0、 INT1 的中断标志等 TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0 本设计中： IT0 = 1, 外部中断 0 触发方式为边缘触发方式。 IP格式如下： PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0 本设计中： PX0 = 1, 外部中断 0 为高优先级中断。 74HC573 驱动器 SL74HC573 跟 LS/AL573 的管脚一样。 如下图 器件的输入是和标准 CMOS 输出兼容的；加上拉电阻，他们能和 LS/ALSTTL 输出兼容。 当锁存使能端为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。 当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。 输出能直接接到 CMOS， NMOS 和 TTL 接口上操作电压范围： ~ 低输入电流： 器件的高噪声抵抗特性。 图 SL74HC573管脚功能 ` 14 表 功能表 如下 输入 输出 输出使能 锁存使能 D Q L H H H L H L L L L X 不变 H X X Z 表 74HC573 逻辑图 如下图 图 74HC573逻辑图 本设计中 通过控制 74HC573 的打开和关闭 来锁存段选和位选数据。 ` 15 显示模块电路 LED 显示器采用动态显示，用 74HC573 驱动共阴极 LED 数码管。 LED 显示模块电路图，如图 所示。 LED 数码管结构图，如图 (a),(b)为共阴极型， (c)为共阳极型。 图 图 OC门驱动器用 573， 573 即 TTL 集电极开路六正相高压驱动器 .当 7407 输出低电 ` 16 平时，没有电流流过 LED，当 5737 输出为开路状态时，电流经 100 限流电阻流入 LED显示器，每个七段 LED 的公共端都接一个 7407 驱动器。 本设计中采用 7SEGMPX8CCBLUE 八位共阴极数码管（蓝色），显示速度和路程数据。 ` 17 第 3 章 软件的设计 普遍系统的总体设计 一个完整的单片机系统，包括软硬件两个方面。 硬件是系统可靠运行的“载体”，是基础，而软件则是使“载体”产生动 力的发电机，二者相辅相成，缺一不可。 从设计者的角度出发，一个硬件电路的设计过程往往就是设计者的经验不断积累的过程。 总体设计流程 : 在设计硬件电路时： 一般的流程是： (1) 器件选择（包括单片机和外围芯片的选择） (2) 电路图绘制 (3) PCB 制板 (4) 硬件检查和排错 (5) 硬件电路调试完毕 只有在硬件平台建立之后才能更好进入软件系统的调试。 在进行软件系统的设计时，设计者首先要建立完整，总体的概念，一个完整的软件系统是由各个功能模块组成的。 程序设计者要时刻牢记如何将那些独立，分散的子程序模块 通过主程序连接起来，并最终实现系统的目标功能。 单片机应用软件的一般设计 应用软件应在硬件电路的支持下能可靠地实现应用系统的各种功能。 它应具有下列特点 ]2[ ： (1) 结构清晰，简捷，流程合理。 (2) 各功能程序模块化，子程序化，既便于调试，链接，也便于移植，修改。 (3) 程序存储区，数据存储区规划合理，既节约内存容量，又便于操作。 (4) 各功能程序的运行状态，运行结果以及运行要求尽量设置状态标志，以便查 ` 18 询，控制与程序判转。 (5) 调试修改后，还应规范化 ，以利于交流，借鉴，为模块化，标准化打下基础。 (6) 做好抗干扰设计，这是计算机应用系统提高可靠性的有力措施。 (7) 设置自诊断程序，系统工作前先运行自诊断程序，检查系统各特征状态参数是否正常，以提高运行的可靠性。 开发步骤： (1) 确定任务： a) 确定系统的功能，指标，成本 b) 完成期限 (2) 总体设计： a) 调研 b) 机型选择 c) 软硬件任务划分 I. 硬件开发 一．绘出线路图 二．选购元器件 三．组装 四．调试硬件 II. 软件开发 一．建立数学模型，确定算法，安排数据结构 二．设计 ，编制各子程序模块 三．各子程序进行调试 四．各子程序连接起来调试 (3) 样机联调 : a) 软，硬件结合起来调试 b) 找出错误，修改软，硬件 c) 实时仿真，直至满足设计要求 (4) 产品定型 : a) 形成工艺 b) 编写技术文件 ` 19 车速里程表的软件设计 本软 件设计的思路是先做流程图，弄清程序的整体思路，再按模块进行分块编写，一般把子程序放在前面，主函数放 在后面。 总体设计思路 第一步程序初始化，当没有产生中断时，程序 进入处理程序，接着进入显示程序；当产生中。