自行車?yán)锍碳八俣扔?jì)課程設(shè)計(jì)

1、學(xué) 號(hào) 08700109單機(jī)原理及接口技術(shù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 自行車?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì)起止日期： 2011 年 8 月 29 日 至 2011 年 9 月 2 日電子與信息工程系電子與信息工程系2011 年年 9 月月 2 日日學(xué)生姓名班級(jí)成績(jī)指導(dǎo)教師 (簽字 )自行車?yán)锍套孕熊嚴(yán)锍? /速度計(jì)的設(shè)計(jì)速度計(jì)的設(shè)計(jì)摘要摘要：本文介紹了用 89c52 單片機(jī)設(shè)計(jì)自行車?yán)锍?速度計(jì)，運(yùn)用單片機(jī)的運(yùn)算和控制功能，并采用數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示所測(cè)速度和里程的速度里程計(jì)設(shè)計(jì)方案，用分頻器 tc4024 實(shí)現(xiàn)二分頻，用來(lái)探討 24c01 傳感器的用途，通過(guò)實(shí)用電路的設(shè)計(jì)來(lái)掌握速度及里程傳感器的使用方法及一些性能參數(shù)。本系統(tǒng)

2、含了電子電路技術(shù)，以及常用的 at89c52 單片機(jī)工作原理，通過(guò)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，把它們倆者有機(jī)結(jié)合。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：at89c52 數(shù)碼管 tc4024 分頻器 24c01 傳感器 目目 錄錄第一章第一章 緒緒 論論.1 1第二章第二章 芯片介紹芯片介紹.2 22.12.1 at89c52 單片機(jī) .22.1.1 at89c52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 .22.1.2 at89c52 的管腳及其含義 .22.22.2 tc4024 分頻器 .32.32.3 24c01 芯片 .32.3.1 24c01 簡(jiǎn)介 .32.3.2 24c01 的特性： .4第三章第三章 硬件電路的設(shè)計(jì)硬件電路的設(shè)計(jì).6 63.13

3、.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 .63.23.2 系統(tǒng)硬件電路 .63.33.3 系統(tǒng)的工作原理 .7第四章第四章 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì).8 84.14.1 系統(tǒng)內(nèi)存的規(guī)劃 .84.24.2 系統(tǒng)的主要程序設(shè)計(jì) .8第五章第五章 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試.10105.15.1 硬件調(diào)試 .105.25.2 軟件調(diào)試 .10第六章第六章 心得體會(huì)心得體會(huì).1212附錄附錄 1 1：元件清單：元件清單 .1414附錄附錄 2:2: 系統(tǒng)完整源程序系統(tǒng)完整源程序 .15151第一章第一章 緒緒 論論傳感器，英文名字為 sensor 或 transducer，亦稱換能器、變換器。在科技迅速發(fā)展的今天，傳感器越來(lái)倍受重視。在日

4、常生活、航天、航空，常規(guī)武器、交通運(yùn)輸，機(jī)械制造、化工、生物醫(yī)學(xué)工程、自動(dòng)化檢測(cè)工程及計(jì)量等各項(xiàng)領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用6。目前，傳感器已向新材料開(kāi)發(fā)，集成化、智能化、數(shù)字化、新工藝，高精度化及高穩(wěn)定、高可靠化等技術(shù)發(fā)展。特別是霍爾傳感器，鑒于它的價(jià)廉、易于使用，使它廣泛運(yùn)用于里程計(jì)、速度計(jì)等6。單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，又稱微控制器，特別適用于控制領(lǐng)域。通常單片機(jī)由單塊集成電路構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本部件：cpu（中央處理器） ，存儲(chǔ)器和 i/o 接口電路等。因此，單片機(jī)只需要與適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可以成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)4。目前，場(chǎng)上銷售的單片機(jī)有 4 位、8、16 位、32 位，

5、并且單片機(jī)朝著高性能多種方向發(fā)展，尤其是8 位單片機(jī)以經(jīng)成為當(dāng)前單片機(jī)的主流，主要體現(xiàn)在 cpu 功能增強(qiáng)、內(nèi)部資源增多、引腳的功能化、低電壓和低功好耗化上4。單片機(jī)因?yàn)槠潴w積小、功能強(qiáng)，可靠性高，靈活方便等優(yōu)點(diǎn)，所以可以用于各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)各行各業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代起到重要的推動(dòng)作用。本人經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)，用 at89c52 設(shè)計(jì)了一個(gè)自行車?yán)锍?速度計(jì)。本設(shè)計(jì)可輪流顯示自行車行使的里程和速度, 采用 tc4024 芯片作為計(jì)數(shù)器以及 2c401 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，3 個(gè)單級(jí)共陰數(shù)碼管作為顯示系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有超速信響提醒功能，里程數(shù)據(jù)自動(dòng)記憶，也可應(yīng)用于電動(dòng)自行車、摩托車、汽車等機(jī)動(dòng)車儀表上。.2第二章第

6、二章 芯片介紹芯片介紹2.12.1 at89c52at89c52 單片機(jī)單片機(jī)2.1.12.1.1 at89c52at89c52 單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)選用 at89c52 單片機(jī)，at89c52 是一種低功耗、高性能 cmos 8 位微控制器。使用 atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，可與工業(yè) at89c51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。2.1.22.1.2 at89c52at89c52 的管腳及其含義的管腳及其含義at89c52 的管腳及各管腳含義如下：圖 1 89c52 管腳圖各引腳功能說(shuō)明：vcc電源電壓；gnd接地； p0 口p0 口是一組 8 位漏極開(kāi)路型雙向 i/o 口

7、，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) ttl 邏輯門電路，對(duì)端口 p0 寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用； 在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻； 在 flash 編程時(shí)，p0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻； p1 口p1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè) ttl 邏輯門電路。對(duì)端口寫“1” ，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸出口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上

8、拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流； 與 at89c51 不同之處是，p1.0 和 p1.1 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（p1.0/t2）和輸入（p1.1/t2ex） ； flash 編程和程序校驗(yàn)期間，p1 接收低 8 位地址； 3p1.0 和 p1.1 的第二功能：p1.0 t2（定時(shí)/計(jì)數(shù)器 2 外部計(jì)數(shù)脈沖輸入），時(shí)鐘輸出 ；p1.1 t2ex（定時(shí)/計(jì)數(shù) 2 捕獲/重裝載觸發(fā)和方向控制）； p2 口p2 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)ttl 邏輯門電路。對(duì)端口 p2 寫“1”，通過(guò)內(nèi)部的上

9、拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流； 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p2 口輸出 p2 鎖存器的內(nèi)容； flash 編程或校驗(yàn)時(shí)，p2 亦接收高位地址和一些控制信號(hào)； p3 口p3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口。p3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) ttl 邏輯門電路。對(duì) p3 口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的 p3 口將用上拉電阻輸出電流；

10、p3 口除了作為一般的 i/o 口線外，更重要的用途是它的第二功能：p3.0 rxd(串行輸入口) p3.1 txd(串行輸出口) p3.2 into(外中斷 0) p3.3 int1(外中斷 1) p3.4 to(定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0) p3.5 t1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1) p3.6 wr(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通) p3.7 rd(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通) 此外，p3 口還接收一些用于 flash 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)； rst復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，rst 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位； ale/prog當(dāng)訪問(wèn)外部程存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ale（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖

11、存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下，ale 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ale 脈沖； 對(duì) flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（prog）； ea 端為高電平（接 vcc端），cpu 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。2.22.2 tc4024tc4024 分頻器分頻器 本程序采用 tc4024 芯片，它是一個(gè) 7 位的計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器具有分頻的作用，它包含有 14 個(gè)管腳，其 7 腳接地，14 腳接+5v，1 腳接 at89c52 的 int0，即 12 腳,在系統(tǒng)中此芯片起到了

12、二分頻的作用。2.32.3 24c0124c01 芯片芯片2.3.12.3.1 24c0124c01 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 24c01 是一個(gè) 1k 位串行 cmos eeprom，內(nèi)部含有 128 個(gè) 8 位字節(jié)，catalyst 的先進(jìn) cmos 技術(shù)實(shí)際上減少了器件的功耗，24c01 是一個(gè) 8 位字節(jié)頁(yè)寫緩沖器，該器件通過(guò) i2c 總線接口進(jìn)行操作，即此芯片4采用 i2c 協(xié)議進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。有一個(gè)專門的寫保護(hù)功能。24c01 是 i2c 接口的，但標(biāo)準(zhǔn) 51 是不帶 i2c 接口的，串口方式 0 是不行的，需要用 io 模擬，所以隨便接兩個(gè) io 都可以，而且都要接上拉電阻，大概幾 k 就行了，因

13、為不是總線方式，所以不能用 mov 指令，也不能用 sbuf，要判斷是否為滿，可以在程序里設(shè)個(gè)變量。在這里要注意 e2p 芯片的壽命（一般是讀寫 100 萬(wàn)次，足夠了） 。 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)候，可以對(duì)操作數(shù)和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，不相等則存儲(chǔ)，這樣可以增加使用壽命，比有些每隔 1 秒鐘進(jìn)行存儲(chǔ)的會(huì)好多了。以下是 24c01 的管腳圖：圖 2 管腳圖表 1 24c01 的管腳描述管腳名稱功能a0、a1、a2器件地址選擇sda串行數(shù)據(jù)/地址scl串行時(shí)鐘wp寫保護(hù)vcc+1.8v6.0v 工作電壓vss接地2.3.22.3.2 24c0124c01 的特性：的特性：24c01 芯片具有以下特性：1. 與

14、 400khz 的 i2c 總線兼容；52. +1.8-6.0v 工作電壓范圍；3. 低功耗 cmos 技術(shù)；4. 寫保護(hù)功能：當(dāng) wp 為高電平時(shí)進(jìn)入寫保護(hù)狀態(tài)；5. 頁(yè)寫緩沖器；6. 自定時(shí)擦寫周期；7. 1，000，000 編程擦除/周期；8. 可保存數(shù)據(jù) 100 年；9. 8 腳 dip、soic、tssop 封裝；10 溫度范圍：商業(yè)級(jí)、工業(yè)級(jí)和汽車級(jí)。6第三章第三章 硬件電路的設(shè)計(jì)硬件電路的設(shè)計(jì)3.13.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖89c52顯示電路按鍵控制指示燈電路報(bào)警電路里程、速度測(cè)量電路顯示電里程、速度測(cè)量電路圖 3按鍵控制部分功能：自行車轉(zhuǎn)圈的大小設(shè)置，速度、里程顯示選擇設(shè)

15、置。指示燈部分功能：里程狀態(tài)和速度狀態(tài)顯示。報(bào)警部分功能：超速時(shí)采用聲音報(bào)警提示。里程、速度測(cè)量電路部分功能：速度及里程傳感器采用霍爾傳元件，實(shí)現(xiàn)對(duì)自行車?yán)锍碳八俣鹊挠?jì)算。顯示部分功能：速度、里程用數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示，由 p0 口送出段碼，p2 口送出位選信號(hào)。3.23.2 系統(tǒng)硬件電路系統(tǒng)硬件電路 自行車?yán)锍?速度計(jì)能自動(dòng)顯示自行車行駛的總里程數(shù)及行車速度，具有超速信響提醒功能，里程數(shù)據(jù)自動(dòng)記憶，也可應(yīng)用于電動(dòng)自行車、摩托車、汽車等機(jī)動(dòng)車儀表上。其硬件電路原理圖如圖 4。7圖 4 系統(tǒng)原理圖3.33.3 系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)的工作原理本設(shè)計(jì)能實(shí)時(shí)地將所測(cè)的速度與累計(jì)里程數(shù)顯示出來(lái),主要是將 2

16、4c01 傳感器輸入到單片機(jī)的脈沖信號(hào)，將頻率實(shí)時(shí)地測(cè)量出來(lái)，然后通過(guò)單片機(jī)計(jì)算出速度和里程,再將所得的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到 tc4024 芯片中，通過(guò) at89c52 單片機(jī)計(jì)算出來(lái)的速度和里程的數(shù)據(jù)，必須通過(guò) bcd 碼的轉(zhuǎn)換才能輸出給數(shù)碼管。最后由共陰數(shù)碼管顯示所測(cè)速度與里程。 自行車?yán)锍?速度計(jì)采用 at89c52 單片機(jī)作控制，速度及里程傳感器采用霍爾元件，其電器原理圖如圖 5.1 所示。p0 口和 p2 口用于七段 led 顯示器的段碼及掃描輸出，在顯示里程時(shí)，第三位小數(shù)點(diǎn)用 17腳 p3.7 口控制點(diǎn)亮。p1.0 和 p1.1 口分別用于顯示里程狀態(tài)和速度狀態(tài)。p1.2、 p1.3、 p1

17、.6 和 p1.7 口分別用于設(shè)置輪圈的大小。接口 10 口的開(kāi)關(guān)用于確定顯示的方式，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，顯示速度；打開(kāi)時(shí)顯示里程。第 12 腳外中斷 0 用于對(duì)輪子圈數(shù)的計(jì)數(shù)輸入，輪子每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器輸出一個(gè)地電平脈沖。第 13 腳外中斷 1 用于控制定時(shí)器 t1 的啟停，當(dāng)輸入為 0 時(shí)關(guān)閉定時(shí)器。此控制信號(hào)是將輪子圈數(shù)的計(jì)數(shù)脈沖經(jīng)二分頻后形成（見(jiàn)圖 5.1） ，這樣，每次定時(shí)器 t1 的開(kāi)啟時(shí)間剛好為轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間。根據(jù)輪子的周長(zhǎng)就可以計(jì)算出自行車的速度。p1.4 和 p1.5 口用于 eeprom 存儲(chǔ)器 24c01 的存取控制。11 腳輸出用于速度超速時(shí)的報(bào)警。8第四章第四章 軟件設(shè)計(jì)軟

18、件設(shè)計(jì)4.14.1 系統(tǒng)內(nèi)存的規(guī)劃系統(tǒng)內(nèi)存的規(guī)劃 由于本系統(tǒng)處理功能較多，因而一部分內(nèi)存單元用于特定的用處。其主要內(nèi)存單元用處如下：50h:eeprom 器件尋址字節(jié)存放單元；51h:eeprom 傳送字節(jié)數(shù)存放單元；30h:eeprom 發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖單元；40h:eeprom 讀出數(shù)據(jù)存放單元；0a0h:eeprom 尋址字節(jié)字節(jié)寫；0a1h:eeprom 尋址字節(jié)字節(jié)讀；62 h:dptr 計(jì)數(shù)器擴(kuò)展高 8 位；6c h:定時(shí)器 t1 計(jì)數(shù)器擴(kuò)展高 8 位；6d h:定時(shí)器 t1 計(jì)數(shù)器擴(kuò)展高 816 位；60 h、61 h、62 h：里程計(jì)數(shù)單元；68 h、69 h、6a h、6b h：

19、存放自行車每圈時(shí)間數(shù)；70 h、71 h、72 h、73 h：顯示 bcd 碼數(shù)據(jù)存放用；11 h15 h：存放被除數(shù)；16 h19 h：存放除數(shù)。 4.24.2 系統(tǒng)的主要程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主要程序設(shè)計(jì) 1. 初始化程序在本系統(tǒng)初始化程序中，主要完成以下工作：將 t1 設(shè)為外部控制定時(shí)器方式；外中斷 0 及外中斷 1 設(shè)為邊沿觸發(fā)方式；將部分內(nèi)存單元清零；設(shè)置輪子 周長(zhǎng)值；開(kāi)中斷及定時(shí)器；將 eeprom 中的數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存等。 2. 輪圈設(shè)置出錯(cuò)處理程序 p1.2、 p1.3、 p1.6、p1.7 端口的開(kāi)關(guān)用于設(shè)定輪子的周長(zhǎng)，當(dāng)沒(méi)有設(shè)定時(shí)（至少讓一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合） ，能從 p3.1 口輸出一個(gè)周期

20、為 0.5s 的方波信號(hào)，用作發(fā)光管閃爍及信響器提醒。3. 主程序主程序根據(jù) p3.0 的開(kāi)關(guān)狀態(tài)選擇里程或速度顯示，其流程圖如圖 6.2 所示。9圖 5 主程序流程圖4.里程計(jì)數(shù)程序（外中斷 0 服務(wù)程序） 外中斷 0 服務(wù)程序用于對(duì) 12 腳輸入的圈脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，為十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。60h 為低位，62h為高位。每計(jì)數(shù)一次后，對(duì)里程數(shù)據(jù)進(jìn)行一次存儲(chǔ)操作。5.外中斷 1 服務(wù)程序外中斷 1 服務(wù)程序用于處理輪子轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)。當(dāng)標(biāo)志位（00h）為 1 時(shí)，說(shuō)明計(jì)數(shù)器溢出，放入最大時(shí)間值（為#0ffh）;當(dāng)標(biāo)志位為 0 時(shí)，將計(jì)數(shù)單元（tl1、th1、6ch、6dh）的值放入68h6bh 單

21、元。6.eeprom 存取程序本系統(tǒng)使用歸一化 i2c 串口存取子程序，使用一條數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線，采用 atmel 公司的 24c01串口存儲(chǔ)器，應(yīng)用簡(jiǎn)單方便。7.顯示子程序當(dāng)顯示里程時(shí)，先要將圈數(shù)計(jì)數(shù)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，求出總里程。當(dāng)要 顯示速度時(shí)，要將輪子的這周長(zhǎng)和轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間數(shù)相除，然后換算成 km/h 單位。最后放入 70h73h,進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。10第五章第五章 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試 要完成一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，有很多紛繁復(fù)雜的步驟和過(guò)程，其中最為重要和最為關(guān)鍵的就是系統(tǒng)調(diào)試。調(diào)試的步驟和方法有很多。本人也看過(guò)不少，在這次系統(tǒng)調(diào)試的中調(diào)試的過(guò)程我充分的發(fā)揮了仿真器的作用。5.15.1 硬件調(diào)試硬件

22、調(diào)試 硬件的焊接是一個(gè)比較繁瑣的過(guò)程，繁瑣的地方在于 3 個(gè)單聯(lián)數(shù)碼管的連接，線路較多，在焊接時(shí)要特別的細(xì)心，在焊接完成并燒入程序之后通電發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管不亮，檢查了好幾遍，電路無(wú)焊沒(méi)有錯(cuò)誤，于是我就懷疑可能是數(shù)碼管的問(wèn)題，拿去貝爾（學(xué)院的社團(tuán)）測(cè)試沒(méi)問(wèn)題，數(shù)碼管并沒(méi)有燒壞。在插入芯片時(shí)要特別注意不能把芯片插反，否則就會(huì)把芯片燒掉；也要 注意極性電容的方向，長(zhǎng)的腳為正，短的為負(fù)，不能把負(fù)的接+5v，正的接地；在焊接三極管時(shí)也要注意其三個(gè)管腳的排布，還有為保護(hù)三極管不被燒換，所以 3 個(gè)三極管要各自接一個(gè)限流電阻（這里為 4.7k） 。5.25.2 軟件調(diào)試軟件調(diào)試軟件調(diào)試是調(diào)試的重點(diǎn)，同時(shí)也是出錯(cuò)最

23、多的地方；在整個(gè)軟件調(diào)試調(diào)試過(guò)程中我采取先部分后整體的調(diào)試方法。在整個(gè)程序的編寫調(diào)試過(guò)程中我首先調(diào)試的是數(shù)碼管顯示系統(tǒng)，為此我編寫了以下一段程序用于數(shù)碼管顯示調(diào)試，要求數(shù)碼管顯示 0、1、2。 org 0000h main: mov p2, #0ffh mov p0, 0c0h mov p2, #0feh acall delay1 mov p2, #0ffh mov p0, 0f9h mov p2, #0fdh acall delay1 mov p2, #0ffh mov p0, 0a4h mov p2, #ofbh mov p2, #0ffh ajmp main delay1: mov r6

24、, #02h again: mov r7, #8fhdelay: djnz r7, delay djnz r6, again ret11 end結(jié)果數(shù)碼管正確顯示了 0、1、2 這三個(gè)數(shù)，顯示系統(tǒng)調(diào)試成功。軟件測(cè)試要注意一下幾點(diǎn)：1.在編寫 i2c 串行歸一化存儲(chǔ)子程序時(shí)本來(lái)出了點(diǎn)錯(cuò)，后經(jīng)過(guò)多次調(diào)試才運(yùn)行正確。2.里程/速度控制程序是系統(tǒng)程序的重點(diǎn)，所以它當(dāng)然也是軟件調(diào)試的重點(diǎn)。3.顯示系統(tǒng)最好先調(diào)試。4.用韋幅軟件進(jìn)行仿真時(shí)要充分利用其逐步調(diào)試功能。12第六章第六章 心得體會(huì)心得體會(huì)通過(guò)這次單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步熟悉和掌握了單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，單片機(jī)的接口技術(shù)及相關(guān)外圍芯片的外特性，

25、控制方法和單片機(jī)核心的電路設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)，通過(guò)實(shí)際程序設(shè)計(jì)和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序設(shè)計(jì)方法和調(diào)試技術(shù)。這次的課程設(shè)計(jì)是很難得，其中也有很多不懂得地方，但正是這樣，我才能在從中學(xué)到很多的東西！通過(guò)完成一個(gè)包括電路設(shè)計(jì)和程序開(kāi)發(fā)的完整過(guò)程，了解開(kāi)發(fā)一單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的全過(guò)程，為今后從事相應(yīng)打下基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)能自動(dòng)顯示自行車行駛的總里程數(shù)及行車速度，具有超速信響報(bào)警提醒以及里程數(shù)據(jù)自動(dòng)記憶的功能，也可應(yīng)用于電動(dòng)自行車、摩托車、汽車等機(jī)動(dòng)車的儀表上。由于本系統(tǒng)采用的是動(dòng)態(tài)掃描 led顯示且共陰數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電流不是很大，所以數(shù)碼管的顯示不是特別亮。但可以通過(guò)更換小點(diǎn)的電阻增大其驅(qū)動(dòng)電流（最大驅(qū)動(dòng)電流

26、不能超過(guò) 20 毫安）使數(shù)碼管變得更亮。13參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 李玉峰、倪虹霞. mcs-51 系列單片機(jī)原理與接口技術(shù). 第一版. 北京：人民郵電出版社. 20042 周興華. 手把手教你學(xué)單片機(jī). 第一版.北京：北京航空航天大學(xué)出版社. 20053 曾一江. 單片微機(jī)原理與接口技術(shù). 第一版.北京：科學(xué)出版社. 20064 張俊謨. 單片機(jī)中級(jí)教程原理與應(yīng)用. 第二版. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社. 2006. p1-115 張友德 、趙志英、涂時(shí)亮. 單片機(jī)微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn).第五版.上海：復(fù)旦大學(xué)出版社. 2006. p24-276 呂泉. 現(xiàn)代傳感器原理及應(yīng)用. 第一版. 北京

27、：清華大學(xué)出版社. 2006. p1-57 張毅剛、彭喜元. 單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì). 第一版. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué). 8 謝自美.電子線路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn).測(cè)試m.武漢：華中科技大學(xué)出版社，20009 曲家駭，王季秩 ，伺服控制系統(tǒng)中的傳感器10 鄔寬民.單片機(jī)外圍器件實(shí)用手冊(cè)，數(shù)據(jù)傳輸接口器件分冊(cè).北京.北京航空航天大學(xué)出版社.2001：189-19511 王貴悅，新編傳感器實(shí)用手冊(cè).水利電力出版社.2002：67-8912 自行車電子里程表的初步設(shè)計(jì) 刁文興 南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 后勤總公司 江蘇 南京 13 數(shù)字式汽車?yán)锍瘫淼脑O(shè)計(jì) 諸德宏, 潘天紅, 朱湘臨 江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院 ,

28、江蘇 鎮(zhèn)江 14 電子車速里程表的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)方案王鎖弘， 威海雙豐電子傳感有限公司 山東 威海 15 張福學(xué)。傳感器使用電路 150 例.中國(guó)技術(shù)出版社m.1992 年16 embedded microcontrollers and processor design ，嵌入式微控制器與處理器設(shè)計(jì)，greg osborn，機(jī)械工業(yè)出版社17 altium designer (protel),機(jī)械工業(yè)出版社18 programming 8-bit pic microcontrollers in c with interactive hardware simulation, 8 位單片機(jī) c 語(yǔ)言編

29、程:基于 pic16 ,martin p. bates,人民郵電出版社14附錄附錄 1 1：元件清單：元件清單元件型號(hào)數(shù)量元件型號(hào)數(shù)量傳感器24c011 個(gè)瓷片電容30p2 個(gè)分頻器tc40241 個(gè)晶振12m1 個(gè)單片機(jī)集成塊at89c521 個(gè)覆銅板big 1 塊電阻3301 個(gè)led 數(shù)碼管plt75361as3 個(gè)電阻1 k2 個(gè)蜂鳴器passed1 個(gè)電阻4.7k9 個(gè)三極管901210137 個(gè)電阻8.2 k3 個(gè)發(fā)光二極管3 個(gè)電阻1.8k3 個(gè)自鎖開(kāi)關(guān)6 個(gè)電解電容10f1 個(gè)15附錄附錄 2:2: 系統(tǒng)完整源程序系統(tǒng)完整源程序以下是控制系統(tǒng)完整源程序; speed/mile

30、or ike program ; 60h，61h，62h 作里程計(jì)數(shù)單元，6ch，6dh 作 t1 計(jì)數(shù)擴(kuò)充單元，; 68h，69h，6ah，6bh 存放自行車每圈時(shí)間數(shù)，70h，71h，72h，73h; 作顯示 bcd 碼存放數(shù)用，11h15h 存放被除數(shù)，16h-19h 存放除數(shù); 定義 vsda equ p1.5 ; eeprom 數(shù)據(jù)傳送口 vscl equ p1.4 ; eeprom 時(shí)鐘傳送口 sla equ 50h ; eeprom 器件尋址字節(jié)存放單元 numbyt equ 51h ; eeprom 傳送字節(jié)數(shù)存放單元 mtd equ 30h ; eeprom 發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖單元

31、 mrd equ 40h ; eeprom 讀出數(shù)據(jù)存放單元 slaw equ 0a0h ; eeprom 尋址字節(jié)寫 slar equ 0a1h ; eeprom 尋址字節(jié)讀 dphh equ 62h ; dptr 計(jì)數(shù)擴(kuò)展高 8 位 th1h equ 6ch ; 定時(shí)器 t1 擴(kuò)展高 8 位 th1hh equ 6dh ; 定時(shí)器 t1 擴(kuò)展高 8-16 位; pro gram input ; org 0000h;程序執(zhí)行開(kāi)始地址 ljmp start;跳至 start org 0003h;外中斷 0 中斷程序入口 ljmp intex0;跳至 intex0 中斷服務(wù)程序 org 000b

32、h;定時(shí)器 t0 中斷程序入口 reti ;中斷返回 org 0013h;外中斷 1 中斷入口 ljmp intex1; 跳至 intex1 中斷服務(wù)程序 org 001bh; 定時(shí)器 t1 中斷程序入口16 ljmp intt1; 跳至 intt1 中斷服務(wù)程序 org 0023h;串口中斷入口地址 reti ;中斷返回 org 002bh;定時(shí)器 t2 中斷入口地址 reti ;中斷返回; program clear ;上電初始化程序clearmen: mov tmod, #90h ;t1 為 16 位外部控制定時(shí)器 mov sp, #75h ;堆棧在 75h 開(kāi)始 setb px0 ;外

33、中斷 0 優(yōu)先級(jí)為 1 setb it0 ;外中斷 0 用邊沿觸發(fā) setb it1 ;外中斷 1 用邊沿觸發(fā) mov 20h, a ;清內(nèi)存中特定單元 mov 6ch, a ; mov 6dh, a ; mov 70h, a ; mov 71h, a ; mov 72h, a ; mov 73h, a ; mov 60h, a ; mov 61h, a ; mov 62h, a ; mov 63h, a ; 清內(nèi)存中特定單元 dec a ;a 為#0ffh mov 68h, a ;內(nèi)存置數(shù)據(jù)#0ffhmov 69h, a ;內(nèi)存置數(shù)據(jù)#0ffh mov 6ah, a ;內(nèi)存置數(shù)據(jù)#0ffh

34、mov 6bh, a ;內(nèi)存置數(shù)據(jù)#0ffh mov p1, a ;p1 口置 1clear1: jb p1.2, key1 ;根據(jù) p1.2,p1.3,p1.6,p1.7 設(shè)置狀態(tài) ; 在 21 地址單元賦自行車周長(zhǎng) 值 mov 21h, #0fh ; 22 寸自行車周長(zhǎng)值 ljmp clear2 ; 轉(zhuǎn) clear2key1: jb p1.3, key2 ; mov 21h, #12h ; 24 寸自行車周長(zhǎng)值17 ljmp clear2 ; clear2key2: jb p1.6, key3 ; mov 21h, #14h ; 26 寸自行車周長(zhǎng)值 ljmp clear2 ; 轉(zhuǎn) cle

35、ar2key3: jb p1.7, err ; 四個(gè)開(kāi)關(guān)都沒(méi)合上，轉(zhuǎn)出錯(cuò)處理 mov 21h, #19h ; 28 寸自行車周長(zhǎng)值clear2: setb tr1 ; 開(kāi)定時(shí)器 t1 setb ea ; 開(kāi)中斷允許 setb ex0 ; 開(kāi)外中斷 0 setb et1 ; 開(kāi)定時(shí)中斷 t1 setb p3.1 ; 關(guān)報(bào)警器 lcall viicread ; 將 eeprom 中原里程數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存 ret ; 子程序返回err: cpl p3.1 ; 輪周長(zhǎng)設(shè)置出錯(cuò)，led 燈閃提醒 all dl5s ; 延時(shí) ljmp clear1 ; 重新初始化，等待輪周長(zhǎng)設(shè)置開(kāi)關(guān)合上 ; program

36、start ;start: lcall clearmen ; 上電初始化start1: jb p3.0, displays ; p3.0=1，顯示里程 lcall displayv ; 顯示速度start2: sjmp start1 ; 轉(zhuǎn) start1 循環(huán); intex0 program ; 里程計(jì)數(shù)程序，用外中斷 0 實(shí)現(xiàn)，計(jì)數(shù)用 60h-62h 內(nèi)存單元。intex0: push acc ; 累加器堆棧保護(hù) push psw ; 狀態(tài)字堆棧保護(hù) inc 60h ; 圈加 1 clr a ; 清 a cjne a, 60h, intex0out ; 計(jì)數(shù)沒(méi)溢出轉(zhuǎn) intex0out in

37、c 61h ; 溢出進(jìn)位（61h 加 1） cjne a, 61h, intex0out ; 計(jì)數(shù)沒(méi)溢出轉(zhuǎn) intex0out inc 62h ; 溢出進(jìn)位（62h 加 1）18intex0out: lcall viicwrite ; 里程數(shù)據(jù)存入 eeprom setb ex1 ; 開(kāi)外中斷 1 pop psw ; 狀態(tài)字恢復(fù) pop acc ; 累加器恢復(fù) reti ; 中斷返回; intex1 program ; 每轉(zhuǎn) 1 圈時(shí)間計(jì)數(shù)處理程序，每圈時(shí)間放在 68h-6bh 單元中。intex1: push acc ; 堆棧保護(hù) push psw ; clr ex1 ; 關(guān)外中斷 1 jn

38、b 00h, intex11 ; 溢出標(biāo)志為 0 轉(zhuǎn) intex11 mov tl1, #0ffh ; 溢出時(shí)計(jì)時(shí)單元賦#0ffh（顯示速度為零） mov th1, #0ffh ; mov 6ch, #0ffh ; mov 6dh, #0ffh ;intex11: mov 68h, tl1 ; 將時(shí)間計(jì)數(shù)值移入暫存單元 68h-6bh mov 69h, th1 ; mov 6ah, 6ch ; mov 6bh, 6dh ; clr a ; 清 a mov tl1, a ; 計(jì)時(shí)單元置 0 mov th1, a ; mov 6ch, a ; mov 6dh, a ; clr 00h ; 清溢出標(biāo)

39、志 pop psw ; 堆?；謴?fù) pop acc ; reti ; 中斷返回; intt1 program ; t1 計(jì)數(shù)器中斷服務(wù)程序。 （計(jì)數(shù)器 t1 由外中斷 1 輸入控制，當(dāng)為高電平時(shí)計(jì)時(shí)開(kāi)始）intt1: push acc ; 堆棧保護(hù) push psw ; inc 6ch ; 6ch 計(jì)時(shí)單元加 119 mov a, 6ch ; 移入 a jnz intt11 ; 不等于 0 轉(zhuǎn) intt11 inc 6dh ; 進(jìn)位，6dh 單元加 1 mov a, 6dh ; 移入 a jnz intt11 ; 不等于 0 轉(zhuǎn) intt11 setb 00h ; 計(jì)時(shí)器溢出，置溢出標(biāo)志intt

40、11: pop psw ; 恢復(fù)堆棧 pop acc ; reti ; 中斷返回; display s ;里程顯示控制程序displays: setb p1.0 ; 點(diǎn)亮 led1（顯示里程狀態(tài)） clr p1.1 ; 關(guān)閉速度指示燈 setb p3.7 ; 顯示小數(shù)點(diǎn)（最小顯示為 0.1 公里） lcall sss ; 將圈數(shù)轉(zhuǎn)為公里數(shù) lcall display ; 顯示公里數(shù)據(jù) ljmp start1 ; 跳回 start1; display v ;速度顯示控制程序displayv: clr p1.0 ; 關(guān)閉 led1（里程）燈 setb p1.1 ; 點(diǎn)亮 led2(顯示時(shí)速狀態(tài))

41、clr p3.7 ; 關(guān)小數(shù)點(diǎn)顯示 lcall vvv ; 每圈時(shí)間換算為公里/小時(shí)程序 mov a, 71h ; 將十位數(shù)（bcd 碼）值移入 a subb a, #04h ; 與預(yù)定報(bào)警值比較 jnc waring ; 時(shí)速超過(guò) 40 時(shí)報(bào)警 setb p3.1 ; 關(guān)報(bào)警燈v1: lcall display ; 顯亮一次（為了改善閃爍） ret ; 子程序返回waring: clr p3.1 ; 報(bào)警燈 led3 點(diǎn)亮（并嗚叫） ajmp v1 ; 轉(zhuǎn) v1 退出;20; viic write ;歸一化 eeprom 存入程序（12m 時(shí)鐘） ，存入數(shù)在 50h 起單元viicwrite

42、: acall wmov9 mov sla, #slaw mov numbyt, #09h lcall wrnbyt retwmov9: mov 5fh, #50h mov r0, #mtd mov r1, #5fh mov r2, #09hwmov: mov a, r1 mov r0, a inc r0 inc r1 djnz r2, wmov ret; viicre ad ; 歸一化 eeprom 讀出程序（12m 時(shí)鐘） ，讀出數(shù)放入 60h-67h 單元viicread: mov mtd, #50h mov sla, #slaw mov numbyt, #01h lcall wrnby

43、t mov sla, #slar mov numbyt, #08h lcall rdnbyt acall rmov8 retrmov8: mov r0, #mrd mov r1, #60h mov r2, #08hrmov: mov a, r0 mov r1, a inc r0 inc r1 djnz r2, rmov21 ret; viic program ; i2c 串行歸一化存儲(chǔ)子程序sta: setb vsda setb vscl nop nop nop nop clr vsda nop clr vsda nop nop nop nop clr vscl retstop: clr vs

44、da setb vscl nop nop nop nop setb vsda nop nop nop nop clr vsda clr vscl retmack: clr vsda setb vscl nop nop nop22 nop clr vscl setb vsda retmnack: setb vsda setb vscl nop nop nop nop clr vscl clr vsda retcack: setb vsda setb vscl clr f0 mov c, vsda jnc cend setb f0cend: clr vscl retwrbyt: mov r0, #

45、08hwlp: rlc a jc wr1 ajmp wr0wlp1: djnz r0, wlp retwr1: setb vsda setb vscl nop nop nop nop clr vscl clr vsda ajmp wlp1wr0: clr vsda setb vscl nop nop23 nop nop clr vscl ajmp wlp1rdbyt: mov r0, #08hrlp: setb vsda setb vscl mov c, vsda mov a, r2 rlc a mov r2, a clr vscl djnz r0, rlp retwrnbyt: mov r3

46、, numbyt lcall sta mov a, sla lcall wrbyt lcall cack jb f0, wrnbyt mov r1, #mtdwrda: mov a, r1 lcall wrbyt lcall cack jb f0, wrnbyt inc r1 djnz r3, wrda lcall stop retrdnbyt: mov r3, numbyt lcall sta mov a, sla lcall wrbyt lcall cack jb f0, rdnbytrdn: mov r1, #mrdrdn1: lcall rdbyt mov r1, a djnz r3,

47、 ack lcall mnack24 lcall stop retack: lcall mack inc r1 sjmp rdn1; display program ; 顯示程序。顯示 bcd 碼在 70h-73h 單元內(nèi)，采用共陰 led 數(shù)碼管display: mov r1, #70h ; 顯示單元首址 mov r2, #0feh ; 掃描字play: mov a, r2 ; 掃描字入 a mov p2, a ; 放到端口 mov a, r1 ; 取顯示數(shù)據(jù) anl a, #0fh ; 去掉高四位（為 0） mov dptr, #tab ; 取段碼表首址 movc a, a+dptr ;

48、查顯示數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)段碼 mov p0,a ; 段碼輸出 lcall dl1ms ; 點(diǎn)亮 1 毫秒 inc r1 ; 指向下一顯示數(shù)據(jù)地址 mov a, r2 ; 取掃描字 jnb acc.3, endout ; 已掃描到第四位，轉(zhuǎn) endout 退出 rl a ; 循環(huán)左移 mov r2, a ; 放回 r2 ajmp play ; 轉(zhuǎn) play 循環(huán)endout: setb p2.0 ; 關(guān)掃描 setb p2.1 ; 關(guān)掃描 setb p2.2 ; 關(guān)掃描 setb p2.3 ; 關(guān)掃描 ret ; 掃描結(jié)束;共陰段碼表（可顯示 0-f）tab: db 3fh, 06h, 5bh, 4fh,

49、 66h, 6dh, 7dh, 07h db 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71h db 00h; sss program ; 里程處理程序，將自行車圈數(shù)據(jù)換算成公里數(shù)25sss: mov 19h, #64h ; 除數(shù)最高位賦值 mov 18h, #00h ; 除數(shù)賦值 mov 17h, #00h ; 除數(shù)賦值 mov 16h, #00h ; 除數(shù)賦值 mov 11h, #00h ; 被除數(shù)賦值 mov 12h, #00h ; 被除數(shù)賦值 mov 13h, 62h ; 被除數(shù)賦值 mov 14h, 61h ; 被除數(shù)賦值 mov 15h, 60h ; 被除數(shù)賦值 lcall divst ; 調(diào)除法程序 lcall bcdst ; 調(diào)二進(jìn)制轉(zhuǎn) bcd 碼程序 mov a, 25h ; 結(jié)果處理，將 25h 數(shù)移入 a anl a, #0fh ; 將高四位置為 0 mov 70h, a ; 放入 70h 單元 mov a, 25h ; 25h 數(shù)移入 a swap a ; 高低四位交換 anl a, #0fh ; 將高四位置為 0 mov 71h, a ; 放入 71h 單元 mov a, 24h ; 24h 數(shù)移入 a