自行車?yán)锍瘫黼娐吩O(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、畢業(yè)論文聲明本人鄭重聲明：1此畢業(yè)論文是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究取得的成果。除了 特別加以標(biāo)注地方外，本文不包含他人或其它機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究 成果。對本文研究做出重要貢獻(xiàn)的個人與集體均已在文中作了明確標(biāo)明。本 人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。2本人完全了解學(xué)校、學(xué)院有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校 與學(xué)院保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交此論文的復(fù)印件和電子版，允許此 文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)學(xué)院可以將此文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān) 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本文。3若在大學(xué)學(xué)院畢業(yè)論文審查小組復(fù)審中，發(fā)現(xiàn)本文有抄襲，一切后果 均由

2、本人承擔(dān)，與畢業(yè)論文指導(dǎo)老師無關(guān)。4. 本人所呈交的畢業(yè)論文，是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得 的成果。論文中凡引用他人已經(jīng)發(fā)布或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已 明確注明出處。論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，不包含任何其他個人或集體 已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究成果做出重要貢獻(xiàn)的個人和集 體，均已在論文中已明確的方式標(biāo)明。學(xué)位論文作者（簽名） ：年月關(guān)于畢業(yè)論文使用授權(quán)的聲明本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的資料（包括圖紙、實(shí)驗(yàn)冬W怖范學(xué)ft記錄、原始數(shù)據(jù)、實(shí)物照片、圖片、錄音帶、設(shè)計手稿等），知識產(chǎn)權(quán)歸屬華 北電力大學(xué)。本人完全了解大學(xué)有關(guān)保存，使用畢業(yè)論文的規(guī)定。同

3、意學(xué)校 保存或向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的紙質(zhì)版或電子版，允許論文被查閱 或借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本畢業(yè)論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫 進(jìn)行檢索，可以米用任何復(fù)制手段保存或編匯本畢業(yè)論文。如果發(fā)表相關(guān)成 果，一定征得指導(dǎo)教師同意，且第一署名單位為大學(xué)。本人畢業(yè)后使用畢業(yè) 論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時，第一署名單位仍然為大學(xué)。 本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意如下各項內(nèi) 容：按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論 文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存或 匯編本學(xué)位論文；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本學(xué)

4、位論文全文或者部分 的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印 件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全 部或部分內(nèi)容編入學(xué)校有關(guān)數(shù)據(jù)庫和收錄到中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫進(jìn) 行信息服務(wù)。在不以贏利為目的的前提下，學(xué)校可以適當(dāng)復(fù)制論文的部分或 全部內(nèi)容用于學(xué)術(shù)活動。論文作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：安陽師范學(xué)院本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計報告自行車?yán)锍瘫黼娐吩O(shè)計系（院） 物理與電氣工程學(xué)院專 業(yè)一電氣工程及其自動化冬W怖茁學(xué)ft誠信承諾書鄭重承諾：所呈交的論文是作者個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成 果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中

5、不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究 成果，也不包含為獲得安陽師范學(xué)院或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與作 者一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名： 日期：導(dǎo)師簽名： 日期：院長簽名： 日期：論文使用授權(quán)說明本人完全了解安陽師范學(xué)院有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交 論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)校可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用 影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。保密論文在解密后遵守此規(guī)定。作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：自行車?yán)锍瘫黼娐吩O(shè)計陳樂樂（安陽師范學(xué)院 物理與電氣工程學(xué)院 河南 安陽455000 ）摘要：

6、介紹了自行車?yán)锍瘫硌芯康囊饬x，提出了自行車?yán)锍瘫淼脑O(shè)計方案，詳細(xì) 闡述了采用STC89C52、霍爾傳感器、LED數(shù)碼管等設(shè)計制作自行車?yán)锍瘫淼倪^ 程。關(guān)鍵詞：里程表；單片機(jī)；霍爾傳感器；LED數(shù)碼管1引言自行車由于本身低碳環(huán)保及方便等優(yōu)點(diǎn)，成為居民喜愛的交通、健身工具。 在這個背景下，自行車?yán)锍瘫碜鳛樽孕熊嚨囊淮筝o助工具迅速發(fā)展起來?？茖W(xué)、 美觀、合理設(shè)計自行車?yán)锍瘫碛幸欢ǖ膶?shí)用價值，它能計算出里程數(shù)，使運(yùn)動者運(yùn)動適量，達(dá)到健康運(yùn)動與代步的最佳效果?，F(xiàn)在汽車上都裝載有里程表，但是 由于成本昂貴，不太適合應(yīng)用在自行車上。本里程表的設(shè)計具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，顯示清晰，穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，并且可進(jìn)行擴(kuò)

7、充。2設(shè)計要求（1）以單片機(jī)為控制核心，采用霍爾傳感器檢測自行車輪胎的運(yùn)轉(zhuǎn)情況， 通過抗干擾處理和計算后，由數(shù)碼管顯示自行車的里程；（2）總里程 <999.9Km（3）可擴(kuò)展顯示自行車速度。3方案論證3.1方案1（1）利用霍爾傳感器產(chǎn)生里程數(shù)的脈沖信號；（2）利用單片機(jī)自帶的計數(shù)器 T1對霍爾傳感器脈沖信號進(jìn)行計數(shù)；（3）對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用LED顯示里程數(shù)。實(shí)現(xiàn)：利用軟件編程，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到需要的數(shù)值。最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：自行車?yán)锍田@示功能。整個設(shè)計過程包括硬件電路的搭建， 軟件的編程，系統(tǒng)的調(diào)試，調(diào)試通過后，固化程序，脫離開發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行。3.2方案2總體思路與方案1 一致，依然利用單片機(jī)自

8、帶的計數(shù)器對霍爾傳感器產(chǎn)生里 程數(shù)的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，但是數(shù)據(jù)顯示模塊采用LCD顯示，更能清晰的顯示里 程數(shù)。3.3方案比較本設(shè)計采用方案1,數(shù)碼管低功耗，容易控制，占用 CPC資源少，價格比較 便宜，比較實(shí)用。4硬件設(shè)計4.1框圖本系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)采集，單片機(jī)控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲3部分構(gòu)成。其中數(shù)據(jù)的 采集是由霍爾傳感器來完成的，它的輸出是矩形脈沖，經(jīng)過 RC濾波后就向單片 機(jī)系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)速信號。其中關(guān)鍵的處理由單片機(jī)系統(tǒng)來完成，單片機(jī)將對INTO腳的接收的信號進(jìn)行計數(shù)，信號由顯示部分送LED進(jìn)行顯示，顯示當(dāng)前的行駛里程情況。在本次行駛過后數(shù)據(jù)存入 EEPRO中，以便下次行駛時在其基礎(chǔ)上繼續(xù) 計數(shù)送

9、出顯示總共的里程數(shù)，到記憶的目的。以上所述就是整個系統(tǒng)的總體設(shè)計 思想。利用霍爾元件對里程進(jìn)行測量，將霍爾元件安裝在車前叉的一側(cè)，在車圈側(cè) 面貼一個磁片，當(dāng)磁片經(jīng)過霍爾元件時，霍爾元件輸出端的電壓發(fā)生變化產(chǎn)生脈 沖，單片機(jī)根據(jù)脈沖數(shù)來計算里程。該設(shè)計能實(shí)時地將所測的累計里程數(shù)顯示出 來，信號送入單片機(jī)前應(yīng)對其進(jìn)行放大整形， 然后通過單片機(jī)計算出里程，再將 所得的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)存儲器，并由 LED顯示模塊交替顯示所測里程。本設(shè)計 的里程數(shù)的算法是一種大概的算法（假設(shè)在一定時間內(nèi)自行車是勻速行進(jìn)）。原理框圖如圖1所示。顯示電路f傳感器k.> STC89C52數(shù)據(jù)儲存.EEPROM 圖1原理框

10、圖4.2電路原理圖和電路原理本設(shè)計所用的霍爾傳感器是一塊集成芯片，它結(jié)合了采樣和放大功能于一 體。首先我們把磁鋼放在自行車的轉(zhuǎn)軸上，而霍爾元件就放在與其水平的轉(zhuǎn)軸上， 當(dāng)我們完成安裝后，轉(zhuǎn)動自行車的轉(zhuǎn)軸， 磁鋼也就跟著一起轉(zhuǎn)動，從而使霍爾傳 感器周圍的磁場發(fā)生變化，這種變化將會導(dǎo)致霍爾電壓變化從而產(chǎn)生一個方波， 再通過其內(nèi)部的整形和放大，產(chǎn)生出一個適合外部電路的脈沖電壓。 假定輪圈的 周長為L,在輪圈上安裝1個磁鐵，則測得的里程值最大誤差為 L。當(dāng)輪子每轉(zhuǎn) 一圈，通過開關(guān)型霍爾元件傳感器采集到一個脈沖信號，并從引腳P3.2 口中斷0端輸入，傳感器每獲取一個脈沖信號即對系統(tǒng)提供一次計數(shù)中斷，每次

11、中斷代 表車輪轉(zhuǎn)動一圈，中斷數(shù)n輪圈的周長L的乘積即為里程值。電路原理如圖2所 示。8.8,豈 W * h圖2電路原理圖5軟件設(shè)計5.1軟件編程實(shí)現(xiàn)5.1.1系統(tǒng)軟件框圖本系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計方法，整個系統(tǒng)由初始化模塊、里程計算模塊、 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)BCD碼模塊、里程顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲、讀取模塊、定時器中斷服務(wù)模塊 以及其他功能模塊組成，如圖 3所示。EE P RO M 數(shù)里程顯示模塊據(jù)讀出模塊中斷服務(wù)模塊圖3系統(tǒng)軟件框圖5.1.2總體程序設(shè)計自行車?yán)锍瘫淼能浖O(shè)計包括上電初始化程序、中斷子程序、里程調(diào)用子程序、LED顯示子程序、延時子程序等部分，下面將分析其主要部分。在主程序模塊中，需要完成對各接

12、口芯片的初始化、自行車?yán)锍痰某跏蓟?、中斷向量的設(shè)計以及開中斷、循環(huán)等待等工作。另外，在主程序模塊中還需要設(shè)置啟動/清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器，并對它們進(jìn)行初始化。然后主程序?qū)⒏?據(jù)各標(biāo)志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動、清除、計程等不同的操作。P1.1 口用于顯示里程狀態(tài)，P1.7 口用于設(shè)置輪圈的大小，低電平有效。中斷 0用于對輪子圈數(shù)的計數(shù)輸入，輪子每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器輸出一個低電平脈沖， 將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計算出行駛里程數(shù)。中斷1用于控制定時器T1的啟/停，當(dāng)輸入為0時關(guān)閉定時器。此控制信號是將輪子圈數(shù)的計數(shù)經(jīng)二分頻后形成， 其程序流程如圖4所示。開始初始化將車圈周長調(diào)入 21H1F開中

13、斷，啟動定時器調(diào)用里程處理子程序圖4主程序流程圖5.2中斷子程序的設(shè)計定時中斷是為滿足定時或計數(shù)的需要而設(shè)置的。為此在單片機(jī)內(nèi)部有兩個定時/計數(shù)器，以對其中的計數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計數(shù)的方法，來實(shí)現(xiàn)定時或計數(shù)功能。當(dāng) 結(jié)構(gòu)發(fā)生計數(shù)溢出時，即表明計數(shù)值已滿，這時就以計數(shù)溢出信號作為中斷請求， 去置位一個溢出標(biāo)志，作為單片機(jī)接受中斷請求的標(biāo)志。 這種中斷請求是在單片 機(jī)芯片內(nèi)部發(fā)生的，因此無須在芯片上設(shè)置引入端。定時/計數(shù)器控制寄存器TCO是8位寄存器，地址為88H,可以位尋址。其高4 位用于定時/計數(shù)器中斷控制，低4位借給外部中斷，用做中斷標(biāo)志和觸發(fā)方式選 擇位。本設(shè)計采用定時中斷，對自行車的里程進(jìn)行計數(shù)

14、。5.3里程計算子程序的設(shè)計夕卜中斷0服務(wù)程序用于對單片機(jī)P3.2 口輸入的圈脈沖進(jìn)行計數(shù)，為十六進(jìn) 制計數(shù)器。60H為低位，62H為高位。每次計數(shù)一次后，對里程數(shù)據(jù)進(jìn)行一次存 儲操作。當(dāng)車輪每轉(zhuǎn)一圈，通過霍爾元件將脈沖數(shù)輸入單片機(jī)內(nèi)， 通過計數(shù)器計 出脈沖數(shù)，再用乘法子程序算出里程數(shù)。5.4顯示子程序的設(shè)計本次設(shè)計采用動態(tài)掃描顯示接口電路， 動態(tài)顯示接口電路是把所有顯示器的 8個筆劃段a-h同名端連在一起，而每一個顯示器的公共極COM各自獨(dú)立地受I/O 線控制。CPU向字段輸出口送出字型碼時，所有顯示器接收到相同的字型碼，但 究竟是哪個顯示器亮，則取決于 COM端。我們可以采用分時的方法，輪

15、流控制各 個顯示器的COM端,使各個顯示器輪流點(diǎn)亮。在輪流點(diǎn)亮掃描過程中，每位顯示 器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的（約1mS，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的 余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位顯示器并非同時點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快， 人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。本設(shè)計P2.0、P2.1、P2.2、P2.3信號一起組成位選通的位選信號，P0.0P0.7 信號一起組成段碼選通的段選信號，通過軟件編程，先把所要顯示的數(shù)據(jù)放入存 儲單元，然后把數(shù)據(jù)送入段選通對應(yīng)的地址，再選通某一個 LED逐步完成四個 LED的顯示，顯示子程序流程圖如圖 5所示。圖5顯示子程序流程圖6主要元器件介紹6.1霍爾

16、傳感器霍爾傳感器是對磁敏感的傳感元件，常用于信號采集的有A44E、CS3020、CS3040等，這類傳感器是一個3端器件，外形與三極管相似，只要接上電源、 地，即可工作，通常是集電極開路(0C門)輸出，工作電壓范圍寬，使用非常 方便。A44E的外形如圖6所示。A44E1-Vcc 2-GND 3-0UT圖6 A44E外形圖使用霍爾傳感器獲得脈沖信號，其機(jī)械結(jié)構(gòu)也可以做得較為簡單，只要在轉(zhuǎn) 軸的齒輪盤上粘上一粒磁鋼，霍爾元件固定在前叉上，當(dāng)車子轉(zhuǎn)動時霍爾元件靠 近磁鋼，就有信號輸出，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，就會不斷地產(chǎn)生脈沖信號輸出。6.2 LED數(shù)碼管與LCD液晶顯示器相比，數(shù)碼管雖沒有液晶顯示器那樣的顯示

17、效果，但是它有其自己的特點(diǎn)，它低功耗，容易控制，占用 CPU資源少，從而成為一些顯示器 的首選。數(shù)碼管由7個發(fā)光二極管組成，它門可以共陰極，也可以共陽極。通過 解碼電路得到的數(shù)碼接通相應(yīng)的發(fā)光二極而形成相應(yīng)的字符，可以顯示從1到9的數(shù)字，這滿足設(shè)計要求。由霍爾傳感器采集的脈沖數(shù)據(jù)信號，通過RC濾波后向單片機(jī)提供數(shù)據(jù)脈沖， 單片機(jī)再對其進(jìn)行記數(shù)。當(dāng)達(dá)到先前所設(shè)計的計數(shù)值的時候單片機(jī)就申請中斷， 從而使單片機(jī)響應(yīng)中斷程序，既使其輸出一個信號代表此時自行車已經(jīng)行駛了 1Km這時在經(jīng)過顯示單元電路使 LED數(shù)碼管顯示1Km當(dāng)?shù)诙€信號來的時候， 電路實(shí)現(xiàn)加一的功能后在送 LED顯示，這樣就實(shí)現(xiàn)了顯示里

18、程的目的。6.3 STC89C52 單片機(jī)6.3.1單片機(jī)原理簡介單片微型計算機(jī)是指集成在一個芯片上的微型計算機(jī)，也就是把組成微型計算 機(jī)的各種功能部件，包括CPU(CentralProcessingUnit)、隨機(jī) 存儲器 RAM(RandomAccess Memory)、只讀存儲器 ROM(Read-onlyMemory)、基本輸入/輸出（input/output）接口電路，疋時器/計數(shù)器等部件都制作在一塊集成芯片上，構(gòu)成一個完整的微型計算機(jī)從而實(shí)現(xiàn)微型計算機(jī)的基本功能。單片機(jī)實(shí)質(zhì)上是一個 芯片，在實(shí)際應(yīng)用中，通常很少將單片機(jī)直接和被控對象進(jìn)行電氣連接，必須外 加各種擴(kuò)展接口電路、外部設(shè)備

19、、 被控對象等硬件和軟件，才能構(gòu)成一個單片機(jī) 應(yīng)用系統(tǒng)。6.3.2單片機(jī)的引腳功能STC89C5是一種低電壓，高性能 CMOS位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可 反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（EPROJM和256字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM， 片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU和Flash存儲單元，功能強(qiáng)大，STC89C5單 片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制場合應(yīng)用，其引腳圖如圖 7所示。ppppppppzrrO1234567DAUTXDP3. 1iinipo. 3P3. 4 _P3. 5 W3. 6 W3.T XTAL2 KTAL17SS1VCC3F0,038FIL 137F0.236F0-335

20、卩CL434P0.583C52 33FO-S32眇T1031EA/VPF'1130ALE/PROG121匚13匚訶28P2 71427P2. 61526P2, 51 |Spo J1724P2-31S23F2-21922P2.1>n小P2-0圖7 89C52引腳圖STC89C52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash閃速存儲器，256字節(jié)內(nèi)部 RAM，32個I/O 口線，3個16位定時/計數(shù)器，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)具 有振蕩器及時鐘電路。同時，STC89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩 種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串

21、行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。89C52的主要管腳功能如下：P0.0P0.7: P0 口是一組8位漏極開路型雙向I/O 口，也是地址/數(shù)據(jù)總線復(fù) 用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口 P0寫“ 1時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器 時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上 拉電阻。P1.0P1.7: P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P1的輸出緩沖極 可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“

22、1,通過內(nèi)部的上 拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。ALE :地址鎖存控制信號。在系統(tǒng)擴(kuò)展時， ALE用于控制把P0 口輸出的低 8位地址鎖存起來，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。此外，由于 ALE是以晶振1 /6的固定頻率輸出的正脈沖，因此，可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用。RST:復(fù)位信號。當(dāng)輸入的復(fù)位信號延續(xù)兩個機(jī)器周期以上的高電平時即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。XTALI和XTAL2 :外接晶體引線端。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引線端 用于外接石英晶體和電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。Vss：地線。Vcc: +5V 電源。6.4 74LS244本次設(shè)計中的

23、采用驅(qū)動數(shù)碼管的芯片為 74LS244, 74LS244為三態(tài)輸出的八位緩沖器和線驅(qū)動器，若單片機(jī)輸出口直接接顯示部分電路，則電流太小，會導(dǎo)致顯示部分不能正常工作，所以在單片機(jī)輸出口先接入驅(qū)動芯片 74LS244,增大 電流，使LED能夠正常工作。其邏輯圖如圖8所示。圖8 74LS244邏輯圖6.5 74LS7474LS74是D觸發(fā)器的一種，它是一個具有記憶功能的二進(jìn)制信息存儲器件，是構(gòu)成多種時序電路的最基本邏輯單元。觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，即"0"和"1"，在一定的外界信號作用下，可以從一個穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)，由于其狀態(tài)的更新發(fā)生在CP脈沖的

24、邊沿故又稱之為上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器，D觸發(fā)器的狀態(tài)只取決于時針到來前 D端的狀態(tài)。D觸發(fā)器應(yīng)用很廣，可用做數(shù)字信 號的寄存、移位寄存、分頻和波形發(fā)生器等。7制作、安裝和調(diào)試7.1制作7.1.1系統(tǒng)仿真本次設(shè)計采用的仿真軟件是Proteus, Proteus仿真軟件可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路、模擬電路及微控制系統(tǒng)與外設(shè)的混合電路系統(tǒng)的電路仿真、系統(tǒng)協(xié)同仿真和PCB設(shè)計等全部功能。電路仿真原理圖如9所示。IJAFMpC%f； ；Z 舟*住&r 2$r; 3神FjfcJMfQ Pi佃日13217Z3F圖9電路仿真原理圖當(dāng)完成原理圖布線后，利用 Proteus ISIS 編輯環(huán)境所提供的電器規(guī)則檢查

25、命令對設(shè)計進(jìn)行檢查，并根據(jù)系統(tǒng)提供的錯誤檢查報告修改原理圖，直到通過電器規(guī)則檢查為止。單片機(jī)系統(tǒng)的仿真是Proteus的一大特色，將原理圖連接完成 之后，利用Keil軟件可將程序燒入單片機(jī)里面，這樣可以在設(shè)計中直接編輯代 碼，源代碼通過編譯無誤后，就可以進(jìn)行仿真，并查看仿真的結(jié)果。7.1.2 希M乍 PCB板（1）用Protel提供的各種功能及命令編輯原理圖文件。（2） 啟動Protel時參數(shù)設(shè)計，進(jìn)入PCB編輯環(huán)境，指定元件的布置、板層、 布線等參數(shù)。（3）裝入原理圖及元件封裝。該環(huán)節(jié)是在準(zhǔn)備好的電路原理圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。元件的封裝也就是元件的外形，每個元件都對應(yīng)電路板上的幾個焊盤，對于每個

26、裝入的元件必須有相應(yīng)的外形封裝，這樣才能保證電路板布線的順利進(jìn)行。（4）元件在電路板上的布置。放置了電路板的物理尺寸，即確定了電路板的板邊之后，才可以裝入電路原理圖。在裝入電路原理圖之后，程序自動裝入所有元件，元件自動放在電路板邊框內(nèi)，這時根據(jù)器件的布局需要把其中零亂的器 件布置好。（5）自動布線和手工調(diào)整。PCB有自動布線的功能，只要把有關(guān)參數(shù)設(shè)置 適當(dāng)，元件位置布置合理，就可以自動布線，自己不滿意的地方可以通過手工調(diào) 整來彌補(bǔ)。（6）打印PCB電路板。PCB板圖如附錄2所示7.2安裝在完成仿真實(shí)驗(yàn)后，開始搭建硬件電路，按照原理圖進(jìn)行連接，焊接PCB板, 將源代碼燒寫到單片機(jī)里 , 完成了本

27、次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)。7.3 調(diào)試將電路板連接上電源后，二極管正常發(fā)光，數(shù)碼管顯示四個 0，用磁鐵經(jīng)過 霍爾傳感器，數(shù)碼管開始計數(shù)，達(dá)到預(yù)期的目的。8 結(jié)束語本次課程設(shè)計的主要任務(wù)是做一個以單片機(jī)為核心的自行車?yán)锍瘫怼?設(shè)計主 要分為硬件部分和軟件部分， 硬件部分著重考慮硬件電路的可行性及優(yōu)化， 軟件 部分采用模塊化設(shè)計思想，增強(qiáng)程序的可讀性。通過仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性， 能滿足設(shè)計要求。當(dāng)然， 本次設(shè)計也有不足之處。在實(shí)際的硬件焊接電路上， Protues 軟件仿 真不能很好的顯示實(shí)際的現(xiàn)象，必須在實(shí)際的電路上調(diào)節(jié)測試，同時， 電路板的 焊接也具有很大的挑戰(zhàn)性。本次設(shè)計可以擴(kuò)展， 可以擴(kuò)展為速度

28、里程表， 更能清 楚了解到自己所處的狀況。經(jīng)過這段時期系統(tǒng)的設(shè)計，我對 51 單片機(jī)有了更深的了解和認(rèn)識，同時也 給了我一個獨(dú)立思考和解決問題的機(jī)會， 鍛煉了自己。在里程表的功能模塊分析、 算法計算、程序編寫等各方面的設(shè)計中， 需要進(jìn)行細(xì)致全面的思考， 從中讓我學(xué) 會了軟硬結(jié)合， 理論學(xué)習(xí)聯(lián)系實(shí)際操作， 學(xué)會了怎樣將書本知識轉(zhuǎn)化到實(shí)際應(yīng)用 中去。參考文獻(xiàn)1 張毅剛.單片機(jī)原理與應(yīng)用及應(yīng)用M.北京：高等教育出版社,20112 郭天祥.51單片機(jī)C語言教程M.北京：電子工業(yè)出版社，20093 高玉芹.單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51編程技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20114 李林功.單片機(jī)原理與應(yīng)用：基

29、于實(shí)例驅(qū)動和Proteus仿真M.北京:科學(xué)出 版社,2011王鎖弘.電子車速里程表的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)方案J.國外電子元器件，2004Bicycle Odometer Circuit Desig nChe n Lele(School of Physics and Electical Engin eeri ng,A nyang NormalUni versity,A nya ng,He nan 455000)Abstract: The significanee of bicycle odometer is introduced, put forward the design of bicycle od

30、ometer, detailed elaborated the STC89C52, hall sen sors, LED digital tube, etc. Desig n and producti on process of bicycle odometer.Key words : speedometer; single chip microcomputer; ;hall sensor; LED digital tube附錄1元器件明細(xì)表序號名稱型號數(shù)量1單片機(jī)STC89C521個2驅(qū)動器74LS2441個3D觸發(fā)器74LS741個4排阻1 K1個5霍爾元件A44E1個6發(fā)光二極管LED1

31、個7晶振12MHz1個8共陰極四位數(shù)碼管SMA4205641個33PF2個9電容10 F1個10K1個10電阻1001個2 K1個11微動開關(guān)1個12電路板1塊13導(dǎo)線若干附錄2 PCB圖附 錄 3 程序ORG0000HLJMPSTARTORG0003HLJMPINTEX0RETIORG0013HLJMPINTEX1ORG001BHLJMPINTT1ORG0023HRETIJ J J J J J J J J J J J J J J J J J J J ；上電初始化程序J J J J J J J J J J J J J J J J J J J JCLEARMEN:MOVTMOD,#90HSETB

32、PX0SETBIT0SETBIT1CLRAMOV20H,AMOV6CH,AMOV6DH,AMOV70H,AMOV71H,AMOV72H,AMOV73H,AMOV60H,AMOV61H,AMOV62H,AMOV63H,ADECAMOV68H,AMOV69H,AMOV6AH,AMOV6BH,AMOVP1, ACLEAR1:JBP1.2,KEY1；中斷初始化;程序執(zhí)行開始地址;跳至 START;外中斷 0 中斷程序入口;跳至 INTEX0 中斷服務(wù)程序 ;中斷返回;外中斷 1 中斷入口;跳至 INTEX1 中斷服務(wù)程序 ;定時器 T1 中斷程序入口 ;跳至 INTT1 中斷服務(wù)程序 ;串口中斷入口地

33、址 ;中斷返回;T1 為 16 位外部控制定時器; 外中斷 0 優(yōu)先級為 1 ;外中斷 0 用邊沿觸發(fā) ;外中斷 1 用邊沿觸發(fā) ;清 A;清內(nèi)存中特定單元;清內(nèi)存中特定單元;A 為 #0FFH;內(nèi)存置數(shù)據(jù) #0FFH;內(nèi)存置數(shù)據(jù) #0FFH;內(nèi)存置數(shù)據(jù) #0FFH;內(nèi)存置數(shù)據(jù) #0FFH;P1 口置 1;根據(jù) P1.2,P1.3,P1.6,P1.7設(shè)置狀態(tài)，; 在 21H 地址單元賦自行車周長KEY:MOV21H,#19H; 28 寸自行車周長值CLEAR2:SETBTR1;開定時器 T1SETBEA;開中斷允許SETBEX0;開外中斷 0SETBET1;開定時中斷 T1SETBP3.1;關(guān)

34、報警器LCALLVIICREAD;將 EEPROM 中原里程數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存RET;子程序返回J J J J J J；STARTJ J J J J JSTART:MOVSP,#75H;堆棧在 75H 開始LCALL CLEARMEN;上電初始化START1:JBP3.0,DISPLAYS;P3.0=1,顯示里程LCALLDISPLAYV; 顯示速度START2:SJMPSTART1;轉(zhuǎn) START1 循環(huán)J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J1 ；里程計數(shù)程序，1J J J J J J J J J J J J J J J J用外中

35、斷0 實(shí)現(xiàn)，計數(shù)用60H-62H 內(nèi)存單元。INTEX0:PUSHACC; 累加器堆棧保護(hù)PUSHPSW;狀態(tài)字堆棧保護(hù)INC60H; 圈加 1CLRA;清 AINTEX0OUTCJNEA,60H,INTEX0OUT ; 計 數(shù) 沒 溢 出 轉(zhuǎn)INC61H;溢出進(jìn)位（ 61H 加1）INTEX0OUTCJNEA,61H,INTEX0OUT ; 計 數(shù) 沒 溢 出 轉(zhuǎn)INC62H；溢出進(jìn)位（62H加1）INTEX0OUT:LCALLVIICWRITE; 里程數(shù)據(jù)存入 EEPROMSETBEX1; 開外中斷 1POPPSW; 狀態(tài)字恢復(fù)POPACC;累加器恢復(fù)RETI; 中斷返回J J J J J

36、 J J J J J J J J J J J J J J J J J J； T1 計數(shù)器中斷服務(wù)程序INTT1:PUSHACC; 累加器堆棧保護(hù)PUSHPSW; 狀態(tài)字堆棧保護(hù)INC6CH;6CH 計時 單元加 1MOVA,6CH;移入 AJNZINTT11;不等于 0轉(zhuǎn) INTT11INC6DH;進(jìn)位， 6DH 單元加 1MOVA,6DH;移入 AJNZINTT11; 不等于 0 轉(zhuǎn) INTT11SETB00H;計時器溢出，置溢出標(biāo)志INTT11:POPPSW;恢復(fù)堆棧POPACCJRETI;中斷返回DISPLAYS:SETBP1.0;點(diǎn)亮LED1 （顯示里程狀態(tài)）CLRP1.1;關(guān)閉速度指

37、示燈SETBP3.7;顯示小數(shù)點(diǎn)（最小顯示為 0.1 公里）LCALLSSS;將圈數(shù)轉(zhuǎn)為公里數(shù)LCALLDISPLAY; 顯示公里數(shù)據(jù)LJMPSTART1; 跳回 START1J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J；歸一化 EEPROM 存入程序（ 12M 時鐘），存入數(shù)在 50H 起單元J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J JVIICWRITE:J J J J J

38、J J J J J J J J J J J J J J JACALLJ J J J J J J JWMOV9MOVSLA,#SLAWMOVNUMBYT,#09HLCALLWRNBYTRETWMOV9:MOV5FH,#50HMOVR0,#MTDMOVR1,#5FHMOVR2,#09HWMOV:MOVA,R1MOVR0,AINCR0INCR1DJNZR2,WMOVRETJ J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J；歸一

39、化 EEPROM 讀出程序（ 12M 時鐘），讀出數(shù)放入 60H-67H 單元J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J JVIICREAD:J J J J J J J J J J J J J J J J J J J JMOVJ J J J J J J J J J J JMTD,#50HJMOVSLA,#SLAWMOVNUMBYT,#01HLCALLWRNBYTMOVSLA,#SLARMOVNUMBYT,#08HLCALLRDNBYTACALLRETRMOV8RMOV8:MOVR0,#MRDMOVR1,#60HMOVR2,#08HRMOV:M

40、OVA,R0MOVR1,AINCR0INCR1DJNZR2,RMOVRETJ J J J J J J J J J J J J J J J J J J J；顯示程序，J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J顯示 BCD 碼在 70H-73H 單元內(nèi)，采用共陰 LED 數(shù)碼管J J J J J J J J J J J J J J J J J J J JDISPLAY:J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J JMOVJ J J J J J

41、J J J J J JR1,#70H;顯示單元首址MOVR2,#0FEH;掃描字PLAY:MOVA,R2;掃描字入 AMOVP2,A;放到端口MOVA,R1;取顯示數(shù)據(jù)ANLA,#0FH;去掉高四位（為 0）MOVDPTR,#TAB;取段碼表首址MOVCA,A+DPTR;查顯示數(shù)據(jù)對應(yīng)段碼MOVP0,A;段碼輸出LCALLDL1MS;點(diǎn)亮 1 毫秒INCR1;指向下一顯示數(shù)據(jù)地址MOVA,R2;取掃描字JNBACC.3,ENDOUT;已掃描到第四位，轉(zhuǎn) ENDOUT退出RLA;循環(huán)左移MOVR2,A;放回 R2AJMPPLAY;轉(zhuǎn) PLAY 循環(huán)ENDOUT:SETBP2.0;關(guān)掃描SETBP

42、2.1;關(guān)掃描SETBP2.2;關(guān)掃描SETBP2.3;關(guān)掃描RET;掃描結(jié)束;共陰段碼表（可顯示 0-F）TAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07HDB7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HDB00HJ J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J；里程處理程序，將自行車圈數(shù)據(jù)換算成公里數(shù)SSS:MOVR2,61HMOVR3,60HMOVR6,#00HMOVR7,21H;除數(shù)最高位賦值; 除數(shù)賦值; 除數(shù)賦值; 除數(shù)賦值; 被除

43、數(shù)賦值; 被除數(shù)賦值; 被除數(shù)賦值; 被除數(shù)賦值; 被除數(shù)賦值 調(diào)除法程序; 調(diào)二進(jìn)制轉(zhuǎn) BCD 碼程序; 結(jié)果處理，將 25H 數(shù)移入 A; 將高四位置為 0; 放入 70H 單元; 25H 數(shù)移入 A; 高低四位交換; 將高四位置為 0; 放入 71H 單元MOV A,R3 MOV B,R7 MUL AB XCH A,R7 MOV R5,B MOV B,R2 MUL AB ADD A,R5 MOV R4,A CLR A ADDC A,B MOV R5,A MOV A,R6 MOV B,R3 MUL AB ADD A,R4 XCH A,R6 XCH A,B ADDC A,R5 MOV R5,

44、A MOV F0,C MOV A,R2 MUL AB ADD A,R5 MOV R5,A CLR AMOV ACC.0,C MOV C,F0 ADDC A,BMOV R4,AMOV 19H,#64H MOV 18H,#00H MOV 17H,#00H MOV 16H,#00H MOV 11H,#00H MOV 12H,R4 MOV 13H,R5 MOV 14H,R6 MOV 15H,R7 LCALL DIVST LCALL BCDST MOV A,25H ANL A,#0FHMOV 70H,A MOV A,25H SWAP A ANL A,#0FHMOV 71H,AMOVA,24H; 24H

45、數(shù)移入 AANLA,#0FH; 將高四位置為 0MOV72H,A; 放入 72H 單元MOVA,24H; 24H 數(shù)移入 ASWAPA; 高低四位交換ANLA,#0FH; 將高四位置為 0MOV73H,A; 放入 73H 單元RET;子程序返回J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J； 1 毫秒延時程序，點(diǎn)亮LEDJ J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J JDL1MS:MOVR6,#14HDL1:MOVR7,#19HDL2:DJNZR7,DL2DJNZR6,DL1RETJ J

46、 J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J；除法子程序 ,用作四位除法，除數(shù)在16H-19H，被除數(shù)在 11H-15HJ J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J JDIVST:J J J J J J J J J J J1CLR1J J J J J J J J J J J J J J JC;運(yùn)算開始MOVA,13HSUBBA,18HMOVA,12HSUBBA

47、,17HMOVA,11HSUBBA,16HJNCLOOP4MOVB,#10HNDIV1:CLRCMOVA,15HRLCAMOV15H,AMOVA,14HRLCAMOV14H,AMOVA,13HRLCAMOV13H,AMOVA,12HRLCAMOV12H,AMOVA,11HRLCAMOV11H,AMOVF0,CCLRCMOVA,13HSUBBA,18HMOV1AH,AMOVA,12HSUBBA,17HMOV19H,AMOVA,11HSUBBA,16HJB F0,NDIV2JC NDIV3NDIV2:MOV11H,AMOVA,19HMOV12H,AMOVA,1AHMOV13H,AINC15HNDI

48、V3:DJNZB,NDIV1CLRF0DIVEND:RETLOOP4:SETBF0SJMPDIVEND;BCD碼轉(zhuǎn)換程序?qū)?4H、15H單元內(nèi)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制 BCD碼放在24H、25H 單元內(nèi)BCDST: MOV R7,#10HCLR CMOV 25H,#00HMOV 24H,#00HKKK: MOV A,15HRLC AMOV 15H,AMOV A,14HRLC AMOV 14H,AMOV A,25HADDCA,25HDAAMOV 25H,AMOV A,24HADDC A,24HDA AMOV 24H,ADJNZ R7,KKKRETEND;程序結(jié)束畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原

49、創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教 師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 盡我所知，除文中特別加 以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研 究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體， 均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名： 日 期：指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電 子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供 目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以

50、采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制 手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分 或全部內(nèi)容。學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外， 本論文 不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 對本文的研 究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完 全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定， 同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版， 允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。導(dǎo)師簽名:日期： 年 月作者簽名：日期：年月日指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評價：一、撰寫（設(shè)計）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精