本科畢業(yè)論文單片機速度里程表設計

1、摘 要 本設計以AT89C2051為核心,利用單片機的運算和控制功能,E2PROM存儲數(shù)據(jù)，并采用LCM0825串口液晶顯示模塊實時顯示所測速度和里程的速度里程表設計方案。本論文分別從設計原理方案，設計功能實現(xiàn)，功能調(diào)試的等多角度進行詳細的剖析；并對各部分模塊的功能加以介紹；附錄相關的資料和圖片，務求精確徹底地給以展示設計的過程與成果。該方案由于使用了串口液晶顯示模塊和E2PROM,以及高效快速算法,因而為節(jié)約系統(tǒng)資源和簡化程序設計提供有利的前提和基礎。關鍵詞： 速度里程測量；單片機；串行液晶；串行存儲器.AbstractThis design take AT89C2051 as the co

2、re, making use of the operation of a machine and controlling the function, the E2PROM saves the data, and adopt a LCD manifestation mold piece actually the hour show that design the project the speed table of distance of measure the speed and mileage. This thesis divides the stanza of a cent, distin

3、guish from the design the principle project, design the function realization, the function adjusts etc. for try many the angle carries on the detailed analysis; Take into the introduction to the function of each parts of mold piece also; The appendix related data and pictures, strive for the precisi

4、on to give to the last man with the process and the result of display the design.That project because of using a LCD manifestation mold piece and E2PROMs, and efficiently fast calculate way, as a result for economize the system resources and simplify the program design to provide the beneficial prem

5、ise and foundations.Keyword: Measure of speed and mileage; Micro controller ; Serial LCD; Serial memery.目 錄摘要Abstract.第1章 緒論.11.1選題目的.11.課題背景1.3本文的內(nèi)容安排.31.4本章小結(jié).4第2章 設計原理及硬件設計.42.1系統(tǒng)設計原理概述.42.1.1系統(tǒng)組成.42.1.2系統(tǒng)工作原理.422系統(tǒng)硬件設計72.2.1 信號預處理電路.72.2.2單片機的選擇.82.2.3液晶顯示電路. 162.2.4數(shù)據(jù)存儲電路.232.3 本章小結(jié).25第3章 系統(tǒng)軟件設

6、計.263.1數(shù)據(jù)處理過程.263.2系統(tǒng)軟件框圖.273.3液晶顯示模塊的初始化.273.4實現(xiàn)設計功能程序283.4.1初始化程序.283.4.2輪圈設置出錯出理程序.293.4.3 主程序里程顯示或速度顯示.313.4.4外中斷1服務程序.333.5本章小結(jié)33第4章 調(diào)試過程與結(jié)果.344.1設計的安裝與調(diào)試344.1.1調(diào)試過程344.2設計調(diào)試中的故障排除354.2.1故障排除354.3本章小結(jié)35第5章 展望與評價.36第6章 總結(jié)和體會.37結(jié)論.38致 謝.39參考文獻.40附錄1.41附錄2.48附錄3.58附錄4.60附錄5.61附錄6.6383第1章 緒論1.1選題目的

7、為了更熟練地掌握學習到的單片機知識，更敏銳地抓住電子元件的發(fā)展方向，培養(yǎng)學生的動手實操能力，本設計以AT89C2051為核心,利用單片機的運算和控制功能,并采用LCM0825串口液晶顯示模塊實時顯示所測速度和里程的速度里程表設計方案。該方案由于使用了串口液晶顯示模塊和E2PROM,以及高效快速算法,因而可在節(jié)約系統(tǒng)資源和簡化程序設計的基礎上保證。1. 課題背景傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)速里程表的功能有兩個，一是用指針指示汽車行駛的瞬時車速，二是用機械計數(shù)器記錄汽車行駛的累計里程?，F(xiàn)代汽車正向高速化方向發(fā)展，隨著車速的提高，用軟軸驅(qū)動的傳統(tǒng)車速里程表受到前所未有的挑戰(zhàn)，這是因為軟軸在高速旋轉(zhuǎn)時，由于受鋼絲交變

8、應力極限的限制而容易斷裂，同時，軟軸布置過長會出現(xiàn)形變過大或運動遲滯等現(xiàn)象，而且，對于不同的車型，轉(zhuǎn)速里程表的安裝位置也會受到軟軸長度及彎曲度的限制。凡此種種，使得基于非接觸式轉(zhuǎn)速傳感器的電子式轉(zhuǎn)速里程表得以迅速發(fā)展。單片機速度里程表設計，能自動顯示自行車行駛的總里程數(shù)及行車速度，具有超信響的提醒功能，里程數(shù)據(jù)自動記憶，也可以應用于電動自行車，摩托車，汽車機動車儀表上。儀表板總成似一扇窗戶，隨時反映出車子內(nèi)部機器的運行狀態(tài)，同時它又是部分設備的控制中心和被裝飾的對象，是轎車車廂內(nèi)最引人注目的部件。可以這樣說，儀表板總成既有技術(shù)的功能又有藝術(shù)的功能，它反映出各國轎車制作工藝和風格上的差異，是整車

9、的代表作之一。 現(xiàn)代轎車的儀表板總成一般分成兩部分，一部分是指方向盤前的儀表板和儀表罩及平臺，另一部分是指司機旁通道上的副儀表板。其中儀表板是安裝指示器的主體，集中了全車的監(jiān)察儀表，通過它們揭示出發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、油壓、水溫和燃油的儲量，燈光和發(fā)電機的工作狀態(tài)，車輛的現(xiàn)時速度和里程積累。有些儀表還設有變速檔位指示，計時鐘，環(huán)境溫度表，路面傾斜表和地面高度表等。按照現(xiàn)時流行的款式，現(xiàn)代轎車多數(shù)將空調(diào)，音響等設備的控制部件安裝在副儀表板上，以方便駕駛者的操作，同時也顯得整車布局緊湊合理。 隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，轎車儀表板用電子顯示技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機電式模擬儀表已成為發(fā)展的趨向。電子顯示技術(shù)也就是薄型平

10、面電子顯示器技術(shù)，利用這種技術(shù)做成的汽車平面儀表板顯示數(shù)字及信息，十分清晰明了，使駕駛者在開車的同時，仍然可以清楚地看到儀表數(shù)字及其它信息的變動。目前，平面儀表板主要采用真空螢光管顯示、液晶顯示、電致發(fā)光顯示和高壓驅(qū)動器集成電路等技術(shù)，具有測試反應速度快、指示準確、圖形設計靈活、數(shù)字清晰、可視性能好、集成化程度高、可靠性強、功耗率低等優(yōu)點。例如有些平面儀表板的速度里程表采用全數(shù)字集成電路，既提高了測試精度，又可將數(shù)字信息輸入計算機內(nèi)，實現(xiàn)了車速與里程的數(shù)據(jù)分析，使汽車具有更多的自控功能。其它如轉(zhuǎn)速表、電壓表、燃油表、油壓表和水溫表均采用線性集成電路，方便配接各類電子傳感器件。 轎車儀表板總成在

11、車廂里處于中心的位置，非常引人注目，它的任何疵點都會令人感到渾身不舒服，因此汽車制造商是非常重視轎車儀表板總成的制作水平，從制作工藝上可以表現(xiàn)出制造公司的設計與工藝水平，從裝飾風格上可以表現(xiàn)出這個國家或地區(qū)的文化傳統(tǒng)。一種成功的轎車儀表板總成，既要融入轎車的整體，體現(xiàn)出它是轎車不可分割的一部分；又要體現(xiàn)出轎車的個性，使人看到儀表板就會想到車子的形象。正因如此，轎車儀表板總成的裝飾材料是比較講究的，一般轎車的儀表板總成是用PP(聚丙烯)材料做蒙皮，有些高級轎車的儀表板則是用真皮做蒙皮，令人感覺到一種華貴的氣派。1.3 本文的內(nèi)容安排第一章 研究了單片機速度里程表的原理，并介紹了現(xiàn)有的里程表的技術(shù)

12、特點和發(fā)展方向。第二章 分析了主要元器件的功能，根據(jù)系統(tǒng)需求，選擇了芯片AT89C2051和液晶顯示模塊LCM0825，詳細分析了這些芯片的功能。分別具體講解了各個部份的元件、功能和設計圖。第三章 設計原理及軟硬件設計。第四章 本章分析了在制板，調(diào)試的過程和碰到的問題，計論了解決方案。第五章 給出了對本設計的展望和改進方案。第六章 總結(jié)設計過程中的經(jīng)驗和心得體會。1.4本章小結(jié)本章簡單地講述了選擇這個課題的目的，是為了鞏固自己學習的知識和鍛煉加強自身的動手能力。同時，講述了有關這個課題與當今時代的發(fā)展背景與發(fā)展趨勢。盡管單片機速度里程表設計看上去硬件真的比較簡單，但是只要核心原理一致，硬件上不

13、斷地更新，豐富，就能夠演變發(fā)展出各式各樣的新的多功能產(chǎn)品。本章分為6章，分別從不同的內(nèi)容角度對本文進行分析說明。第2章 設計原理及硬件設計2.1系統(tǒng)設計原理概述2.1.1系統(tǒng)組成本速度里程表由信號預處理電路、單片機、串口液晶顯示電路、串口數(shù)據(jù)存儲電路和系統(tǒng)軟件組成。其中信號預處理電路包含信號放大、波形變換和波形整形。系統(tǒng)硬件框圖如圖所示。信號預處理電路中的放大器用于對待測信號進行放大，以降低對待測信號的幅度要求；波形變換和波形整形電路則用來將放大的信號轉(zhuǎn)換成可與單片機接口的信號；通過單片機的設置可使引腳能夠?qū)?nèi)部定時器的工作進行控制，這樣能精確地測出加到引腳的正脈沖寬度（即測出脈沖信號的周期）

14、；速度顯示部分采用串口液晶顯示模塊，所得的數(shù)據(jù)采用總線并通過來存儲，因而節(jié)省了所需單片機的口線和外圍器件，同時也簡化了顯示部分的軟件編程。系統(tǒng)軟件包括單片機和液晶模塊的初始化模塊、液晶模塊的寫數(shù)據(jù)命令子模塊、周期測量模塊、速度里程計算模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、速度和里程顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼模塊、顯示數(shù)據(jù)消多余零模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊以及實時中斷服務模塊等。2.1.2系統(tǒng)工作原理2.1.2.1工作原理該設計能實時地將所測的速度顯示出來，同時也能夠累計顯示總里程數(shù)。該速度里程表能將傳感器輸入到單片機的脈沖信號的寬度（傳感器將車速轉(zhuǎn)變成相應寬度的脈沖信號）實時地測量出來，然后通過單片機計算出速度和里程，再將所得的數(shù)據(jù)

15、存儲到串口數(shù)據(jù)存儲器，并由串口液晶顯示模塊實時顯示出所測速度。本設計用兩個按鍵來控制顯示速度或里程。考慮到信號的衰減、干擾等影響，在信號送入單片機前應對其進行放大整形，然后再輸入到單片機進行測速。單片機利用定時器的控制功能測出輸入信號的周期后，再利用單片機的算術(shù)運算能將周期轉(zhuǎn)換成速度，同時每秒鐘進行一次里程累計，從而計算出總里程。最后將得出的速度、里程值存儲在中，并根據(jù)兩個按鍵的選擇情況來顯示速度或里程。系統(tǒng)硬件框圖如下圖放大器波形變換波形整形單片機液晶顯示電路數(shù)據(jù)存儲電路2-1示： 圖2-1 2.1.2.2（1）原理圖如圖2-2示： 圖2-2 在輸入端輸入信號，經(jīng)過信號預處理之后，在上拉電阻

16、和三極管的影響下對輸入波型進行整型，轉(zhuǎn)換，最終在單片機的輸入端形成帶有一頂帶寬的規(guī)則方波。AT89C2051單片機在運行程序的驅(qū)動下，對輸入波型進行處理換算，將換算得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紼EPROM里面，同時，再將所得到的實時速度數(shù)據(jù)向LCM0825里輸送，并做出顯示。2.1.2.2（2）pcb圖如圖2-3示: 圖2-3為了方便計算要顯示數(shù)據(jù)值的段碼，可再將其轉(zhuǎn)換成壓縮的碼，然后通過查表將要顯示的數(shù)據(jù)值中每一位的壓縮碼轉(zhuǎn)換成段碼送到顯示緩沖區(qū)，最后經(jīng)串口送至液晶顯示模塊以顯示所測的速度或里程。設計時，應綜合考慮測速精度和系統(tǒng)反應時間。本設計用測量脈沖頻率來計算速度，因而具有較高的測速精度。為了保證系

17、統(tǒng)的實時性，系統(tǒng)的速度轉(zhuǎn)換模塊和顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼模塊都采用快速算法。另外，還應盡量保證其它子模塊在編程時的通用性和高效性。本設計的速度和里程值采用位顯示，并包含兩個小數(shù)位。22系統(tǒng)硬件設計221 信號預處理電路系統(tǒng)的信號預處理電路如圖2-4所示。它由二級電路構(gòu)成，第一級是由開關三極管組成的零偏置放大器，采用開關三極管可以保證放大器具有良好的高頻響應。當輸入信號為零或負電壓時 ，圖2-4 三極 管截止，電路輸出高電平；而當輸入信號為正電壓時，三極管導通，此時輸出電壓隨著輸入電壓的上升而下降，這使得速度里程表既可以測量任意方波信號的頻率，也可以測量正弦波信號的頻率。由于放大器的放大功能降低了對待測信號

18、的幅度要求，因此，系統(tǒng)能對任意大于的正弦波和脈沖信號進行測量。預處理電路的第二級采用帶施密特觸發(fā)器的反相器來把放大器生成的單相脈沖轉(zhuǎn)換成與電平相兼容的方波信號同時將輸出信號加到單片機的口上。速度里程測量電路選用作為頻率計的信號處理核心。包含閃存、的、根口線、個位定時計數(shù)器、個向量二級中斷結(jié)構(gòu)和個全雙工的串行口，同時還具有加密陣列的二級程序存儲器加鎖功能。設計中用到了的、 定時器和引腳，以及1端口的6個口線。由于該單片機與相兼容，因此在硬件電路設計和軟件編程方面更加方便。考慮到本身固有的特點，設計時需注意以下幾點：首先，它的程序存儲器空間為，因此所有的跳轉(zhuǎn)和分支轉(zhuǎn)移指令都要限制在這個范圍內(nèi)。其次

19、，它沒有指令，也就是說，它不支持外部存儲器操作，這一點設計時一定要考慮到。此外，自身還有一些其它特點，譬如可以使用命令使其工作在低功耗模式等。單片機利用定時器和引腳來測量輸入方波信號的周期，而使用外部中斷來控制定時器是否開始定時。當定時器的運行控制位復位時，不管引腳是何值，定時器都不工作。只有當定時器的運行控制位置位后，才能根據(jù)引腳狀態(tài)來決定定時器是否工作。當引腳出現(xiàn)高電平時，定時器開始定時；而在其出現(xiàn)低電平時，定時器停止工作，并將測量信號的周期保存在定時器的位寄存器中。系統(tǒng)初始化時，可通過設置使 和定時器工作在模式方式。1定時器主要用于形成秒鐘定時信號，用以為測量里程提供時間條件。液晶顯示模

20、塊與單片機的接口電路如圖2-5所示： SCLSAD（INT0）P1.7P3.2 P1.6 P1.5P1.4P1.2 P1.3 /CS VDD/RD VLCD/WR INTDATA +BZGND BZ電位器50K24C64AT89C2051LCM0825方波信號圖2-5 2.2.2單片機的選擇2.2.2.1 AT89C2051單片機介紹（1）電路接線圖2-6示：圖2-6（2） 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如2-7示： 圖2-72.2.2.2功能介紹： AT89C2051是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含2k bytes的可反復擦寫的只讀Flash程序存儲器和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（

21、RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大AT89C2051單片機可為您提供許多高性價比的應用場合。   AT89C2051是一個功能強大的單片機，但它只有20個引腳，15個雙向輸入/輸出（I/O）端口，其中P1是一個完整的8位雙向I/O口，兩個外中斷口，兩個16位可編程定時計數(shù)器,兩個全雙向串行通信口，一個模擬比較放大器。同時AT89C2051的時鐘頻率可以為零為即具備可用軟件設置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有RAM、定時/計數(shù)器、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚

22、醒后即進入繼續(xù)工作狀態(tài)。省電模式中，片內(nèi)RAM將被凍結(jié)，時鐘停止振蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復位方可繼續(xù)運行。其主要功能特性：表 21（1）封裝信息如圖2-8示：圖2-8（2）編程信息：AT89C2051Flash閃速編程方式: 表 22注:1,內(nèi)部PELOM地址計數(shù)器在LST的上升沿復位到000H并由XTAL1引腳正脈沖進行計數(shù). 2,片擦除需要10ms的/PROG脈沖.編程期間P3.1被拉低來指示RDY/BSY.2.2.2.3注意事項：AT89C2051是愛特美爾微控制器家族中經(jīng)濟劃算的一款產(chǎn)品。它包含2K字節(jié)的閃速程度存儲器。它與MCS-51架構(gòu)完全兼容，并且可以使用MCS-5

23、1指令組來編程。但是當使用有些特定指令編程的時候，有幾點必須注意。與跳轉(zhuǎn)和分支相關的所有指令應該被限制，使得目標地址落在該單片機的物理內(nèi)存范圍之內(nèi)，對AT89C2051來說是2K。程序員應對此負責。例如，對AT89C2051（帶2K內(nèi)存）來說，LJMP 7E是一個正確的指令，而LJMP 900H卻是錯誤的。（1）.分支程序指令： LCALL,LJMP,ACALL,AJMP,SJMP,JMP A+DPTR只要編程者注意使這些指令的目標地址落在程序存儲器大?。▽?9C2051來說是00H到7FFH）的物理界限內(nèi)，這些無條件分支指令將正確執(zhí)行。超出物理空間界限會導致未知的程度行為。CJNE，DJNZ

24、，JB, JNB, JC, JNC, JBC, JN, JNZ這些條件分支指令也適合上面的規(guī)則。同樣，超出內(nèi)存界限，會導致不正確的執(zhí)行結(jié)果。對于包括中斷的應用，80C51家族架構(gòu)的正常中斷服務線程地址位置已被保留。（2）. MOVX相關指令，數(shù)據(jù)內(nèi)存： AT89C2051包含128字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器。于是，AT89C2051的堆棧深度被限制為128字節(jié)，可用RAM的大小。該單片機不支持外部數(shù)據(jù)存儲器的存取，也不支持外部程序存儲器的執(zhí)行。所以，在程度中不應該包含MOVX指令。典型的80C51匯編程度仍可用于匯編指令，即便它們違反了上面提到的限制條件。了解所用單片機的物理特性和限制，并對指令做相

25、應的調(diào)整是控制器使用者的責任。（3）：程序存儲器加密 芯片上有兩個鎖位（加密位），可以不對它們編程（U），也可以對它們編程（P）來獲得如下表所列的附加特性：鎖存位保護模式（1）程序鎖存位-加密模式-LB1-LB2-加密類型1-U-U-無程序加密特性2-P-U-禁止再對閃存編程3-P-P-同模式2，同時禁止檢驗閃存注意：1.加密位只能用芯片擦除操作來清除。表 23注:加密位只能用片檫除操作進行檫除.（4）：空閑模式 在空閑模式下，CPU自己轉(zhuǎn)入睡眠狀態(tài)，而芯片上其余所有的外圍單元保持活動狀態(tài)。該模式由軟件調(diào)用。在該模式中，芯片級RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變?？臻e模式可以由任意有效的中

26、斷或硬件復位來終止。如果未使用外部上拉電阻，P1.0和P1.1應該被置為“0”，而如果用了外部上拉電阻，它們應該被置為“1”。應該注意，當空閑模式被硬件復位終止時，單片機從它轉(zhuǎn)入睡眠前的狀態(tài)恢復到正常的程序執(zhí)行狀態(tài)，比內(nèi)部復位算法獲得控制權(quán)提前兩個機器周期。在這種場合，芯片內(nèi)的硬件禁止訪問內(nèi)部RAM，但訪問端口引線是允許的。為了消除當空閑模式被復位終止時可能往端口作不希望發(fā)生的寫入操作，調(diào)用空閑模式指令后面緊跟的那條指令不應該是寫端口或?qū)懲獠績?nèi)存的指令。（5）：低功耗模式 在低功耗模式下，振蕩器被停止，調(diào)用低功耗模式的指令是被執(zhí)行的最后一條指令。芯片級RAM和特殊功能寄存器保持它們的值，直到低

27、功耗模式終止。終止低功耗模式的唯一方法硬件復位。復位操作重定義SFR，但是不會改變芯片級RAM。復位動作應在Vcc恢復到正常工作電平時進行，而且必須保持足夠長的時間，以使振蕩器重啟動并趨于穩(wěn)定。如果未使用外部上拉電阻，P1.0和P1.1應該被置為“0”，而如果用了外部上拉電阻，它們應該被置為VCC 電源電壓GND 地。（6）：端口1（Port 1） 端口1是一個8位雙向I/O口。端口引線P1.2到P1.7提供內(nèi)部上拉電阻。P1.0和P1.1需要外接上拉電阻。P1.0和P1.1也分別作為芯片級精準模擬比較器的正輸入（AIN0）和負輸入（AIN1）。端口1輸出緩沖器可吸收20mA的電流，可以直接驅(qū)

28、動LED顯示器。當向端口1寫入1的時候，它們可以作為輸入。當引線P1.2到P1.7用作輸入并被外部拉低時，由于內(nèi)部上拉電阻，它們將輸出電流（IIL）。當對閃存編程和檢驗時，端口1也接收代碼數(shù)據(jù)。（7）：端口（Port 3）端口3引線P3.0至P3.5，P3.7是7個雙向I/O口，帶內(nèi)部上拉電阻。P3.6是一個硬接線的輸入，它接到芯片級比較器的輸出端，不能當作通用的I/O口使用。端口3的輸出緩沖器能吸收20mA的電流。當端口3的引線被寫入1時，它們由內(nèi)部上拉電阻拉為高電平，可以用作輸入。作為輸入時，如果端口3的引線被外部拉低，由于內(nèi)部上拉電阻的作用，它們將輸出電流（IIL）。端口3也為AT89C

29、2051的許多特殊功能服務，如下表：端口號替代功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2INT0 （外部中斷0）P3.3INT1  (外部中斷1)P3.4T0（定時器0外部輸入）P3.5T1（定時器1外部輸入）當對閃存編程和檢驗時，端口3也接收一些控制信號。（8）：RST 復位輸入。當RST引線被置為高電平時，所有的I/O口復位為1。當振蕩器工作的時候，保持RST的高電平兩個機器周期，將使單片機復位。每個機器周期為12個振蕩器或時鐘周期。（9）：XTA2內(nèi)部反向振蕩放大器的輸出。（10）：XTA1 反向振蕩放大器和內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。（11）：振蕩器的特

30、性圖2-9示XTAL2XTAL1GND石英晶時:C1,C2=30pF+/-10pF陶瓷濾波器:C1,C2=40pF+/-10pF 內(nèi)部振蕩電路 XTAL2XTAL1外部振蕩信號輸入GND外部時鐘驅(qū)動電路圖2-9 XTAL1和XTAL2分別是反向放大器的輸入和輸出，該放大器可設置用作芯片級的振蕩器，如圖1所示。石英晶振和陶瓷諧振器均可使用。要使用外部時鐘源來驅(qū)動單片機，XTAL2應該被留空，而從XTA1接入時鐘信號，如圖2所示。由于通過一個兩分頻觸發(fā)器輸入到內(nèi)部時鐘電路，所以對外部時鐘的占空比不作要求，但是必須注意最小和最大電壓的高低時間規(guī)格。2.2.3液晶顯示電路.2.2.3.1 LCM082

31、5 8位液晶顯示模塊技術(shù)說明(1)簡要說明：本設計的顯示部分采用液晶顯示模塊該模塊與單片機的接口電路如圖所示。是位段碼式液晶顯示模塊，它內(nèi)部集成有控制器、驅(qū)動器和，因而可方便顯示數(shù)據(jù)的編程。液晶顯示模塊采用線串行數(shù)據(jù)輸入，可直接與單片機接口。由于串行接口方式節(jié)省了所需的口線和系統(tǒng)資源，因而使系統(tǒng)具有較高的資源利用率。該模塊可在電壓下工作，其低功耗及背光可調(diào)特性使得設計更具有經(jīng)濟性和通用性。能夠顯示位數(shù)據(jù)，每一個數(shù)據(jù)均以段碼的形式放在其內(nèi)部顯示區(qū)，并用模塊內(nèi)的兩個存儲地址來放置一個數(shù)據(jù)的段碼。位數(shù)據(jù)共占用內(nèi)部個地址。每一個數(shù)據(jù)位的段碼存放形式及高低地址存放段碼的順序都和表所列的第位數(shù)據(jù)的段碼存放

32、格式一樣，只是段碼的存放地址不同。所以，編程時一定要考慮數(shù)據(jù)的存放地址和形式。在使用該液晶顯示模塊時，與之間可用一個的電位器來調(diào)整背光。第8位數(shù)據(jù)段碼與LCM0825內(nèi)部RAM的對應關系表 24數(shù)據(jù)存儲電路采用總線的存儲器。是串行的存儲器，其存儲容量為為時鐘線，為數(shù)據(jù)線。里程數(shù)據(jù)保存在，因此中可保證掉電時數(shù)據(jù)不丟失。此外,使用串口也節(jié)省了數(shù)據(jù)口線。（2）設計電路圖接線情況如圖2-10示：圖2-102.2.3.2結(jié)構(gòu)介紹：（1）特點及功用：LCM0825 為 8 位 8 段液晶顯示模塊 3-4 線串行接口 可與任何單片機接口, IC接口。其低功耗特性，顯示狀態(tài)50A，典型值省電模式<1A。

33、工作電壓 2.75.2V。視角對比度可調(diào)，顯示清晰，穩(wěn)定可靠，使用編程簡單。（2）參數(shù)：以下參數(shù)條件為:T=250C VDD=3V / SV下，( )內(nèi)為典型值。表 25（3）模塊尺寸如圖2-11示:(單位mm)圖2-11（4）引腳說明: 表 26表 （5）接口應用方塊圖如圖2-12示：/BZBZ LCM0825 VDD/CS /RD /WR DATA /INT VCLDI/O /INTMCU VCC10K50K35V用三線接口即可：/CS，/WR,DATA。VDD為2.73.3V時,VCLD與VDD短接。 圖212 由于LCM0825內(nèi)，有上拉電阻，為保證低功耗，每次送數(shù)之后，/CS, /R

34、D, /WR, DATA必須接高電平或懸浮。根據(jù)采用的MCU不同，采用不同方式接口，不必使用分壓電阻。若MCU與LCM0825土作電壓相同，可直接相接。（6）時序如圖2-13示：讀數(shù)據(jù)RAM時序 (1.)(2).(3)圖2-13（7）.(a)(b)讀/寫格式及指令讀格式:只讀顯不RAM(a):1 1 0 0 A4 A3 A2 A1 A0 共9段 模式 RAM ADDR讀出 DATA:D0 D1 D2 D3 (b)寫命令: 格式:1 0 0 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 0 共12段 模式 命令代碼(8)代碼定義: 表 27寫數(shù)據(jù):格式:1 0 1 0 A4 A3 A2 A1

35、A0 D0 D1 D2 D3 共13位 模式 RAM ADDR DATA 8位顯示字符，起為第1位，右r為第8位表 28(9)模塊使用注息事項:(a)模塊上電后，軟件初始化模塊，應延時200ms以上再送命令。第一寫入模塊令用初始化命令100 0010 100:定義模塊。第二100 0001 1000定義內(nèi)部RC振蕩方式或100 0001 0100定義外部況，體振蕩方式(模塊必須為32768Hz)。第三l000000 0001開振蕩。第四100 0000 0011開顯示器。以上四步完成后再送其它命令或顯示數(shù)據(jù)，對顯示的數(shù)據(jù)正確與否，可選用讀RAM方式進行校驗。為實現(xiàn)低功耗方式，這次讀/寫命令完數(shù)

36、據(jù)之后，應將/CS, /RD, /WR, DATA置高電平或懸空。(b)LCM0825顯示RAM對應8位字符，RAM表數(shù)據(jù)位為1則顯示，為0則滅。(c)VLCD必須接!當模塊正負電壓為3.3V以外時，VLCD腳與VDD直接相接，當模塊正負電壓>3.3V時VLCD腳與VDD間接一電位器SOK S2調(diào)節(jié)，參考值:5 V/36K o(d)模塊掉電再上電時，應上電延時后，對/CS進行幾個10s以上的高電平脈沖，讓模塊復位。(e)模塊安裝時應使用PCB定位孔固定，并保持平整不變形，不應使LCD玻璃受力變形，模塊不得摔碰，嚴格禁止模塊帶電焊接，且要將焊接工具接地。2.2.4數(shù)據(jù)存儲電路2.2.4.1

37、:存儲器的實物圖。24C64為I2C總線的E2PROM。如圖2-14示所示： 圖2-14 圖2-152.2.4.2功能選擇：接線圖如右圖2-15示SCL為400kHz時鐘線，SDA為雙向數(shù)據(jù)線，A2、A1、A0三位為片選地址，即I2C總線上最多可并聯(lián)8個串行E2PROM芯片。對E2PROM的操作方式由讀寫控制命令字決定，如圖4所示。其中"1010"為4位讀寫控制碼，R/W為讀寫控制位："0"為寫操作，"1"為讀操作。所以結(jié)合 圖2-16示可知A2H為寫控制命令字，A3H為讀控制命令字。 圖2-16對存儲器寫操作，首先，單片機向24C6

38、4發(fā)一個START命令，產(chǎn)生開始條件。然后，發(fā)寫命令控制字(如A2H)。當24C64接到命令后，進入一個寫周期，再由單片機發(fā)送存儲地址，即確定數(shù)據(jù)寫入到存儲器的哪個地址，隨后，單片機將要存儲的數(shù)據(jù)送入到SDA數(shù)據(jù)線上。寫周期結(jié)束時，單片機再發(fā)一停止位(STOP)。對存儲器讀操作，首先，單片機向24C64發(fā)一個START命令，產(chǎn)生開始條件。然后發(fā)寫命令控制字(如A2H)。當24C64接到命令后，進入一個寫周期，再由單片機發(fā)送存儲地址。存儲地址發(fā)送成功后，單片機又向24C64發(fā)一個START命令，產(chǎn)生開始條件，然后發(fā)讀命令控制字(A3H)。當24C64接到命令后，進入一個讀周期，單片機從SDA數(shù)據(jù)

39、線上讀出指定存儲地址中的數(shù)據(jù)。讀周期結(jié)束時，單片機再發(fā)一停止位(STOP)。值得注意的是，對存儲器操作時，每讀寫一個字節(jié)，單片機必須送一個應答位(ACK)，釋放一下SDA數(shù)據(jù)線，以便存儲器能繼續(xù)接收數(shù)據(jù)。 23本章小結(jié)本章主要對硬件的設計作闡述。分別講述了本設計的硬件組成部分，主要硬件的選擇和功能介紹。同時給出設計原理和和PCB圖片。硬件的設置是設計的基礎，軟件的編譯設置是本設計的靈魂 第3章 系統(tǒng)軟件設計3.1數(shù)據(jù)處理過程待測信號經(jīng)預處理電路后加至單片機的（）引腳可為單片機測量信號周期提供有效的輸入信號。單片機通過檢測引腳電平來決定是否啟動測量周期程序。當該引腳為高電平時，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，

40、要一直到該引腳出現(xiàn)低電平時才開始測周期。測量時首先將零賦給、兩個寄存器，以將定時器的運行控制位置位，同時也將置位以允許定時器中斷。然后再判斷引腳是否還為低電平，如為低電平則等待，直到出現(xiàn)高電平再開始判斷引腳是否為低電平，當其不是低電平時再等待。一旦出現(xiàn)低電平，則立即復位以終止定時器，以結(jié)束測周期程序。測周期過程中可能會發(fā)生定時器的中斷，每發(fā)生一次中斷則將寄存器加一，因此實際上是周期值的高字節(jié)。測出的周期值存儲在、三個寄存器中，然后將其轉(zhuǎn)換成速度。速度是用車輪的周長除以脈沖周期得到的。由于所測周期的單位是，因此在相除轉(zhuǎn)換時應將被除數(shù)擴大倍，以保證得出正確的速度。每秒進行一次里程數(shù)累加時，可用當前

41、的速度值加上一秒前的里程數(shù)得出當前的總里程數(shù)，得出的速度和總里程值放到中。通過、鍵可顯示速度或里程值，鍵為速度鍵，鍵為里程鍵，兩個鍵可以隨時設置。要顯示的速度或里程放到、三個寄存器后即可調(diào)用轉(zhuǎn)換代碼模塊，以將數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)換成壓縮的代碼并顯示處理?？紤]到對響應時間的要求，代碼模塊采用快速算法。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成相應的壓縮代碼后，可調(diào)用顯示消多余零和顯示數(shù)據(jù)存儲模塊，并將要顯示的數(shù)據(jù)值通過查表轉(zhuǎn)換成相應數(shù)據(jù)的段碼放到顯示緩沖區(qū)以備顯示。當然，編程時要把十進制數(shù)據(jù)的相應段碼放在表格中，這樣才能進行查表以得到相應數(shù)值的段碼。此過程的另一個重要目的是消除最高有效位前面的多余零，以使多余零的段碼處于不顯示狀態(tài)，從而保

42、證數(shù)據(jù)以正常的格式顯示出來。最后，將顯示緩沖區(qū)的位段碼經(jīng)串口送至液晶顯示模塊進行顯示。 系統(tǒng)初始化模塊周期測量模塊速度里程計算模塊數(shù)據(jù)存儲模塊定時器中斷服務模塊顯示數(shù)據(jù)的BCD碼轉(zhuǎn)換模塊數(shù)據(jù)顯示模塊顯示數(shù)據(jù)的處理模塊圖3-1 系統(tǒng)軟件框圖 3.2系統(tǒng)軟件框圖本系統(tǒng)軟件采用模塊化設計方法。整個系統(tǒng)由初始化模塊、周期測量模塊、速度轉(zhuǎn)換模塊、里程計算和存儲模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼模塊、顯示數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、定時器中斷服務模塊以及其它功能模塊組成，圖3-1給出了其軟件框圖。上電后，首先進入系統(tǒng)初始化模塊，此后系統(tǒng)軟件將開始運行，以實時地將所測數(shù)值顯示在液晶模塊上。3.3液晶顯示模塊的初始化是串行位段液

43、晶顯示模塊。使用時，要在上電后對該模塊進行初始化。在初始化之前，應延時以上再送命令。它的初始化工作過程如下：首先定義液晶模塊（當其命令代碼為：），其次定義振蕩器方式（當其命令代碼為時，將模塊定義為內(nèi)部振蕩方式，命令代碼為時，定義為外部晶體振蕩方式）。然后分別用命令代碼和開振蕩器和開顯示器。以上命令送入后，便可以在需要顯示數(shù)據(jù)時將相應的段碼直接送入模塊內(nèi)部的顯示中。在送顯示數(shù)據(jù)的段碼數(shù)據(jù)時，要考慮到顯示 的高和低地址所對應的數(shù)據(jù)段碼的存放形式。其第位數(shù)據(jù)的段碼與內(nèi)部的地址的對應關系見表。以后隨地址的增加依次存放第位至第位數(shù)據(jù)段碼。為了正確地顯示數(shù)據(jù)，應使要顯示的位字符在顯示屏幕中為左起第一位，右

44、止第位。 另外，寫命令和寫數(shù)據(jù)程序應分別編寫，因為它們的命令格式及時序不同， 圖3-2見圖3-2。由時序圖可見，編寫傳輸子程序時，所傳數(shù)據(jù)的高位先移入模塊，否則模塊不能正常工作或顯示。同樣，為了能正確讀寫命令或數(shù)據(jù)，必須在時序中加入相應的延時；此外，為保證系統(tǒng)的低功耗，每次讀寫命令或數(shù)據(jù)之后，都應將、 置高電平。3.4實現(xiàn)設計功能程序：3.4.1初始化程序在本系統(tǒng)初始化程序中，主要完成一下工作：將T1設為外部控制定時器方式；外中斷0及外中斷1設為邊沿觸發(fā)式；將部分內(nèi)存單元清零；設置輪子周長值；開中斷及定時器；將EEPROM中的數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存等。；60H，61H，62H作里程計數(shù)單元，6CH，6D

45、H作T1計數(shù)擴充單元，；68H，69H，6AH，6BH存放自行車每圈時間數(shù)，70H，71H，72H，73H；作顯示BCD碼存放數(shù)用，11H15H存放被除數(shù)，16H19H存放除數(shù)；定義VSDA WQU P1.5 ；EEPROM數(shù)據(jù)傳送口VSCL EQU P1.4 ；EEPROM時鐘傳送口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計數(shù)擴展高8位TH1H EQU 6CH ；定時器T1擴展高8位TH1HH EQU 6DH ；定時器T1擴展高86位；PROGRAM INPUT；ORG 0000H ；程序執(zhí)行開始地址LJMP START ；跳至STARTORG 0003H ；外中斷中斷程序入口LJMP INTEX0 ；跳至INTEX0中斷程序入口ORG 001BH ；定時器T0中斷程序入口RET1 ；中斷返回ORG 0013H ；外中斷1中斷入口