自行車(chē)?yán)锍趟俣扔?jì)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 1自行車(chē)?yán)锍?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(chē)?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)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 24C01 傳感器 The Odometer/Speedometers Design Of The B

2、ikeAbstract: This article introduced used the Micro Computer Unit of the AT89C52 design The Odometer/Speedometers Of The Bike, it utilizes Micro Computer Units operation and control function, and it uses the nixietube real time display to measure the speed and the course speed hodometer design propo

3、sal, it realizes two frequency divisions with the frequency divider of TC4024,it uses for to discuss the 24C01 sensors use, through the practical electric circuits design it grasps the odometer/speedometers application method and some performance parameter。This system contains the electronic circuit

4、 technology, as well as the commonly used AT89C52 Micro Computer Units work principle, through this systems design, which pairs them organic union。Keywords: AT89C52 Nixietube TC4024 24C01 sensor自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 2目 錄1 緒 論.32 AT89C52 單片機(jī).42.1 AT89C52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 .42.2 AT89C52 的管腳及其含義 .43 TC4024.64 24C01 芯片.64.1

5、 24C01 簡(jiǎn)介.64.2 24C01 的特性：.75 硬件電路的設(shè)計(jì).85.1 系統(tǒng)硬件電路 .85.2 系統(tǒng)的工作原理.86 軟件設(shè)計(jì).96.1 系統(tǒng)內(nèi)存的規(guī)劃.96.2 系統(tǒng)的主要程序設(shè)計(jì).97 系統(tǒng)調(diào)試.117.1 硬件調(diào)試 .117.2 軟件調(diào)試.128 結(jié) 論.14致謝.15附錄: 系統(tǒng)完整源程序.17自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 31 1 緒 論傳感器，英文名字為 Sensor 或 Transducer，亦稱(chēng)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

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(chēng)單片機(jī)，又稱(chēng)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(xiāo)售的單片機(jī)有 4 位、8、16 位、32 位，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

7、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(chē)?yán)锍?速度計(jì)。本設(shè)計(jì)可輪流顯示自行車(chē)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(chē)、摩托車(chē)、汽車(chē)等機(jī)動(dòng)車(chē)儀表上。.自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 42 AT89C52 單片機(jī)2.12.1 AT89C52 單片機(jī)簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)選用 AT89C52 單

8、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。2.22.2 AT89C52 的管腳及其含義5AT89C52 的管腳及各管腳含義如下： 圖 2.2 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，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(mén)電路，對(duì)端口 P0寫(xiě)“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用； 自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 5在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)

9、，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(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“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

10、.1/T2EX） ； FLASH 編程和程序校驗(yàn)期間，P1 接收低 8 位地址； P1.0 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(mén)電路。對(duì)端口 P2 寫(xiě)“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

11、 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(mén)電路。對(duì) P3 口寫(xiě)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； 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) 自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 6P3.1 TXD(串行輸出口) P3.2 INTO(

12、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(xiě)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)

13、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。3 TC4024 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)中此芯片起到了二分頻的作用。4 24C01 芯片4.14.1 24C01 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

14、 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(xiě)緩沖器，該器件通過(guò) I2C 總線接口進(jìn)行操作，即此芯片采用 I2C 協(xié)議進(jìn)行自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 7讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的寫(xiě)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?yàn)椴皇强偩€方式，所以不能用 MOV 指令，也不能用 SBUF，要判斷是否為滿(mǎn)，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(xiě) 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)

15、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 4.1 管腳圖表 3.1 24C01 的管腳描述管腳名稱(chēng)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(xiě)保護(hù)VCC+1.8V6.0V 工作電壓VSS接地4.24.2 24C01 的特性：24C01 芯片具有以下特性：1. 與 400KHZ 的 I2C 總線兼容；自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 82. +1.8-6.0V 工作電壓范圍；3. 低功耗 CMOS 技術(shù)；4. 寫(xiě)保護(hù)功能：當(dāng) WP 為高電平時(shí)進(jìn)入寫(xiě)保護(hù)狀態(tài)；5. 頁(yè)寫(xiě)緩沖器；6. 自定時(shí)擦寫(xiě)周期；7

16、. 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(chē)級(jí)。5 硬件電路的設(shè)計(jì)5.15.1 系統(tǒng)硬件電路 自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)能自動(dòng)顯示自行車(chē)行駛的總里程數(shù)及行車(chē)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(chē)、摩托車(chē)、汽車(chē)等機(jī)動(dòng)車(chē)儀表上。其硬件電路原理圖如圖 5.1。圖 5.1 系統(tǒng)原理圖自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 95.25.2 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 24C01 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)

17、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(chē)?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、 P1.6 和 P1.7 口分別用于設(shè)置輪圈的大小。P3.0 口的開(kāi)關(guān)用于確定顯示

18、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(chē)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。6 軟件設(shè)計(jì)6.16.1 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

19、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(xiě)；自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 100A1H: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：存放自行車(chē)每圈時(shí)間數(shù)；70 H、71 H、72 H、73 H：顯示 BCD 碼數(shù)據(jù)存

20、放用；11 H15 H：存放被除數(shù)；16 H19 H：存放除數(shù)。 6.26.2 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

21、里程或速度顯示，其流程圖如圖 6.2 所示。自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 11圖 6.2 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 單元。6.EEPROM 存取程序本系統(tǒng)使用歸一化 I2C 串口存取子

22、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.顯示子程序自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 12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。7 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。7.1 硬件調(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

23、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） 。7.2 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(xiě)調(diào)試

24、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(xiě)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自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 13 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, #02H AGAIN: MOV R7, #8FHDE

25、LAY: DJNZ R7, DELAY DJNZ R6, AGAIN RET 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(xiě) 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。自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 148 結(jié) 論本設(shè)計(jì)能自動(dòng)顯示自行車(chē)行駛的總里程數(shù)及行車(chē)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(chē)、摩托車(chē)、汽車(chē)等機(jī)動(dòng)車(chē)的儀表上。由于本系統(tǒng)采用的

26、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)電流不能超過(guò) 20 毫安）使數(shù)碼管變得更亮。自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 15致謝首先，我要感謝宋復(fù)成老師在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，宋老師不厭其煩的指導(dǎo)我，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)制作過(guò)程中，使得我在單片機(jī)方面的技能得到了進(jìn)一步提高。宋老師給予了全程的幫作、鼓勵(lì)與指導(dǎo)，在此我表示衷心的感謝！同時(shí)感謝王玉芝老師在各方面給予的幫助，使我能夠有一個(gè)良好的環(huán)境，在做此課程設(shè)計(jì)時(shí)王老師還為我免費(fèi)提供仿真器等器材，為我更好的完成本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了先決條件。自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 16 另外，我還

27、要感謝我的父母，沒(méi)有他們的支持，我是無(wú)法完成這個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，他們給予我的，我將來(lái)一定會(huì)努力回報(bào)他們的。最后，我還要感謝我身邊的同學(xué)、朋友，他們也給了我很大的幫助。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. 自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 1720064 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

28、. 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：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(chē)電子里程表的初步設(shè)計(jì) 刁

29、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(chē)?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 , 江蘇 鎮(zhèn)江 14 電子車(chē)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 Mi

30、crocontrollers in C with Interactive Hardware Simulation, 8 位單片機(jī) C 語(yǔ)言編程:基于 PIC16 ,Martin P. Bates,人民郵電出版社自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 18附錄: 系統(tǒng)完整源程序以下是控制系統(tǒng)完整源程序; SPEED/MILE 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(chē)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);

31、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 MRD EQU 40H ; EEPROM 讀出數(shù)據(jù)存放單元 SLAW EQU 0A0H ; EEPROM 尋址字節(jié)寫(xiě) SLAR EQU 0A1H ; EEPROM 尋址字節(jié)讀自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 19 DPHH EQU 62H ; DPTR 計(jì)數(shù)擴(kuò)展高 8 位 TH1H EQU 6

32、CH ; 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 000BH;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 LJMP INTT1; 跳至 INTT1 中斷服務(wù)程

33、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 ;自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 20;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 ;

34、 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 MOV 6BH, A ;內(nèi)存置數(shù)據(jù)#0FFH自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 21 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

35、址單元賦自行車(chē)周長(zhǎng)值 MOV 21H, #0FH ; 22 寸自行車(chē)周長(zhǎng)值 LJMP CLEAR2 ; 轉(zhuǎn) CLEAR2KEY1: JB P1.3, KEY2 ; MOV 21H, #12H ; 24 寸自行車(chē)周長(zhǎng)值 LJMP CLEAR2 ; CLEAR2KEY2: JB P1.6, KEY3 ; MOV 21H, #14H ; 26 寸自行車(chē)周長(zhǎng)值 LJMP CLEAR2 ; 轉(zhuǎn) CLEAR2KEY3: 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(chē)周長(zhǎng)值CLEAR2: SETB TR1 ; 開(kāi)定時(shí)器 T1 SETB EA ; 開(kāi)

36、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)自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 22 LJMP CLEAR1 ; 重新初始化，等待輪周長(zhǎng)設(shè)置開(kāi)關(guān)合上 ; PROGRAM START ;START: LCALL CLEARMEN ; 上電初始化START1: JB P3.0, DISPLAYS ; P3.0=1，顯示里程 LCALL DISPLA

37、YV ; 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 INC 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）I

38、NTEX0OUT: 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)自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 23 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 JNB 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） M

39、OV 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 ;自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 24 CLR 00H ; 清溢出標(biāo)志 POP PSW ; 堆?；謴?fù) POP ACC ; RETI ; 中斷返回; INTT1 PROGRAM ; T1 計(jì)

40、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 1 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INTT11: POP PSW ; 恢復(fù)堆棧 POP ACC ; RETI ; 中斷返回; DISPLAY S ;自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)

41、的設(shè)計(jì) 25;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)) 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 M

42、OV 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）自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 26 AJMP V1 ; 轉(zhuǎn) V1 退出; VIIC WRITE ;歸一化 EEPROM 存入程序（12M 時(shí)鐘） ，存入數(shù)在 50H 起單元VIICWRITE: ACALL WMOV9 MOV SLA, #SLAW MOV N

43、UMBYT, #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 單元自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 27VIICREAD: MOV MTD, #50H MOV SLA, #SLAW MOV NUMBYT, #01H LCALL WRNBYT MOV SLA, #SLAR MO

44、V 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, RMOV RET; VIIC PROGRAM ; I2C 串行歸一化存儲(chǔ)子程序STA: SETB VSDA SETB VSCL自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 28 NOP NOP NOP NOP CLR VSDA NOP CLR VSDA NOP NOP NOP NOP CLR VSCL RETSTOP: CLR VSDA SET

45、B VSCL NOP NOP NOP NOP SETB VSDA NOP NOP NOP NOP CLR VSDA CLR VSCL RETMACK: CLR VSDA SETB VSCL NOP自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 29 NOP NOP 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: MO

46、V R0, #08HWLP: RLC A JC WR1 AJMP WR0WLP1: DJNZ R0, WLP自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 30 RETWR1: SETB VSDA SETB VSCL NOP NOP NOP NOP CLR VSCL CLR VSDA AJMP WLP1WR0: CLR VSDA SETB VSCL NOP NOP 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, R

47、LP RET自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 31WRNBYT: MOV R3, 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, #MRDR

48、DN1: LCALL RDBYT MOV R1, A DJNZ R3, ACK LCALL MNACK自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 32 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

49、位（為 0） MOV DPTR, #TAB ; 取段碼表首址 MOVC A, A+DPTR ; 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 退出自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 33 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

50、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, 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(chē)圈數(shù)據(jù)換算成公里數(shù)SSS: 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)

51、賦值 MOV 13H, 62H ; 被除數(shù)賦值自行車(chē)?yán)锍?速度計(jì)的設(shè)計(jì) 34 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 ANL A, #0FH ; 將高四位置為 0 M