基于单片机的电动车里程记录仪的设计Word文档格式.docx
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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2.1所示。
振荡器反相放大器如图2.2所示。
图2.1AT89C52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。
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。
2.２存储电路
SCK串行时钟：
AT24C02串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟。
SDA串行数据/地址：
CAT24WC02双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收，是一个开漏输出管脚可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或（wire-OR）。
WP写保护：
如果WP管脚连接到Vcc所有的内容都被写保护，只能读。
当WP管脚连接到Vss或悬空，允许器件进行正常的读/写操作。
本次设计采用的24C02是为了防止掉电时里程数据的丢失，由于24C02C的数据线和地址线是复用的，采用串口的方式传输数据，所以只用两根线SCK和SDA与单片机传输数据。
在软件编程时采用
程序包来控制24C02C发送或接受数据。
2.３ 时钟电路
时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊地一拍一拍地工作。
因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。
AT89C52片内由一个反相放大器构成振荡器，可以由它产生时钟。
常用的时钟电路有两种方式，一种是内部时钟方式，另一种为外部时钟方式。
本设计采用前者。
单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。
这两个引脚跨接石英晶体振荡器和电容，就构成一个稳定的自激振荡器。
电路中的电容C1和C2常选择为30P左右。
对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。
而外接晶体的振荡频率的大小，主要取决于单片机的工作频率范围，每一种单片机都有自己的最大工作频率，外接的晶体振荡频率不大于单片机的最大工作频率即可。
此外，如果单片机有串行通信，则应该选择振荡频率除以串行通信频率可以除尽的晶体。
本设计晶振采用12MHz，则计数周期为
S
２.４ 复位电路
AT89C52单片机的复位输入引脚RET为AT89C52提供了初始化的手段。
有了它可以使程序从指定处开始执行，即从程序存储器中的0000H地址单元开始执行程序。
在89C52的时钟电路工作后，只要在RET引脚上出现两个机器周期以上的高电平时，单片机内部则初始复位。
只要RET保持高电平，则89C52循环复位。
只有当RET由高电平变成低电平以后，89C52才从0000H地址开始执行程序。
本系统的复位电路是采用按键复位的电路，如图2.12所示，是常用复位电路之一。
单片机复位通过按动按钮产生高电平复位称手动复位。
上电时，刚接通电源，电容C相当于瞬间短路，+5V立即加到RET/VPD端，该高电平使89C52全机自动复位，这就是上电复位；
若运行过程中需要程序从头执行，只需按动按钮即可。
按下按钮，则直接把+5V加到了RET/VPD端从而复位称为手动复位。
复位后，P0到P3并行I/O口全为高电平，其它寄存器全部清零，只有SBUF寄存器状态不确定。
工作原理：
通电瞬间，RC电路充电，RST引脚出现高电平，只要RST端保持10ms以上高电平，就能使单片机有效地复位。
2.５ 显示电路
1602液晶显示模块可以和单片机AT89C51直接接口，1602的驱动程序11条指令，
（1）voidClear_display（）;
//清显示屏指令
（2）voidReturn_home（）;
//光标归位指令
（3）voidEntry_mode_set（）;
//输入模式设置指令
（4）voidDisplay_on_or_off（）;
//显示屏的开关控制指令
（5）voidCursor_or_Display_shift（）;
//设定显示屏或光标移动方向指令
（6）voidFunction_set（）;
//功能设定指令
（7）voidSet_character_address（）;
//设定CGRAM地址指令
（8）voidSet_display_address（）;
//设定DDRAM地址指令
（9）voidRead_busy_flag（）;
//读取忙信号或AC地址指令
（10）voidWrite_data（）;
//将数据写入DDRAM或CGRAM指令
（11）voidRead_data（）;
//从CGRAM或DDRAM读出数据的指令
２.６ 报警电路
当速度超过３０时，蜂鸣器报警，速度可以设定
第3章软件的设计与调试
3.１子程序和主函数的设计
一、子程序的设计
设汽车轮子半径为r,脉冲数为n，t=50毫秒,一个脉冲的时间为time,速度为v（km/h）,路程为s（km）,pi=3.14。
子程序按模块化的思路编写。
各子程序如下:
1．初始化：
设置T0计时器工作方式1，输入口为p3.2
开总中断。
打开外中断0中断控制位.
设置外部中断0优先级控制位。
设置外部中断0触发方式为边沿触发方式。
打开T0中断允许。
2.外部中断：
当P3.2口有脉冲时进入外部中断0。
time=sec+t*0.05，记一个脉冲的时间。
tab_v[5]=0.9*pi*r/time，计算速度并放入数组中。
高低速的判断，当V>
=5时为高速，并用flag=0，记高速标志位，
flag=1，记低速标志位；
for（i=0;
i<
6;
i++）
tab_v[i]=tab_v[i+1];
//数组移数据
关闭T0，给T0赋50毫秒初值。
开启T0，当来一个脉冲n++;
当n==50000时，n清零n=0;
3.定时器0中断：
当来一个脉冲进入定时器0中断，给T0定时器赋50毫秒初值，当记满50毫秒t++。
4.处理函数：
计算速度分高速和低速。
速度计算公式：
tab_v[5]=0.9*pi*r/time;
（单位km/h）
低速时：
v=tab_v[5]，即显示第五个速度值。
高速时：
v+=tab_v[i];
计算五个速度之和。
v=v/5;
求得平均速度。
路程公式：
s=0.00025*pi*r*n，随着脉冲n的增加s不断累加。
３.2 PROTEUS仿真过程
一、电路原理图如下图：
图３.１车速里程表原理图
二、生成HEX文件如下图4.2。
图３.２ 生成文件
三、编译结果如下图4.3。
图３.３ 编译结果
仿真结果没有错误和警告，编译通过。
四、仿真结果如下图
仿真结果一表示：
速度为0，路程也为0。
仿真结果二表示：
速度为１6km/h,行驶里程为４公里。
图３.4仿真结果一
图３.5仿真结果二
参考文献
[1]万福君，潘松峰，刘芳，吴贺荣，王秀梅.MCS-51单片机原理、系统应用[M].
清华大学出版社，2008.
[2]张迎新.单片机原理及应用（第二版）[M].电子工业出版社，2009.
[3]宋文绪，杨帆.自动检测技术（第三版）[M].高等教育出版社，2008.
[4]郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M].电子工业出版社，2009.
[5]陈忠平，曹巧媛曹琳琳，刘琼，申晓龙.单片机原理及接口[M].清华大学出版社,2007.
附录一硬件设计原理图
附录二程序清单
//速度超过30KM/H报警
#include<
reg52.h>
stdio.h>
intrins.h>
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
uintzd;
ucharb,i,count,temp2;
unsignedlongtime;
uintspeed,c,allc;
//速度里程总里程
#defineL50
sbitbeep=P3^7;
//speak端口
//-----------24c02----------------------
#defineC02_write0xa0//写
#defineC02_read0xa1//读
sbitSCL=P1^4;
//时钟
sbitSDA_EEPROM=P1^5;
//数据
bitack;
bitdd;
ucharNew[2]="
"
;
//使用者密码
ucharOld[2]="
//IIC密码
//------------24c02---------------------
sbitS1=P3^0;
//Pin4
/***********************************************************************/
voiddelay1（ucharMS）;
unsignedcharReadTemperature（void）;
voidInit_DS18B20（void）;
unsignedcharReadOneChar（void）;
voidWriteOneChar（unsignedchardat）;
/************************************************************************/
sbitRS=P2^4;
sbitRW=P2^5;
//Pin5
sbitE=P2^6;
//Pin6
sbitout=P1^0;
#defineDataP0//数据端口
chardataTimeNum[]="
"
chardataTest1[]="
voidDelay（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;
x>
0;
x--）
for（y=110;
y>
y--）;
}
/******************************************************************/
/*函数声明*/
/******************************************************************//***************************************************************/
voidDelayUs（unsignedcharus）//delayus
unsignedcharuscnt;
uscnt=us>
>
1;
/*Crystalfrequencyin12MHz*/
while（--uscnt）;
voidDelayMs（unsignedcharms）//delayMs
while（--ms）
{
DelayUs（250）;
}
voidWriteCommand（unsignedcharc）
DelayMs（5）;
//shortdelaybeforeoperation
E=0;
RS=0;
RW=0;
_nop_（）;
E=1;
Data=c;
/****************************************************************/
voidWriteData（unsignedcharc）
//shortdelaybeforeoperation
RS=1;
/*********************************************************************/
voidShowChar（unsignedcharpos,unsignedcharc）
unsignedcharp;
if（pos>
=0x10）
p=pos+0xb0;
//是第二行则命令代码高4位为0xc
else
p=pos+0x80;
//是第二行则命令代码高4位为0x8
WriteCommand（p）;
//writecommand
WriteData（c）;
//writedata
/*************************************************************************/
voidShowString（unsignedcharline,char*ptr）
unsignedcharl,i;
l=line<
<
4;
for（i=0;
16;
ShowChar（l++,*（ptr+i））;
//循环显示16个字符
voidInitLcd（）
DelayMs（15）;
WriteCommand（0x38）;
//displaymode
WriteCommand（0x06）;
//显示光标移动位置
WriteCommand（0x0c）;
//显示开及光标设置
WriteCommand（0x01）;
//显示清屏
////////////////////2402///////////////////////////////////
//---------------------------------------------------------
voiddelay_ms（uchari）
ucharj;
for（;
i>
i--）
for（j=124;
j>
j--）;
voidI2C_start（void）
SDA_EEPROM=1;
SCL=1;
SDA_EEPROM=0;
SCL=0;
voidI2C_stop（void）
voidI2C_ackownledge（void）
voidI2C_no_ackownledge（void）
voidI2C_sendB（ucharbyte）
ucharcounter;
for（counter=0;
counter<
8;
counter++）
if（byte&
0x80）SDA_EEPROM=1;
elseSDA_EEPROM=0;
_nop_（）;
SCL=1;
SCL=0;
byte<
=1;
if（SDA_EEPROM==0）ack=1;
elseack=0;
ucharI2C_receiveB（void）
uchartemp;
temp=0;
if（SDA_EEPROM==1）temp=（temp<
1）|0x01;
elsetemp=temp<
return（temp）;
/*bitI2C_write_byte（ucharbyte,ucharaddress）
I2C_sendB（address）;
if（ack=0）
I2C_stop（）;
return（0）;
elseI2C_sendB（byte）;
*/
//存UserPassword
bitI2C_send_string（ucharno,ucharaddress）
no;
I2C_start（）;
I2C_sendB（C02_write）;
if（ack==0）return（0）;
I2C_sendB（address+counter）;
I2C_sendB（New[counter]）;
delay_ms（20）;
return
（1）;
//读EEPROMPassword
bitI2C_receive_string（ucharno,ucharaddress）
I2C_sendB（C02_read）;
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