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1、自行车里程/速度计的设计基于单片机的自行车测速系统设计摘要本文介绍了用89C52单片机设计自行车里程/速度计，运用单片机的运算和控制功能，并采用数码管实时显示所测速度和里程的速度里程计设计方案，用分频器TC4024实现二分频，用来探讨24C01传感器的用途，通过实用电路的设计来掌握速度及里程传感器的使用方法及一些性能参数。本系统含了电子电路技术，以及常用的AT89C52单片机工作原理，通过本系统的设计，把它们俩者有机结合。关键词：AT89C52 数码管 TC4024 24C01传感器 Bike Speed system design based on single chipAbstract T
2、his 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 proposal, it realiz
3、es 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 technology, a
4、s 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目 录1 绪 论32 AT89C52单片机42.1 at89C52单片机简介42.2 at89C52的管脚及其含义43 TC402464 24C01芯片64.1 24C01简介64.2 24C01的特性：75 硬件电路的设计85.1 系统硬
5、件电路85.2 系统的工作原理86 软件设计96.1 系统内存的规划96.2 系统的主要程序设计97 系统调试117.1 硬件调试117.2 软件调试128 结 论14致谢15附录: 系统完整源程序171 绪 论传感器，英文名字为Sensor或Transducer，亦称换能器、变换器。在科技迅速发展的今天，传感器越来倍受重视。在日常生活、航天、航空，常规武器、交通运输，机械制造、化工、生物医学工程、自动化检测工程及计量等各项领域都被广泛应用6。目前，传感器已向新材料开发，集成化、智能化、数字化、新工艺，高精度化及高稳定、高可靠化等技术发展。特别是霍尔传感器，鉴于它的价廉、易于使用，使它广泛运用
6、于里程计、速度计等6。单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，特别适用于控制领域。通常单片机由单块集成电路构成，内部包含有计算机的基本部件：CPU（中央处理器），存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要与适当的软件及外部设备相结合，便可以成为一个单片机控制系统4。目前，场上销售的单片机有4位、8、16位、32位，并且单片机朝着高性能多种方向发展，尤其是8位单片机以经成为当前单片机的主流，主要体现在CPU功能增强、内部资源增多、引脚的功能化、低电压和低功好耗化上4。单片机因为其体积小、功能强，可靠性高，灵活方便等优点，所以可以用于各个领域，对各行各业的技术改造和产品更新换代起到重要的推动作用
7、。本人经过学习，用AT89C52设计了一个自行车里程/速度计。本设计可轮流显示自行车行使的里程和速度, 采用TC4024芯片作为计数器以及2C401存储数据，3个单级共阴数码管作为显示系统。本系统具有超速信响提醒功能，里程数据自动记忆，也可应用于电动自行车、摩托车、汽车等机动车仪表上。.2 AT89C52单片机2.1 AT89C52单片机简介本设计选用AT89C52单片机，AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，可与工业AT89C51产品指令和引脚完全兼容。2.2 AT89C52的管脚及其含义5AT89C52的管脚及各管脚含义如
8、下： 图2.2 89C52管脚图各引脚功能说明：VCC电源电压；GND接地； P0口P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用； 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻； 在FLASH编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻； P1口P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通
9、过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输出口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流； 与AT89C51不同之处是，P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX）； FLASH编程和程序校验期间，P1接收低8位地址； P1.0和P1.1的第二功能：P1.0 T2（定时/计数器2外部计数脉冲输入），时钟输出 ；P1.1 T2EX（定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制）； P2口P2是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“
10、1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流； 在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容； FLASH编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号； P3口P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流； P3口除了作为一般的I/O口线外，
11、更重要的用途是它的第二功能：P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 INTO(外中断0) P3.3 INT1(外中断1) P3.4 TO(定时/计数器0) P3.5 T1(定时/计数器1) P3.6 WR(外部数据存储器写选通) P3.7 RD(外部数据存储器读选通) 此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号； RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位； ALE/PROG当访问外部程存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的
12、1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲； 对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）； EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。3 TC4024 本程序采用TC4024芯片，它是一个7位的计数器，计数器具有分频的作用，它包含有14个管脚，其7脚接地，14脚接+5V，1脚接AT89C52的INT0，即12脚,在系统中此芯片起到了二分频的作用。4 24C01芯片4.1 24C01简介 24C01是一个1K位串行CMOS EEPROM，内部含有128个8位字节，CATALYS
13、T的先进CMOS技术实际上减少了器件的功耗，24C01是一个8位字节页写缓冲器，该器件通过I2C总线接口进行操作，即此芯片采用I2C协议进行读写数据。有一个专门的写保护功能。24C01是I2C接口的，但标准51是不带I2C接口的，串口方式0是不行的，需要用IO模拟，所以随便接两个IO都可以，而且都要接上拉电阻，大概几K就行了，因为不是总线方式，所以不能用MOV指令，也不能用SBUF，要判断是否为满，可以在程序里设个变量。在这里要注意E2P芯片的寿命（一般是读写100万次，足够了）。 存储数据的时候，可以对操作数和存储的数据进行比较，不相等则存储，这样可以增加使用寿命，比有些每隔1秒钟进行存储的
14、会好多了。以下是24C01的管脚图：图4.1管脚图表3.1 24C01的管脚描述管脚名称功能A0、A1、A2器件地址选择SDA串行数据/地址SCL串行时钟WP写保护VCC+1.8V6.0V工作电压VSS接地4.2 24C01的特性：24C01芯片具有以下特性：1. 与400KHZ的I2C总线兼容；2. +1.8-6.0V工作电压范围；3. 低功耗CMOS技术；4. 写保护功能：当WP为高电平时进入写保护状态；5. 页写缓冲器；6. 自定时擦写周期；7. 1，000，000编程擦除/周期；8. 可保存数据100年；9. 8脚DIP、SOIC、TSSOP封装；10 温度范围：商业级、工业级和汽车级
15、。5 硬件电路的设计5.1 系统硬件电路 自行车里程/速度计能自动显示自行车行驶的总里程数及行车速度，具有超速信响提醒功能，里程数据自动记忆，也可应用于电动自行车、摩托车、汽车等机动车仪表上。其硬件电路原理图如图5.1。图 5.1系统原理图5.2 系统的工作原理本设计能实时地将所测的速度与累计里程数显示出来,主要是用24C01传感器的转数转换为电脉冲，送到单片机，将频率实时地测量出来，然后通过单片机计算出速度和里程,再将所得的数据存储到TC4024芯片中，通过AT89C52单片机计算出来的速度和里程的数据，必须通过BCD码的转换才能输出给数码管。最后由共阴数码管显示所测速度与里程。 自行车里程/速度计采用AT89C52单片机作控制，速度及里程传感器采用霍尔元件，其电器原理图如图5.1所示。P0口和P2口用于七段LED显示器的段码及扫描输出，在显示里程时，第三位小数点用17脚P3.7口控制点亮。P1.0和P1.1口分别
