基于單片機(jī)的LCD汽車數(shù)字測(cè)速儀

1、 XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)基于AT89C51的LCD數(shù)字測(cè)速儀的設(shè)計(jì)測(cè)量汽車車速學(xué)生姓名XXX院系名稱工學(xué)院專業(yè)名稱電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí) 2007級(jí) 1班學(xué) 號(hào)XXXXXX指導(dǎo)教師XXX完成時(shí)間2011年 5月 18日基于AT89C51的數(shù)字測(cè)速儀學(xué)生姓名：XXX 指導(dǎo)教師：XXX 內(nèi)容摘要隨著居民生活水平的不斷提高，家用轎車開始普及為人們娛樂、休閑代步的工具。汽車測(cè)速儀能夠滿足人們最基本的需求，讓人們能清楚地知道當(dāng)前的速度、里程、時(shí)間等物理量。以便做出判斷和采取必要的措施，以防止交通事故的發(fā)生。測(cè)速儀作為汽車最基本、最重要的部件之一，在汽車的運(yùn)行過程中起著至關(guān)重要的作用。一個(gè)性能良好、測(cè)量精

2、確、穩(wěn)定的測(cè)速系統(tǒng)，從某種意義上說，直接影響著汽車乃至司乘人員的生命安全。本論文主要闡述一種基于光電傳感器的汽車測(cè)速儀的設(shè)計(jì)。以 AT89C52 單片機(jī)為核心，OPTC 光斷續(xù)器測(cè)轉(zhuǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車速度、時(shí)間的測(cè)量統(tǒng)計(jì)，并能將汽車的里程數(shù)及速度信息送單片機(jī)，并通過單片機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用LCD實(shí)時(shí)顯示。文章詳細(xì)介紹了汽車測(cè)速儀的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。硬件部分利用光電傳感器組件將汽車每轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)傳入單片機(jī)系統(tǒng)，然后單片機(jī)系統(tǒng)將信號(hào)經(jīng)過處理送顯示。軟件部分用C語言進(jìn)行編程，采用模塊化設(shè)計(jì)思想。該系統(tǒng)硬件電路簡(jiǎn)單，子程序具有通用性，完全符合設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：速度；時(shí)間；光斷續(xù)器；單片機(jī)；LCD顯示Th

3、e car speedometer design based on the AT89C51ABSTRACTWith the developing of peoples life, the car is becoming the universal tool of transportation and substitute for walking and becoming the first choice of entertainment and exercising. The car speedometer can fulfill the basic need of peoples life,

4、 so that they can learn the speed、 the mileage 、the time of the car. For that people could take some necessary measures in case of any accident happened by a dangerous speed. As one of the most basic and important part of a car, speedometer is taking an important role during the cars running. To som

5、e extent, an accurate and stable speedometer has a effect on the drivers life directly.In this paper, the car speedometer design based on the photoelectric sensor element is elaborated. By AT89C52 as kernel, using photoelectric sensor element to measure revolution, the measure and statistic are achi

6、eved. The car speed can be displayed on LCD. In this article, the hardware circuit and software design of car speedometer instrument are introduced in detail. About the hardware, the pulse number is transmitted of one cycle of the car into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed

7、by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. About the software, in C language; the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware, common sub-program, and meets the demand of design.KEY WORDS: Mileage / speed; Time；temperature；photoelectric sensor eleme

8、nt; Single chip microcomputer; LCD目錄1、設(shè)計(jì)背景12、欲實(shí)現(xiàn)功能33、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)43.1系統(tǒng)框圖及測(cè)速原理43.2單片機(jī)AT89C5253.3 OPTC光電斷續(xù)器63.4 液晶顯示LM016L73.5 三端穩(wěn)壓集成器LM7805.83.6電源84 、軟件設(shè)計(jì).94.1 程序流程圖. 94.2 C語言編程. 9 5 、系統(tǒng)仿真及調(diào)試.10 6 、元器件清單.11 7 、結(jié)語.11 8 、附錄.13附錄1 實(shí)驗(yàn)仿真電路.13 附錄2 源程序.14 9 、參考文獻(xiàn).2310 、致謝.24基于AT89C51的LCD數(shù)字測(cè)速儀1  設(shè)計(jì)背景隨著人們生活水平

9、的逐漸提高，人們對(duì)于生活質(zhì)量的要求也日益增加，尤其是對(duì)出行的要求。汽車在中國(guó)普遍作為代步工具，對(duì)于忙碌的現(xiàn)代人來說，無疑是一種較好的省時(shí)方法?，F(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，社會(huì)上機(jī)動(dòng)車擁有量也急速增多。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，未來機(jī)動(dòng)車增長(zhǎng)趨勢(shì)不會(huì)下降，小汽車進(jìn)入尋常百姓家，給人們生活帶來極大的便利。但是，在追求省時(shí)、舒適的同時(shí)，安全也日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。交通事故頻發(fā)，又給人們的生活增添了煩惱和不幸。據(jù)調(diào)查，每100例交通事故中，由于超速行駛造成的占60以上，正所謂十次事故九次快！而且凡是由于超速所導(dǎo)致的交通事故，大部分都是惡性事故，對(duì)司乘人員造成嚴(yán)重傷害。因而作為汽車的必要組成部分之

10、一，測(cè)速系統(tǒng)扮演著舉足輕重的作用。已經(jīng)成熟的測(cè)速方式中，光電式傳感器較其他的具有有以下優(yōu)點(diǎn)：1、檢測(cè)距離長(zhǎng)：如在對(duì)射型中保留10m以上的檢測(cè)距離，便能實(shí)現(xiàn)其他檢測(cè)手段(磁性、超聲波等)無法檢測(cè)的距離。2、對(duì)檢測(cè)物體的限制少：由于以檢測(cè)物體引起的遮光和反射為檢測(cè)原理，所以不象接近傳感器等將檢測(cè)物體限定在金屬，它可對(duì)玻璃.塑料.木材.液體等幾乎所有物體進(jìn)行檢測(cè)。3、響應(yīng)時(shí)間短：光本身為高速，并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成，所以不包含機(jī)械性工作時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間非常短。4、分辨率高：能通過高級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)使投光光束集中在小光點(diǎn)，或通過構(gòu)成特殊的受光光學(xué)系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)高分辨率。也可進(jìn)行微小物體的檢測(cè)和高精度的

11、位置檢測(cè)。5、可實(shí)現(xiàn)非接觸的檢測(cè)：可以無須機(jī)械性地接觸檢測(cè)物體實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，因此不會(huì)對(duì)檢測(cè)物體和傳感器造成損傷。因此，傳感器能長(zhǎng)期使用。6、可實(shí)現(xiàn)顏色判別通過檢測(cè)物體形成的光的反射率和吸收率根據(jù)被投光的光線波長(zhǎng)和檢測(cè)物體的顏色組合而有所差異。利用這種性質(zhì)，可對(duì)檢測(cè)物體的顏色進(jìn)行檢測(cè)。7、便于調(diào)整：在投射可視光的類型中，投光光束是眼睛可見的，便于對(duì)檢測(cè)物體的位置進(jìn)行調(diào)整。光電傳感器是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。它首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。所謂光電效應(yīng)，即是當(dāng)用光照射物體時(shí)，物體受

12、到一連串具有能量光子的轟擊，于是物體材料中的電子吸收光子能量而發(fā)生的相應(yīng)的電效應(yīng)，如電導(dǎo)率變化、發(fā)射電子或產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)等。通常將光電效應(yīng)分三類:其一，光照在光電材料上，材料表面的電子吸收能量，若電子吸收的能量足夠大時(shí)，電子會(huì)克服束縛脫離材料表面而進(jìn)入外界空間，從而改變光電子材料的導(dǎo)電性，這種現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)?；谕夤怆娦?yīng)的光電元件有光電管、光電倍增管等。其二，當(dāng)受到光照射時(shí)，吸收電子能量，其電阻率降低的導(dǎo)電現(xiàn)象稱為光導(dǎo)效應(yīng)。它屬于內(nèi)光電效應(yīng)，這種光電元件有光敏電阻等。其三，在光線作用下能使物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。據(jù)此效應(yīng)制造的光電器件有光電池，光電二極管，管控晶閘管和光

13、耦合器等。光電傳感器一般由三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路，如圖1所示，發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管，光束不間斷地發(fā)射。接收器有光電二極管、光電三極管等。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測(cè)電路，它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。此外，光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維，三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回，具有實(shí)用意義。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線，經(jīng)過反射后，還是從這根反射線返回。圖1

14、 光電器件原理圖 光電傳感器是一種依靠被測(cè)物與光電元件和光源之間的關(guān)系，來達(dá)到測(cè)量目的的，因此光電傳感器的光源扮演著很重要的角色，光電傳感器的電源要是一個(gè)恒光源，電源穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，電源的穩(wěn)定性直接影響到測(cè)量的準(zhǔn)確性，常用光源有以下幾種： 1、發(fā)光二極管： 它是一種把電能轉(zhuǎn)變成光能的半導(dǎo)體器件。它具有體積小、功耗低、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，并能和集成電路相匹配。因此，廣泛地用于計(jì)算機(jī)、儀器儀表和自動(dòng)控制設(shè)備中。 2、絲燈泡： 這是一種最常用的光源，它具有豐富的紅外線。如果選用的光電元件對(duì)紅外光敏感，構(gòu)成傳感器時(shí)可加濾色片將鎢絲燈泡的可見光濾除，而僅用它的紅外線做光源，這樣，可有

15、效防止其他光線的干擾。 3、激光： 激光與普通光線相比具有能量高度集中，方向性好，頻率單純、相干性好等優(yōu)點(diǎn)，是很理想的光源。由光源、光學(xué)通路和光電器件組成的光電傳感器在用于光電檢測(cè)時(shí)，還必須配備適當(dāng)?shù)臏y(cè)量電路。測(cè)量電路能夠把光電效應(yīng)造成的光電元件電性能的變化轉(zhuǎn)換成所需要的電壓或電流。不同的光電元件，所要求的測(cè)量電路也不相同。最近十年來，焊縫跟蹤技術(shù)的研究、應(yīng)用得到了飛速的發(fā)展，尤其是焊縫傳感技術(shù)已從簡(jiǎn)單的機(jī)械接觸、電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒘扛蟆⒕_度更高的電弧傳感、光電（視覺）傳感等方式。由于光電傳感器具有反應(yīng)速度快，精度高、分辨力高、可靠性好，體積小，重量輕、功耗低、便于集成、可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量等

16、優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于軍事、通訊、檢測(cè)與工業(yè)自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域中。光電傳感器的典型應(yīng)用之一是光電開關(guān)與光斷續(xù)器。光電開關(guān)與光斷續(xù)器都是用來檢測(cè)物體的靠近、通過等狀態(tài)。近年來，隨著生產(chǎn)的自動(dòng)化，機(jī)電一體化的發(fā)展，光電開關(guān)與光電斷續(xù)器已經(jīng)發(fā)展成為系列產(chǎn)品，其品種及產(chǎn)量日益增加。我們可以根據(jù)需要，選用適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品，而不必自行設(shè)計(jì)光路和電路。光斷續(xù)器是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，其檢測(cè)距離只有幾毫米至幾十毫米。光斷續(xù)器發(fā)射、接收器做在體積很小的同一塑料殼體中，所以兩者能可靠對(duì)準(zhǔn)?？煞譃檎跀嗍胶头瓷涫絻煞N。遮斷式的槽寬，深度及光敏元件各不同，反射式的檢測(cè)距離較短，多用于安裝空間較小的場(chǎng)合。由于檢測(cè)范圍小，光電斷續(xù)器的發(fā)

17、光二極管可用直流電驅(qū)動(dòng)，紅外LED的正向壓降約1.2到1.5V，驅(qū)動(dòng)電流控制在幾十毫安。光電斷續(xù)器是較便宜，簡(jiǎn)單，可靠的光電器件，廣泛用于自動(dòng)控制系統(tǒng)，機(jī)電一體化設(shè)備，辦公設(shè)備和家用電器中。將光電傳感器運(yùn)用于汽車測(cè)速，通過車輪帶動(dòng)碼盤旋轉(zhuǎn)，而碼盤上面開有等間隔的孔，在旋轉(zhuǎn)一周中間隔的通光與遮光，使傳感器發(fā)出脈沖。 利用軟件計(jì)算出汽車速度，并通過單片機(jī)輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)LCD顯示。有了實(shí)時(shí)測(cè)速系統(tǒng)，駕駛員才能知道自己的運(yùn)動(dòng)情況，才能夠及時(shí)調(diào)整車速，避免因過速而引發(fā)事故，保護(hù)自己以及他人的生命及財(cái)產(chǎn)安全。具有相當(dāng)?shù)膶?shí)用及研究?jī)r(jià)值。2 欲實(shí)現(xiàn)功能2.1 對(duì)汽車進(jìn)行實(shí)時(shí)速度的測(cè)量，顯示出速度值。2.2 可以

18、利用軟件自行設(shè)定采樣頻率。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)框圖及測(cè)速原理電源電路 復(fù)位電路主控模塊AT89C51OPTC光斷續(xù)器LCD顯示模塊晶振電路圖2 基于AT89C52單片機(jī)的LCD數(shù)字測(cè)速儀系統(tǒng)框圖光電式傳感器是將光通量轉(zhuǎn)換為電量的一種傳感器。光電式傳感器的基礎(chǔ)是光電轉(zhuǎn)換元件的光電效應(yīng)。光電效應(yīng)：由光的粒子學(xué)說可知，光可以認(rèn)為是由具有一定能量的粒子所組成，而每個(gè)光子所具有的能量E與其頻率成正比。光照射在物體上就可看成是一連串的具有能量E的粒子轟擊在物體上。所謂光電效應(yīng)既是由于物體吸收了能量為E的光后產(chǎn)生的效應(yīng)。光電傳感器必須經(jīng)過光波調(diào)制，光波的調(diào)制像無線電波的傳送和接收，將收音機(jī)調(diào)到某臺(tái),

19、就可以忽略其他的無線電波信號(hào)。未經(jīng)調(diào)制的傳感器只有通過使用長(zhǎng)焦距鏡頭的機(jī)械屏蔽手段,使接收器只能接收到發(fā)射器發(fā)出的光,才能使其能量變得高。相比之下,經(jīng)過調(diào)制的接收器能忽略周圍的光,只對(duì)自己的光或具有相同調(diào)制頻率的光做出響應(yīng)。在遮斷方式中，傳送和接收器件以適當(dāng)?shù)拈g隙相對(duì)固定，用一軟磁（例如軟鐵）翼片作為運(yùn)動(dòng)工作部件，當(dāng)冀片進(jìn)入間隙時(shí)，作用到光電傳感器上的光線被部分或全部遮斷，以此來調(diào)節(jié)工作電壓，被傳感的運(yùn)動(dòng)信息加在冀片上。將光電傳感器安裝于擋板的兩側(cè)，擋板（軟鐵）固定于車輪上面，隨著車輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，擋板（軟鐵）開有等間隔的孔。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)過一周，傳感器便會(huì)間斷地接收光子照射，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)的脈沖電壓。通

20、過光斷續(xù)器對(duì)外部物理量（通光與遮光）進(jìn)行測(cè)量，再將物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)（脈沖電壓），輸入單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)所輸入的電壓信號(hào)，在匯編程序的控制之下，進(jìn)行處理、計(jì)算、儲(chǔ)存，最后通過LCD輸出顯示速度、里程的信息。 本設(shè)計(jì)中用到的主要部件包括單片機(jī)AT89C52、夏普龍公司的OPTC光電斷續(xù)器、LCD液晶顯示屏、三端穩(wěn)壓集成器LM7805。3.2 單片機(jī)AT89C51 由于AT89C51系列單片機(jī)已經(jīng)停產(chǎn)，綜合內(nèi)存RAM容量、中斷源及價(jià)格等因素考慮，故本設(shè)計(jì)選擇51系列的強(qiáng)化型：AT89C52單片機(jī)。其二者區(qū)別如下：1、RAM 空間增大：AT89C51 有128 字節(jié)的內(nèi)部 RAM，AT89C52

21、的內(nèi)部 RAM 擴(kuò)展為 256 字節(jié)； 2、內(nèi)部FLASH變大：AT89C51 有 4K 字節(jié)的內(nèi)部 FLASH PERAM，而AT89C52 的內(nèi)部FLASH PERAM 增加1倍，達(dá)到8K。 3、中斷源增加：AT89C52 除了具備 AT89C51 的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T0 和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T1，還額外增加了一個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T2。AT89C52單片機(jī)是美國(guó)Atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB的可反復(fù)檫寫的程序存儲(chǔ)器和12kB的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)配置通用8位

22、中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。AT89C52單片機(jī)屬于AT89C51單片機(jī)的增強(qiáng)型，與Intel公司的80C52在引腳排列、硬件組成、工作特點(diǎn)和指令系統(tǒng)等方面兼容。其主要工作特性是： 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)含8KB的Flash程序存儲(chǔ)器，可擦寫壽命為1000次；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)含256字節(jié)的RAM；具有32根可編程I/O口線；具有3個(gè)可編程定時(shí)器；中斷系統(tǒng)是具有8個(gè)中斷源、6個(gè)中斷矢量、2個(gè)級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；串行口是具有一個(gè)全雙工的可編程串行通信口；具有一個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR；低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式；具有可編程的3級(jí)程序

23、鎖定位； AT89C52工作電源電壓為5（1+0.2）V，且典型值為5V；AT89C52最高工作頻率為24MHzAT89C52為40 腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。V

24、CC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0 端口（3239 腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。圖3 AT89C52管腳圖3.3 OPTC光斷續(xù)器光斷續(xù)器都是用來檢測(cè)物體的靠近、通過等狀態(tài)。其發(fā)射、接收器做在體積

25、很小的同一塑料殼體中，所以兩者能可靠對(duì)準(zhǔn)?？煞譃檎跀嗍胶头瓷涫絻煞N，遮斷式的槽寬，深度及光敏元件各不同，反射式的檢測(cè)距離較短，多用于安裝空間較小的場(chǎng)合。由于檢測(cè)范圍小，光電斷續(xù)器的發(fā)光二極管可用直流電驅(qū)動(dòng)，紅外LED的正向壓降約1.2到1.5V，驅(qū)動(dòng)電流控制在幾十毫安。光電斷續(xù)器是較便宜，簡(jiǎn)單，可靠的光電器件，廣泛用于自動(dòng)控制系統(tǒng)，機(jī)電一體化設(shè)備，辦公設(shè)備和家用電器中。本設(shè)計(jì)采用遮斷式光電斷續(xù)器，將其輸出端口與單片機(jī)的P3.2口相連接，用于向單片機(jī)提供一定頻率的脈沖。 圖4 光電斷續(xù)器3.4 液晶顯示LM016LLM016L液晶模塊采用HD44780控制器，hd44780具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指

26、令集，可以實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng)，閃爍等功能，LM016L與單片機(jī)MCU通訊可采用8位或4位并行傳輸兩種方式，hd44780控制器由兩個(gè)8位寄存器，指令寄存器（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR）忙標(biāo)志（BF），顯示數(shù)RAM（DDRAM），字符發(fā)生器ROMA（CGOROM）字符發(fā)生器RAM（CGRAM），地址計(jì)數(shù)器RAM(AC)。IR用于寄存指令碼，只能寫入不能讀出，DR用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動(dòng)寫入DDRAM和CGRAM,或者暫存從DDRAM和CGRAM讀出的數(shù)據(jù)，BF為1時(shí)，液晶模塊處于內(nèi)部模式，不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù)，DDRAM用來存儲(chǔ)顯示的字符，能存儲(chǔ)80個(gè)字符碼，CGROM由8位字符碼生成5

27、*7點(diǎn)陣字符160中和5*10點(diǎn)陣字符32種?？梢宰远x8個(gè)5*7點(diǎn)陣字符或者4個(gè)5*10點(diǎn)陣字符，AC可以存儲(chǔ)DDRAM和CGRAM的地址，如果地址碼隨指令寫入IR,則IR自動(dòng)把地址碼裝入AC，同時(shí)選擇DDRAM或CGRAM但愿，LM016L液晶模塊的引腳功能如下表所示圖5 LM016L功能引腳圖在本設(shè)計(jì)中，我們將LCD的D0D7口分別與單片機(jī)的p1.0p1.7口相連接，因p1口是一個(gè)準(zhǔn)雙向口，可用作通用I/O口。內(nèi)部有上拉電阻與電源相連。實(shí)際上，電阻是兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管（FET）并在一起：一個(gè)FET為負(fù)載管，其電阻固定。另一個(gè)FET可工作在導(dǎo)通或者截止?fàn)顟B(tài)，使其總阻值變化近似為0或阻值很大的兩種

28、情況。當(dāng)阻值近似為0時(shí)，可將引腳快速拉致高電平；當(dāng)阻值很大時(shí)，P1口為高阻輸入狀態(tài)。當(dāng)p1口輸出高電平時(shí)，能向外提供電流負(fù)載，所以不必再接上拉電阻。3.5 三端穩(wěn)壓集成器LM7805圖6 LM7805硬件圖LM7805是常用的三端穩(wěn)壓器，一般使用的是TO-220封裝，能提供DC 5V的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣，內(nèi)含過流和過載保護(hù)電路。帶散熱片時(shí)能持續(xù)提供1A的電流，如果使用外圍器件，它還能提供不同的電壓和電流。將此器件與9V電源串聯(lián)連接，其中，2腳接地。1、3腳串入電路中，從而達(dá)到將9V電源穩(wěn)壓到5V，共給單片機(jī)使用的目的。同時(shí)，可以使電源電壓穩(wěn)定，延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命保證單片機(jī)工作的穩(wěn)定性及系統(tǒng)測(cè)量精度

29、。3.6 電源這里采用9V的南孚堿性電池供電，用LM7805進(jìn)行穩(wěn)壓處理，將9V穩(wěn)降到5V以供單片機(jī)以及各芯片使用。經(jīng)測(cè)試9V電池完全可以滿足實(shí)際需要。這里采用我們熟知的串口通訊方式，AT89C52具有一個(gè)可編程的全雙工串行通信口，它可以用作UART，也可以用作同步移位寄存器，其幀格式可以有8位、10位、11位，并能設(shè)置各種波特率，給使用帶來很大的靈活性。其中，電源的穩(wěn)定性很重要，它關(guān)系著單片機(jī)的工作穩(wěn)定性，更為系著整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與壽命長(zhǎng)短。故必須利用LM7805芯片進(jìn)行穩(wěn)壓處理，在實(shí)驗(yàn)調(diào)試過程中，應(yīng)該使用示波器觀察電壓波形及幅值的穩(wěn)定性，以便于進(jìn)行下一步的調(diào)整。4 軟件設(shè)計(jì) 4.1 程序流

30、程圖初始化開始OPTC光電斷續(xù)器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)算法處理LCD顯示 圖7 基于AT89C52單片機(jī)LCD數(shù)字測(cè)速儀主程序流程圖通常對(duì)于轉(zhuǎn)速或速度的測(cè)量可轉(zhuǎn)化為對(duì)信號(hào)頻率（或周期）的檢測(cè)，對(duì)信號(hào)頻率的檢測(cè)最常采用的方法有3種：計(jì)數(shù)法、周期法和多倍周期法。其中，計(jì)數(shù)法適合于測(cè)高頻，測(cè)低頻時(shí)所需時(shí)間較長(zhǎng)故誤差較大。周期法適合測(cè)低頻，測(cè)高頻信號(hào)時(shí)要求參考脈沖頻率高，故誤差大。這兩種方法共同優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單。而多倍周期法在一定程度上可以解決高低頻之間的矛盾，但實(shí)現(xiàn)相對(duì)困難。因?yàn)槎啾吨芷诜ㄒA(yù)先確定一個(gè)恰當(dāng)?shù)谋稊?shù)N。而N的預(yù)先確定是比較困難的。如果N取的不當(dāng)，也會(huì)使檢測(cè)時(shí)間增長(zhǎng)或高頻時(shí)有較大的誤差。在本設(shè)計(jì)

31、中，對(duì)多倍周期法進(jìn)行了一定的改進(jìn)，并提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的N的算法，既可以自動(dòng)確定恰當(dāng)?shù)腘，又可以滿足高低頻信號(hào)的檢測(cè)要求。4.2 C語言編程 程序語言采用C語言編程，C語言在很多方面都可以用，不僅僅是在軟件開發(fā)上，各類科研都是需要用到C語言的。具體應(yīng)用比如我是學(xué)硬件的，單片機(jī)以及嵌入式系統(tǒng)都可以用C來開發(fā)。 C 語言發(fā)展如此迅速, 而且成為最受歡迎的語言之一,主要因?yàn)樗哂袕?qiáng)大的功能。許多著名的系統(tǒng)軟件, 如DBASE PLUS、DBASE 都是由C 語言編寫的。用C語言加上一些匯編語言子程序, 就更能顯示C 語言的優(yōu)勢(shì)了, 像PC- DOS 、WORDSTAR等就是用這種方法編寫的。 歸納起來C

32、語言具有下列特點(diǎn): 1. C是中級(jí)語言它把高級(jí)語言的基本結(jié)構(gòu)和語句與低級(jí)語言的實(shí)用性結(jié)合起來。C語言可以象匯編語言一樣對(duì)位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作, 而這三者是計(jì)算機(jī)最基本的工作單元。 2. C是結(jié)構(gòu)式語言結(jié)構(gòu)式語言的顯著特點(diǎn)是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化,即程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此獨(dú)立。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦? 便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。C 語言是以函數(shù)形式提供給用戶的,這些函數(shù)可方便的調(diào)用, 并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向, 從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。 3. C語言功能齊全C 語言具有各種各樣的數(shù)據(jù)類型, 并引入了指針概念,可使程序效率更高。另外C 語言也具有強(qiáng)大的圖形功能, 支持

33、多種顯示器和驅(qū)動(dòng)器。而且計(jì)算功能、邏輯判斷功能也比較強(qiáng)大,可以實(shí)現(xiàn)決策目的編游戲，編3D游戲，做數(shù)據(jù)庫，做聯(lián)眾世界，做聊天室，做PHOTOSHOP做FLASH，做3DMAX。 4. C語言適用范圍大C 語言還有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)就是適合于多種操作系統(tǒng), 如DOS、UNIX,也適用于多種機(jī)型。 C語言對(duì)操作系統(tǒng)和系統(tǒng)使用程序以及需要對(duì)硬件進(jìn)行操作的場(chǎng)合，用C語言明顯優(yōu)于其它解釋型高級(jí)語言，有一些大型應(yīng)用軟件也是用C語言編寫的。 C語言具有繪圖能力強(qiáng)，可移植性，并具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，因此適于編寫系統(tǒng)軟件，三維，二維圖形和動(dòng)畫。它是數(shù)值計(jì)算的高級(jí)語言。在本次設(shè)計(jì)中，用C語言編程，采用模塊化思想，將各

34、功能模塊寫入子程序，在主程序中加以調(diào)用。程序移植性好，且C語言面向?qū)ο螅^匯編語言簡(jiǎn)單，易懂。5 系統(tǒng)仿真及調(diào)試單片機(jī)系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是密不可分的，許多硬件錯(cuò)誤往往在軟件調(diào)試中發(fā)現(xiàn)和糾正。但是，通常是先排除明顯的硬件故障以后，再和軟件結(jié)合起來調(diào)試以進(jìn)一步排除故障。硬件的調(diào)試是基礎(chǔ)，如果硬件調(diào)試不能通過，軟件的調(diào)試則無從談起。 硬件的調(diào)試主要是把電路各種參數(shù)調(diào)整到符合設(shè)計(jì)要求。先排除硬件電路故障，包括設(shè)計(jì)性錯(cuò)誤和工藝性故障。一般原則是先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)。硬件靜態(tài)調(diào)試主要是檢測(cè)電路是否有短路、斷路、虛焊等，檢測(cè)芯片引腳焊接是否有錯(cuò)位，數(shù)碼管段位是否焊接正確。利用萬用表或邏輯測(cè)試儀器，檢查電路中的

35、各器件以及引腳是否連接正確，是否有短路故障。在通電前，一定要檢查電源電壓的幅值和極性，否則很容易造成集成塊損壞。加電后檢查各插件上引腳的電位，先查Vcc與GND之間的電位，正常范圍為4.85V。單片機(jī)AT89C52是系統(tǒng)的核心，利用萬用表檢測(cè)單片機(jī)電源引腳Vcc（40腳）為+5V，晶振是否正常工作（可用示波器測(cè)試，也可以用萬用表檢測(cè)兩引腳電壓一般在1.82.3V之間）、復(fù)位引腳RST（復(fù)位時(shí)為高電平，單片機(jī)工作時(shí)候?yàn)榈碗娖剑?、EA是否為高電平。6 元器件清單基于AT89C51單片機(jī)的LCD測(cè)速儀元件清單元件名稱型號(hào)數(shù)量/個(gè)用途單片機(jī)AT89C521控制核心晶振12Mhz1晶振電路電容30pf2

36、晶振電路電解電容20uf/10V1復(fù)位電路電源Vcc+9v南孚堿性電池1提供電源LCD顯示器LM016L 1顯示電路光斷續(xù)器OPTC1信號(hào)輸入電路電阻10k1復(fù)位電路電位器10k2調(diào)節(jié)電路按鍵1復(fù)位電路穩(wěn)壓器LM78051穩(wěn)定系統(tǒng)電壓 7 結(jié)語經(jīng)過兩個(gè)多月的努力，基于AT89C51的LCD測(cè)速儀設(shè)計(jì)終于完成。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，出現(xiàn)過很多的難題，但都在老師和同學(xué)的幫助下順利解決了，在不斷的學(xué)習(xí)過程中我體會(huì)到：寫論文是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，從最初剛寫論文時(shí)對(duì)測(cè)速儀問題的模糊認(rèn)識(shí)到最后能夠?qū)υ搯栴}有深刻的認(rèn)識(shí)，我體會(huì)到實(shí)踐對(duì)于學(xué)習(xí)的重要性。以前只是知曉理論，沒有經(jīng)過實(shí)踐考驗(yàn)，對(duì)知識(shí)的理解不夠明確。通

37、過這次的設(shè)計(jì)，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，總結(jié)出凡是需躬行，求學(xué)需嚴(yán)謹(jǐn)。從開始接到論文題目到設(shè)計(jì)方案的確定，再到論文文章的完成，頭腦中的設(shè)計(jì)思路慢慢清晰。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)，也有很多感觸。通過這次設(shè)計(jì)我學(xué)會(huì)了獨(dú)立的學(xué)習(xí)和探索，查看相關(guān)的資料和書籍，使自己的設(shè)計(jì)逐步完善起來，每一次改進(jìn)都使我收益頗豐。做設(shè)計(jì)需要有系統(tǒng)、連貫的思維方式和方法，對(duì)待要解決的問題，要耐心的去運(yùn)用已有的資源來充實(shí)自己。同時(shí)我也深刻的認(rèn)識(shí)到，在對(duì)待一個(gè)新事物時(shí)，一定要從整體考慮，完成一步之后再作下一步，這樣才能更加有效。雖然我的設(shè)計(jì)不是很成熟，還有很多不足之處，但是我付出了自己的勞動(dòng)，我相信只有經(jīng)歷過的人才會(huì)明白其中

38、的酸甜苦辣。這次做設(shè)計(jì)的經(jīng)歷也使我終身受益，我感受到做設(shè)計(jì)是要真正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程。在本次設(shè)計(jì)過程中，時(shí)間緊迫、任務(wù)重。尤其是對(duì)C語言以及相關(guān)芯片編程控制的不熟練，通過查詢大量的書籍文獻(xiàn)，借助網(wǎng)絡(luò)資源，和師兄學(xué)長(zhǎng)們一起交流，特別是得到輔導(dǎo)教師的大力支持，指導(dǎo)。經(jīng)過自己的摸索、研究，終于如期完成指導(dǎo)教師交給的任務(wù)。以上是對(duì)本次設(shè)計(jì)的功能及使用說明。誠(chéng)然，本次的這款設(shè)計(jì)產(chǎn)品還有許多亟待改進(jìn)的地方，包括功能上及軟件的設(shè)計(jì)上。這是一個(gè)基于51單片機(jī)的作品，現(xiàn)在看來可以改進(jìn)的地方很多，比如在體積上，可一選用更小封裝的單片機(jī)等。軟件方面可以采用嵌套功能等。 8 附錄附

39、錄1 實(shí)驗(yàn)仿真電路圖9 本設(shè)計(jì)總電路圖附錄2 源程序：#include "reg51.h"#include "intrins.h"sbit LCM_RS=P30;sbit LCM_RW=P31;sbit LCM_EN=P37;#define BUSY 0x80 /常量定義#define DATAPORT P1#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define L50uchar str016,str116,count;uint speed;unsigned long time;void d

40、delay(uint);void lcd_wait(void);void display();void initLCM();void WriteCommandLCM(uchar WCLCM,uchar BusyC);void STR();void account();void int0_isr(void) interrupt 0 /*遙控使用外部中斷0,接P3.2口*/ unsigned int temp;time=count; TR0=0;temp=TH0;temp=(temp << 8) | TL0); TH0=0x3c; TL0=0xaf;count=0; TR0=1;tim

41、e=time*50000+temp;void time0_isr(void) interrupt 1 /*遙控使用定時(shí)計(jì)數(shù)器1 */ TH0 =0x3c; TL0 =0xaf; count+;void main(void) TMOD=0x01; /*TMOD T0選用方式1(16位定時(shí)) */ IP|=0x01; /*INT0 中斷優(yōu)先*/ TCON|=0x11; /*TCON EX0下降沿觸發(fā),啟動(dòng)T0*/ IE|=0x83; TH0=0x3c; TL0=0xaf; initLCM(); WriteCommandLCM(0x01,1); /清顯示屏for(;)account();displa

42、y();void account()unsigned long a; if (time!=0)a=L*360000000/time;speed=a;void STR()str00='S'str01='p'str02='e' str03='e'str04='d'str05=' 'str06=(speed%100000)/10000+0x30;str07=(speed%10000)/1000+0x30;str08=(speed%1000)/100+0x30;str09='.'str010

43、=(speed%100)/10+0x30;str011=speed%10+0x30;str012='k'str013='m'str014='/'str015='h'/*延時(shí)K*1ms,12.000MHz*/void ddelay(uint k) uint i,j; for(i=0;i<k;i+) for(j=0;j<60;j+) ; /*寫指令到LCD子函數(shù)*/void WriteCommandLCM(uchar WCLCM,uchar BusyC) if(BusyC)lcd_wait();DATAPORT=WCLCM

44、; LCM_RS=0; /* 選中指令寄存器*/ LCM_RW=0; / 寫模式 LCM_EN=1;_nop_();_nop_();_nop_(); LCM_EN=0;/*寫數(shù)據(jù)到LCD子函數(shù)*/void WriteDataLCM(uchar WDLCM) lcd_wait( ); /檢測(cè)忙信號(hào)DATAPORT=WDLCM; LCM_RS=1; /* 選中數(shù)據(jù)寄存器 */ LCM_RW=0; / 寫模式 LCM_EN=1; _nop_();_nop_();_nop_(); LCM_EN=0;/*lcd內(nèi)部等待函數(shù)*/void lcd_wait(void) DATAPORT=0xff; /讀LC

45、D前若單片機(jī)輸出低電平,而讀出LCD為高電平,則沖突,Proteus仿真會(huì)有顯示邏輯黃色LCM_EN=1; LCM_RS=0; LCM_RW=1; _nop_(); _nop_();_nop_(); while(DATAPORT&BUSY) LCM_EN=0; _nop_(); _nop_(); LCM_EN=1; _nop_(); _nop_(); LCM_EN=0;/*LCD初始化子函數(shù)*/void initLCM( )DATAPORT=0;ddelay(15);WriteCommandLCM(0x38,0); /三次顯示模式設(shè)置，不檢測(cè)忙信號(hào) ddelay(5); WriteCo

46、mmandLCM(0x38,0); ddelay(5); WriteCommandLCM(0x38,0); ddelay(5); WriteCommandLCM(0x38,1); /8bit數(shù)據(jù)傳送，2行顯示，5*7字型，檢測(cè)忙信號(hào) WriteCommandLCM(0x08,1); /關(guān)閉顯示，檢測(cè)忙信號(hào) WriteCommandLCM(0x01,1); /清屏，檢測(cè)忙信號(hào) WriteCommandLCM(0x06,1); /顯示光標(biāo)右移設(shè)置，檢測(cè)忙信號(hào) WriteCommandLCM(0x0c,1); /顯示屏打開，光標(biāo)不顯示，不閃爍，檢測(cè)忙信號(hào)/*顯示指定坐標(biāo)的一個(gè)字符子函數(shù)*/void DisplayOneChar(uchar X,uchar Y,uc