單片機自行車速度行程測試儀1

1、單片機自行車速度/行程測試儀摘要目前自行車已成為人們娛樂、休閑、鍛煉的首選，尤其是對于用來鍛煉的人們，自行車速度/行程測試儀能讓他們清楚地知道當前的速度、行程等物理量，更好的用于鍛煉。本論文主要闡述一種基于霍爾元件的自行車速度/行程測試儀的設計。以 at89c51 單片機為核心，a44e 霍爾傳感器測轉數(shù)，實現(xiàn)對自行車速度/行程的測量統(tǒng)計。該速度/行程測試儀能將傳感器輸入到單片機的脈沖信號的寬度實時地測量出來，然后通過單片機計算出速度和行程，再將所得的數(shù)據(jù)存儲到串口數(shù)據(jù)存儲器，采用cat24wc32 實現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時候保存速度和行程信息，并由串口液晶顯示模塊實時顯示出所測速度和行程。本設計介

2、紹了自行車速度/行程測試儀的硬件電路和軟件設計。硬件部分利用霍爾元件將自行車每轉一圈的脈沖數(shù)傳入單片機系統(tǒng)，然后單片機系統(tǒng)將信號經(jīng)過處理送顯示。軟件部分用c語言進行編程，采用模塊化設計思想。該系統(tǒng)硬件電路簡單，子程序具有通用性，完全符合設計要求。關鍵詞：速度/行程；霍爾元件；單片機；液晶顯示bicycle speed/trip tester by scmabstractnow the bicycle has become the first choice of entertainmenting and exercising. especially for people to exercise，

3、the bicycle speed/trip can fulfill the basic need of peoples life, so that they can learn the speed and the mileage of the bicycle. in these paper, the bicycle speed/trip design based on the hall element is elaborated. by at89c51 as kernel, using a44e hall element to measure revolution, the measure

4、and statistic are achieved. the range informations are saved by cat24wc32 when the power is off, the bicycle speed can be displayed on lcd. in this article, the hardware circuit and software design of bicycle speed/trip instrument are introduced in detail. about the hardware, the pulse number is tra

5、nsmitted of one cycle of the bicycle into single chip microcomputer system. then the signal processed by single chip microcomputer system is sent to display scream. about the software, in assemble language, the program is designed in the mode of modules. the system has simple hardware, common sub-pr

6、ogram, and meet the demand of design.key words: speed/trip; hall element; single chip microcomputer; lcd目 錄摘要iabstractii第1章 緒 論11.1 課題研究的目的11.2 課題的主要任務及內容1第2章 自行車速度/行程測試儀總體方案設計22.1 任務分析與實現(xiàn)22.2 自行車速度/行程測試儀硬件方案設計22.2.1 整體方案論證22.2.2 系統(tǒng)的組成32.2.3 系統(tǒng)的原理框圖32.3 自行車速度/行程測試儀軟件方案設計4第3章 單片機at89c51簡介53.1 單片機的組成和

7、特點53.1.1 單片機的組成53.1.2 單片機的特點53.2 單片機的發(fā)展史63.3 單片機的發(fā)展趨勢63.4 單片機的應用73.5 at89c51的主要特性和實物圖73.6 at89c51的引腳功能介紹93.7 單片機定時/計數(shù)功能介紹11第4章 測速傳感器的選型124.1 開關型霍爾傳感器的工作原理124.2a44e集成開關型霍爾傳感器介紹134.3 傳感器的檢測原理和檢測電路14第5章 整體硬件電路設計155.1 單片機最小系統(tǒng)設計155.2 傳感器檢測電路的設計165.3 電源電路的設計175.4 鍵盤電路的設計175.5 復位電路的設計185.6 時鐘晶振電路的設計195.7 外

8、部存儲電路的設計205.7.1 存儲器cat24wc32概述205.7.2 cat24wc32引腳功能介紹215.7.3 ic總線協(xié)議介紹225.7.4 cat24wc32和at89c51的硬件連接設計235.8 lcd顯示電路的設計245.8.1 lcd1602引腳功能介紹245.8.2 lcd1602的指令介紹255.8.3 lcd顯示電路285.9 聲光報警電路的設計29第6章 整體軟件設計306.1 軟件設計概述306.2 整體程序設計306.3 中斷子程序的設計326.4 數(shù)據(jù)處理子程序的設計336.4.1 速度計算子程序的設計336.4.2 行程計算子程序的設計336.5 顯示子程

9、序的設計346.6ic協(xié)議下讀/寫eprom程序的設計35結論與展望36致 謝37參考文獻38附 一 整體硬件原理圖39附 二 程序清單40外文原文43中文翻譯52第1章 緒 論隨著超大規(guī)模集成電路技術提高，尤其是單片機應用技術以其功能強大，價格低廉的顯著特點，使全數(shù)字化測量轉速系統(tǒng)得以廣泛應用。本論文在此基礎上，對單片機自行車速度/行程測試儀的硬件和編程作一簡單的分析和研究。單片機突出的特點是體積小，功耗低，精簡指令集，抗干擾性好，可靠性高，有較強的模擬接口，代碼保密性好。外圍電路更少，因而得到了廣泛的應用。另外其較少的指令及較強的實用功能更為許多單片機的初學者之首選品牌。單片機指令少，pi

10、c中檔系列單片機共有35條指令，非常有利于記憶和掌握，指令為單字節(jié)，占用程序存儲器的空間小，而且中檔系列單片機每一條指令為14位，前6位存操作指令，后8位存操作數(shù)，大部分芯片有其兼容的flash程序存儲器的芯片，支持低電壓擦寫，擦寫速度快，允許多次擦寫，程序修改方便?；趩纹瑱C以上特點使其在現(xiàn)代工業(yè)占據(jù)了舉足輕重的位置。其中利用單片機設計自行車速度/行程測試儀就是特例之一。本設計以at89c51為核心，通過a44e集成開關型霍爾傳感器來檢測自行車的轉軸運轉情況進而實現(xiàn)對自行車速度/行程的測量，最后用lcd能直觀的將速度和行程顯示給用戶，并且在速度高于一定的值時可以自動向用戶報警，實現(xiàn)速度的實時

11、測量。1.1 課題研究的目的轉速的測量方法很多，而模擬量的采集和模擬量處理一直是轉速測量的主要方法。目前這種測量方法已不能適應現(xiàn)代化科技發(fā)展的要求。隨著大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，使得全數(shù)字測試儀越來越普及，其轉速測試儀也可以全數(shù)字化處理。在測量范圍和測量精度方面都有很大提高。因此，本次設計的目的是：在自行車上，利用at89c51系列單片機設計一種全數(shù)字化的速度/行程測試儀，并從提高測量精度的角度出發(fā)，分析討論其產(chǎn)生誤差的可能原因，為今后的實際使用提供參考。本設計以單片機為中心，設計全數(shù)字化的自行車速度/行程測試儀。這個測試儀采用全數(shù)字化結構，操作使用方便，能夠精確的為用戶提供速度和行程的

12、數(shù)值。1.2 課題的主要任務及內容本設計的這個系統(tǒng)以單片機at89c51為控制核心，用a44e集成開關型霍爾傳感器作為測量轉速和行程的檢測元件，經(jīng)過單片機的數(shù)據(jù)處理，用lcd1602液晶顯示模塊顯示速度和行程。本設計的速度和里程值采用8位顯示，并包含兩個小數(shù)位。速度和里程值可單獨顯示，測量值誤差小于1%。超速行駛（設置限速參數(shù)）時，能自動發(fā)出聲光報警。具體的硬件電路包括電源電路、轉速傳感器檢測電路以及l(fā)cd顯示電路等。軟件設計包括：芯片的初始化程序、顯示子程序等，軟件采用c語言編寫，軟件設計的思想主要是自頂向下，模塊化設計，各個子模塊逐一設計。 第2章 自行車速度/行程測試儀總體方案設計2.1

13、 任務分析與實現(xiàn)本設計的任務是：以at89c51單片機為處理核心，用a44e集成開關型霍爾傳感器將車輪的轉數(shù)轉換為電脈沖，轉變成標準信號后，送入單片機計算處理。速度和里程的測量，是經(jīng)過at89c51單片機的定時/計數(shù)器測出總的脈沖數(shù)和每轉一圈的時間，再經(jīng)過單片機的計算得出，其結果通過lcd顯示器顯示出來。并采用cat24wc32 實現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時候保存速度和里程信息。本系統(tǒng)總體思路如下：假定輪圈的周長為l，在輪圈上安裝m個永久磁鐵，則測得的里程值最大誤差為l/m。經(jīng)綜合分析，本設計中取m=1。當輪子每轉一圈，通過開關型霍爾元件傳感器采集到一個脈沖信號，并從引腳p3.2中斷0端輸入，傳感器每獲

14、取一個脈沖信號即對系統(tǒng)提供一次計數(shù)中斷。每次中斷代表車輪轉動一圈，中斷數(shù)n輪圈的周長為l的乘積為里程值。計數(shù)器t1計算每轉一圈所用的時間t，就可以計算出即時速度v。并有液晶顯示器對速度和里程進行同時顯示，若自行車超速，系統(tǒng)發(fā)出報警信號，指示燈亮，蜂鳴器發(fā)出報警聲音。要求達到的各項指標及實現(xiàn)方法如下：1. 利用霍爾傳感器產(chǎn)生里程數(shù)的脈沖信號。2. 對脈沖信號進行計數(shù)。實現(xiàn)：利用單片機自帶的計數(shù)器t1對霍爾傳感器脈沖信號進行計數(shù)。3. 對數(shù)據(jù)進行處理，要求用lcd顯示里程總數(shù)和即時速度。實現(xiàn)：利用軟件編程，對數(shù)據(jù)進行處理得到需要的數(shù)值。最終實現(xiàn)目標：自行車的速度/行程測試儀里具有速度、里程測試與顯

15、示功能，采用單片機作控制，顯示電路可同時顯示速度和里程。2.2 自行車速度/行程測試儀硬件方案設計2.2.1 整體方案論證測速，首先要解決是采樣的問題。使用單片機進行測速，可以使用簡單的脈沖計數(shù)法。只要轉軸每旋轉一周，產(chǎn)生一個或固定的多個脈沖，將脈沖送入單片機中進行計算，即可獲得轉速的信息。常用的測速元件有霍爾傳感器、光電傳感器和光電編碼器。里程測量傳感器的選擇也有以下幾種方案：使用光敏電阻對里程進行測量、利用編碼器對車輪的圈數(shù)進行測量、利用霍爾傳感器對里程進行測量、利用干簧管型傳感器測量里程。光敏電阻對光特別敏感，當白天行駛時，外界光源將導致光敏電阻發(fā)出錯誤信號；光敏電阻對環(huán)境的要求相當高，

16、如果光敏或發(fā)光二極管被泥沙或灰塵所覆蓋，光敏電阻就不能再進行準確測量；而編碼器必須安裝在車軸上，安裝較為復雜；霍爾元件或干簧管不但不受天氣的影響，即使被泥沙或灰塵覆蓋也不會有影響，而且安裝方便。所以本設計采用霍爾元件對里程與速度進行測量，既簡單易行，又經(jīng)濟適用。使用霍爾傳感器獲得脈沖信號，其機械結構也可以做得較為簡單，只要在轉軸的齒輪盤上粘上一粒磁鋼，霍爾元件固定在前叉上，當車子轉動時霍爾元件靠近磁鋼，就有信號輸出，轉軸旋轉時，就會不斷地產(chǎn)生脈沖信號輸出。如果在齒輪盤上粘上多粒磁鋼，可以實現(xiàn)旋轉一周，獲得多個脈沖輸出。在粘磁鋼時要注意，霍爾傳感器對磁場方向敏感，粘之前可以先手動接近一下傳感器，

17、如果沒有信號輸出，可以換一個方向再試。這種傳感器不怕灰塵、油污，在工業(yè)現(xiàn)場應用廣泛?；魻杺鞲衅魇菍Υ琶舾械膫鞲性Ｓ糜谛盘柌杉挠衋44e。由a44e采樣，經(jīng)單片機將該處理的數(shù)據(jù)處理后，在lcd顯示屏上顯示出來，并設置轉速的上限值，一旦超速，單片機就通過報警器發(fā)出聲光報警。2.2.2 系統(tǒng)的組成單片機自行車速度/行程測試儀系統(tǒng)由傳感器、單片機、顯示器和報警器四部分組成。傳感器采用霍爾傳感器將低速物體的轉速轉化為脈沖信號，處理器采用at89c51單片機，計算器采用單片機內部的計數(shù)器完成脈沖信號的計數(shù)，顯示器采用lcd1602液晶顯示模塊進行顯示，報警器采用聲光報警器。系統(tǒng)組成框圖如圖2-1所

18、示：自行轉軸軸霍爾傳感器89c51單片機lcd顯示器聲光報警器圖2-1 系統(tǒng)組成框圖2.2.3 系統(tǒng)的原理框圖整個系統(tǒng)以at89c51單片機為核心，簡單的原理框圖如圖2-2所示。at89c51鍵盤霍爾傳感器霍爾傳感器外部存儲器cat24wc32外部存儲器cat24wc32lcd1602里程顯示速度顯示lcd1602 速度顯示里程顯示聲光報警器聲光報警器電 源 電 路圖2-2 系統(tǒng)的原理框圖2.3 自行車速度/行程測試儀軟件方案設計通過軟件控制單片機是單片機的主要特點和優(yōu)點，程序的設計要考慮合理性和可讀性，遵循模塊化設計的原則，采用自頂向下的設計方法。模塊化設計使程序的可讀性好、修改及完善方便。

19、軟件設計包括主程序、行車過程中里程和速度計算子程序、中斷服務子程序、顯示子程序等等。中斷子程序是將傳感器產(chǎn)生的信號接入外部中斷0，利用中斷和定時器對分別對里程進行累加、每轉一周的時間進行測量。數(shù)據(jù)處理子程序是將進入單片機的脈沖信號與實際要顯示值之間有一定的對應關系，經(jīng)過軟件編程顯示所需要的值。并在程序開始階段設置一個v的報警值vo，當v超過vo時，程序會驅動p2.3口，讓報警器工作。顯示子程序是將數(shù)據(jù)處理的結果送顯示器顯示。系統(tǒng)軟件總體流程圖如圖2-3所示。開始初始化p1.0=1？?ny計算里程s和速度vv=vo ?y報 警顯示里程s和速度v n圖2-3 系統(tǒng)軟件總體流程圖第3章 單片機at8

20、9c51簡介單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器cpu隨機存儲器ram、只讀存儲器rom、多種i/o口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、a/d轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。3.1 單片機的組成和特點3.1.1 單片機的組成單片機的基本結構可用圖3-1所示的方框圖描述。包括：中央處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、并行輸入/輸出端口、串行輸入/輸出端口、定時/計數(shù)器、系統(tǒng)時鐘。圖3-1 單片機的基本結構以上只是單片機的基本結構，現(xiàn)代的單片機又加入了許多新的功能部件，如

21、模擬/數(shù)字轉換器(adc)、數(shù)字/模擬轉換器（dac）、溫度傳感器、液晶驅動器、電壓監(jiān)控、“看門狗”電路、抵押檢測電路等。3.1.2 單片機的特點單片機除了具備體積小、價格低、性能強大、速度快、用途廣、靈活性強、可靠性高等優(yōu)點外，它與通用微型計算機相比，在硬件結構和指令功能方面還有以下獨特之處。 存儲器rom和ram嚴格分工 采用面向控制的指令系統(tǒng) 輸入/輸出端口引腳具有復用功能 品種規(guī)格的系列化硬件功能具有廣泛的通用性3.2 單片機的發(fā)展史在1970年微型計算機研制成功之后，單片機微型計算機就隨之出現(xiàn)了。1976年，intel公司首先推出了mcs-48系列的單片微型計算機，它具有體積小、功能

22、全、價格低等特點，獲得廣泛的應用，為單片機的發(fā)展奠定了基礎。單片機的發(fā)展歷史大致可分為三個階段。第一階段（19761978年）：以intel公司的mcs-48系列為代表，此單片微型計算機具有8位cpu、并行i/o端口、8位時序同步計數(shù)器，尋址范圍不大于4kb，但沒有串口。第二階段（19781982年）：高性能單片微型計算機階段，如intel公司的mcs-51系列、motorola公司的6801和zilog公司的z-8等。該類單片微型計算機具有串口、多級中斷處理系統(tǒng)和16位時序同步計數(shù)器，ram、rom容量加大，尋址范圍可達64kb，有的芯片還有a/d轉換接口。第三階段（1982至今）：8位單片

23、微型計算機改良型及16與32位單片微型計算機階段，如intel公司的16位單片機mcs-96系列，32位單片機arm系列。intel公司開發(fā)的mcs-51系列單片機，其代表芯片包括8051、8031、8052、8032、8751和8752，這些統(tǒng)稱為51系列單片機。到目前為止，世界各地廠商研制出大約50個系列、300多個品種的單片機產(chǎn)品。其中有motorola公司的6801、6802，zilog公司的z-8系列，rockwell公司的6501、6502等，nec公司、日立公司及epson公司等也相繼推出了各具特色的單片機產(chǎn)品。盡管目前單片機的品種繁多，但其中最具典型性的仍當屬intel公司的m

24、cs-51系列單片機，mcs-51系列單片機應用非常廣泛，是單片機的主流機型。國內尤以mcs-51系列單片機應用最為廣泛。3.3 單片機的發(fā)展趨勢現(xiàn)在可以說單片機是百花齊放，百家爭鳴的時期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應有盡有，有與主流c51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補，為單片機的應用提供廣闊的天地?？v觀單片機的發(fā)展過程，可以預示單片機的發(fā)展趨勢，大致有：1、低功耗cmos化mcs-51系列的8031推出時的功耗達630mw，而現(xiàn)在的單片機普遍都在100mw左右，隨著對單片機功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機制造商基本都采

25、用了cmos(互補金屬氧化物半導體工藝)。象80c51就采用了hmos(即高密度金屬氧化物半導體工藝)和chmos(互補高密度金屬氧化物半導體工藝)。cmos雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而chmos則具備了高速和低功耗的特點，這些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應用場合。所以這種工藝將是今后一段時期單片機發(fā)展的主要途徑。2、微型單片化現(xiàn)在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器(cpu)、隨機存取數(shù)據(jù)存儲(ram)、只讀程序存儲器(rom)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強型的單片機集成了如a/d轉換器、pmw(脈寬調制電路)、

26、wdt(看門狗)、有些單片機將lcd(液晶)驅動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機包含的單元電路就更多，功能就越強大。甚至單片機廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機芯片。此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機除了功能強和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機都具有多種封裝形式，其中smd(表面封裝)越來越受歡迎，使得由單片機構成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。3、主流與多品種共存現(xiàn)在雖然單片機的品種繁多，各具特色，但仍以80c51為核心的單片機占主流，兼容其結構和指令系統(tǒng)的有philips公司的產(chǎn)品，atmel公司的產(chǎn)品和中國臺灣的winbond系列單

27、片機。所以c8051為核心的單片機占據(jù)了半壁江山。而microchip公司的pic精簡指令集(risc)也有著強勁的發(fā)展勢頭，中國臺灣的holtek公司近年的單片機產(chǎn)量與日俱增，與其低價質優(yōu)的優(yōu)勢，占據(jù)一定的市場分額。此外還有motorola公司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專用單片機。在一定的時期內，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個單片機一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補，相輔相成、共同發(fā)展的道路。3.4 單片機的應用 工業(yè)控制：單片機的結構特點決定了它特別適用于各種控制系統(tǒng)。它既可以作單機控制器，也可作為多級控制的前沿處理機用于控制系統(tǒng)，應用領域相當廣泛。 智能化的儀器儀表：單片機用于包括溫度、濕

28、度、流量、流速、電壓、頻率、功率、厚度、角度、長度、硬度、元素測定等和各類儀器儀表中，使儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化、功能大大提高。 日常生活中的電器產(chǎn)品：單片機可用于電子秤、錄像機、彩電、洗衣機、高級電子玩具、冰箱、照相機、家用多功能報警器等。 計算機網(wǎng)絡與通信方面：單片機可用bit bus、can、以太網(wǎng)等構成分布式網(wǎng)絡的系統(tǒng)，還可以用于調制解調器、各種智能通信設備（例如小型背負式通信機、列車無線通信等）、無線遙控系統(tǒng)等。 計算機外部設備：單片機可以用于溫氏硬盤驅動器、微型打印機、圖形終端、crt顯示器等。3.5 at89c51的主要特性和實物圖at89c51是美國atmel公司生產(chǎn)的低

29、電壓，高性能cmos 8位單片機，片內含4k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（eprom）和128 字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，與標準mcs-51指令系統(tǒng)及8051產(chǎn)品引腳兼容，片內置通用8位中央處理器（cpu）和flash存儲單元，功能強大的at89c51單片機適合于許多較為復雜控制場合應用，可靈活應用于各種控制領域。at89c51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。它的實物圖如圖3-2所示。它的主要特性如下：圖3-2 at89c51的實物圖與mcs-51 兼容 4k字節(jié)可編程閃爍存儲器壽命：1000

30、寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10年全靜態(tài)工作：0hz-24hz三級程序存儲器鎖定128*8位內部ram32可編程i/o線兩個16位定時器/計數(shù)器5個中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內振蕩器和時鐘電路 3.6 at89c51的引腳功能介紹at89c51單片機為40引腳雙列直插式封裝。其引腳排列和邏輯符號如圖3-3所示。圖3-3 at89c51的引腳圖各引腳功能簡單介紹如下：vcc：供電電壓。gnd：接地。p0口：p0口為一個8位漏級開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當p1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在

31、fiash編程時，p0 口作為原碼輸入口，當fiash進行校驗時，p0輸出原碼，此時p0外部必須被拉高。p1口：p1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在flash編程和校驗時，p1口作為第八位地址接收。p2口：p2口為一個內部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個ttl門電流，當p2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。p2口

32、當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，p2口輸出其特殊功能寄存器的內容。p2口在flash編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。p3口：p3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個ttl門電流。當p3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。p3口也可作為at89c51的一些特殊功能口，如下表3.1所示：表3.1 p3口引腳與第二功能引腳第二功能信號名稱p3.0rxd

33、串行數(shù)據(jù)接收p3.1txd串行數(shù)據(jù)接收p3.2外部中斷0申請p3.3外部中斷1申請p3.4t0定時/計數(shù)器0的外部輸入p3.5t1定時/計數(shù)器1的外部輸入p3.6外部ram寫選通p3.7外部ram讀選通注：p3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。rst：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持rst腳兩個機器周期的高電平時間。ale/prog：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每

34、當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時， ale只有在執(zhí)行movx，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無效。/psen：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/psen信號將不出現(xiàn)。/ea/vpp：當/ea保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000h-ffffh），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/ea將內部鎖定為reset；當/ea端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在

35、flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。xtal2：來自反向振蕩器的輸出。xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，xtal2應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。整個perom陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ale管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復

36、編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，at89c51設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，cpu停止工作。但ram，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存ram的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。3.7 單片機定時/計數(shù)功能介紹at89c51單片機定時/計數(shù)器的工作由兩個特殊功能寄存器控制。tmod用于設置其工作方式；tcon用于控制其啟動和中斷請求。1.工作方式寄存器tmod工作方式寄存器tmod用于設置定時/計數(shù)器的工作方式。gate：門控位。gate=0時，只要用軟件使tcon中的tr0或

37、tr1為1，就可以啟動定時/計數(shù)器工作；gate=1時，要用軟件tr0或tr1為1，同時外部中斷引腳或也為高電平時，才能啟動定時/計數(shù)器工作。：定時/計數(shù)模式選擇位。=0為定時模式； =1為計數(shù)模式。m1m2：工作方式設置位。定時/計數(shù)器有4種工作方式，由m1m2進行設置。本次設計tmod為90h，即選通定時/計數(shù)器1、定時功能、工作方式1。工作方式16位定時/計數(shù)器。2.控制寄存器tcontf1（tcon.7）定時/計數(shù)器t1溢出中斷請求標志位。定時/計數(shù)器t1計數(shù)溢出時由硬件自動置tf1為1。cpu響應中斷后tf1由硬件自動清零。t1工作時，cpu可隨時查詢tf的狀態(tài)。所以，tf1可用作查

38、詢測試的標志。tf1也可以用軟件置1或清零，同硬件置1或清零的效果一樣。tr1（tcon.6）定時/計數(shù)器t1運行控制位。tr1置1時時，定時/ 計數(shù)器t1開始工作；tr1置0時，定時/計數(shù)器t1停止工作。tr1由軟件置1或清0。tf0（tcon.5）：定時/計數(shù)器t0溢出中斷請求標志位。tr0（tcon.4）：定時/計數(shù)器t0運行控制位。第4章 測速傳感器的選型自行車速度/行程測試儀的傳感器電路設計是硬件電路設計的基礎部分，但也是最為關鍵的部分。它包括信號的捕獲、放大、整形和傳送等。傳感器是獲取自然或生產(chǎn)領域中信息的關鍵器件，是現(xiàn)代信息系統(tǒng)和各種設備不可缺少的信息采集工具。磁傳感器是一種將磁學量信號轉變?yōu)殡娦盘柕钠骷蜓b置。隨著信息產(chǎn)業(yè)、工業(yè)自動化、醫(yī)療儀器等的飛速發(fā)展和計算機應用的普及，需要大量的傳感器將被測或被控的非電信號轉換成可與計算機兼容的電信號。作為輸入信號，這就給磁傳感器的快速發(fā)展提供了機遇，形成了磁傳感器的產(chǎn)業(yè)。其中最具代表的磁傳感器就是