基于單片機(jī)的自行車測速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課件

基于單片機(jī)的自行車測速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的自行車測速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1摘要：

隨著居民生活水平的不斷提高，自行車不再僅僅是普通的運(yùn)輸、代步的工具，而是成為人們娛樂、休閑、鍛煉的首選。自行車的速度里程表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、里程等物理量。因此愛好自行車運(yùn)動(dòng)的人十分需要一款能測速的裝置，以知道自己的運(yùn)動(dòng)情況，并根據(jù)外界條件，如溫度，風(fēng)速等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以達(dá)到最佳運(yùn)動(dòng)的效果。本論文主要闡述一種基于霍爾元件的自行車速度里程表的設(shè)計(jì)。以AT89C52單片機(jī)為核心，A44E霍爾傳感器測轉(zhuǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對自行車?yán)锍?速度的測量統(tǒng)計(jì)，采用24C02實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存里程信息，并能將自行車的里程數(shù)及速度用LED實(shí)時(shí)顯示。文章詳細(xì)介紹了自行車的速度里程表的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。硬件部分利用霍爾元件將自行車每轉(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)過處理送入顯示。軟件部分用匯編語言進(jìn)行編程，采用模塊化設(shè)計(jì)思想。該系統(tǒng)硬件電路簡單，子程序具有通用性，更符合設(shè)計(jì)要求。摘要：隨著居民生活水平的不斷提高，自行2電路設(shè)計(jì)整體概述：

自行車的速度里程表的硬件電路設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)部分，它包括信號(hào)的捕獲、放大、整形，單片機(jī)的計(jì)算處理，數(shù)碼管的實(shí)時(shí)顯示和單片機(jī)外圍基本電路的設(shè)計(jì)，兩大主要器件就是傳感器和單片機(jī)。本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的原理框圖如圖3.1所示。

電路設(shè)計(jì)整體概述：自行車的速度里程表的硬件電路設(shè)3電路圖設(shè)計(jì)思路：本設(shè)計(jì)的思路是：以通用MCS-52單片機(jī)為處理核心，用傳感器將車輪的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為電脈沖，用過霍爾傳感器進(jìn)行處理后送入單片機(jī)。里程及速度的測量，是經(jīng)過MCS-52的定時(shí)/計(jì)數(shù)器測出總的脈沖數(shù)和每轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間，再經(jīng)過單片機(jī)的計(jì)算得出速度和里程的數(shù)據(jù)，通過LED顯示器顯示出來。電路圖設(shè)計(jì)思路：本設(shè)計(jì)的思路是：以通用MCS-52單片機(jī)為處4本系統(tǒng)總體思路：假定輪圈的周長為L，在輪圈上安裝m個(gè)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(shè)計(jì)中取m=1。當(dāng)輪子每轉(zhuǎn)一圈，通過開關(guān)型霍爾元件傳感器采集到一個(gè)脈沖信號(hào)，并從引腳P3.2中斷0端輸入，傳感器每獲取一個(gè)脈沖信號(hào)即對系統(tǒng)提供一次計(jì)數(shù)中斷。每次中斷代表車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，中斷數(shù)n和周長L的乘積為里程值。計(jì)數(shù)器T1計(jì)算每轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間t，就可以計(jì)算出即時(shí)速度v。當(dāng)里程鍵按下時(shí)，里程指示燈亮，LED切換顯示當(dāng)前里程;當(dāng)速度鍵按下時(shí)，速度指示燈亮，LED切換顯示當(dāng)前速度。本系統(tǒng)總體思路：假定輪圈的周長為L，在輪圈上安裝m個(gè)永久磁鐵5系統(tǒng)總體流程：本次設(shè)計(jì)包括主程序、行車過程中里程和速度計(jì)算子程序、延時(shí)子程序、中斷服務(wù)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(hào)接入外部中斷0，將經(jīng)過74LS74分頻后的信號(hào)接入外部中斷1，利用中斷和定時(shí)器分別對里程進(jìn)行累加，每轉(zhuǎn)一周的時(shí)間進(jìn)行測量。數(shù)據(jù)處理子程序是將進(jìn)入單片機(jī)的脈沖信號(hào)與實(shí)際要顯示值之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過軟件編程顯示所需要的值。顯示子程序是將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果送顯示器顯示。

系統(tǒng)軟件總體流程圖如下圖所示

。系統(tǒng)總體流程：本次設(shè)計(jì)包括主程序、行車過程中里程和速度計(jì)算子6流程圖：流程圖：7總體程序設(shè)計(jì)：在主程序模塊中，需要完成對各接口芯片的初始化、自行車?yán)锍毯退俣鹊某跏蓟?、中斷向量的設(shè)計(jì)以及開中斷、循環(huán)等待等工作。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，低電平有效。P3.0是用于里程和速度切換的，低電平為顯示速度，高電平為顯示里程。中斷0是對輪子圈數(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)低電平脈沖。將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計(jì)算和判斷出行駛里程數(shù)。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)經(jīng)二分頻后形成。這樣，每次定時(shí)器T1的開啟時(shí)間剛好為轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間，根據(jù)輪子的周長就可以計(jì)算出自行車的速度。其程序流程如圖所示?？傮w程序設(shè)計(jì)：在主程序模塊中，需要完成對各接口芯片的初始化、8主程序流程圖：主程序流程圖：9霍爾傳感器：傳感器的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感原件和轉(zhuǎn)換元件組成”。

本次設(shè)計(jì)信號(hào)的捕獲采用的是霍爾傳感器?；魻柶骷哂性S多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便、功耗小、頻率高（可達(dá)1MHz）、耐震動(dòng)、不怕灰塵、油污、水汽及煙霧等的污染或腐蝕?；魻柧€性器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點(diǎn)、無磨損、輸出波形清晰、無抖動(dòng)、無回跳、位置重復(fù)精度高。取用各種補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件工作溫度范圍寬，可達(dá)－55℃～150℃。霍爾傳感器：傳感器的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的10霍爾傳感器的測量原理：霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)制成的一種磁場傳感器。在置于磁場中的導(dǎo)體或半導(dǎo)體通入電流I，若電流垂直磁場B，則在與磁場和電流都垂直的方向上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)電勢差Uh，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。利用霍爾效應(yīng)制成的元件稱為霍爾元件。因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡單、頻率響應(yīng)寬、靈敏度高、測量線性范圍大、抗干擾能力強(qiáng)以及體積小、使用壽命長等一系列特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于測量、自動(dòng)控制及信息處理等領(lǐng)域。這也是本次設(shè)計(jì)選擇霍爾傳感器的原因。霍爾傳感器的測量原理：霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)制成的一種磁場11單片機(jī)：

單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器（CPU），存儲(chǔ)器（RAM,ROM,EPROM）和各種輸入、輸出接口（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，并行I/O口，串行口，A/D轉(zhuǎn)換器以及脈寬調(diào)制器PWM等），這樣一塊集成電路芯片具有一臺(tái)計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡稱單片機(jī)。

單片機(jī)是本次設(shè)計(jì)的核心部件，它是信號(hào)從采集到輸出的橋梁，而且包括計(jì)算、定時(shí)、信息處理等功能。在設(shè)計(jì)中選用的是AT89C52單片機(jī)。單片機(jī)的各個(gè)引腳功能及中斷系統(tǒng)和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器功能再次不多作介紹。單片機(jī)：單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理12存儲(chǔ)器本次設(shè)計(jì)采用的24C02是為了防止掉電時(shí)里程數(shù)據(jù)的丟失，由于24C02的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳輸數(shù)據(jù)，所以只用兩根線SCL和SDA與單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。在軟件編程時(shí)采用

程序包來控制24C02發(fā)送或接受數(shù)據(jù)。24C02管腳圖存儲(chǔ)器本次設(shè)計(jì)采用的24C02是為了防止掉電時(shí)里程數(shù)據(jù)的丟失1374LS74芯片:74LS74是D觸發(fā)器的一種,它是一個(gè)具有記憶功能的二進(jìn)制信息存儲(chǔ)器件，是構(gòu)成多種時(shí)序電路的最基本邏輯單元。觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，即“0”和“1”，在一定的外界信號(hào)作用下，可以從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。由于其狀態(tài)的更新發(fā)生在CP脈沖的邊沿，故又稱之為上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器，D觸發(fā)器的狀態(tài)只取決于時(shí)鐘到來前D端的狀態(tài)。引腳圖如圖所示。74LS74芯片:74LS74是D觸發(fā)器的一種,它是一個(gè)具有14本題目中74LS74芯片起分頻的作用。當(dāng)車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器輸出一個(gè)低電平脈沖，通過74LS74進(jìn)行二分頻后，定時(shí)器T1的開啟時(shí)間為車輪轉(zhuǎn)1圈的時(shí)間，這樣就可以算出自行車的速度。分頻前后對比圖如圖所示。由圖可見，二分頻后的波形的高或低電平的時(shí)間正好是霍爾傳感器開關(guān)的一個(gè)周期，霍爾傳感器輸出脈沖到

，即P3.2口接收到對圈數(shù)計(jì)數(shù)的脈沖。經(jīng)74LS74二分頻后的信號(hào)輸入到

，內(nèi)部定時(shí)計(jì)數(shù)器測得每轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間，通過計(jì)算即可得里程值和即時(shí)速度。本題目中74LS74芯片起分頻的作用。當(dāng)車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳1574LS244芯片:本次設(shè)計(jì)采用的驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管芯片為74LS244，74LS244為三態(tài)輸出的八位緩沖器和線驅(qū)動(dòng)器，若單片機(jī)輸出口直接接顯示部分電路，則電流太小，會(huì)導(dǎo)致顯示部分不能正常工作。所以在單片機(jī)輸出口先接入驅(qū)動(dòng)芯片74LS244，增大電流，使LED能夠正常工作。它由2組組成，每組由四路輸入、輸出構(gòu)成。每組有一個(gè)控制端高或低電平?jīng)Q定該組數(shù)據(jù)被接通還是斷開。74LS244芯片:本次設(shè)計(jì)采用的驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管芯片為74LS216顯示電路的設(shè)計(jì):本設(shè)計(jì)中采用LED數(shù)碼管顯示。LED顯示器有兩種不同的形式：一種是發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極LED顯示器；另一種是發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極LED顯示器。本次設(shè)計(jì)采用共陰極接法。P2.0、P2.1、P2.2、P2.3信號(hào)一起組成位選通的位選信號(hào)，P0.0～P0.6信號(hào)一起組成段碼選通的段選信號(hào)，通過軟件編程，先把所要顯示的數(shù)據(jù)放入存儲(chǔ)單元，然后把數(shù)據(jù)送入段選通對應(yīng)的地址，再選通另一個(gè)LED，逐步完成四個(gè)LED的顯示。顯示電路的設(shè)計(jì):本設(shè)計(jì)中采用LED數(shù)碼管顯示。LED顯示器有17顯示程序的設(shè)計(jì):本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)掃描顯示接口電路，動(dòng)態(tài)顯示接口電路是把所有顯示器的7個(gè)筆劃段a-g同名端連在一起，而每一個(gè)顯示器的公共極COM各自獨(dú)立地受I/O線控制。P2.0、P2.1、P2.2、P2.3信號(hào)一起組成位選通的位選信號(hào)，P0.0～P0.6信號(hào)一起組成段碼選通的段選信號(hào)，通過軟件編程，先把所要顯示的數(shù)據(jù)放入存儲(chǔ)單元，然后把數(shù)據(jù)送入段選通對應(yīng)的地址，再選通另一個(gè)LED，逐步完成四個(gè)LED的顯示。程序流程圖如圖所示。顯示程序的設(shè)計(jì):本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)掃描顯示接口電路，動(dòng)態(tài)顯示接口18顯示子程序流程圖：顯示子程序流程圖：19

其他子程序設(shè)計(jì)其他子程序設(shè)計(jì)20中斷子程序設(shè)計(jì)：定時(shí)中斷是為滿足定時(shí)或計(jì)數(shù)的需要而設(shè)置的。在單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以對其中的計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法，來實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON是8位寄存器，地址為88H，可以位尋址。其高4位用于定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷控制，低4位借給外部中斷，用做中斷標(biāo)志和觸發(fā)方式選擇位。本設(shè)計(jì)采用定時(shí)中斷，對自行車的里程和速度進(jìn)行計(jì)數(shù)。中斷子程序流程圖如圖所示。中斷子程序設(shè)計(jì)：定時(shí)中斷是為滿足定時(shí)或計(jì)數(shù)的需要而設(shè)置的。在21中斷子程序流程圖：中斷子程序流程圖：22里程計(jì)算子程序：外部中斷0服務(wù)程序用于對單片機(jī)P3.2口輸入的圈數(shù)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。每次計(jì)數(shù)一次后，對里程數(shù)據(jù)進(jìn)行一次存儲(chǔ)操作。當(dāng)車輪每轉(zhuǎn)一圈，通過霍爾元件將脈沖數(shù)輸入單片機(jī)內(nèi)，通過計(jì)數(shù)器計(jì)出脈沖數(shù)，再用乘法子程序算出里程數(shù)。里程處理子程序流程圖如圖所示。里程計(jì)算子程序：外部中斷0服務(wù)程序用于對單片機(jī)P3.2口輸入23基于單片機(jī)的自行車測速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的自行車測速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)24摘要：

隨著居民生活水平的不斷提高，自行車不再僅僅是普通的運(yùn)輸、代步的工具，而是成為人們娛樂、休閑、鍛煉的首選。自行車的速度里程表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、里程等物理量。因此愛好自行車運(yùn)動(dòng)的人十分需要一款能測速的裝置，以知道自己的運(yùn)動(dòng)情況，并根據(jù)外界條件，如溫度，風(fēng)速等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以達(dá)到最佳運(yùn)動(dòng)的效果。本論文主要闡述一種基于霍爾元件的自行車速度里程表的設(shè)計(jì)。以AT89C52單片機(jī)為核心，A44E霍爾傳感器測轉(zhuǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對自行車?yán)锍?速度的測量統(tǒng)計(jì)，采用24C02實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存里程信息，并能將自行車的里程數(shù)及速度用LED實(shí)時(shí)顯示。文章詳細(xì)介紹了自行車的速度里程表的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。硬件部分利用霍爾元件將自行車每轉(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)過處理送入顯示。軟件部分用匯編語言進(jìn)行編程，采用模塊化設(shè)計(jì)思想。該系統(tǒng)硬件電路簡單，子程序具有通用性，更符合設(shè)計(jì)要求。摘要：隨著居民生活水平的不斷提高，自行25電路設(shè)計(jì)整體概述：

自行車的速度里程表的硬件電路設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)部分，它包括信號(hào)的捕獲、放大、整形，單片機(jī)的計(jì)算處理，數(shù)碼管的實(shí)時(shí)顯示和單片機(jī)外圍基本電路的設(shè)計(jì)，兩大主要器件就是傳感器和單片機(jī)。本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的原理框圖如圖3.1所示。

電路設(shè)計(jì)整體概述：自行車的速度里程表的硬件電路設(shè)26電路圖設(shè)計(jì)思路：本設(shè)計(jì)的思路是：以通用MCS-52單片機(jī)為處理核心，用傳感器將車輪的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為電脈沖，用過霍爾傳感器進(jìn)行處理后送入單片機(jī)。里程及速度的測量，是經(jīng)過MCS-52的定時(shí)/計(jì)數(shù)器測出總的脈沖數(shù)和每轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間，再經(jīng)過單片機(jī)的計(jì)算得出速度和里程的數(shù)據(jù)，通過LED顯示器顯示出來。電路圖設(shè)計(jì)思路：本設(shè)計(jì)的思路是：以通用MCS-52單片機(jī)為處27本系統(tǒng)總體思路：假定輪圈的周長為L，在輪圈上安裝m個(gè)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(shè)計(jì)中取m=1。當(dāng)輪子每轉(zhuǎn)一圈，通過開關(guān)型霍爾元件傳感器采集到一個(gè)脈沖信號(hào)，并從引腳P3.2中斷0端輸入，傳感器每獲取一個(gè)脈沖信號(hào)即對系統(tǒng)提供一次計(jì)數(shù)中斷。每次中斷代表車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，中斷數(shù)n和周長L的乘積為里程值。計(jì)數(shù)器T1計(jì)算每轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間t，就可以計(jì)算出即時(shí)速度v。當(dāng)里程鍵按下時(shí)，里程指示燈亮，LED切換顯示當(dāng)前里程;當(dāng)速度鍵按下時(shí)，速度指示燈亮，LED切換顯示當(dāng)前速度。本系統(tǒng)總體思路：假定輪圈的周長為L，在輪圈上安裝m個(gè)永久磁鐵28系統(tǒng)總體流程：本次設(shè)計(jì)包括主程序、行車過程中里程和速度計(jì)算子程序、延時(shí)子程序、中斷服務(wù)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(hào)接入外部中斷0，將經(jīng)過74LS74分頻后的信號(hào)接入外部中斷1，利用中斷和定時(shí)器分別對里程進(jìn)行累加，每轉(zhuǎn)一周的時(shí)間進(jìn)行測量。數(shù)據(jù)處理子程序是將進(jìn)入單片機(jī)的脈沖信號(hào)與實(shí)際要顯示值之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過軟件編程顯示所需要的值。顯示子程序是將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果送顯示器顯示。

系統(tǒng)軟件總體流程圖如下圖所示

。系統(tǒng)總體流程：本次設(shè)計(jì)包括主程序、行車過程中里程和速度計(jì)算子29流程圖：流程圖：30總體程序設(shè)計(jì)：在主程序模塊中，需要完成對各接口芯片的初始化、自行車?yán)锍毯退俣鹊某跏蓟⒅袛嘞蛄康脑O(shè)計(jì)以及開中斷、循環(huán)等待等工作。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，低電平有效。P3.0是用于里程和速度切換的，低電平為顯示速度，高電平為顯示里程。中斷0是對輪子圈數(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)低電平脈沖。將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計(jì)算和判斷出行駛里程數(shù)。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)經(jīng)二分頻后形成。這樣，每次定時(shí)器T1的開啟時(shí)間剛好為轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間，根據(jù)輪子的周長就可以計(jì)算出自行車的速度。其程序流程如圖所示?？傮w程序設(shè)計(jì)：在主程序模塊中，需要完成對各接口芯片的初始化、31主程序流程圖：主程序流程圖：32霍爾傳感器：傳感器的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感原件和轉(zhuǎn)換元件組成”。

本次設(shè)計(jì)信號(hào)的捕獲采用的是霍爾傳感器?；魻柶骷哂性S多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便、功耗小、頻率高（可達(dá)1MHz）、耐震動(dòng)、不怕灰塵、油污、水汽及煙霧等的污染或腐蝕?；魻柧€性器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點(diǎn)、無磨損、輸出波形清晰、無抖動(dòng)、無回跳、位置重復(fù)精度高。取用各種補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件工作溫度范圍寬，可達(dá)－55℃～150℃?；魻杺鞲衅鳎簜鞲衅鞯亩x是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的33霍爾傳感器的測量原理：霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)制成的一種磁場傳感器。在置于磁場中的導(dǎo)體或半導(dǎo)體通入電流I，若電流垂直磁場B，則在與磁場和電流都垂直的方向上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)電勢差Uh，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。利用霍爾效應(yīng)制成的元件稱為霍爾元件。因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡單、頻率響應(yīng)寬、靈敏度高、測量線性范圍大、抗干擾能力強(qiáng)以及體積小、使用壽命長等一系列特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于測量、自動(dòng)控制及信息處理等領(lǐng)域。這也是本次設(shè)計(jì)選擇霍爾傳感器的原因?；魻杺鞲衅鞯臏y量原理：霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)制成的一種磁場34單片機(jī)：

單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器（CPU），存儲(chǔ)器（RAM,ROM,EPROM）和各種輸入、輸出接口（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，并行I/O口，串行口，A/D轉(zhuǎn)換器以及脈寬調(diào)制器PWM等），這樣一塊集成電路芯片具有一臺(tái)計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡稱單片機(jī)。

單片機(jī)是本次設(shè)計(jì)的核心部件，它是信號(hào)從采集到輸出的橋梁，而且包括計(jì)算、定時(shí)、信息處理等功能。在設(shè)計(jì)中選用的是AT89C52單片機(jī)。單片機(jī)的各個(gè)引腳功能及中斷系統(tǒng)和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器功能再次不多作介紹。單片機(jī)：單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理35存儲(chǔ)器本次設(shè)計(jì)采用的24C02是為了防止掉電時(shí)里程數(shù)據(jù)的丟失，由于24C02的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳輸數(shù)據(jù)，所以只用兩根線SCL和SDA與單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。在軟件編程時(shí)采用

程序包來控制24C02發(fā)送或接受數(shù)據(jù)。24C02管腳圖存儲(chǔ)器本次設(shè)計(jì)采用的24C02是為了防止掉電時(shí)里程數(shù)據(jù)的丟失3674LS74芯片:74LS74是D觸發(fā)器的一種,它是一個(gè)具有記憶功能的二進(jìn)制信息存儲(chǔ)器件，是構(gòu)成多種時(shí)序電路的最基本邏輯單元。觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，即“0”和“1”，在一定的外界信號(hào)作用下，可以從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。由于其狀態(tài)的更新發(fā)生在CP脈沖的邊沿，故又稱之為上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器，D觸發(fā)器的狀態(tài)只取決于時(shí)鐘到來前D端的狀態(tài)。引腳圖如圖所示。74LS74芯片:74LS74是D觸發(fā)器的一種,它是一個(gè)具有37本題目中74LS74芯片起分頻的作用。當(dāng)車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器輸出一個(gè)低電平脈沖，通過74LS74進(jìn)行二分頻后，定時(shí)器T1的開啟時(shí)間為車輪轉(zhuǎn)1圈的時(shí)間，這樣就可以算出自行車的速度。分頻前后對比圖如圖所示。由圖可見，二分頻后的波形的高或低電平的時(shí)間正好是霍爾傳感器開關(guān)的一個(gè)周期，霍爾傳感器輸出脈沖到

，即P3.2口接收到對圈數(shù)計(jì)數(shù)的脈沖。經(jīng)74LS74二分頻后的信號(hào)輸入到

，內(nèi)部定時(shí)計(jì)數(shù)器測得每轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間，通過計(jì)算即可得里程值和即時(shí)速度。本題目中74LS74芯片起分頻的作用。當(dāng)車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳3874LS244芯片:本次設(shè)計(jì)采用的驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管芯片為74LS244，74LS244為三態(tài)輸出的八位緩沖器和線驅(qū)動(dòng)器，若單片機(jī)輸出口直接接顯示部分電路，則電流太小，會(huì)導(dǎo)致顯示部分不能正常工作。所以在單片機(jī)輸出口先接入驅(qū)動(dòng)芯片74LS244，增大電流，使LED能夠正常工作。它由2組組成，每組由四路輸入、輸出構(gòu)成。每組有一個(gè)控制端高或低電平?jīng)Q定該組數(shù)據(jù)被接通還是斷開。74LS244芯片:本次設(shè)計(jì)采用的驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管芯片為74LS239顯示電路的設(shè)計(jì):本設(shè)計(jì)中采用LED數(shù)碼管顯示。LED顯示器有兩種不同的形式：一種是發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極LED顯示器；另一種是發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極LED顯示器。本次設(shè)計(jì)采用共陰極接法。P2.0、P2.1、P2.