#51单片机自行车测速(含实时时间,温度显示,断电保存等)

单片机课程设计报告
自行车测速仪
学院信息工程学院
专业信息工程
(电子信息工程方向)
年级班别 2010级（4）班
学号 3110002980
学生姓名 XXX
指导教师 XXX
申请成绩 XXX
1
)
附加功能：实时时钟，行驶里程累计
2.设计思路：
首先是选择基于51单片机来设计这个产品，这个产品主要的功能是用来测量自行车的车速，既然要测车速，那就要用到传感器，所以选择了红外光电传感器，它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。

正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。

当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。

在没有遮挡物时，传感器输出端输出一个高电平，当有遮挡物时，输出端就会输出低电平，那样就可以利用单片机的计数功能，把传感器输出的信号输入到单片机的外部脉冲输入端，可以通过测试脉冲数来算出车速，具体实现是利用单片机的计数功能实现下降沿计数，然后在两秒内统计出自行车走过的圈数，算出自行车车轮的周长，再乘以圈数，再除以时间两秒，就得到车速，然后在lcd上面显示，还可以算出自行车的路程，也利用单片机的定时中断功能可以设置和显示实时时间，还可以利用单片机上自带的温度传感器ds18b20测出实时温度，在lcd上显示出来。

3.任务分工：XXX（100%）
4.设计步骤：
1.先完成lcd的显示代码，使单片机上的lcd能正常显示数字，字符。

2,利用单片机的定时计数功能，首先在lcd上显示实时时间能每秒加一。

3.通过对按键的扫描检测，实现对实时时间的设置。

例如按下按键，使能设置时间（断开计时中断），再分别设置三个按键分别实现对小时，分钟，秒的设置（按下一次加一）。

4.通过单片机的计数功能，即外部脉冲信号输入到引脚P3.5（T1），电平从1到0跳变，则计数器加一。

把红外光电传感器的信号输出端接到引脚P3.5，自行车车轮的周长，再乘以圈数，再除以时间两秒，就得到车速，然后在lcd上面显示。

5.车轮的周长乘以圈数（每次累加起来），就可以得到自行车走过的路程，并在lcd上显示出来。

6.利用单片机上的温度传感器ds18b20，把得到的温度数据转化并显示在lcd上。

5,.程序流程（含流程图及详细步骤解释）
流程图详细步骤解释:
1.程序开始运行，初始化。

2.判断key6=0，即键6是否被按下，按下则对路程清零，否则显示累计的路程值。

3. 利用单片机上的温度传感器ds18b20，不断得到实时温度值。

4.把TMOD=01010001，即把T1作为计数器，把T0作为定时器，利用定时功能实现实时时间的显示，即实现每秒加一，利用T1的计数功能，记录由传感器输出的脉冲数，然后可以换算成速度，还可以算出走过的路程。

5.判断key1是否为0，即key1是否被按下，若按下，则令ET0=0（停止定时中断），便于设置时间。

6.判断key2是否被按下，若按下则令小时h加一。

7.判断key3是否被按下，若按下则令分钟m加一。

8.判断key4是否被按下，若按下则令秒s加一。

9.判断key5是否被按下，若按下则令ET0=1，TR0=1允许并启动定时中断。

6.操作步骤及方法：
1.电源开关，把线接好后先下载程序，再按电源开关，实现冷启动。

2.1602液晶显示模块。

分别显示速度，路程，时间，温度。

3.这些是独立按键，通过这些按键可以实现设置实时时间。

（第一行对应为key1，key2，key3，key4，第二行第三个对应key5，第四个为key6），key1按下，则令ET0=0（停止定时中断），便于设置时间。

Key2按下则令小时h加一，key3按下则令分钟m加一，key4按下则令秒s加一，key5按下则令ET0=1，TR0=1允许并启动定时中断.。

4.红外光电传感器模块，有三个引脚，分别是接地，接电源，输出信号端接P3^5，分别用杜邦线连接。

5.温度传感器ds18b20，对传感器的输出数据进行处理，然后在lcd上显示温度值
3.1602lcd显示模块，4温度处理模块，5断电保存模块。

51单片机都适用，只需修改一下对应的引脚即可。

1.主函数模块：
#include<reg52.h>
#include<Time_Journey.h>
#include<Lcd.h>
#include<Temp.h>
#include<delay.h>
#include<stc_eeprom.h>
extern unsigned long int t1;
void main()
{
uchar a,i;
uchar re[4]={0};
Initlcd();
time_init();
EA=0;
re[0]=read_add_data(0x2003);
delay(5);
re[1]=read_add_data(0x2002);
delay(5);
re[2]=read_add_data(0x2001);
delay(5);
re[3]=read_add_data(0x2000);
delay(5);
EA=1;
t1=0;
for(i=0;i<4;i++)
{
t1=t1<<8;
t1=t1|re[i];
}
while(1)
{
time_set(); //调用时间设置函数
speed_display(); //调用速度显示函数
delay(5);
journey_display(); // 调用路程显示函数
delay(5);
time_display(); // 调用时间显示函数
delay(5);
tem_change();
for(a=20;a>0;a--)
get_temperature(); //得到温度值函数
display_temp(); //显示温度函数
}
}
}
2.时间和路程处理模块
uchar s,m,h,i;
uchar count1,count2,count3;
uchar temp1;
unsigned long int sp1,jour1, t1;
uchar sp[4]={0}; //速度
uchar jour[7]={0}; //路程uchar wr[4]={0};
void time_init()
{
TMOD=0x51;
//01010001,T1做计数器，T0做定时器
TH0=(65536-50000)/256; //定时器T0的高8位设置初值
TL0=(65536-50000)%256; //定时器T0的低8位设置初值
TH1=0x00; //计数器的初值为0
TL1=0x00;
EA=1; //开总中断
ET0=1; //允许定时器0溢出中断
TR0=1; //启动定时器0
TR1=1;
}
void Time0(void ) interrupt 1 using 1 //定时器T0的中断编号为1，使用第1组工作寄存器
{
count1++;
//每产生1次中断，中断累计次数加1
count2++;
count3++;
if(count3==40)
delete_add_data(0x2000);
delay(5);
wr[0]=t1&0xff;
wr[1]=(t1>>8)&0 xff;
wr[2]=(t1>>16)& 0xff;
wr[3]=(t1>>24)& 0xff;
for(i=0;i<4;i++)
{
EA=0;
write_add_data(0 x2000+i, wr[i]);
delay(5);
EA=1;
}
}
if(key6==0)
//路程清零
{
delay(100);
if(key6==0)
{
t1=0;
TH1=0;
TL1=0;
jour[6]=0;
jour[5]=0;
jour[4]=0;
jour[3]=0;
jour[2]=0;
jour[1]=0;
jour[0]=0;
}
}
if(count2==40) //两
秒钟测一次转了多少圈
{
count2=0;
temp1=TL1;
sp1=3212*temp1;
sp[3]=sp1/10000;
sp[2]=sp1/1000% 10;
sp[1]=sp1/100%1 0;
sp[0]=sp1/10%10;
t1=t1+temp1;
jour1=189*t1;
jour[6]=jour1/100 0000%10;
jour[5]=jour1/100 000%10;
jour[4]=jour1/100 00%10;
jour[3]=jour1/100 0%10;
jour[2]=jour1/100 %10;
jour[1]=jour1/10 %10;
jour[0]=jour1%1 0;
TH1=0;
TL1=0;
//计数器的值清零
}
if(count1==20) //如果中断次数计满20次，即定时1s
{
count1=0; //中断累计次数清0
s++; //秒加1
}
if(s==60) //如果计满60秒
{
s=0; //秒清0
m++; //分钟加1
}
if(m==60) //如果计满60分
{
m=0; //分钟清0
h++; //小时加1
}
if(h==24) //如果计满24小时
{
h=0; //小时清0
}
TH0=(65536-50000)/256; //定时器T0高8位重新赋初值
TL0=(65536-50000)%256; //定时器T0低8位重新赋初值
}
void time_set()
//设置时间函数
{
if(key1==0)
{
delay(100); //延时消抖
if(key1==0)
{
TR0=0;
ET0=0;
//停止计时
TL0=0;
TH0=0;
}
}
if(key2==0)
//key2设置小时
{
delay(100);
if(key2==0)
{
if(h==23)
{
h=0;
}
else
{
h=h+1;
}
}
}
if(key3==0)
//key3设置分钟
{
delay(100);
if(key3==0)
{
if(m==59)
{
h=h+1;
m=0;
}
else
{
m=m+1;
}
}
}
if(key4==0)
//key4设置秒
{
delay(100);
if(key4==0)
{
if(s==59)
{
m=m+1;
s=0;
}
else
{
s=s+1;
}
}
}
if(key5==0) //按下key5，启动定时器继续计时
{
delay(100);
if(key5==0)
{
ET0=1;
TR0=1;
}
}
}
void speed_display() //显示速度(km/h)函数
{
Displayonechar(0,0,sp[3]+0x30);
Displayonechar(1,0,sp[2]+0x30);
Displayonechar(2,0,0x2e);
Displayonechar(3,0,sp[1]+0x30);
Displayonechar(4,0,sp[0]+0x30);
}
void journey_display()
//显示路程(m)函数
{
Displayonechar(8,0,jour[6]+0x30);
Displayonechar(9,0,jour[5]+0x30);
Displayonechar(10,0,jour[4]+0x30);
Displayonechar(11,0,jour[3]+0x30);
Displayonechar(12,0,jour[2]+0x30);
Displayonechar(13,0,0x2e);
Displayonechar(14,0,jour[1]+0x30);
Displayonechar(15,0,jour[0]+0x30);
}
void time_display()
//显示时间函数
{
Displayonechar(0,1,h/10+0x30);
Displayonechar(1,1,h%10+0x30);
Displayonechar(2,1,0x3a);
Displayonechar(3,1,m/10+0x30);
Displayonechar(4,1,m%10+0x30);
Displayonechar(5,1,0x3a);
Displayonechar(6,1,s/10+0x30);
Displayonechar(7,1,s%10+0x30);
}
3.1602lcd显示模块
void Waitforenable() //检测忙信号子函数
{
dataport=0xff;
lcm_rs=0;lcm_rw=1;_nop_();
lcm_en=1;_nop_();_nop_();
while(dataport&0x80); //检测到忙信号就等待
lcm_en=0;
}
void Writecommandlcm(uchar cmd,uchar attribc) //写命令到lcm子函数
{
if(attribc)Waitforenable();
lcm_rs=0;lcm_rw=0;_nop_();
dataport=cmd;_nop_();
lcm_en=1;_nop_();_nop_();lcm_en=0;
}
void Writedatalcm(uchar dataw)
{
Waitforenable();
lcm_rs=1;lcm_rw=0;_nop_();
dataport=dataw;_nop_();
lcm_en=1;_nop_();_nop_();lcm_en=0;
}
void Initlcd() //函数名为Initlcd的lcm初始化子函数
{
Writecommandlcm(0x38,1); //8位数据传送，2行显示，5x7字型，检测忙信号
Writecommandlcm(0x08,1); //关闭显示，检测忙信号Writecommandlcm(0x01,1); //清屏，检测忙信号
Writecommandlcm(0x06,1); //显示光标右移设置，检测忙信号
Writecommandlcm(0x0c,1); //显示屏打开，光标不显示，不闪烁，检测忙信号
}
void Displayonechar(uchar x,uchar y,uchar ddata) //显示指定坐标
一个字符的子函数
{
y&=1; //限定范围为0~1
x&=15; //限定范围为0~15
if(y)x|=0x40; //若y为1（显示第二行），地址码+0x40
x|=0x80; //指令码为地址码+0x80
Writecommandlcm(x,0); //将指令x写入lcm，忽略忙信号检测（显示光标定位，数字显示位置）
Writedatalcm(ddata); //写入要显示的
字符
}
4.温度处理模块
sbit ds= P3^7; //单总线引脚
uchar flag;
uint temp;
void TempDelay (uchar us)
{
while(us--);
}
void ds_reset(void)
{
ds=1;
_nop_(); //1us
ds=0;
TempDelay(68); //当总线停留在低电平超过480us，总线上所以器件都将被复位，这里//延时约530us总线停留在低电平超过480μs，总线上的所有器件都将被复位。

_nop_();
ds=1; //产生复位脉冲后，微处理器释放总线,让总线处于空闲状态TempDelay(10); //释放总线后，以便从机18b20通过拉低总线来指示其是否在线,存在检测高电平时间：15~60us，所以延时44us
_nop_();
_nop_();
_nop_();
if(ds==0)
flag=1;
else
flag=0;
TempDelay(20); //存在检测低电平时间：60~240us，所以延时约140us
_nop_();
_nop_();
ds=1; //再次拉高总线，让总线处于空闲状态
/**/
}
/*----------------------------------------
读/写时间隙:
DS1820 的数据读写是通过时间隙处理
位和命令字来确认信息交换。

------------------------------------------*/
bit ds_read_bit(void) //读一位
{
bit dat;
ds=0; //单片机（微处理器）将总线拉低
_nop_(); //读时隙起始于微处理器将总线拉低至少1us
ds=1; //拉低总线后接着释放总线，让从机18b20能够接管总线，输出有效数据
_nop_();
_nop_(); //小延时一下，读取18b20上的数据,因为从ds18b20上输出的数据
//在读"时间隙"下降沿出现15us内有效
dat=ds; //主机读从机18b20输出的数据，这些数据在读时隙的下降沿出现//15us内有效
TempDelay(20); //所有读"时间隙"必须60~120us，这里77us
return(dat); //返回有效数据
}
uchar ds_read_byte(void ) //读一字节
{
uchar value,i,j;
value=0; //一定别忘了给初值
for(i=0;i<8;i++)
{
j=ds_read_bit();
value=(j<<7)|(value>>1); //这一步的说明在一个word文档里面
}
return(value); //返回一个字节的数据
}
void ds_write_byte(uchar dat) //写一个字节
{
uchar i;
bit onebit; //一定不要忘了，onebit是一位
for(i=1;i<=8;i++)
{
onebit=dat&0x01;
dat=dat>>1;
if(onebit) //写1
{
ds=0;
_nop_();
_nop_(); //看时序图，至少延时1us，才产生写"时间隙"
ds=1; //写时间隙开始后的15μs内允许数据线拉到高电平
TempDelay(20); //所有写时间隙必须最少持续60us
}
else //写0
{
ds=0;
TempDelay(20); //主机要生成一个写0 时间隙，必须把数据线拉到低电平并保持至少60μs，这里64us
ds=1;
_nop_();
_nop_();
}
}
}
void tem_change() //温度转换{
ds_reset();
delay(3); //约2ms
ds_write_byte(0xcc); //写跳过读ROM 指令
ds_write_byte(0x44); //写温度转换指令
}
/*----------------------------------------
获得温度：
------------------------------------------*/
uint get_temperature() //读取寄存器中存储的温度数据
{
float wendu;
uchar a,b;
ds_reset();
delay(3); //约2ms
ds_write_byte(0xcc);
ds_write_byte(0xbe);
a=ds_read_byte(); //读低八位
b=ds_read_byte(); //读高八位
temp=b;
temp<<=8; //两个字节组合为一个字节
temp=temp|a;
wendu=temp*0.0625; //一次读取十六位，之后将低11位转换为十进制后乘以0.0625便使所测实际温度
temp=wendu*100+0.5; // 乘以100表示读取小数点后面2位，+0.5表示四舍五入
return temp; //temp是整型
}
void display_temp()
{
Displayonechar(9,1,(temp/1000)%10+0x30);
Displayonechar(10,1,(temp/100)%10+0x30);
Displayonechar(11,1,0x2e);
Displayonechar(12,1,(temp/10)%10+0x30);
Displayonechar(13,1,temp%10+0x30);
Displayonechar(14,1,0xdf);
Displayonechar(15,1,'C');
}
5.断电保存处理模块
//寄存器定义，因为<reg52.h>头文件里面没有这个定义
sfr isp_data=0xe2;
sfr isp_addrh=0xe3;
sfr isp_addrl=0xe4;
sfr isp_cmd=0xe5;
sfr isp_trig=0xe6;
sfr isp_contr=0xe7;
//这断话要看看
//擦除片内EEPROM的一个扇区
//擦除只能以扇区为最小单位进行，没法只擦除一个字节
//一个扇区是512个字节
//本函数参数里面的地址落在哪个扇区，则该扇区内数据都将被擦除
//例如：STC89C52RC片内EEPROM第一扇区开始地址为0x2000，结束地址为0x21ff
//如果调用delete_add_data(2001); 则第一扇区内数据都将被擦除
//擦除成功后，该扇区内各字节都将变为0xff
void delete_add_data (unsigned int address) //擦除扇区
{
unsigned char i;
isp_addrl=address;
isp_addrh=address>>8;
isp_contr=0x01;
isp_contr=isp_contr|0x81; // 0x80 if SYSCLK<40MHz, 0x81 if
SYSCLK<20MHz, 0x82 if SYSCLK<10MHz, 0x83 if SYSCLK<5MHz isp_cmd=0x03; //擦除扇区命令
isp_trig=0x46;
isp_trig=0xb9;
for(i=0;i<3;i++);
isp_addrl=0xff;
isp_addrh=0xff;
isp_contr=0x00;
isp_cmd=0x00;
isp_trig=0x00;
}
//对STC片内EEPROM的指定地址写入数据（即，字节编程）。

//注意：字节编程是指将eeprom的1写成1或0，将0写成0，而无法将0写成
//所以，在写入数据前，一定要用扇区擦除将所有字节变为0xff
void write_add_data(unsigned int address, unsigned char write_data)
{
unsigned char i;
isp_data=write_data;
isp_addrl=address;
isp_addrh=address>>8;
isp_contr=0x01;
isp_contr=isp_contr|0x81; // 0x80 if SYSCLK<40MHz, 0x81 if
SYSCLK<20MHz, 0x82 if SYSCLK<10MHz, 0x83 if SYSCLK<5MHz isp_cmd=0x02; //对flash编程命令
isp_trig=0x46;
isp_trig=0xb9;
for(i=0;i<3;i++);
isp_addrl=0xff;
isp_addrh=0xff;
isp_contr=0x00;
isp_cmd=0x00;
isp_trig=0x00;
}
//读取STC单片机内部EEPROM的一个字节
//主要不同的STC单片机EEPROM起始地址不同
//例如：STC89c52RC的片内EEPROM起始地址为0x2000
unsigned char read_add_data(unsigned int address)
{
unsigned char i,z;
isp_addrl=address;
isp_addrh=address>>8;
isp_contr=0x01;
isp_contr=isp_contr|0x81; // 0x80 if SYSCLK<40MHz, 0x81 if
SYSCLK<20MHz, 0x82 if SYSCLK<10MHz, 0x83 if SYSCLK<5MHz isp_cmd=0x01; //读
isp_trig=0x46;
isp_trig=0xb9;
for(i=0;i<3;i++);
isp_addrl=0xff;
isp_addrh=0xff;
isp_contr=0x00;
isp_cmd=0x00;
isp_trig=0x00;
z=isp_data;
return(z);。