数显转速表

数显转速表

摘要：随着现代科学技术的发展，计量技术相应地也得到迅速发展。在这个领域中，数字仪表越来越现实它的优越性和生命力：精度高、速度快、便于记录、控制和传递，因而数字式仪表得到了广泛的应用。在转速计量方面，数字转速表更是一种理想的测量仪器。随着单片机的出现，以单片机为核心的数字转速表更是得到了广泛应用。

本文便是运用AT89C52单片机控制的数字式转速表。数字式转速表就是对电机转速进行测量，显示自行车转速，并观察自行车运行的基本情况。本设计主要用AT89C52作为控制核心，由干簧管传感器，液晶显示器等构成。充分发挥单片机的性能。本文重点是数字转速表的硬件电路和软件设计。

本设计优点是电路较简单、功能完善、测量速度快、精度可调节、控制系统可靠，性价比较高等特点。

目录

1 前言 (1)

1.1 设计目的和要求 (1)

1.2 设计方法 (1)

2总体设计方案 (2)

3单元模块设计 (3)

3.1 特殊器件的介绍 (3)

3.1.1 AT89C52器件 (3)

3.1.2 液晶显示器LCD1602 (4)

3.1.3 电位器W504 (7)

3.1.4 干簧管传感器 (7)

4软件设计 (9)

4.1说明软件设计原理及设计所用工具 (9)

4.2画出软件设计结构图、说明其功能 (9)

4.3画出主要软件设计流程图 (11)

4.3.1中断子程序的设计 (11)

4.4 数据处理子程序的设计 (12)

4.4.1速度和里程计算子程序 (12)

4.5 显示子程序的设计 (12)

5系统调试 (13)

5.1 硬件调试 (13)

5.2 软件调试 (13)

6结论 (14)

7总结与体会 (15)

8参考文献 (16)

附录1: (17)

附录2: (18)

1 前言

1.1 设计目的和要求

本设计采用MCS-51系列单片机设计一种体积小、操作简单的便携式自行车的速度里程表，它能自动地显示当前自行车行走的距离及运行的速度。实现的方法主要是利用AT89C52芯片和干簧管传感器等元器件的配合。在本设计中最主要的问题软件程序的编写正确与否和干簧管传感器的采用，是实现自行车速度和里程显示的主要影响因素。

1.2 设计方法

本设计主要任务是利用干簧管传感器、单片机等部件设计一个可用液晶显示器实时显示里程和速度的电动自行车的速度里程表。在国内外也有很多对题目的研究和介绍值得学习、借鉴。本设计包括硬件方案和软件方案的设计；硬件设计，包括传感器的选择、单片机的选择、显示电路的设计；软件设计，包括数据处理子程序的设计、显示子程序的设计。具体的硬件电路包括AT89C52单片机的外围电路以及液晶显示电路等。软件设计包括：芯片的初始化程序、定时中断采样子程序、显示子程序等，软件设计的思想主要是自顶向下，模块化设计，各个子模块逐一设计。

2总体设计方案

本次设计有两种方案，第一种是采用光电传感器与AT89C52芯片配合，第二种是

采用干簧管传感器与AT89C52芯片配合。但由于光电传感器受光影响较为严重，在白天测试效果不佳。本次设计选择采用干簧管传感器作为传感器，其在运行过程中不受光线和泥污的影响，效果非常好。采用AT89C51芯片，用干簧管传感器将车轮的转速转换成电脉冲，经过处理后送入单片机。里程及速度的测量，是经过AT89C51的定时/计数器测出总的脉冲数和每转一圈的时间，再经过单片机的计算得出，计算结果通过LED 显示器显示出来。

图2.1 系统总体框图

3单元模块设计

3.1 特殊器件的介绍

3.1.1 AT89C52器件

AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8K Bytes的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和256 字节的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大，AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制场合应用。

图3.1 AT89C52引脚图

AT89C52提供以下标准功能：8K字节Flash闪速存储器，256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位定时/计数器，5个中断源，一个全双工串行通信口，片内具有振荡器及时钟电路。AT89C52管脚图如图3.5所示。AT89C52的主要管脚功能如下：P0.0～P0.7：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也是地址/数据总线复用口。

P1.0～P1.7：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。

P2.0～P2.7：P2是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。

P3.0～P3.7：P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。

ALE：地址锁存控制信号。在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。此外，由于ALE是以晶振1／6的固定频率输出的正脉冲，因此，可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。

PSEN：外部程序存储器读选通信号。在读外部ROM时，PSEN有效(低电平)，以实现外部ROM单元的读操作。

EA：访问程序存储控制信号。当EA信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；当EA信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，

并可延至外部程序存储器。

RST：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。

XTALl和XTAL2：外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。

VSS：地线。

VCC：+5V电源。

如果把前述的信号定义为引脚第一功能的话，则根据需要再定义的信号就是它的第二功能。P3的8条口线都定义有第二功能，如表3.1所示

对于有内部EPROM的单片机芯片(例如87C51)，为写入程序须提供专门的编程脉冲和编程电源。它们也由引脚以第二功能的形式提供的，即：

编程脉冲：30脚(/

ALE PROG)

编程电压(25V)：31脚(/

EA VPP)

表3.1 P3口引脚与第二功能

3.1.2 液晶显示器LCD1602

显示器采用的是液晶显示器LCD1602，16×2字符液晶显示器是一种专门用于显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块。（一般为5×7的点阵，但要视控制模块而区分）。一般在液晶的控制模块和驱动模块中已经固化好了国际标准ASCⅡ中的160个字符字模的字符库，用户只要将需要显示字符的ASCⅡ数据送入显示数据库，液晶控制