自行车里程计毕业论文.doc

毕 业 设 计 （论 文）课题名称： 自 行 车 里 程 计课题性质： 毕 业 设 计 院 系： 电 子 工 程 系 43摘要：新生事物不会因传统的存在而停止它前进的步伐，电子数码科技今天已渗透到工业，农业，民用产品的点点滴滴。随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。自行车里程/速度计能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。更重要的是：它是最具环保的交通工具。本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车里程/速度计的设计。以 AT89C52 单片机为核心，A44E 霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度的测量统计，采用 24C01 实现在系统掉电的时候保存里程信息，并能将自行车的里程数及速度用LED实时显示。文章详细介绍了自行车里程/速度计的硬件电路和软件设计。硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。软件部分用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。关键词： 里程/速度，霍尔元件，单片机，数码管目录摘要：1关键词：1第一章 绪论41.1 课题介绍41.2 设计背景41.3 方案的确定与论证4第二章 硬件设计62.1 概述62.2 单片机简述62.2.1 AT89C52引脚及功能介绍(如图2.2)72.2.2 单片机最小系统112.3 设计电路142.3.1 LED动态显示电路142.3.2 感应电路152.3.3 控制电路182.3.5 报警电路的设计21第三章 软件设计223.1 软件实现的功能223.2 系统主要程序的设计223.3 源程序24第四章 电路调试394.1 软件调试方法394.2 硬件调试方法404.2.1 常见的硬件故障404.2.2 调试方法40第五章 总 结41参考文献42附录A43附录B44第一章 绪论1.1 课题介绍自行车里程/速度计能自动显示自行车行使的总里程数及行车速度，具有超速信响提醒功能，里程数据自动记忆，也可应用于电动自行车、摩托车、汽车等机动车仪表上。1.2 设计背景自行车是由人力脚踏驱动的、有两个车轮的陆地交通车辆，无噪音、无污染、重量轻、结构简单、造价低廉、使用和维修方便，既能作为代步和运载货物的工具，又能用于体育锻炼，因而为人们所广泛使用。世界上第一批真正实用型的自行车出现于19世纪初，这时候的自行车是有车把的木制两轮自行车，这种自行车只能用脚蹬才能前行，但是可以一边前行一边改变方向。后来经过长时期的改进，从根本上改变了自行车的骑行性能，也解决了自行车的震动问题，同时把自行车的速度推进了许多，自行车不断完善。从1791年到1888年，自行车的发明和改进，经历了近100年中诸多发明者的不懈奋斗。从此，基本奠定了现代自行车的雏形。时至今日，自行车已成为全世界人们使用最多，最简单，最实用的交通工具。自行车结构及性能不断完善的同时，其发展的目的也从最早的娱乐用途变为交通代步及休闲运动用途，休闲及竞赛领域的发展使自行车研发工作不断的精益求精。1.3 方案的确定与论证1速度测量原理测量自行车的速度的原理有两种：（1）测量一定时间间隔t1里自行车车轮转过的圈数qs。假设车轮周长为tc，则速度V=tc*qs/t1。（2）测量自行车车轮转过一圈的时间t2，则速度V=tc/t2。 本设计是采用原理1计算速度。2. 传感器的选择(1)红外对管。把红外对管分别安装在自行车车轮的两侧，当车轮转动时，辐条会阻挡红外对管的光路，接收管输出低电平，单片机根据此信号可计算里程、速度等。红外对管的优点是测量精度高，缺点是安装比较复杂和容易受外来光线、灰尘等的影响。(2)开关型霍尔传感器。霍尔传感器是利用霍尔效应把磁输入信号转换成电信号的器件。把开关型霍尔传感器安装在自行车贴近车轮的支架上，磁钢安装在辐条上，当磁钢靠近霍尔传感器的时候，传感器输出一个无抖动的低电平，单片机根据此信号可计算里程、速度等。霍尔传感器的优点是稳定和安装简易，缺点是成本较高。目前，传感器已向新材料开发，集成化、智能化、数字化、新工艺、高精度化及高稳定、高可靠化等技术发展。特别是霍尔传感器，鉴于它的价廉、易于使用，使它广泛运用于里程计、速度计等。本设计选用开关型霍尔传感器。3.显示模块的选择(1)动态扫描LED数码管显示。里程表的显示内容以数字为主，利用LED数码管可基本满足使用要求，且成本较低。LED数码管是由发光二极管构成的，亦称半导体数码管。将条状发光二极管按照共阴极(负极)或共阳极(正极)的方法连接，组成“8”字，再把发光二极管另一电极作笔段电极，就构成了LED数码管。若按规定使某些笔段上的发光二极管发光，就能显示从09的系列数字。同荧光数码管(VFD)、辉光数码管(NRT)相比，它具有：体积小、功耗低、耐震动、寿命长、亮度高、单色性好、发光响应的时间短，能与TTL、CMOS电路兼容等的数显器件。LED数码管有共阳和共阴两种，把这些LED发光二极管的正极接到一块（一般是拼成一个8字加一个小数点）而作为一个引脚，就叫共阳的，相反的，就叫共阴的，那么应用时这个脚就分别的接VCC和GND。再把多个这样的8字装在一起就成了多位的数码管了。+、-分别表示公共阳极和公共阴极。ag是7个笔段电极，DP为小数点。另有一种字高为76mm的超小型LED数码管，管脚从左右两排引出，小数点则是独立的。本设计采用共阴LED数码管。第二章 硬件设计2.1 概述1系统硬件电路的设计自行车里程/速度计采用AT89C52单片机作控制，速度及里程传感器采用霍尔元件。PO口和P2口用于七段LED显示器的段码及扫描输出，在显示里程时，第三位小数点用17脚P3.7口控制点亮。P1.0口和P1.1口分别用于显示里程状态和速度状态。P1.2、P1.3、P1.6和P1.7分别用于设置轮圈的大小。P3.0口的开关用于确定显示的方式，当开关闭合时，显示速度；打开时显示里程。第12脚外中断0用于对轮子圈数的计数输入，轮子每转一圈，霍尔传感器输出一个低电平脉冲。13脚外中断1用于控制定时器T1的启停，当输入为0时关闭定时器。此控制信号是将轮子圈数的计数脉冲经二分频后形成，这样，每次定时器T1的开启时间刚好为转一圈的时间，根据轮子的周长就可以计算出自行车的速度。P1.4口和P1.5口用于EEPROM存储器24C01的存取控制。11脚输出用于速度超速时的报警。2.总体设计框图硬件电路包括单片机最小系统，里程、速度显示电路，霍尔传感器，外部存储器，报警电路,如图2.1所示.外部信号霍尔传感器外部存储器里程显示速度显示报警部分AT89C52单片机图2.1 硬件电路2.2 单片机简述随着科技的日新月异，单片机技术也越来越成熟。它具有的体积小、功耗低、功能强大、价格便宜、工作可靠、使用方便等特点，也被越来越广泛地应用于自动控制、智能化仪表、数据采集、军工产品以及家用电器等各个领域。 AT89C52是一种多功能的通用可编程接口芯片，它具有三个可编程I/0端口，1个14位可编程定时器和256B的静态RAM，能方便与MCS-51系统单片机连接。AT89C51可以直接和MCS-51单片机连接，不需要任何外加逻辑电路。AT89C52I/0口工作方式的选择是通过对AT89S52的命令寄存器写入命令来实现的。AT89C52的状态寄存器地址与命令寄存器地址相同，状态字寄存器只能读出，不能写入。AT89C52单片机因其与MCS-51的完全兼容性、优良的工作性能、使用的灵活性以及较高的性能价格比，成为AT89系列单片机的主流机型之一，所以此次设计采用AT89C52单片机。 2.2.1 AT89C52引脚及功能介绍(如图2.2)图2.2 AT89C52引脚AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能的CMOS 8位单片机片内4Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大。AT89C51单片机可为你提供许多高性价的应用场合，可灵活的应用于各种控制领域。1.AT89C52主要性能参数：与MCS-51产品指令系统的全兼容4k字节可重擦写Flash闪速存储器1000次可擦写周期全静态操作：0Hz-24MHz三级加密程序存储器1288字节内部RAM32个可编程I/O口线2个16位定时/计数器6个中断源可编程串行UART通道低功耗空闲和掉电模式 2.AT89C52功能特性描述：AT89C52提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路。同时，AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件的可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，窜行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停止工作并禁止所有部件工作直到下一个硬件复位。寄存器内容寄存器内容PC0000HTMOD00HACC00HTCOM00HB00HTH000HPSW00HTLO00HSP07HTH100HDPTR0000HTH100HP1P30FFHSCON00HIPxxx00000SBUF不定IE0xxx00000PCON0xxx00000表2-1 AT89C52寄存器时钟的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续的时间和最大低电平持续的时间应符合产品技术条件的要求。Flash闪速存储器的编程：AT89C52单片机内部有4K字节的Flash PEROM，这个Flash存储存储阵列出厂时已处于擦除状态（既所有存储单元的内容均为FFH），用户随时可对其进行编程。程序接收高电压（+12V）或低电压（Vss）的允许编程信号。低电压编程模式，适用与用户在线编程系统。而高电平模式可与通用EPROM编程程序兼容。编程方法:编程前需设置好地址、数据及控制信号，编程单元的地址就、加在P1口和P2口的P2.0P2.3（11位地址范围为0000H0FFFH），数据从P0口输入，引脚P2.6、P2.7和P3.6、P3.7的电平设置见表。PSEN为低电平，RST保持高电平，EA/VP 引脚是编程电源的输入端，按要求加上编程电压，ALE/PROG引脚输入编程脉冲（负脉冲）编程时可采用420MHz的时钟震荡器AT89C51的编程方法如下：1.0 在地址线上加上要编程单元的地址信号。1）.在数据线上加上要写入的数据字节。2）.激活相应的控制信号。3）.在高电压编程时，将EA/VP端加上+1V编程电压。4）.每对Flash存储阵列写入一个字节，加上一个ALE/PROG编程脉冲。RST/VPD（9脚）复位信号时钟电路工作后，在引脚上出现两个机器周期的高电平，芯片内部进行初始复位，复位后片内存储器的状态如表所示，P1P3口输出高电平，初始值07H写入堆栈指针SP、清0程序计数器PC和其余特殊功能寄存器，但始终不影响片内RAM状态，只要该引脚保持高电平，89C52将循环复位，RAT/VPD从高电平到低电平单片机将从0号单元开始执行程序，另外该引脚还具有复用功能，只要将VPD接+5V备用电源，一旦VCC电位突然降低或断电，能保护片内RAM中的信息不丢失，恢复电后能正常工作。AT89C52通常采用上电自动复位和开关手动复位，我们采用的是手动复位开关。手动开关未按下之前，电容正极处于家电状态，当按键按下去后，VCC与GND导通，电容放电，从而实现放电。AT89C52内部集成4 KB只读存储器。采用CHMOS工艺技术，且与MCS-51产品相兼容。内部集成通用的8位CPU和Flash RAM。其应用范围广，性能良好，可用于解决复杂的控制问题。AT89C52由外部程序取指令（或数据）时，每个机器周期两次有效，既输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，这两次有效的信号不出现。3管脚说明：VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C52的一些特殊功能口，如表2-2所示：口管脚备选功能P3.0 RXD串行输入口P3.1 TXD串行输出口P3.2 /INT0外部中断0P3.3 /INT1外部中断1P3.4 T0记时器0外部输入P3.5 T1记时器1外部输入P3.6 /WR外部数据存储器写选通P3.7 /RD外部数据存储器读选通表2-2 AT89C52的特殊功能口P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。2.2.2 单片机最小系统单片机最小系统由三个部分组成，分别是：电源电路、复位电路、时钟电路1、 电源电路（如图2.3）图2.3 电源电路本设计采用三端固定集成稳压器组成稳压电源。(1) 三端集成稳压器的选择选用三端固定式集成稳压器CW78M05，查手册输出电压Uo=4.965.04 V、Iomax=500mA,输入电压UI=735V时均能稳压。(2) 电源变压器选择三端固定式集成稳压器构成稳压电路时要求输入电压UI不能过低，则三端集成稳压器不能正常工作，失去稳压作用。UI也不能太大，否则会加大三端集成稳压器的功耗、降低电源效率。(3) 整流二极管的选择每个二极管流过的平均电流ID=1/2 Iomax=250mA二极管承受的反向峰值电压UDM=1.414U2=1.414 X7=9.898V考虑到电容滤波电路中冲击电流的影响，二极管最大正向整流电流IF=（2-3）ID、二极管最高反向工作电压URMUDMUDM=1.414U2，查手册整流二极管选用2CZ55B或IN4001，其URM50V，IF=1A，能满足要求。(4) 滤波电容C4的选择本设计滤波电容C4选1000uF，耐压为2V的CD11型铝电解电容。铝电解电容体积小，电容量大，有极性适合在-2050温度范围内工作。(5) C5，C6的选用： C5，C6主要用来消除可能产生的高频寄生震荡。C5为抗干扰电容，用以旁路在输入导线过长时窜入的高频干扰脉冲；C6具有改善输出瞬变特性和防止电路产生自激振荡的作用。C5，C6采用高频特性好的瓷介电容（高频损耗小 ，稳定性还），其容量一般C5取0.33uF、C6取0.1uF。2、复位电路（如图2.4）图2.4 复位电路复位是计算机的一个重要工作状态，在单片机工作时，接电时需要复位，断电后也需要复位，发生故障时同样需要复位。复位电路分为上电复位和手动复位。本次设计中采用复位电路如图2.2.4所示：在振荡器运行时，有两个机器周期（24个振荡周期）以上的高电平出现在此引脚时，将使单片机复位，只要这个脚保持高电平，51芯片便循环复位。复位后P0P3口均置1引脚表现为高电平，程序计数器和特殊功能寄存器SFR全部清零。当复位脚由高电平变为低电平时，芯片为ROM的0000H处开始运行程序。3、时钟电路（如图2.5）图2.5 时钟电路利用MCS-51内部的高增益反相放大器，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡。定时元件一般采用石英晶体和电容组成的并联振回路。晶体可以在1.212MHZ之间任选，电容可以在530pF之间选择，电容C1和C2的大小可起频率微调的作用，电容大小要和晶体的容性负载阻搞相匹配，否则不易起振。1个机器周期等于12个时钟周期，本设计中晶振采用12MHZ，时钟周期为1/12*1us。2.3 设计电路2.3.1 LED动态显示电路本设计显示部分采用P3.0口的开关确定显示的方式，当开关闭合时，显示速度；打开时显示里程。PO口和P2口用于七段LED显示器的段码及扫描输出，在现实里程时，第三位小数点用17脚P3.7口控制点亮,如图2.6所示图2.6 LED动态显示电路1.显示电路采用七段LED共阴数码管显示 数码管由8个发光二极管构成，通过不同的组合可用来显示数字09、字符AF、H、L、P、R、U、Y、符号“-”及小数点“.”。数码管又分为共阴极和共阳极两种结构。常见LED数码管的外形及内部结构如图2.7所示。abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabcdefgdb+abcdefgdb- (a)外形结构图 (b)共阳极结构 (c) 共阴极结构图2.7 LED数码管的外形及内部结构2、限流电阻的计算 1) 数码管型驱动电路中限流电阻的计算。每段数码管点亮时两端电压大约为2.5V，正常工作电流810mA，为保证数码管不被烧坏，此处取8 mA的电流，则计算限流电阻R=（5-2.5）V/8mA=300，所以选择大小为300电阻。 2) 数码管位驱动电路中限流电阻的计算。 PNP三极管在此作为开关器件，导通时bc端电压约为0.3V, P2口电流12mA，为保证正常工作，取1mA，则计算限流电阻大小R=(5-0.3)V/1 mA =4.7K，所以选择大小为4.7K的电阻。2.3.2 感应电路 霍尔传感器是一种磁传感器。用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础，是由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。霍尔传感器在工业生产、交通运输和日常生活中有着非常广泛的应用。1、霍尔效应霍尔元件-霍尔传感器 由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称之为霍尔传感器.图2.8霍尔传感器 霍尔传感器也称为霍尔集成电路，其外形较小，如图2.8所示，是其中一种型号的外形图。2、霍尔传感器的分类霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。（1）线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。（2）开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。3、霍尔传感器的特性（1）线性型霍尔传感器的特性图2.9 输出电压与外加磁场强度呈线性关系，如图2.9所示，可见，在B1B2的磁感应强度范围内有较好的线性度，磁感应强度超出此范围时则呈现饱和状态。（2）开关型霍尔传感器的特性 如图2.10所示，其中BOP为工作点“开”的磁感应强度，BRP为释放点“关”的磁感应强度。图2.10当外加的磁感应强度超过动作点Bop时，传感器输出低电平，当磁感应强度降到动作点Bop以下时，传感器输出电平不变，一直要降到释放点BRP时，传感器才由低电平跃变为高电平。Bop与BRP之间的滞后使开关动作更为可靠。 另外还有一种“锁键型”（或称“锁存型”）开关型霍尔传感器，其特性如图2.1所示。图2.11当磁感应强度超过动作点Bop时，传感器输出由高电平跃变为低电平，而在外磁场撤消后，其输出状态保持不变（即锁存状态），必须施加反向磁感应强度达到BRP时，才能使电平产生变化。4、霍尔传感器的应用 按被检测对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测受检对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，这个磁场是被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量，例如速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电学量来进行检测和控制。（1）线性型霍尔传感器主要用于一些物理量的测量。 1）电流传感器 2）位移测量（2）开关型霍尔传感器主要用于测转数、转速、风速、流速、接近开关、关门告知器、报警器、自动控制电路等。 如图2.12所示，在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢，霍尔传感器放在靠近圆盘边缘处，圆盘旋转一周，霍尔传感器就输出一个脉冲，从而可测出转数（计数器），若接入频率计，便可测出转速。图2.12 如果把开关型霍尔传感器按预定位置有规律地布置在轨道上，当装在运动车辆上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号的分布可以测出车辆的运动速度。本设计采用的开关型霍尔传感器尺寸小、工作电压范围宽，工作可靠，价格便宜，因此获得极为广泛的应用。电路如图2.13所示。图2.13 开关型霍尔传感器的应用2.3.3 控制电路1、分频器的设计（如图2.14）图2.14分频器的设计电路如图2.15是控制信号将轮子圈数的计数脉冲经二分频后形成的脉冲波形。霍尔输出圈波形 二分频后的波形 图2.152、外部存储器本设计通过P1.4口和P1.5口对EEPROM存储器24C01的存取控制，如图2.16所示。图2.16 外部存储器EEPROM芯片按其接口方式来分，有I2C、Microwire、SPI三种，但每一种芯片又分为各种容量规格，比如I2C中的24C01、24C02、24C04，一般尾数大的比尾数小的容量大，且有着直接的倍数关系。 作为一种非易失性存储器（NVM），24系列EEPROM使用的很普遍，一般作为数据量不太大的数据存储器。下面总结一下其应用的一些要点。从命名上看，24CXX中XX的单位是kbit，如24C08，其存储容量为8k bit，即1k Byte1024 Byte。一、工作条件1工作电压(VCC) 24CXX： 4.5V5.5V 24CXXW：2.5V5.5V 24CXXR： 1.8V5.5V2 输入电平定义(VIH,VIL) VIH：0.7VCCVCC+1 VIL：-0.45V0.3VCC二、硬件连接1上拉电阻RP的取值 由于I2C总线电容要满足小于400pf的条件。从以下波形可以看出，上拉电阻越大，总线的电容越小，可以实现的数据传输率就越大，可达400khz。2写保护脚芯片写保护脚是高电平有效，即WP接高电平时禁止写入三、读写时序EEPROM一般在电路中做存储器件，以下的发送和接收都是针对主器件说明的，开始和结束条件也是由主器件发出。1、单字节写操作START发送器件地址ack发送字节地址ack发送数据ackSTOP2、按“页”写操作，“页”是指高位地址一样一组数据，对于24C01/02/04/08/16,一页数据为16字节，一页指高四位地址一样的一组数据。对于24C32/24C64，一页数据为32字节，一页指高11位地址一样的一组数据。START发送器件地址ack发送页首地址ack发送数据ack.发送数据ack STOP3、随机单字节读操作 START发送器件地址（写）ack发送字节地址ackSTART发送器件地址（读）ack接收数据noackSTOP4、当前单字节读操作，“当前”指的是前面进行过读操作，但是没有STOP，芯片内部“指针”指的字节即为“当前”字节。START发送器件地址（读）ack接收数据noackSTOP2.3.5 报警电路的设计如图2.17所示为单片机控制的声光报警电路。图2.17 声光报警电路工作原理：在通电状态下RST引脚一直保持高电平，使AT89C52一直保持复位状态。电容C3的作用是，一旦VCC电位突然降低或断电，能保护片内RAM中的信息不丢失，恢复电后能正常工作。三极管PNP在此电路中相当于开关作用，当TXD端输出为高电平时，PNP处于截止区（相当于断路）；当TXD端输出为低电平时，三级管处于饱和区（相当于短路），所以喇叭和LED就处于导通状态。第三章 软件设计3.1 软件实现的功能1. 利用霍尔传感器产生里程数的脉冲信号2. 利用单片机自带的计数器T1对霍尔传感器脉冲信号进行计数3. 对数据进行处理，要求用LED显示里程总数和即时速度4. 自行车超速，系统发出报警信号，指示灯闪烁3.2 系统主要程序的设计1.初始化程序主要工作：将T1设为外部控制定时器方式；外中断0及外中断1设为边沿触发方式；将部分内存单元清零；设置轮子周长；开中断及定时器；将EEPROM中的数据调入内存等。2.轮圈设置出错处理程序P1.2、P1.3、P1.6、P1.7端口的开关用于设定轮子的周长，当没有设定时（至少让一个开关闭合），能从P3.1口输出一个周期为0.5s的方波信号，用作发光管闪烁及信号响器提醒。3.主程序主程序根据P3.0口的开关状态选择里程显示或速度显示。图3.1所示为主程序框图。开始初始化P3.0=1?显示里程显示速度YN图3.1 主程序框图4、里程计数程序外中断0服务程序用于对12脚输入的圈脉冲进行计数，为十六进制计数器。60H为低位，62H为高位。每计数一次后，对里程数据进行一次存储操作。图3.2所示为里程处理子程序框图。 关速度指示灯，开里程指示灯调圈数转换为公里数显示公里数返回图3.2 里程处理子程序框图5、外中断1服务程序外中断1服务程序用于处理轮子转动一圈后的计时数据。当标志位（00H）为1时，说明计数器溢出，放入最大时间值（为#0FFH）；当标志位为0时，将计H、数单元（TL1、TH1、6CH、6DH）的值放入68H6BH单元。图3.3所示为速度处理子程序框图。关里程指示灯，开速度指示灯调每圈时间转换为速度是否超速YN关报警显示速度返回报警图3.3 速度处理子程序框图6、EEPROM存取程序 本系统使用归一化I2C串口存取子程序，使用一条数据线和时钟线，采用ATMEL公司的24C01串口存储器，应用简单方便。7、显示子程序 当显示里程时，先要将圈数计数器中的数据进行运算，求出总里程。当要显示速度时，要将轮子的周长和转一圈的时间数相除，然后换算成km/h单位。最后放入70H73H，进行数据的显示。3.3 源程序 ORG 0000H LJMP START ORG 0003H LJMP INTEX0 ORG 000BH RETI ORG 0013H LJMP INTEX1 ORG 001BH LJMP INTT1 ORG 0023H RETI ORG 002BH RETICLEARMEN: MOV TMOD,#90H MOV SB,#75H SETB PX0 SETB IT0 SETB IT1 CLR A MOV 20H,A MOV 6CH,A MOV 6DH,A MOV 70H,A MOV 71H,A MOV 72H,A MOV 73H,A MOV 60H,A MOV 61H,A MOV 62H,A MOV 63H,A DEC A MOV 68H,A MOV 69H,A MOV 6AH,A MOV 6BH,A MOV P1,ACLEAR1: JB P1.2,KEY1 MOV 21H,#0FH LJMP CLEAR2KEY1: JB P1.3,KEY2 MOV 21H,#12H LJMP CLEAR2KEY2: JB P1.6,KEY3 MOV 21H,#14H LJMP CLEAR2KEY3: JB P1.7,ERR MOV 21H,#19HCLEAR2: SETB TR1 SETB EA SETB EX0 SETB ET1 SETB P3.1 LCALL VIICREAD RET ERR: CPL P3.1 LCALL DL5S LJMP CLEAR1START: LCALL CLEARMENSTART1: JB P3.0,DISPLAYS LCALL DISPLAYVSTART2: SJMP START1INTEX0: PUSH ACC PUSH PSW INC 60H CLR A CJNE A,60H,INTEX0OUT INC 61HCJNE A,61H,INTEX0OUTINC 62HINTEX0OUT: LCALL VIICWRITE SETB EX1 POP PSW POP ACC RETIINTEX1: PUSH ACC PUSH PSW CLR EX1 JNB 00H,INTEX11 MOV TL1,#0FFH MOV TH1,#0FFH MOV 6CH,#0FFH MOV 6DH,#0FFHINTEX1: MOV 68H,TL1 MOV 69H,TH1 MOV 6AH,6CH MOV 6BH,6DH CLR A MOV TL1,A MOV TH1,A MOV 6CH,A MOV 6DH,A CLR 00H POP PSW POP ACC RETIINTT1: PUSH ACC PUSH PSW INC 6CH MOV A,6CH JNZ INTT11 INC 6DH MOV A,6DH JNZ INTT11 SETB 00HINTT11: POP PSW POP ACC RETIDISPLAYS: SETB P1.O CLR P1.1 SETB P3.7 LCALL SSS LCALL DISPLAY LJMP START1DISPLAYV: CLR P1.0 SETB P1.1 CLR P3.7 LCALL VVV MOV A,71H SUBB A,#04H JNC WARING SETB P3.1V1: LCALL DISPLAY RETWARING: CLR P3.1 AJMP V1VIICWRITE: ACALL WMOV9 MOV SLA,#SLAW MOV NUMBYT,#09H LCALL WRNBYT RETWMOV9: MOV 5FH,#50H MOV R0,#MTD MOV R1,#5FH MOV R2,#09HWMOV: MOV A,R1 MOV R0,A INC R0 INC R1 DJNZ R2,WMOV RETVIICREAD: MOV MTD,#50H MOV SLA,#SLAW MOV NUMBYT,#01H LCALL WRNBYT MOV SLA,#SLAW MOV NUMBYT,#08H LCALL RDNBYT LCALL RMOV8 RETRMOV8: MOV R0,#MRD MOV R1,#60H MOV R2,#