基于MCS-51单片机的里程表的设计与实现.doc

前言 一 系统概述 本系统由信号采集处理模块、单片机8031、系统化LCD显示模块、系统软件组成。其中信号采集处理模块以霍尔传感器为核心器件，将不同的转速信号转换成相应的脉冲信号，并送到单片机的T1引脚；对单片机进行设置，使内部的定时器/计数器timer0工作在定时状态，timer1工作在计数状态，利用内部定时器T0对脉冲输入引脚T1进行控制，这样就能精确地检测到设定时间内加到T1引脚的脉冲数，一个脉冲即代表着车子前进一个轮长，对脉冲数进行处理就可得到里程和速度的数据；将数据送到LCD显示模块进行显示。该系统原理框图如图1所示。 系统软件包括单片机和液晶模块的初始化模块、液晶模块的写数据／命令子模块、频率测量模块、速度里程计算模块、速度和里程显示数据LCD字库显示模块等。 图1 系统原理框图 二 基本原理与设计方案 （一）元器件简介 1 霍尔传感器简介 霍耳效应1879年E.H. 霍尔发现，如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电压(v)，该磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH)，人们将这个电压叫做霍尔电压，产生这种现象被称为霍尔效应。 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的积累，从而形成附加的横向电场。 通有电流 I 的金属或半导体板置于磁感强度为 B 的均匀磁场中，磁场的方向和电流方向垂直，在金属板的第三对表面间就显示出横向电势差 U H 的现象称为霍耳效应。U H 就称为霍耳电势差。 实验测定，霍耳电势差的大小，和电流 I 及磁感强度B成正比,而与板的厚度d 成反比。即霍耳电势差 UH = RHIB/d ,?霍尔传感器的外形图和与磁场的作用关系如图所示。磁场由磁钢提供，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用霍尔传感器检测转速示意图如。在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出圆盘的转速。霍尔电流传感器本身已经存在滤波电路，输出无须再加装滤波，可直接供单片机的0~5V的 AD采集或，信号非常稳定，而且抗干扰能力很强  霍尔电流传感器反应速度一般在7微妙，不用考虑单片机循环判断的时间.霍尔传感器的外形霍尔传感器检测转速示意图AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes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，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案。????AT89C51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。兼容MCS—51指令系统32个双向I/O口两个16位可编程定时/计数器1个串行中两个外部中断源4k可反复擦写(1000次）Flash ROM128x8bit内部RAM6个中断源）低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能SED1520，点阵为122x32,需要两片SED1520组成，由E1、E2分别选通，以控制显示屏的左右两半屏。图形液晶显示模块有两种连接方式。一种为直接访问方式，一种为间接控制方式。本设计采用直接控制方式。直接控制方式就是将液晶显示模块的接口作为存储器或I／O 设备直接挂在计算机总线上。计算机通过地址译码控制 E1和 E2的选通；读／写操作信号 R／W由地址线 A1控制；命令/数据寄存器选择信号 AO 由地址线 A0控制。实际电路如图4所示。地址映射如下（地址中的X由LCD CS决定，可参见地址译码部分说明） 0X000H 0X001H 0X002H 0X003H 0X004H 0X005H 0X006H 0X007H 写E1指令 写E1数据 读E1状态 读E1数据 写E2指令 写E2数据 读E2状态 读E2数据 图4 液晶屏显示控制电路 SED1520芯片介绍 SED1520液晶显示驱动器是一种点阵