黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 本文介紹的節(jié)能車競(jìng)賽車（ ）電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為節(jié)能車車速里程表的設(shè)計(jì)和對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的改進(jìn)兩個(gè)部分。其中，里程表設(shè)計(jì)以單片機(jī)和霍爾開關(guān)傳感器為核心，再利用 件進(jìn)行 C 語言編程。傳感器將不同車速轉(zhuǎn)變成的不同頻率的脈沖信號(hào)輸入到單片機(jī)進(jìn)行控制與計(jì)算，再采用 塊進(jìn)行顯示，使得節(jié)能競(jìng)賽車的最大車度、平均車速、瞬時(shí)車速、里程、圈數(shù)、時(shí)間等輔助駕駛參數(shù)能直觀的顯示給駕駛員，能夠更佳有效、可靠的幫助駕駛員完成比賽。 對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的改進(jìn)則是將原來的 火器（電容放電式點(diǎn)火器）改進(jìn)成自 動(dòng)進(jìn)角直流點(diǎn)火器。與原 火器相比，自動(dòng)進(jìn)角直流點(diǎn)火器點(diǎn)火能量更大，更穩(wěn)定，點(diǎn)火時(shí)刻更準(zhǔn)確，增加了點(diǎn)燃沖程和排氣沖程的點(diǎn)火觸發(fā)次數(shù)，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣燃燒十分充分且更節(jié)能更節(jié)省燃料，不會(huì)出現(xiàn)燃燒不徹底、火花塞積碳不能正常工作等現(xiàn)象。并且該點(diǎn)火器接線簡單，安裝方便，性能穩(wěn)定，少受外界溫度與濕度的影響，有自動(dòng)變角功能，變角曲線好，適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工況等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)； 示屏；霍爾開關(guān)傳感器； 流點(diǎn)火器 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) of to at a of to to to CD to to to of DI to DI of C of so is so to is to so 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 . I . 1 章 緒論 . 1 題背景、目的及意義 . 1 統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 . 1 章節(jié)的安排 . 2 第 2 章 節(jié)能車車速里程表的硬件設(shè)計(jì) . 3 速里程表設(shè)計(jì)的總體概述 . 3 程表系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框圖 . 3 速傳感器的選擇 . 4 3144E 的特性 . 5 3144E 芯片的引腳及功能 . 5 3144E 的磁輸入檢測(cè) . 6 3144E 的導(dǎo)通距離測(cè)量 . 6 件電路的設(shè)計(jì) . 7 片機(jī)最小系統(tǒng) . 7 片機(jī)最小系統(tǒng)的機(jī)構(gòu) . 8 片機(jī)最小系統(tǒng)的性能 . 9 晶顯示模塊 . 10 要技術(shù)參數(shù)和顯示特性 . 10 示模塊引腳說明及連接 . 11 章小結(jié) . 12 第 3 章 節(jié)能車車速里程表的軟件設(shè)計(jì) . 13 件編程的總體設(shè)計(jì) . 13 件流程圖 . 13 據(jù)處理 . 15 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 程表各部分程序 . 15 程序 . 15 口中斷服務(wù)程序 . 17 示模塊程序 . 18 速系統(tǒng)程序 . 23 斷服務(wù)程序 . 26 幕切換與 序 . 27 章小結(jié) . 31 第 4 章 點(diǎn)火系的優(yōu)化與改進(jìn) . 32 能競(jìng)賽車點(diǎn)火系的現(xiàn)狀分析 . 32 前點(diǎn)火系（ 在的問題分析 . 32 決 火器存在問題的基本思路 . 34 進(jìn)后的自動(dòng)進(jìn)角直流點(diǎn)火器 . 35 進(jìn)后點(diǎn)火器的優(yōu)點(diǎn)及安裝方法 . 38 火器改進(jìn)后所具備的優(yōu)點(diǎn) . 38 火器的安裝方法 . 38 章小結(jié) . 38 結(jié)論 . 40 參考文獻(xiàn) . 41 致謝 . 42 附錄 . 43 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 買文檔送全套 紙，扣扣 414951605 第 1 章 緒 論 題背景、目的及意義 為了提高我校節(jié)能競(jìng)賽車的整體設(shè)計(jì)與可以在大賽中獲得更好的成績，那么電器系統(tǒng)的提高和完善是具有必然意義的。電器系統(tǒng)的改善，可以使駕 駛員獲得更多的輔助駕駛參數(shù)，這些參數(shù)有助于駕駛員更好的駕駛，并且可以使駕駛員對(duì)整車的工作狀況有所掌握與了解。 目前我校的節(jié)能競(jìng)賽車電器系統(tǒng)是由摩托車的電器系統(tǒng)簡單改裝而來，點(diǎn)火系統(tǒng)是電容放點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng)（ 并且行駛里程表是由一塊碼表來代替，目前節(jié)能競(jìng)賽車的電器系統(tǒng)現(xiàn)狀可以說是比較簡陋和落后的，而本次設(shè)計(jì)是要改善節(jié)能車的點(diǎn)火系統(tǒng)和增加轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，即數(shù)字型里程表。 改善后的電器系統(tǒng)將會(huì)給節(jié)能車的整體水平及競(jìng)技水平提升到一個(gè)新的高度，更增加了一些色彩和亮點(diǎn)，也將使我校的節(jié)能車在大賽中更具有競(jìng)爭(zhēng)力，獲得更好 的佳績。而在汽車技術(shù)發(fā)展日新月異的今天， “節(jié)能、環(huán)保、安全 ”已成為未來汽車工業(yè)發(fā)展的主題，而節(jié)能車大賽的目的便是讓我們這些身在大學(xué)校園中的學(xué)子們通過實(shí)踐和競(jìng)賽體會(huì)節(jié)能的意義。因此，盡早的認(rèn)識(shí)到減少能源消耗與降低污染對(duì)未來的汽車發(fā)展方向具有重要的實(shí)際意義。 統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 本設(shè)計(jì)中，車速測(cè)量系統(tǒng)我們以 片機(jī)為控制核心，采用霍爾開關(guān)傳感器檢測(cè)節(jié)能車輪胎的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，通過一定的采集信號(hào)和計(jì)算后，由 晶顯示屏顯示節(jié)能車的車速、里程、時(shí)間等輔助駕駛參數(shù)。本設(shè)計(jì)中，計(jì)數(shù)的正確性決定了本裝置的精度 ，如何在復(fù)雜的環(huán)境中得到正確的計(jì)數(shù)脈沖，是本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，初步的解決辦法是在硬件上進(jìn)行合理的濾波，軟件上利用 行一定的算法處理和 C 語言的編寫；而點(diǎn)火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用自動(dòng)進(jìn)角直流點(diǎn)火器，此點(diǎn)火器電路由振蕩器電路、控制電路、電容放電電路、提前角控制電路、觸發(fā)信號(hào)處理電路等五部分組成。自動(dòng)進(jìn)角點(diǎn)火器能使發(fā)動(dòng)機(jī)的性能明顯提高。 本設(shè)計(jì)中的里程表的設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，顯示清晰，穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，并且可進(jìn)行擴(kuò)充，加入時(shí)速表的功能，更加方便的了解駕駛員當(dāng)時(shí)所處的情況；而改黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 進(jìn)后的自動(dòng)進(jìn)角直流點(diǎn)火器啟動(dòng)性能大大 優(yōu)于普通的交流點(diǎn)火器，具有怠速更加穩(wěn)定，高速明顯提高，震動(dòng)降低，更省油等優(yōu)點(diǎn)。 章節(jié)的安排 第一章敘述了節(jié)能車?yán)锍瘫淼谋尘?、發(fā)展、意義以及本自行車?yán)锍瘫淼母攀觥?第二章介紹了節(jié)能車?yán)锍瘫淼脑O(shè)計(jì)方法與研究，介紹了節(jié)能車?yán)锍瘫淼目傮w設(shè)計(jì)思想 ,電路圖及其原理 ,硬件實(shí)現(xiàn)。主要是對(duì)設(shè)計(jì)中所需設(shè)備的詳細(xì)介紹，包括霍爾開關(guān)傳感器、單片機(jī)最小系統(tǒng)、脈沖測(cè)量、及 晶顯示屏。具體為：介紹霍爾開關(guān)傳感器的基本原理 ,單片機(jī)最小系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) ,工作原理及其性能；脈沖測(cè)量的算法及其實(shí)現(xiàn)， 晶顯示屏的工作原理。 第 三章是節(jié)能車?yán)锍瘫淼能浖?shí)現(xiàn)部分，主要介紹單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)頻率測(cè)量、車速、里程、時(shí)間、行駛?cè)?shù)、平均車速、最大車速的功能。 第四章是對(duì)點(diǎn)火系的優(yōu)化與改進(jìn)，與現(xiàn)有點(diǎn)火系的對(duì)比，改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)以及自動(dòng)進(jìn)角直流點(diǎn)火器的工作原理等。 總結(jié)，是介紹了本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能，闡述本課題的現(xiàn)實(shí)意義，以及對(duì)未來節(jié)能車?yán)锍瘫砑夹g(shù)的展望。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第 2 章 節(jié)能車車速里程表的硬件設(shè)計(jì) 速里程表設(shè)計(jì)的總體概述 本系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)采集，單片機(jī)控制系統(tǒng)，顯示電路顯示， 3 部分構(gòu)成。其中數(shù)據(jù)的采集是由霍爾開關(guān)傳感器來完成的，它的輸出是 0、 1 高低 電平，經(jīng)過霍爾開關(guān)傳感器內(nèi)部集成電路進(jìn)行濾波整形后就向單片機(jī)系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)速信號(hào)。其中關(guān)鍵的處理由單片機(jī)系統(tǒng)來完成，單片機(jī)將對(duì) 的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)的脈沖達(dá)到設(shè)定值的時(shí)候， 請(qǐng)中斷，對(duì)外輸出信號(hào)，輸出的信號(hào)由顯示部分送 示屏進(jìn)行顯示，顯示當(dāng)前的行駛里程、車速、時(shí)間等情況。在本次行駛過后關(guān)掉電源開關(guān)，所有數(shù)據(jù)清零，以便下次駕駛員行駛時(shí)更加方便、有效的讀取數(shù)據(jù)，以上所訴就是整個(gè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思想。 利用霍爾元件對(duì)里程和車速進(jìn)行測(cè)量。將霍爾元件安裝在車前輪的一側(cè)，在車圈側(cè)面等間隔貼若干個(gè)磁鐵 。當(dāng)磁鐵經(jīng)過霍爾元件時(shí)，霍爾元件輸出端的電壓發(fā)生變化產(chǎn)生高低電平，單片機(jī)根據(jù)脈沖數(shù)來計(jì)算里程?；魻栐皇芴鞖獾挠绊懀幢惚荒嗌郴蚧覊m覆蓋對(duì)測(cè)量也不會(huì)有任何影響。霍爾開關(guān)傳感器具有輸出響應(yīng)快、體積小、安裝方便、性能可靠、不受光線、泥水等因素影響，價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)。 該設(shè)計(jì)能實(shí)時(shí)地將所測(cè)的累計(jì)里程數(shù)顯示出來，主要是將傳感器輸入到單片機(jī)的脈沖信號(hào)的頻率（傳感器將不同車速轉(zhuǎn)變成不同頻率的脈沖信號(hào)）實(shí)時(shí)地測(cè)量出來，考慮到信號(hào)的衰減、干擾等影響，在信號(hào)送入單片機(jī)前開關(guān)型霍爾開關(guān)傳感器內(nèi)部的集成電路對(duì)其進(jìn)行放大整形，然后 通過單片機(jī)計(jì)算出里程，并由 示模塊交替顯示所測(cè)里程。本設(shè)計(jì)的里程數(shù)的算法是一種大概的算法（假設(shè)在一定時(shí)間內(nèi)自行車是勻速行進(jìn)，平均速度與時(shí)間的乘積即為里程數(shù)）。 設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮測(cè)速精度和系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間。本設(shè)計(jì)用測(cè)量高低電平的頻率來計(jì)算速度，因而具有較高的測(cè)速精度。在計(jì)算里程時(shí)取了節(jié)能車的理想狀態(tài)。實(shí)際中，誤差控制在幾米之內(nèi)，相對(duì)于整個(gè)里程來說不是很大。另外，還應(yīng)盡量保證其他子模塊在編程時(shí)的通用性和高效性。本設(shè)計(jì)的里程值采用 4 位顯示。 程表系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框圖 如圖 示，為里程表設(shè)計(jì)總框圖， 明確了里程表的設(shè)計(jì)思路。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 圖 統(tǒng)總框圖 速傳感器的選擇 對(duì)車速進(jìn)行檢測(cè)的傳感器目前被廣泛使用的有三種，分別是磁電式車速傳感器、霍爾式車速傳感器、光電式車速傳感器。 磁電式車速傳感器是一個(gè)模擬交流信號(hào)發(fā)生器，它們產(chǎn)生交變電流信號(hào)，通常由帶兩個(gè)接線柱的磁芯及線圈組成。這兩個(gè)線圈接線柱是傳感器輸出的端子，當(dāng)由鐵質(zhì)制成的環(huán)狀翼輪 (有時(shí)稱為磁組輪 )轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過傳感器時(shí)，線圈里將產(chǎn)生交流電壓信號(hào)。磁組輪上的逐個(gè)齒輪將產(chǎn)生一一對(duì)應(yīng)的系列脈沖，其形狀 是一樣的。輸出信號(hào)的振幅(峰對(duì)峰電壓 )與磁組輪的轉(zhuǎn)速成正比 (車速 )，信號(hào)的頻率大小表現(xiàn)于磁組輪的轉(zhuǎn)速大小。 霍爾效應(yīng)傳感器 (開關(guān) )在汽車應(yīng)用中是十分特殊的，這主要是由于變速器周圍空間位置沖突，霍爾效應(yīng)傳感器是固體傳感器，它們主要應(yīng)用在曲軸轉(zhuǎn)角和凸輪軸位置上，用于開關(guān)點(diǎn)火和燃油噴射電路觸發(fā)，它還應(yīng)用在其它需要控制轉(zhuǎn)動(dòng)部件的位置和速度控制電腦電路中。 光電式車速傳感器是固態(tài)的光電半導(dǎo)體傳感器，它由帶孔的轉(zhuǎn)盤兩個(gè)光導(dǎo)體纖維，一個(gè)發(fā)光二極管，一個(gè)作為光傳感器的光電三極管組成。 一個(gè)以光電三極管為基礎(chǔ)的放大器為發(fā)動(dòng)機(jī) 控制電腦或點(diǎn)火模塊提供足夠功率的信號(hào)，光電三極管和放大器產(chǎn)生數(shù)字輸出信號(hào) (開關(guān)脈沖 )。 綜合節(jié)能競(jìng)賽車的特點(diǎn)和功能需求，本次設(shè)計(jì)中選用的是霍爾開關(guān)型傳感器，其型號(hào)為 稱 片屬于開關(guān)型的霍爾器件 ,其工作電壓范圍比較寬 ( 4. 5 18 V ) ,其輸出的信號(hào)符合 I/ O 端口上 ,而且其最高檢測(cè)頻率可達(dá)到 1 M 爾開關(guān)集成電路應(yīng)用霍爾效應(yīng)原理 ,采用半導(dǎo)體集成技術(shù)制造的磁敏電路 ,它是由電壓調(diào)整器、霍爾電壓發(fā)生器、差分 放大器、史密特觸發(fā)器，溫度補(bǔ)償電路和集電極開路的輸出級(jí)組成的磁敏傳感電路 ,其輸入顯示電路 數(shù)脈沖送信號(hào)至 源開關(guān) 在線擦寫程序 霍爾傳感器 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 為磁感應(yīng)強(qiáng)度 ,輸出是一個(gè)數(shù)字電壓信號(hào)。 3144E 的特性 霍爾開關(guān)電路的輸出特性見圖 示。在輸入端輸入電壓 穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍耳電勢(shì)發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍耳效應(yīng)原理，當(dāng)霍耳片處在磁場(chǎng)中時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會(huì)產(chǎn)生場(chǎng)的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會(huì)產(chǎn)生密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到 輸出。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到工作點(diǎn) (即 時(shí)，觸發(fā)器輸 出高電壓 (相對(duì)于地電位 )，使三極管導(dǎo)通，此時(shí) 輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)為開。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到釋放點(diǎn) (即 時(shí)，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截止，使 輸出高電壓，這種狀態(tài)為關(guān)。 圖 3144E 輸出特性 在外磁場(chǎng)的作用下，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過導(dǎo)通閾 ，霍爾電路輸出管導(dǎo)通，輸出低電平。之后， B 再增加，仍保持導(dǎo)通態(tài)。若外加磁場(chǎng)的 B 值降低到 B ，輸出管截止，輸出高電平。我們稱 工作點(diǎn)， 釋放點(diǎn)， B B 差的 存在使開關(guān)電路的抗干擾能力增強(qiáng)。這樣兩次電壓變換，使霍耳開關(guān)完成了一次開關(guān)動(dòng)作。一般規(guī)定，當(dāng)外加磁場(chǎng)的南極 ( S 極 )接近霍爾電路外殼上打有標(biāo)志的一面時(shí)，作用到霍爾電路上的磁場(chǎng)方向?yàn)檎睒O接近標(biāo)志面時(shí)為負(fù)。 3144E 芯片的引腳及功能 霍爾傳感器 芯片的引腳接線圖見圖 型應(yīng)用于無觸點(diǎn)開關(guān)、車點(diǎn)火器、剎車電路、位置轉(zhuǎn)速檢測(cè)與控制、全報(bào)警裝置和紡織控制系統(tǒng)。霍爾傳感器是一個(gè) 3端器件，外形與三極管相似，只要接上電源、地，即可工作，輸出通常是集電極開路 ( 門輸出，工作電壓范圍 寬，使用非常方便。 H 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 44E 芯片引腳接線圖 引腳 1 是電源 引腳 2 是地 引腳 3 是輸出 爾器件的工作電壓不得超過規(guī)定的 部分霍爾開關(guān)均為 出。因此，輸出應(yīng)接負(fù)載電阻，其數(shù)值值取決于負(fù)載電流的大小 ， 不得超負(fù)載使用。 3144E 的磁輸入檢測(cè) 磁輸入為單極磁場(chǎng)，即施加磁場(chǎng)的方式是改變磁鐵和 間的距離。判定磁鐵極性方法是：把磁鐵的兩個(gè)極分別靠近 正面，當(dāng)其 腳電平由高變低時(shí)即為正確的安裝位置，如圖 示。 圖 44E 判別磁鐵極性 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得知， 對(duì)磁鐵的 S 極有響應(yīng)而對(duì) N 級(jí)沒有絲毫響應(yīng)。安裝時(shí)一定要讓磁鐵的 S 極對(duì)準(zhǔn) 的反應(yīng)傳感區(qū)。 3144E 的導(dǎo)通距離測(cè)量 把一塊小永久磁鐵固定在車輪的輻條上， 在車輪輻條附近，如圖 示。 圖 44E 導(dǎo)通距離測(cè)量 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得知，磁鐵和霍爾開關(guān) 近到一定距離 (設(shè)此距離為 r)時(shí)， 腳有脈沖信號(hào)輸出。當(dāng)二者的距離大于 r 時(shí)， 腳沒有脈沖信號(hào)輸出。反復(fù)實(shí)驗(yàn)得出霍爾開關(guān) 通的距離 r 為 4 5 件電路的設(shè)計(jì) 霍爾傳感器 測(cè)速系統(tǒng)中的主要作用是車輪轉(zhuǎn)速采集。車輪每轉(zhuǎn)一周，磁鐵經(jīng)過 一次。 的第 3 腳就輸出一個(gè)脈沖信號(hào)作為單片機(jī) 外中斷信號(hào)從 輸入。單片機(jī)測(cè)量脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)和脈沖周期。根據(jù)脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)計(jì)算出里程，根據(jù)脈沖信號(hào)的周期計(jì)算出速度并顯示。 單片機(jī)的硬件電路連接如圖 示。 圖 44E 與單片機(jī)硬件電路連接 霍爾開關(guān)傳感器具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固、體積小、壽命長、靈敏度高、安裝方便、功耗小、頻率高、耐震動(dòng)、不怕灰塵、油污及鹽霧等的污染或腐蝕，位置重復(fù)精度高等優(yōu)點(diǎn)。 片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng) ,或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng) ,是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng) 1 系列單片機(jī)來說 ,最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括 :單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。而本設(shè)計(jì)中選用 為最小系統(tǒng)板的芯片。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 片機(jī)最小系統(tǒng)的機(jī)構(gòu) 工作電源：電源是單片機(jī)工作的動(dòng)力源泉，對(duì)應(yīng)的接線方法為： 40 腳（ 源引腳，工作時(shí)接 +5V 電源， 20 腳（ 接地線。 復(fù)位電路 :由電 容串聯(lián)電阻構(gòu)成 ,結(jié)合 “電容電壓不能突變 ”的性質(zhì)可以知道 ,當(dāng)系統(tǒng)一上電， 將會(huì)出現(xiàn)高電平 ,并且這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的 來決定。典型的 51 單片機(jī)當(dāng) 的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位 ,所以 ,適當(dāng)組合取值就可以保證可靠的復(fù)位。一般教科書推薦 C 取 10 取 然也有其他取法的 ,原則就是要讓 合可以在 上產(chǎn)生不少于 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平，電路如圖 示。 圖 位電路 晶振電路 :時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)序脈沖，單片機(jī)所有運(yùn)算與控制過程都是在統(tǒng)一的時(shí)序脈沖的 驅(qū)動(dòng)下的進(jìn)行的，如果單片機(jī)的時(shí)鐘電路停止工作（晶振停振），那么單片機(jī)也就停止運(yùn)行了。當(dāng)采用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，在晶振引腳 19 腳）和 18 腳）引腳之間接入一個(gè)晶振，兩個(gè)引腳對(duì)地分別再接入一個(gè)電容即可產(chǎn)生所需的時(shí)鐘信號(hào)，電容的容量一般在幾十皮法，如 30型的晶振取 為可以準(zhǔn)確地得到 9600 波特率和 19200 波特率 ,用于有串口通訊的場(chǎng)合 )/40生精確的 時(shí)歇 ,方便定時(shí)操作 )，電路如圖 示。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 振電路 控制引腳 法。 31 腳）為內(nèi)外程序存儲(chǔ)器選擇控制引腳，當(dāng) 低電位時(shí)，單片機(jī)從外部程序存儲(chǔ)器取指令；當(dāng) 高電平時(shí)，單片機(jī)從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器取指令。 片機(jī)內(nèi)部有 8反復(fù)擦寫 1000 次以上的程序存儲(chǔ)器，因此我們把 到 +5V 高電平，讓單片機(jī)運(yùn)行內(nèi)部的程序，我們就可以通過反復(fù)燒寫來驗(yàn)證我們的程序了。 片機(jī)最小系統(tǒng)的性能 本系統(tǒng)板具有串口通信方式，系統(tǒng)板省去了 片，用 串口（筆記本和臺(tái)式機(jī)都能用）， 232 通信的程序無需任何修改，即可于電腦的串口通信 工具進(jìn)行通信；復(fù)位電路，方便程序調(diào)試使用；供電方式是 電和外部供電（外部供電時(shí)，可以在電源電壓為 電壓范圍內(nèi)）。具有雙工 行通道， 雙數(shù)據(jù)指示器，電源關(guān)閉標(biāo)識(shí)；下載方式是 載（筆記本和臺(tái)式機(jī)都可以用）和十針下載方式（可以下載 列的單片機(jī)）。液晶 12864 有亮度對(duì)比度調(diào)節(jié)電阻；單片機(jī)晶振采用 40選擇可插拔式，根據(jù)使用需求隨時(shí)可更換晶振，適合不同的應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)合。單片機(jī) I/O 口全部引出（方便擴(kuò)展各種模塊實(shí)驗(yàn)），電源 通過排針引出，方便外擴(kuò)電路時(shí)電源的引入和引出。實(shí)物如圖 示。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 路板實(shí)物 晶顯示模塊 本設(shè)計(jì)中顯示模塊的液晶顯示屏型號(hào)為 液晶屏具有中文字庫，這對(duì)顯示程序的編寫帶來了極大的方便，并且在以后的使用中也帶來了極大的益處。此外，該液晶屏幕 還具有漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置 8192個(gè)中文漢字（ 16陣）、 128 個(gè)字符（ 8陣）及 64陣顯示 要技術(shù)參數(shù)和顯示特性 電源： 5V(內(nèi)置升壓電路，無需負(fù)壓 )；顯示內(nèi)容： 128 列 64 行，顯示顏色：黃綠，顯示角度： 6： 00 鐘直視， 型： 口： 8 位或 4位并行 /3 位串行，配置 光。多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等。 如圖 示，外觀尺寸： 9370域尺寸： 7339 圖 晶顯示屏外形尺寸圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 示模塊引腳說明及連接 該液晶屏幕的引腳說明如圖 示，該屏幕的邏輯工作電壓 ( 源地 ( 0V，工作溫度 ( 60 (常溫 ) / 70 （寬溫）。 引腳號(hào) 引腳名稱 方向 功能說明 1 模塊的電源地 2 模塊的電源正端 3 動(dòng)電壓輸入端 4 S) H/L 并行的指令 /數(shù) 據(jù)選擇信號(hào)；串行的片選信號(hào) 5 R/W(H/L 并行的讀寫選擇信號(hào)；串行的數(shù)據(jù)口 6 E(H/L 并行的使能信號(hào)；串行的同步時(shí)鐘 7 ： 16 空腳 17 /（ V） 背光源正極 20 背光源負(fù)極 圖 示屏引腳說明 如圖 示為顯示模塊與單片機(jī)最小系統(tǒng)板的管腳連接原理圖，通過該圖可以明確的知道顯示模塊與系統(tǒng)板各管腳是如何連接的，這給以后為顯示模塊編寫程序帶來了極大的方便。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 示模塊與最小系統(tǒng)板連接原理圖 章小結(jié) 本章系統(tǒng)的介紹了里程表的設(shè)計(jì)思路以及硬件的選取，通過本 章可以知道節(jié)能車?yán)锍瘫淼脑O(shè)計(jì)是由單片機(jī)最小系統(tǒng)板、 晶顯示屏、霍爾接近開關(guān)傳感器等硬件組成，并且熟悉掌握了各硬件的參數(shù)、使用方法以及相互之間是如何連接的。在此基礎(chǔ)上便可以按所需的功能進(jìn)行軟件編程了。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 第 3 章 節(jié)能車車速里程表的軟件設(shè)計(jì) 件編程的總體設(shè)計(jì) 在硬件確定的基礎(chǔ)上就可以進(jìn)行軟件的編程了，本設(shè)計(jì)使用的是 件進(jìn)行 據(jù)所需要的功能，編譯相應(yīng)的程序。本系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)方法。整個(gè)系統(tǒng)由初始化模塊、頻率測(cè)量模塊、速度和里程計(jì)算模塊、顯示模塊 、定時(shí)器中斷服務(wù)模塊以及其他功能模塊組成，如圖 示。 圖 統(tǒng)軟件功能框圖 根據(jù)各個(gè)模塊的功能，利用 C 語言編譯出相應(yīng)功能的程序，編譯出各個(gè)功能模塊的程序后便利用 件進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)調(diào)試好各個(gè)功能模塊程序后，便編譯主程序，通過主程序調(diào)用各個(gè)功能模塊的子程序來實(shí)現(xiàn)總體的通能需求，最后通過軟硬件的結(jié)合便可實(shí)現(xiàn)車速和里程的顯示及測(cè)量 件流程圖 程序是按給定的方式運(yùn)行的，我們按照合理的路徑，按照 C 語言的方式使其達(dá)到我們所需的功能。那 么，首先應(yīng)該做出軟件的流程圖，使程序在給定的流程框架里進(jìn)行循環(huán)工作。如圖 示，為系統(tǒng)軟件運(yùn)行的流程圖。 初始化模塊 顯示模塊 頻率測(cè)量模塊 中斷服務(wù)模塊 速度、里程計(jì)算模塊 時(shí)間計(jì)數(shù)模塊 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 否 是 否 是 圖 件流程圖 上電 單片機(jī)復(fù)位 初始化串口 初始化液晶屏 液晶屏顯示 延時(shí)秒 液晶屏顯示菜單 刷新屏幕時(shí)間到了嗎？ 切換屏幕時(shí)間到了嗎？ 顯示另一個(gè)菜單 刷新屏幕數(shù)據(jù) 重新運(yùn)算速度里程等數(shù)據(jù) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 據(jù)處理 本設(shè)計(jì)所用的霍爾傳感器是一塊集成芯片。首先我們把磁鋼放在節(jié)能車的轉(zhuǎn)軸上，而霍爾元件就放在與其水平的轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)我們完成安裝后，轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)能車的轉(zhuǎn)軸，磁鋼也就跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使霍爾傳感器周圍的磁場(chǎng)發(fā)生變化，將產(chǎn)生出一個(gè)高低電平。假設(shè)磁鋼共分為 8 片，磁場(chǎng)將會(huì)改變 8 次，當(dāng)磁鋼經(jīng)過傳感器時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平，否則為低電平。所以將會(huì)產(chǎn)生 8 個(gè)高電平，既每輸出 8 個(gè)高電平代表 自行車轉(zhuǎn)動(dòng)了一周。比如我們的車輪在 R=，通過 C=2*R 計(jì)算得出車輪的周長 C=于每一圈霍爾傳感器將輸出 8 個(gè)高電平，當(dāng)自行車行駛 1會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng) 667 次，這樣每 1回產(chǎn)生 5336 個(gè)脈沖，單片機(jī)對(duì)這 5336 個(gè)脈沖計(jì)數(shù)。 程表各部分程序 程序 )函數(shù)，即主函數(shù)。主函數(shù)部分經(jīng)過延時(shí)、初始化串口、初始化液晶顯示屏、初始化測(cè)速系統(tǒng)