发布时间 : 星期四 文章自行车里程表电路设计_毕业设计更新完毕开始阅读12cf10f529ea81c758f5f61fb7360b4c2e3f2a3d
图5 显示子程序流程图
6 主要元器件介绍 6.1 霍尔传感器
霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于信号采集的有A44E、CS3020、CS3040等，这类传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，通常是集电极开路（OC门）输出，工作电压范围宽，使用非常方便。A44E的外形如图6所示。
A44E123 1-Vcc 2-GND 3-OUT 图6 A44E外形图
使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的齿轮盘上粘上一粒磁钢，霍尔元件固定在前叉上，当车子转动时霍尔元件靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。 6.2 LED数码管
与LCD液晶显示器相比，数码管虽没有液晶显示器那样的显示效果，但是它有其自己的特点，它低功耗，容易控制，占用CPU资源少，从而成为一些显示器的首选。数码管由7个发光二极管组成，它门可以共阴极，也可以共阳极。通过解码电路得到的数码接通相应的发光二极而形成相应的字符，可以显示从1到9的数字，这满足设计要求。
由霍尔传感器采集的脉冲数据信号，通过RC滤波后向单片机提供数据脉冲，单片机再对其进行记数。当达到先前所设计的计数值的时候单片机就申请中断，从而使单片机响应中断程序，既使其输出一个信号代表此时自行车已经行驶了1Km，这时在经过显示单元电路使LED数码管显示1Km。当第二个信号来的时候，电路实现加一的功能后在送LED显示，这样就实现了显示里程的目的。 6.3 STC89C52单片机 6.3.1单片机原理简介
单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机，也就是把组成微型计算机的各种功能部件，包括CPU(CentralProcessingUnit)、随机存储器RAM(RandomAccess Memory)、只读存储器ROM(Read-onlyMemory)、基本输入
/输出(input/output)接口电路，定时器/计数器等部件都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机从而实现微型计算机的基本功能。单片机实质上是一个芯片，在实际应用中，通常很少将单片机直接和被控对象进行电气连接，必须外加各种扩展接口电路、外部设备、被控对象等硬件和软件，才能构成一个单片机应用系统。
6.3.2单片机的引脚功能
STC89C52是一种低电压，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），片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大，STC89C52单片机适合于许多较为复杂控制场合应用，其引脚图如图7所示。
图7 89C52引脚图
STC89C52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，一个全双工串行通信口，片内具有振荡器及时钟电路。同时，STC89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件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，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。89C52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。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
P1.0～P1.7：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲极可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。
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隔离。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。
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。 6.4 74LS244
本次设计中的采用驱动数码管的芯片为74LS244，74LS244为三态输出的八位缓冲器和线驱动器，若单片机输出口直接接显示部分电路，则电流太小，会导致显示部分不能正常工作，所以在单片机输出口先接入驱动芯片74LS244，增大电流，使LED能够正常工作。其逻辑图如图8所示。
图8 74LS244逻辑图
6.5 74LS74
74LS74是D触发器的一种,它是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件，是构成多种时序电路的最基本逻辑单元。触发器具有两个稳定状态，即\和\，在一定的外界信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态，由于其状态的更新发生在CP脉冲的边沿故又称之为上升沿触发的边沿触发器，D触发器的状态只取决于时针到来前D端的状态。D触发器应用很广，可用做数字信号的寄存、移位寄存、分频和波形发生器等。
7 制作、安装和调试 7.1 制作
7.1.1系统仿真
本次设计采用的仿真软件是Proteus, Proteus仿真软件可以实现数字电路、模拟电路及微控制系统与外设的混合电路系统的电路仿真、系统协同仿真和PCB设计等全部功能。电路仿真原理图如9所示。
图9 电路仿真原理图
当完成原理图布线后，利用Proteus ISIS编辑环境所提供的电器规则检查命令对设计进行检查，并根据系统提供的错误检查报告修改原理图，直到通过电器规则检查为止。单片机系统的仿真是Proteus的一大特色，将原理图连接完成之后，利用Keil软件可将程序烧入单片机里面，这样可以在设计中直接编辑代码，源代码通过编译无误后，就可以进行仿真,并查看仿真的结果。 7.1.2 制作PCB板
（1）用Protel提供的各种功能及命令编辑原理图文件。
（2）启动Protel时参数设计，进入PCB编辑环境，指定元件的布置、板层、布线等参数。
（3）装入原理图及元件封装。该环节是在准备好的电路原理图的基础上进行的。元件的封装也就是元件的外形，每个元件都对应电路板上的几个焊盘，对于每个装入的元件必须有相应的外形封装，这样才能保证电路板布线的顺利进行。
（4）元件在电路板上的布置。放置了电路板的物理尺寸，即确定了电路板的板边之后，才可以装入电路原理图。在装入电路原理图之后，程序自动装入所有元件，元件自动放在电路板边框内，这时根据器件的布局需要把其中零乱的器件布置好。
（5）自动布线和手工调整。PCB有自动布线的功能，只要把有关参数设置适当，元件位置布置合理，就可以自动布线，自己不满意的地方可以通过手工调整来弥补。
（6）打印PCB电路板。PCB板图如附录2所示 7.2 安装