汽車速度里程表的設計摘要：在車輛高速行駛的過程中，車速里程表是為駕駛員及時提供動態駕駛信息的重要儀表，它的好壞直接影響到車輛行駛安全。而傳統的車速里程表存在兩大缺陷：一是用軟軸驅動的傳統車速里程表在車輛高速行駛狀態下，軟軸高速旋轉，由于軟軸鋼絲應力極限的限制，常常造成鋼絲軟軸的疲勞斷裂，從而使車速里程表失效；二是由于軟軸布線過長，出現形變過大和運動遲滯現象，導致動態指示遲鈍或指示錯誤。為了更加及時可靠的為駕駛員提供動態駕駛信息，保證車輛行駛安全，客服傳統軟軸驅動車速里程表故障率高、動態指示遲鈍等問題，運用先進的電子技術、傳感器測量技術和計算機智能技術，改進傳統的里程表是非常必要的。關鍵字：單片機，霍爾傳感器，車速里程表Abstract:Intheprocessofhigh-speedvehicles,vehiclespeedodometerisimportantinstrumentdrivertoprovidedynamicdrivinginformation,whichdirectlyaffectstherunningsafetyofvehicles.Thespeedometertraditionhastwodefects:oneisthetraditionalspeedometerflexibleshaftdrivingthevehiclehighspeedrunningcondition,theshaftrotatingspeed,theflexibleshaftsteelwirestresslimit,oftenresultinginfatiguefractureofthewireflexibleshaft,sothatthespeedometerfailure;twoisaflexiblewiringistoolongduetodeformation,appeartoolargeandthemotionlag,leadtodynamicindicatingsloworindicationerror.Inordertobemorereliableandtimelytothedriver'sdrivingdynamicinformation,guaranteethedrivingsafety,theproblemofhighfailurerate,thespeedometerdynamicindicatingslowservicetraditionalflexibleshaftdriving,theuseofelectronictechnology,sensortechnologyandcomputerintelligencetechnologyadvanced,theimprovementofthetraditionalodometerisverynecessary.Keywords:Themicrocontroller,hallsensors,memory，Thespeedometer目錄TOC\o"1-3"\h\u11106前言 1321111系統概述 2139042基本原理與設計方案 2285502.1霍爾傳感器簡介 314152.2AT89C2051芯片簡介 4304732.3液晶顯示模塊SED1520芯片介紹 5242262.3.1SED1520芯片介紹 5121392.3.2SED1520的特性 6129282.3.3SED1520指令與顯示RAM結構 6256972.4定時器/計數器的結構 728322.5定時計數器的原理 7227832.6頻率測量 811313系統硬件設計 8289083.1信號預處理電路 850663.2施密特觸發器 951223.3液晶顯示電路和數據存儲電路 10130794系統軟件設計 11102554.1電機轉速控制模塊程序設計 12323044.2頻率測量模塊程序設計 1265574.3液晶顯示程序的設計 15304854.4速度、里程顯示程序的設計 15296664.5模塊程序設計 1842375軟件調試 20187605.1程序的查錯手段 20233145.2源程序的檢測 21310285.3源程序的調試 21199706設計總結 221259參考文獻 23前言汽車是現代生活中不可或缺的一種重要交通工具，傳統的指針式里程表伴隨著汽車的誕生就一直為人們喜愛，不過，新生事物不會因傳統的存在而停止它前進的步伐。數碼科技在今天已滲透到工業，農業，民用等產品的點點滴滴。新概念的車速里程表最直觀的變化就是用大屏幕的液晶取代指針式表盤，直接用數字顯示速度和里程，以及其他一些諸如油耗、時鐘、環境溫度等參數，直觀的呈現給使用者。同時，它還具有成本低廉，顯示清晰，穩定可靠等優點。由于單片機體積小，可以把它做到產品的內部，取代老式機械零件，縮小產品體積，增強功能，實現智能化。因此被廣泛地用在智能產品中。Intel公司的MCS-51系列單片機近年來得到了廣泛流行。本文即介紹一種基于AT89C2051單片機的汽車速度與里程表的設計和實現。本設計以AT89C2051為核心，利用單片機的運算和控制功能，采用串口液晶顯示模塊實時顯示所測汽車的速度和里程設計方案。由于使用了串口液晶顯示模塊和E2PROM，以及高效快速算法，因而可在節約系統資源和簡化程序設計的基礎上保證測量精度和系統實時性。本文先對里程表設計中所需設備作詳細介紹，再對設計中存在的問題進行了說明，對硬件部分和軟件部分的設計和實現作認真的分析。

1系統概述本系統由信號采集處理模塊、單片機AT89C2051、系統化LCD顯示模塊、系統軟件組成。系統軟件包括單片機和液晶模塊的初始化模塊、液晶模塊的寫數據／命令子模塊、周期測量模塊、速度里程計算模塊、數據存儲模塊、速度和里程顯示數據轉BCD碼模塊、顯示數據消多余零模塊、數據顯示模塊以及實時中斷服務模塊等。其中，信號采集處理模塊以霍爾傳感器為核心器件，將不同的轉速信號轉換成相應的脈沖信號，并送到單片機的T1引腳；對單片機進行設置，使內部的定時器/計數器timer0工作在定時狀態，timer1工作在計數狀態，利用內部定時器T0對脈沖輸入引腳T1進行控制，這樣就能精確地檢測到設定時間內加到T1引腳的脈沖數，一個脈沖即代表著車子前進一個輪長，對脈沖數進行處理就可得到里程和速度的數據；將數據送到LCD顯示模塊進行顯示。速度顯示部分采用串口液晶顯示模塊，所得的數據采用I2C總線并通過E2PROM來存儲，因而節省了所需單片機的口線和外圍器件，同時也簡化了顯示部分的軟件編程。汽車速度與里程表系統原理框圖如圖1-1所示。脈沖信號脈沖信號單片機單片機LCDLCD圖1-1汽車速度與里程表系統原理框圖2基本原理與設計方案該設計能實時地將所測的速度顯示出來，同時也能夠累計顯示總里程數。該速度里程表能將傳感器輸入到單片機的脈沖信號的寬度（傳感器將車速轉變成相應寬度的脈沖信號）實時地測量出來，然后通過單片機計算出速度和里程，再將所得的數據存儲到串口數據存儲器，并由串口液晶顯示模塊實時顯示出所測速度。本設計用兩個按鍵來控制顯示速度或里程。考慮到信號的衰減、干擾等影響，在信號送入單片機前應對其進行放大整形，然后再輸入到單片機進行測速。單片機利用定時器T0的控制功能測出輸入信號的周期后，再利用單片機的算術運算功能將周期轉換成速度，同時每秒鐘進行一次里程累計，從而計算出總里程。最后將得出的速度、里程值存儲在E2PROM中，并根據兩個按鍵的選擇情況來顯示速度或里程。為了方便計算要顯示數據值的段碼，可再將其轉換成壓縮的BCD碼，然后通過查表將要顯示的數據值中每一位的壓縮BCD碼轉換成8段碼送到顯示緩沖區，最后經串口送至液晶顯示模塊以顯示所測的速度或里程。2.1霍爾傳感器簡介霍耳效應：1879年E.H.霍爾發現，如果對位于磁場(B)中的導體(d)施加一個電壓(v)，該磁場的方向垂直于所施加電壓的方向，那么則在既與磁場垂直又和所施加電流方向垂直的方向上會產生另一個電壓(UH)，人們將這個電壓叫做霍爾電壓，產生這種現象被稱為霍爾效應。霍爾效應從本質上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用而引起的偏轉。當帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉就導致在垂直電流和磁場的方向上產生正負電荷的積累，從而形成附加的橫向電場。通有電流I的金屬或半導體板置于磁感強度為B的均勻磁場中，磁場的方向和電流方向垂直，在金屬板的第三對表面間就顯示出橫向電勢差UH的現象稱為霍耳效應。UH就稱為霍耳電勢差。實驗測定，霍耳電勢差的大小和電流I及磁感強度B成正比，而與板的厚度d成反比。霍爾轉速傳感器：

霍爾轉速傳感器的外形圖和與磁場的作用關系如圖2.1-1所示。磁場由磁鋼提供，所以霍爾傳感器和磁鋼需要配對使用。霍爾傳感器檢測轉速示意圖如圖2.1-2所示。在非磁材料的圓盤邊上粘貼一塊磁鋼，霍爾傳感器固定在圓盤外緣附近。圓盤每轉動一圈，霍爾傳感器便輸出一個脈沖。通過單片機測量產生脈沖的頻率就可以得出圓盤的轉速。霍爾電流傳感器本身已經存在濾波電路，輸出無須再加裝濾波，可直接供單片機的0~5V的AD采集或直接送到單片機的中斷輸入引腳，信號非常穩定，而且抗干擾能力很強。霍爾電流傳感器反應速度一般在7微妙，所以不用考慮單片機循環判斷的時間。若在圓盤上貼上多塊磁鋼，則圓盤每轉一圈，輸出的脈沖信號將相應增加，單位時間內測到的脈沖數將增多，測出的轉速也將更加精細。圖2.1-1霍爾轉速傳感器的外形圖圖2.1-2霍爾傳感器檢測轉速示意圖2.2AT89C2051芯片簡介AT89C2051是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內含4kbytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和128bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內置功能強大的微型計算機的AT89C2051提供了高性價比的解決方案。

AT89C2051是一個低功耗高性能單片機，40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數器,2個全雙工串行通信口，AT89C2051可以按照常規方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發成本。AT89C2051具有如下功能特性：★兼容MCS—51指令系統；★32個雙向I/O口；★兩個16位可編程定時/計數器；★1個串行中斷；★兩個外部中斷源；★4k可反復擦寫(>1000次）FlashROM；★128x8bit內部RAM；★6個中斷源；★低功耗空閑和掉電模式；★軟件設置睡眠和喚醒功能。2.3液晶顯示模塊SED1520芯片介紹SED1520液晶顯示驅動器是一種點陣圖形式液晶顯示驅動器，它可直接與8位微處理器相連，集行、列驅動器于一體，因此使用起來十分方便，作為內藏式控制器被廣泛應用于點陣數較少的液晶顯示模塊。2.3.1SED1520芯片介紹本設計仿真實驗系統采用的液晶顯示屏內置控制器為SED1520，點陣為122x32,需要兩片SED1520組成，由E1、E2分別選通，以控制顯示屏的左右兩半屏。圖形液晶顯示模塊有兩種連接方式。一種為直接訪問方式，一種為間接控制方式。本設計采用直接控制方式。直接控制方式就是將液晶顯示模塊的接口作為存儲器或I／O設備直接掛在計算機總線上。計算機通過地址譯碼控制E1和E2的選通；讀／寫操作信號R／W由地址線A1控制；命令/數據寄存器選擇信號AO由地址線A0控制。實際電路如圖2.3.1-1所示。地址映射如表2.3.1-1所示（地址中的X由LCDCS決定，可參見地址譯碼部分說明）。表2.3.1-1地址映射0X000H0X001H0X002H0X003H0X004H0X005H0X006H0X007H寫E1指令寫E1數據讀E1狀態讀E1數據寫E2指令寫E2數據讀E2狀態讀E2數據圖2.3.1-1液晶屏顯示控制電路2.3.2SED1520的特性內置顯示RAM區RAM容量為2560（32行80列）位。RAM中的1位數據控制液晶屏上一個點的亮滅狀態：“1”表示亮，“0”表示暗。它具有16個行驅動口和16個列驅動口，并可級聯兩個SED1520實現32行驅動。還可直接與80系列微處理器相連，亦可直接與68系列微處理器相連。其驅動占空比為1／16或1／32。并可以與SED1520配合使用，以便擴展列驅動口數目。2.3.3SED1520指令與顯示RAM結構SED1520指令系統比較簡單，共13條，除讀狀態指令、讀顯示RAM數據指令外，其他指令均為寫操作，并且讀寫指令均為單字節指令。在送出每條指令時，必須進行控制器狀態檢測，狀態字節的含義如下：

D7：1/0，模塊忙/準備就緒；

D5：1/0，模塊顯示關/開；

D4：1/0，模塊復位/正常；

D3-D0：未用。

在指令使用中，關鍵要分清顯示行、列設置和顯示頁面設置的關系。單片SED1520可驅動61×16液晶屏，其內部顯示RAM相對于COM0每8行為一個顯示頁面。本設計所用的字符液晶模塊由兩塊SED1520級聯驅動，其中一個工作在主工作方式下，另一個工作在從方式下，主工作方式SED1520負責上半屏16行的驅動和左半屏的61列驅動，從工作方式的SED1520則負責下半屏16行的驅動和右半屏的61列驅動，使能信號E1、E2用來區分具體控制的是那一片SED1520。這樣兩片SED1520級聯可驅動122×32圖形點陣液晶顯示屏,可完成圖形顯示,也可顯示七個半（16×16點陣）漢字。2.4定時器/計數器的結構16位的定時/計數器分別由兩個8位專用寄存器組成,即:T0由TH0和TL0構成；T1由TH1和TL1構成。其訪問地址依次為8AH-8DH。這些寄存器是用于存放定時或計數初值的。此外,其內部還有一個8位的定時器方式寄存器TMOD和一個8位的定時控制寄存器TCON。這些寄存器之間是通過內部總線和控制邏輯電路連接起來的。TMOD主要是用于選定定時器的工作方式；TCON主要是用于控制定時器的啟動停止,此外TCON還可以保存T0、T1的溢出和中斷標志。當定時器工作在計數方式時,外部事件通過引腳T0（P3.4）和T1（P3.5）輸入。定時器/計數器的結構原理圖如圖2.4-1所示。圖2.4-1定時器/計數器的結構原理圖2.5定時計數器的原理16位的定時器/計數器實質上就是一個加1計數器,其控制電路受軟件控制、切換。當定時器/計數器為定時工作方式時,計數器的加1信號由振蕩器的12分頻信號產生,即每過一個機器周期,計數器加1,直至計滿溢出為止。顯然,定時器的定時時間與系統的振蕩頻率有關。因一個機器周期等于12個振蕩周期,所以計數頻率fcount=1/12osc。如果晶振為12MHz,則計數周期為:T=1/（12×106）Hz×1/12=1μs。這是最短的定時周期。若要延長定時時間,則需要改變定時器的初值,并要適當選擇定時器的長度（如8位、13位、16位等）。當定時器/計數器為計數工作方式時,通過引腳T0和T1對外部信號計數,外部脈沖的下降沿將觸發計數。計數器在每個機器周期的S5P2期間采樣引腳輸入電平。若一個機器周期采樣值為1,下一個機器周期采樣值為0,則計數器加1。此后的機器周期S3P1期間,新的計數值裝入計數器。所以檢測一個由1至0的跳變需要兩個機器周期,故外部事件的最高計數頻率為振蕩頻率的1/24。例如,如果選用12MHz晶振,則最高計數頻率為0.5MHz。雖然對外部輸入信號的占空比無特殊要求,但為了確保某給定電平在變化前至少被采樣一次,外部計數脈沖的高電平與低電平保持時間均需在一個機器周期以上。當CPU用軟件給定時器設置了某種工作方式之后,定時器就會按設定的工作方式獨立運行,不再占用CPU的操作時間,除非定時器計滿溢出,才可能中斷CPU當前操作。CPU也可以重新設置定時器工作方式,以改變定時器的操作。由此可見,定時器是單片機中效率高而且工作靈活的部件。2.6頻率測量本設計所采用的霍爾傳感器是由一個磁鋼和一個霍爾器件組成的。磁鋼被貼在非磁性圓盤上，跟著圓盤一起旋轉。此霍爾器件就固定在圓盤的附近，工作時，圓盤每轉動一圈，霍爾器件就會產生一個脈沖。這里的一個脈沖就代表了一個圓盤的周長。在本設計中，霍爾傳感器產生的脈沖將被送到單片機的內部定時計數器timer1的T1口。內部的定時計數器Timer0工作在定時狀態，Timer1工作在計數狀態。Timer0和Timer1均工作在模式1。本設計中，Timer0所產生的是0.5秒的定時。Timer1將對0.5秒內對加到T1腳的脈沖進行計數。假設0.5秒內timer1計數到N個脈沖，則圓盤的轉動頻率為N/0.5=2N。若是將磁鋼貼于汽車的輪軸上，則汽車輪子每轉一圈，霍爾器件產生一個脈沖。對脈沖頻率進行處理，即可轉化為車速。對脈沖數進行累加再乘以輪子的長度，即可得到里程數據。本設計中開辟了兩個字節的數據區存儲累加脈沖數據，最多能計數65536個脈沖，也即131072米（假設車輪周長2m）。3系統硬件設計3.1信號預處理電路它由二級電路構成，第一級是由開關三極管組成的零偏置放大器，采用開關三極管可以保證放大器具有良好的高頻響應。當輸入信號為零或負電壓時，三極管截止，電路輸出高電平；而當輸入信號為正電壓時，三極管導通，此時輸出電壓隨著輸入電壓的上升而下降，這使得速度里程表既可以測量任意方波信號的頻率，也可以測量正弦波信號的頻率。由于放大器的放大功能降低了對待測信號的幅度要求，因此，系統能對任意大于0.5V的正弦波和脈沖信號進行測量。預處理電路的第二級采用帶施密特觸發器的反相器CT74LS14來把放大器生成的單相脈沖轉換成與COMS電平相兼容的方波信號同時將輸出信號加到單片機的P3.2口上。系統信號預處理電路如圖3.1-1所示。圖3.1-1系統信號預處理電路3.2施密特觸發器利用施密特觸發器狀態轉換過程中的正反饋，可以把邊沿變化緩慢的周期性信號變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號。輸入的信號只要幅度大于VT+，即可在施密特觸發器的輸出端得到同等頻率的矩形脈沖信號。從傳感器得到的矩形脈沖經傳輸后往往發生波形畸變。當傳輸線上的電容較大時，波形的上升沿將明顯變壞；當傳輸線較長，而且接收端的阻抗與傳輸線的阻抗不匹配時，在波形的上升沿和下降沿將產生振蕩現象；當其他脈沖信號通過導線間的分布電容或公共電源線疊加到矩形脈沖信號時，信號上將出現附加的噪聲。無論出現上述的那一種情況，都可以通過用施密特反相觸發器整形而得到比較理想的矩形脈沖波形。只要施密特觸發器的VT+和VT-設置得合適，均能受到滿意的整形效果。施密特觸發器對脈沖整形圖如圖3.2-1所示。圖3.2-1施密特觸發器對脈沖整形圖3.3液晶顯示電路和數據存儲電路本設計的顯示部分采用液晶顯示模塊LCM0825，液晶顯示模塊與單片機接口電路圖如圖3.3-1所示。LCM0825是8位段碼式液晶顯示模塊，它內部集成有LCD控制器、LCD驅動器和RAM，因而可方便顯示數據的編程。液晶顯示模塊采用3-4線串行數據輸入，可直接與單片機接口。由于串行接口方式節省了所需的口線和系統資源，因而使系統具有較高的資源利用率。該模塊可在2.7V-5.2V電壓下工作，其低功耗及背光可調特性使得設計更具有經濟性和通用性。LCM0825能夠顯示8位數據，每一個數據均以8段碼的形式放在其內部顯示RAM區，并用模塊內RAM的兩個存儲地址來放置一個數據的8段碼。8位數據共占用內部16個地址。每一個數據位的8段碼存放形式及高低地址存放段碼的順序都和表1所列的第8位數據的8段碼存放格式一樣，只是段碼的存放地址不同。所以，編程時一定要考慮數據的存放地址和形式。在使用該液晶顯示模塊時，VCC與VLCD之間可用一個50KΩ的電位器來調整背光。圖3.3-1液晶顯示模塊與單片機接口電路圖4系統軟件設計整個程序的設計以GX-ARM-S3C2410試驗箱為平臺，其中速度和里程的計算都采取了近似處理。本系統軟件采用模塊化設計方法。整個系統由初始化模塊、電機轉速控制模塊、電機轉向顯示模塊、頻率測量模塊、速度，里程顯示模塊、漢字顯示模塊以及其他功能模塊組成。系統程序流程總框圖如圖3-1所示。程序設計中，以60H、61H、62H三個地址為數據緩沖區，60H（DATA1）用于存儲每0.5s計數到的脈沖數，用于計算速度；61H（DATA2）、62H(DATA3)兩個地址用于存儲計數到的脈沖的累加數據，用于計算里程。開始初始化顯示漢字開始初始化顯示漢字延時清屏顯示漢字電機控制方向顯示計數脈沖速度里程顯示速度里程顯示3-1系統程序流程總框圖4.1電機轉速控制模塊程序設計電機轉速的控制模塊由指撥開關、單片機、DAC0832數模變換芯片組成。指撥開關K0-K7接單片機的P10-P17(P1口)，通過指撥開關可輸入數據0-255，單片機將指撥開關輸入的數據輸出到DAC0832數模變換芯片，通過數模變換，轉換成-8V－+8V的電壓驅動直流電機。從而達到對電機轉速的控制。輸入數據等于128時，輸出電壓為0V；數據大于128時，輸出電壓大于0V；輸入數據小于128時，輸出電壓小于0V。電機轉速控制模塊程序設計如下：movp1,#0ffh；設置P1口為輸入口movdptr,#cs0832movA,p1movx@dptr,A4.2頻率測量模塊程序設計霍爾傳感器產生的脈沖被送到單片機的內部定時/計數器timer1的T1口。內部定時/計數器Timer0工作在定時狀態，Timer1工作在計數狀態。Timer0和Timer1均工作在模式1。本設計中Timer0產生0.5秒的定時。Timer1將對0.5秒內對加到T1腳的脈沖進行計數。我們假設0.5秒內timer1計數到了第N個脈沖。這時，圓盤的轉動頻率就為為N/0.5=2N。頻率測量模塊程序設計如下：JISHU:MOVIE,#10001010B；打開中斷開關MOVTMOD,#MODE；設定內部定時器/計數器的工作模式MOVSP,#70HMOV40H,#00HMOVTH1,#00H；將timer1的計數寄存器賦初值0MOVTL1,#00H；將timer1的計數寄存器賦初值0SETBTR1；啟動timer1AA:CLRF1；標志位賦0MOVTH0,#03CH；定時器寫入初值MOVTL0,#0B0HSETBTR0；打開定時器timer0JNBF1,$；等待50msINC40HMOVA,40HCJNEA,#09H,AA；定時中斷重復10次CLRTR1；關閉計數器timer1MOVDATA1,TL1；取出timer1計數值給DATA1MOVA,DATA1ADDA,DATA2MOVDATA2,A；將計數值累加到DATA2JNCBB；檢查計數是否溢出INCDATA3；有溢出則DATA3加1BB:RET；定時中斷子程序TIMER:CLRTR0SETBF1RETI當Timer0工作在模式1時，TLO、THO計數寄存器各使用8位，從計算式28=256，可以得出在設置計數初值時，把計數起點的值除以256，再將其余數放入TLO計數寄存器，將商數放入THO計數寄存器。這個實驗系統所采用的是12MHz的晶振，定時器所計數的脈沖的周期為1us。由此，我們將這樣設計：每50ms產生一次定時中斷，就需要計數50000個脈沖，則裝入計數寄存器的計數初值就為65536–50000=15536，這時，裝入THO計數寄存器的初值就為15536/256=60(03CH),裝入TLO計數寄存器的初值為176(0B0H)。Timer0中斷子程序流程圖如圖3.2-1所示。TimerTimer關閉定時器關閉定時器F1=1F1=1返回返回圖3.2-1圖3.2-1Timer0中斷子程序流程圖主程序流程圖如圖3.2-2所示。圖3.2-2主程序流程圖圖3.2-2主程序流程圖開始初始化設定計數器初值，并啟動F1=0定時器賦初值，并啟動F1=0？？yesno40H加140H=9?NoYes停止計數，取出計數值將計數值累加到DATA2CY=0?YESNoDATA3加1返回主程序4.3液晶顯示程序的設計本設計中速度和里程的數據由液晶顯示模塊顯示，所用的液晶顯示模塊由SED1520芯片驅動，首先必須對液晶顯示模塊進行初始化，編寫相應的字庫，編寫讀寫程序等。液晶顯示程序的設計包括了初始化程序、清屏程序、寫指令代碼子程序、寫顯示數據子程序、讀顯示數據子程序、中文顯示子程序、數字顯示程序以及中文字庫和數字字庫的編寫。4.4速度、里程顯示程序的設計本設計中霍爾傳感器產生的脈沖被送到單片機的內部定時計數器timer1的T1口。內部定時計數器Timer0工作在定時狀態，Timer1工作在計數狀態。Timer0和Timer1均工作在模式1。本設計中Timer0產生0.5秒的定時。Timer1將對0.5秒內對加到T1腳的脈沖進行計數。假設0.5秒內timer1計數到N個脈沖。則圓盤的轉動頻率為N/0.5=2N。若是將磁鋼貼于汽車的輪軸上，則汽車輪子每轉一圈，霍爾器件產生一個脈沖。對脈沖頻率進行處理，即可轉化為車速。對脈沖數進行累加再乘以輪子的長度，即可得到里程數據。本程序對汽車運行的實際情況進行模擬。設計程序時假設汽車輪子的周長約為2m，最后在顯示屏顯示的速度單位是km/h，里程單位是km。速度的計算如下：若0.5秒計數到N個脈沖，則輪子的轉動頻率為2N,車速為2N×2m/s，也即2N×2×3.6km/h。設計中作近似處理，處理為14Nkm/h。顯示時先顯示百位，再依次顯示十位、個位。程序如下：；速度處理顯示子程序SPEED:PUSHAMOVA,DATA1MOVB,#0EH；計數值乘以14MULABMOVB,#64H；除數賦值100DIVAB；得到百位顯示數據代碼MOVCODE_,A；百位顯示字庫代碼MOVA,BLCALLBB1；調用速度寫顯示數據程序MOVB,#0AH；除數賦值10DIVAB；得到十位顯示數據代碼MOVCODE_,A；十位顯示字庫代碼MOVCTEMP,#08H；顯示后移8列MOVA,BLCALLBB1；調用速度寫顯示數據程序MOVCODE_,A；個位顯示字庫代碼MOVCTEMP,#10HLCALLBB1MOVDATA1,#00H；數據緩沖區清零POPARETDATA2,DATA3存儲計數到的脈沖總數，DATA2能存儲255個脈沖，每次計數溢出，則DATA3加1，DATA3里的數據權重為256.這樣兩個字節的數據能計數最多65536個脈沖，也即131072米。130多公里。實際制作里程表時只要適當增加數據緩沖區的數量，即可對最大顯示里程進行擴充。程序設計過程中，對里程數據的顯示作了近似處理。程序如下：；里程處理顯示子程序MILAGE:PUSHAMOVA,DATA3MOVB,#0C8H；除以200顯示百位里程數據DIVABMOVCODE_,AMOVCTEMP,#00HMOVA,BLCALLBB2MOVB,#014H；顯示十位里程數據DIVABMOVCODE_,AMOVCTEMP,#08HMOVA,BLCALLBB2MOVB,#02H；顯示個位里程數據DIVABMOVCODE_,AMOVCTEMP,#10HMOVA,BLCALLBB2MOVCODE_,#0AHMOVCTEMP,#17H；顯示小數點LCALLBB2CJNEA,#00H,M1MOVA,DATA2；DATA2除以50得到小數點MOVB,#032H后第一位DIVABMOVCODE_,AMOVCTEMP,#1EHMOVA,BLCALLBB2MOVB,#05H；余數再除以5得到小數點后第二位DIVABMOVCODE_,AMOVCTEMP,#26HLCALLBB2POPARETM1:MOVA,DATA2MOVB,#032HDIVABADDA,#05H；顯示大于0.50公里時代碼加5MOVCODE_,AMOVCTEMP,#1EHMOVA,BLCALLBB2MOVB,#05HDIVABMOVCODE_,AMOVCTEMP,#26HLCALLBB2POPARET；第二行速度數據顯示調用子程序BB1:PUSHAMOVPAGE_,#00HMOVA,CTEMPADDA,#3CHMOVCOLUMN,ALCALLDIW_PRPOPARET；第一行里程數據顯示調用子程序BB2:PUSHAMOVPAGE_,#02HMOVA,CTEMPADDA,#3CHMOVCOLUMN,ALCALLDIW_PRPOPARET4.5模塊程序設計該程序對從指撥開關輸入的數據作出反應，若輸入的數據為128，則在LCD顯示屏上顯示“停止”的標志，若輸入的數據大于128，則顯示“正轉”的標志，若輸入的數據小于128，則顯示“反轉”的標志。模塊程序如下：fxb:MOVCTEMP,#00HCJNEA,#80h,fxMOVPAGE_,#00H；停止MOVA,CTEMPADDA,#2AHMOVCOLUMN,AMOVCODE_,#09HLCALLCCW_PRMOVPAGE_,#00H；顯示“0”MOVA,CTEMPADDA,#3CHMOVCOLUMN,AMOVCODE_,#00HLCALLDIW_PRMOVPAGE_,#00H；顯示“0”MOVA,CTEMPADDA,#44HMOVCOLUMN,AMOVCODE_,#00HLCALLDIW_PRMOVPAGE_,#00H；顯示“0”MOVA,CTEMPADDA,#4CHMOVCOLUMN,AMOVCODE_,#00HLCALLDIW_PRRETfx:ANLa,#80hCJNEa,#80h,fx1MOVPAGE_,#00H；正轉MOVA,CTEMPADDA,#2aHMOVCOLUMN,AMOVCODE_,#07HLCALLCCW_PRRETfx1:MOVPAGE_,#00H；反轉MOVA,CTEMPADDA,#2aHMOVCOLUMN,AMOVCODE_,#08HLCALLCCW_PRRET5軟件調試程序的調試過程是一個比較復雜的過程，有些需要高度的技巧和一定的方法。一般的編程軟件都提供單步、單步越過、斷點、運行到光標處等基本方法，一般掌握這幾種基本方法就可以解決絕大部分問題。經過長時間的調試實踐之后自然就可以掌握一定的調試技巧，即熟能生巧。5.1程序的查錯手段單片機的應用系統均需借助對應的開發系統（或裝置）進行在線仿真，對應用系統的軟、硬件進行全面地檢測與調試。各種開發系統或裝置均提供以下查錯手段。首先有單步執行。采用單步執行操作可對應用程序每步執行一條指令，可逐條檢查這一段程序的執行過程是否符合原設計要求。可直接查出錯誤所在。宏單步可執行一段程序，如一步就可執行完整個循環程序段。再次，有斷點設置全速運行可在程序有疑慮的地方設置斷點，從設置的起始地址開始，以全速或非全速方式向設定的斷點處運行。如果這段程序無語法或邏輯上的錯誤，則連續運行到設置的斷點處停止運行，返回監控狀態。如果有錯誤，則在錯誤處停止運行，如果進入死循環或者程序跑飛，就永遠不會停止運行。全速斷點運行為檢查實時性及中斷響應處理等提供了方便。另外，還有顯示器窗口檢查和實時跟蹤記錄等。除上述之外，還有以下功能：★符號化調試★程序的運行。★自動生成目標代碼和固化5.2源程序的檢測在源程序進行調試之前，硬件系統必須基本正確，重點對源程序進行檢測。首先是對照程序流程圖，先對相對獨立的功能模塊，子程序，中斷服務程序等進行仔細地檢查，然后對整個主程序按其功能劃分成若干程序段進行分段檢查，逐步擴大到整個程序系統。檢查時重點檢查程序的邏輯功能、結構和算法，有關參量和初始值是否完善，正確，關鍵性指令的選擇是否合理，特別是借助開發系統也較難調試正確的隱患，只有通過細心的檢查加以排除。再次是硬件系統檢查，硬件系統必須排除電源短路和碰線故障，然后空板（沒有插上芯片等器件）進行上電檢查各電源點是否正確，有關邏輯電平及信號是否正確。確認無誤之后逐次插上芯片等器件，借助開發系統可檢查出是否有硬件故障。一旦有故障時，開發系統的監控程序將出現不能正常工作的現象。故可采用此法排除硬件系統的一般性故障。有些故障只有通過軟件調試才能排除，有時還需通過軟件調試修改硬件設計。5.3源程序的調試源程序的調試一般可分為分調，聯調和考機3步進行。首先，分調；將基本獨立的子程序調試正確，符合原設計要求，用模擬的方法將中斷服務程序初調，然后將主程序按相對獨立的功能程序段，遵照應用系統運行的邏輯順序逐段進行調試。設置并輸入一組符合要求的參量，啟動程序段運行，觀察運行情況或故障的影響及現象。對出現的問題進行仔細地分析，合理推測，借助開發系統的調試手段，逐步縮小疑點范圍，直至找出問題所在進行修改。分析故障原因。再次是聯調；在分調基本完成的基礎上進行聯調，它將與整個系統的硬件，軟件，環境密切相關，必須聯合在線調試。調試的重點在于主程序與各功能模塊程序段之間的連接處，按照整個軟件系統的執行順序，逐個相連進行調試。最后一個環節是考機。6設計總結本設計的車速里程表是以AT89C2051為核心的智能化儀器，主要工作包括硬件和軟件的設計。總結可得一下結論。該儀表的原理簡單，系統設計和PCB設計中充分考慮了電磁的兼容性問題。該儀表的顯示采用液晶顯示器，人的視覺不容易引起疲勞。采用集成芯片，使儀表的結構簡單，降低了成本，并增加了系統的可靠性。在設計與調試過程中，我自己查找了相關資料，擬訂了設計思路和方案，在硬件與軟件聯調時出現的不少問題，經過研究討論，不斷排除各方面的困難，最后解決了這些問題。最后完成了該設計。經過這次課程設計，我接觸到了更多平時沒有接觸到的儀器設備、元器件以及相關的使用調試經驗，學會了怎樣查閱資料和利用工具書。這次課程設計對以前學過的理論知識起到了回顧復習作用，并對其加以進一步消化和鞏固。在此，我要向梁老師致以我真誠的感謝。并感謝我所有的老師對我的教育培養。最后，向諸位老師深深地鞠上一躬，聊表謝意。

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