基于51单片机的自行车测速系统设计(4)

3.7 显示电路的设计

本设计中采用LED数码管显示。在单片机系统中，通常用LED数码显示器来显示各种数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。八段LED显示器由8个发光二极管组成。其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔画段，另一个小数点为dp发光二极管。LED显示器有两种不同的形式：一种是发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。如图3-15所示。本次设计采用共阴极接法。

LED显示方式有动态显示和静态显示两种方式。本系统采用动态扫描显示接口电路，动态显示接口电路是把所有显示器的8个笔划段a-h同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字型码时，所有显示器接收到相同的字型码，但究竟是哪个显示器亮，则取决于COM端。也就是说我们可以采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。

图3-15 七(八)段LED显示器

本设计P2.0、P2.1、P2.2、P2.3信号一起组成位选通的位选信号，P0.0～P0.7信号一起组成段码选通的段选信号，通过软件编程，先把所要显示的数据放入存储单元，然后把数据送入段选通对应的地址，再选通某一个LED，逐步完成四个LED的显示。

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第四章 系统软件设计

4.1 概述

在硬件设计完毕之后，接下来就是设计中最核心和最为主要的软件部分设计。所谓软件设计就是把软件需求变换成软件的具体设计方案（即模块结构）的过程。模块化结构设计即是根据要求和硬件设计的结构，将整个系统的功能分成许多小的功能模块，再根据这些小的功能模块进行程序编写的过程。这样的设计方法，使得系统的整个功能和各部分的功能趋于明朗化。当系统出现问题，就可以根据功能设置找出问题的根源，从而更快地解决问题。所以说，在整个设计过程中，软件设计必须与硬件设计紧密地结合在一起。

基于霍尔传感器自行车的速度里程表的软件设计包括中断子程序、里程调用子程序、LED显示子程序等几大部分。由于要实现很多功能，所以采用模块化设计，下面就其主要部分分别加以分析。

4.2 总体程序设计

在主程序模块中，需要完成对各接口芯片的初始化、自行车里程和速度的初始化、中断向量的设计以及开中断、循环等待等工作。另外，在主程序模块中还需要设置启动/清除标志寄存器、里程寄存器、速度寄存器，并对它们进行初始化。然后主程序将根据各标志寄存器的内容，分别完成启动、清除、计程和计速等不同的操作。

P1.0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口分别用于设置轮圈的大小，低电平有效。P3.0是用于里程和速度切换的，低电平为显示速度，高电平为显示里程。中断0是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。将根据里程寄存器中的内容计算和判断出行驶里程数。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。其程序流程如图4-1所示。

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开始 初始化 P1.2=1? N Y N P1.3=1? Y N P1.6=1? Y N P1.7=1? Y 出错提示 将车圈周长调入21H 开中断，启动定时器 N P3.0=1? Y 调用里程处理子程序 调用速度处理子程序 图4-1 主程序流程图

系统程序设计如下：

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$INCLUDE (REG52.INC)

DISPBUF EQU 59H ;显示缓冲区从5AH开始 SecCoun EQU 58H

SpCoun EQU 56H ;速度计时器单元57H和58H，高位在前（57H单 元中）

Count EQU 55H; 显示时的计数器

SpCalc bit 00h ;要求计算速度的标志，该位为1则主程序进行 速度计算，然后清该位 Hidden EQU 16 ;消隐码

ORG 0000H AJMP START ORG 1BH

JMP TIMER1 ;定时中断1入口 ORG 30H

START: MOV SP,#5FH ;设置堆栈 MOV P1,#0FFH MOV P0,#0FFH

MOV P2,#0FF H ;初始化，所有显示器、LED灭

MOV TMOD,#00010101B ;定时器T1工作于方式1，定时器0工作方式1，计数器

MOV TH1,#HIGH(65536-3686) MOV TL1,#LOW(65536-3686) SETB TR1

SETB ET1 ;开定时器1中断 SETB EA

LOOP: JNB SpCalc,LOOP ;如果未要求计算，转本身循环 ;标号： ＭＵＬＤ 功能：双字节二进制无符号数乘法 ;入口条件：被乘数在R2、R3中，乘数在R6、R7中。 ;出口信息：乘积在R2、R3、R4、R5中。

;影响资源：PSW、A、B、R2～R7 堆栈需求： ２字节 MOV R2,SpCoun MOV R3,SpCoun+1

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MOV R6,#0

MOV R7,#5 ;测得的数值是每秒计数值，转为分（每一转测 12次，故乘5而非60） CALL MULD SEND: MOV SBUF,R2

SLP1: JBC TI,SN1 ;是否送完？ AJMP SLP1 SN1: MOV SBUF,R3 SLP2: JBC TI,SN2 AJMP SLP2 SN2: MOV SBUF,R4 SLP3: JBC TI,SN3 AJMP SLP3 SN3: MOV SBUF,R5 SLP4: JBC TI,SN4 AJMP SLP4 SN4:

;标号： ＨＢ２ 功能：双字节十六进制整数转换成双字节ＢＣＤ码整数;入口条件：待转换的双字节十六进制整数在R6、R7中。 ;出口信息：转换后的三字节ＢＣＤ码整数在R3、R4、R5中。 ;影响资源：PSW、A、R2～R7 堆栈需求： ２字节 MOV A,R4 MOV R6,A MOV A,R5

MOV R7,A ;将乘得的结果送R6R7准备转换，这里结果不可能超过2 字节 CALL HB2

MOV DISPBUF,R3 ;最高位

MOV A,R4 ;

ANL A,#0F0H ;去掉低4位 SWAP A ;将高4位切换到低4位 MOV DISPBUF+1,A

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