基于单片机的车辆里程计算系统设计毕业设计.doc

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1、 编 号： 审定成绩： 重庆邮电大学移通学院毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于单片机的车辆里程计算系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论

2、文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论

3、文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

4、 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格

5、 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位：

6、 （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中

7、 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日重庆邮电大学移通学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目 基于单片机的车辆里程计算系统设计 学生姓名 杨延 系别 自动化 专业 电气工程与自动化 班级 05130903 指导教师 杜李苹 职称 助教 联系电话 13996212294 教师单位 下任务日期_ _年_月_日 主 要 研 究 内 容 、 方 法 和 要 求设计内容：本设计主要完成车辆里程数的统计。设计要求

8、及方法：要求以51系列的单片为控制核心，通过距离传感器检测行驶里程，并将检测的结果显示出来。根据要求，查阅有关资料，给出车辆里程计算系统总体设计方案。利用计算机技术、单片机技术、传感器检测技术、数字电路和模拟电路原理完成相关设计。 进 度 计 划第4周 根据题目查找资料，完成开题报告；第5周 阅读相关资料，进行初步研究, 完成外文文献翻译；第6周第11周 查阅资料，根据要求给出车辆里程计算系统的总体设计方案，并完成硬件和软件的设计；第12周第13周 整理资料、数据，撰写毕业论文；第14周第16周 论文修改、答辩。 主 要 参 考 文 献1: 张毅刚,彭喜元,孟升卫,刘兆庆.MCS-51单片机使

9、用子程序设计.哈尔滨.工社,2003业大学出版2: 陈明荧.8051单片机课程设计实训教材.北京.清华大学出版社,20033: 赵负图，传感器集成电路手册.第一版，化学工业出版社，2004,5905914: 曾光宇. 现代传感器技术与应用基础M. 北京：北京理工大学出版社，2001：3063.5: 张毅刚、彭喜元等编著.单片机原理及应用.高等教育出版社，2011.指导教师签字： 年 月 日教研室主任签字： 年 月 日备注：此任务书由指导教师填写，并于毕业设计(论文)开始前下达给学生。摘 要单片机自从问世以来，作为微型计算机的重要分支，应用广泛发展迅速。它以其超小型化、结构紧凑、可靠性高、成本低

10、等优点被人们广泛接受从而应用于工业、电讯、数据处理、仪器仪表等多方面。引起了仪器仪表设计的巨大变革，自动化仪表正日趋智能化、系统化、小型化和多功能化，变革的关键是将微机应用于以表中。以此发展起来的仪表无论是测量的准确度、灵敏度、可靠性、自动化程度、运用功能方面还是在解决测量技术与控制技术问题的深度及广度方面都有了很大的发展。随着单片机性能的改善，大大加快了仪器、仪表微机化和智能化的过程。同时，汽车电子化、智能化是现代汽车发展的重要追求。随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得到广泛应用。现在很多轿车已经使用电子车速里程表，本设计介绍一种基于单片机的智能电子里程表。该电子里程表是一种数字里程表，主

11、要由车速表和里程表两部分构成，采用无接触测量的光电传感器。通过传感器测量脉冲信号输入到单片机中，通过计算，得出里程、车速的信息，并由LED显示器显示出来。并且该电子式里程表累积的里程数字存储在非易失性的EEPROM存储器内，在无电状态下数据也能保存。【关键词】单片机 里程表 传感器 LED显示器 存储器ABSTRACTSCM since its invention, as an important branch of microcomputer, wide application development. With its ultra small, compact structure, hig

12、h reliability, low cost is widely accepted and applied in industry, telecommunications, data processing, instrumentation, etc. Has caused great changes in instrument design, automation instrument is becoming more and more intelligent, systematic, miniaturization and multifunction, change is the key

13、to the application of Microcomputer in the table. In order to develop instruments both measurement accuracy, sensitivity, reliability, degree of automation, using the function or in depth and breadth to solve the problem of measuring technology and control technology has made great development. With

14、 SCM performance improvement, greatly accelerated the process of instrument, computer and intelligent instrument. At the same time, automotive electronics, intelligence is important for the development of modern automobile. With the rapid development of electronic technology, electronic odometer is

15、widely used. Now many cars have been using electronic speed odometer, this design introduces a kind of intelligent electronic odometer based on mcu. The electronic odometer is a digital odometer speedometer, mainly composed of two parts, the photoelectric sensor non-contact measurement. Through the

16、sensor to measure the pulse signal input to the microcontroller, through calculation, the mileage, speed information, and displayed by the LED display. The mileage of digital storage and the electronic odometer accumulation in non EEPROM memory is non-volatile, no electricity state data can also sav

17、e.【Key words】SCM odometer sensor LED display memory目 录摘 要II前 言V第1章 汽车里程表的概述71.1 汽车里程表的发展历史及趋势71.2 设计的主要内容及总体设计思路71.2.1 设计思路71.2.2 主要内容9第2章 硬件的设计102.1 单片机简介102.1.1 单片机的发展122.2 具体功能132.2.1 各引脚的功能132.2.2 AT89S51的极限参数142.3 传感器的介绍152.3.1 霍尔传感器的特点152.3.2 光电传感器的特点162.3.3 传感器的选择172.4 存储模块的选择172.5 显示模块18第3章

18、电路的设计193.1 复位电路193.2 时钟电路203.3 霍尔电路223.4 显示电路223.5 单片机与超速报警电路的接口设计233.6 键盘输入243.7 系统扩展结构253.8 定时计数器电路253.9 中断系统263.10 里程指示电路263.11 存储电路2728第4章 软件设计294.1 计算原理294.2 系统的流程图304.3 程序的编写31结 论39致 谢40参考文献41附 录42一、英文原文42二、英文翻译46三、工程设计图纸51四、源程序52前 言随着经济的发展，电子式仪表及新型传感器对汽车的作用日益明显。而且其通用性好，市场前景广阔。汽车里程表更是在国内得到了很好的

19、发展，可以更好的给我们带来信息的获取。本作品利用安装在汽车转轴上的测量盘，由光电传感器输出采样脉冲，采取单片机控制，用一个六位LED数码管和一个四位LED数码管作为显示设备，从而得出里程、车速的信息。并且由储存器存储，使之断电也可以保存。由此可以把里程、车速正确的展现出来。该类里程表具备多功能、高精度、高灵敏度、读数直观的优点，在科技迅速发展的今天，也必定有立足之地。第1章 汽车里程表的概述1.1 汽车里程表的发展历史及趋势我国汽车工业走过了五十多年的历程，与国际上的发达国家汽车工业相比，电子技术水平还是相对比较落后。但是随着中国本国汽车厂家不断学习进步，国内汽车工业得到了很好的提高。新生的事

20、物不会因为传统的存在而停止它前进的步伐，电子数码科技已经完全渗透到汽车工业中了。里程表的原理很简单，因为汽车车轮的直径已知，所以车轮的圆周长是恒定的。由此可以算出每走一里路要转多少圈，这个数也是恒定不变的。因此只要能记住车轮的转数，所以就可以得出里程了。新概念汽车里程表直接用数字显示里程、速度，可以让人们对驾驶情况了解得更深刻。随着汽车电子半导体技术的发展，汽车仪表变得更多功能、高精度、高灵敏度、读数直观。现在汽车的电子化程度越来越高，所以像这种电子计程表是一定会在实际应用中有它的用武之地，市场前景十分广阔。1.2 设计的主要内容及总体设计思路1.2.1 设计思路根据电子式里程表的一些基本要求

21、来设计如下：在车辆转轴上安装的霍尔传感器的脉冲检测单元必须使用具体硬件电路来实现；脉冲的计数、键输入和键处理等功能模块使用软件编程方式更方便；超速报警、里程信息存储、车速和里程的LED显示都采用硬件电路和软件编程方式相结合。里程信息的存储采用单片机对存储器的读写方式，实现了数据信息的保存。车速和里程的LED显示通过单片机输出端口，由此，本作品由上述所述的硬件电路和软件编程来完成。单片机控制模块是该作品的重要组成部分。为了提高单片机的使用效率，以及可以实现在线编程，而采用了AT89C51单片机的升级产品AT89S51单片机。当电源正常供电时给电容器充电，电源掉电时，利用电容器电流将单片机中的数据

22、写入EEPROM中。超速报警部分本作品采用了简单的软件设计，由程序产生，铃声是为了达到提示的目的，因此，选用了一个简单的蜂鸣器，通过软件定时产生的嘀嘀声作为提示音，并且接一个红色的发光二极管，使报警效果更加理想。单片机软件设计程序主要包括里程设计模块；存储历史里程数据设计模块；里程的显示设计模块；里程公里数的累计设计模块；里程公里数的清0设计模块。里程计数时有一盏指示灯闪烁；用存储器进行对历史里程数据存储；用共阴7段动态显示的数码管进行显示公里数；用个开关实现对里程公里数的清0功能；用霍尔传感器实现对里程车轮圈数的累计功能。原理图如1-1所示。1-1 里程设计原理图其设计的具体功能要求：（1）

23、 实现速度的测量（单位：米/秒）；（2） 能测量行程（单位：米）；（3） 超速报警功能；（4）LED的显示。此设计的难点：（1） 用霍尔元件数据采集的具体安装及实现；（2） 单片机对里程和速度的计算，液晶输出的中断与数据采集造成的误差；（3） 液晶显示的输入输出处理。1.2.2 主要内容该系统原理图传感器检测原理图如图1-2所示。1-2 系统原理图第2章 硬件的设计2.1 单片机简介单片机就是一块半导体硅片集成了微处理器（CPU），存储器（RAM,ROM,EPROM)和各种输入、输出接口（定时器/计数器，并行I/O口，串行口，A/D转换器以及脉宽调制器PWM等），它具有计算机的属性。如图2-1

24、所示。图2-1 单片机的片内结构单片机是计算机技术发展史上的一个重要里程碑，标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。单片机体积小、成本低，嵌入到工业控制单元、机器人、智能仪器仪表、汽车电子系统、武器系统、家用电器、办公自动化设备、金融电子系统、玩具、个人信息终端及通讯产品中。 单片机的引脚结构如图22所示。图2-2 AT89S51单片机的引脚主要性能参数：1、4k Bytes Flash片内程序存储器；2、128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）；3、32个外部双向输入/输出（I/O）口；4、2个中断优先级、2层中断嵌套中断；5、6个中断源；6、2个16位可编程

25、定时器/计数器；7、2个全双工串行通信口；8、看门狗（WDT）电路；9、片内振荡器和时钟电路；10、与MCS-51兼容；11、全静态工作：0Hz-33MHz；12、三级程序存储器保密锁定；13、可编程串行通道；14、低功耗的闲置和掉电模式。单片机与一般的非单片型微型机相比，具有以下特点：1、具有较强的通用性又有相当的专用性，尤其适合于各种控制系统。2、片内带有定时器/计数器。3、片内设有多个I/O接口，便于系统扩展及信息交换。4、使用汇编语言，指令系统的指令字节数较少，程序执行速度快，节省存贮器。多品种，多系列。2.1.1 单片机的发展随着单片机的对于生产逐渐的重要，单片机的发展逐渐向大容量、

26、高性能化，外围电路内装化等方面发展。1. CPU的发展（1）采用双CPU结构，以提高处理能力；（2）增加数据总线宽度；（3)串行总线结构。2. 存储器的发展（1）加大存储容量；（2）片内EPROM采用E2PROM或闪烁（Flash）存储器；（3）程序保密化。3. 片内I/O的改进（1）增加并行口的驱动能力；（2）增加I/O口的逻辑控制功能；（3）有些单片机设置了一些特殊的串行接口功能，为构成分布式、网络化系统提供了方便条件。4. 外围电路内装化5. 低功耗化2.2 具体功能2.2.1 各引脚的功能XTAL1：片内振荡器反相放大器和时钟发生器的输入端；XTAL2：片内振荡器反相放大器的输出端；V

27、CC：电源电压输入端；GND：电源地；RST：复位输入端，高电平有效。；ALE/PROG：地址锁存允许/编程脉冲信号端。PSEN：外部外部存储器的选通信号，低电平有效。EA/VPP：外部程序存储器访问允许。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口。P3口还可提供第二功能。具体功能如表2-1所示。表2-1 P3口的第二功能P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号；

28、I/O口作为输入口时有两种工作方式，即所谓的读端口与读引脚。读端口时实际上并不从外部读入数据，而是把端口锁存器的内容读入到内部总线，经过某种运算或变换后再写回到端口锁存器。只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内部总线。89C51的P0、P1、P2、P3口作为输入时都是准双向口。除了P1口外P0、P2、P3口都还有其他的功能。2.2.2 AT89S51的极限参数：操作温度：0 to +70 或40 to +85储藏温度：65 to +150EA/Vpp脚相对于Vss的电压：0V to +13V其他任何脚相对于Vss的电压：0.5V to +6.5V每个I/O脚的最大IOL：15MA功率损耗指器

29、件表面的发热而非器件的功耗：1.5W2.3 传感器的介绍转速是指每分钟内旋转轴转动的圈数。机械式转速仪和电模拟式测速仪已经无法满足自动化程序日益提高的需要，它们只能测量精度不高的转速，而且输出不能直接供计算机使用，因此，光电传感器和霍尔传感器等就越来越广泛地得到应用。2.3.1 霍尔传感器的特点霍耳效应：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。如图2-3所示。2-3 霍尔效应原理图 霍

30、尔传感器是一种能实现磁电转换的传感器，用它们可以检测磁场及其变化。霍尔传感器具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，寿命长，安装方便，功耗小，频率高，耐震动，不怕灰尘、油污及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔开关器件具有无触点、输出波形清晰、无抖动、位置重复精度高等优点。霍尔尔传感器，直流和交流电流都可以测量，普通电流互感器只能测量交流电流，普通电流互感器，使用时，二次侧不能开路，霍尔电流传感器可以开路。霍尔电流传感器输出电压与流过一次侧电流大小成正比,一次侧电流方向改变输出极性也改变，所以可以测量交流电和直流电，对波形也没有特别的要求;适用频率范围也较宽。一般应用在电子电路,如变频器上。交流互感器只能够

31、测量交流,而且频率必须是额定频率,如50Hz互感器测量60Hz误差比较大,输出信号不能够直接进电子检测电路。总结优点： 1.精度高：在工作温度区内精度优于1%，该精度适合于任何波形的测量。而普通互感器一般精度为3%至5%且适合50Hz正弦波形。 2.动态性能好：响应时间小于1s跟踪速度di/dt高于50A/s ，霍尔传感器模块这种优异的动态性能为提高现代控制系统的性能提供了关键的基础。与此相比普通的互感器响应时间为10-12ms，它已不能适应工作控制系统发展的需要。 3.工作频带宽：在0-100kHz频率范围内精度为1%。在0-5kHz频率范围内精度为0.5%。 4.测量范围大：霍尔传感器模块

32、为系统产品，电流测量可达50KA，电压测量可达6400V。 5.过载能力强：当原边电流超负荷，模块达到饱和，可自动保护，即使过载电流是额定值的20倍时，模块也不会损坏。此外，霍尔传感器还具有体积小、重量轻、灵敏度高、抗电磁干扰能力强的优点。这使得霍尔传感器在工业领域应用越来越多，市场空间逐步增大。 6.性度好：优于0.1%线2.3.2 光电传感器的特点 光电传感器采用无接触测量，不增加被测物旋转力矩，测量小里矩的旋转物能获得很高的精度；光电传感器是利用光波作为媒介来实现转速测量的，抗电磁干扰能力强，如果采用调制光源或调制型发光器件，传感器还可具有抗外界杂光干扰能力；传感器利用光电效应方便地将转

33、速换成电量信号。故此类传感器测量范围宽、非接触检测距离远，随着激光技术的发展，使光电检测技术获得了新发展，能达到超远距离的测量；光电传感器易受环境雾尘，粉尘、油尘、水雾及杂光的影响。2.3.3 传感器的选择由此，知道光电传感器对周围的环境要求比较高，容易受到周围其他光源和空气清晰度还有粉尘的影响，降低了检测精度；同时做实验室利用电动机转速作为速度检测操作复杂。由于霍尔元件具有在静止状态下感受磁场的能力，且结构简单，形小体轻，频带宽(可从直流到微波)，动态特性好、动态范围大，寿命长和可进行非接触测量等优点，故在检测技术、自动控制技术和信息处理等方面得到日益广泛应用，所以本设计选择霍尔传感器。霍尔

34、传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。2.4 存储模块的选择此部分是整个系统的关键部分之一，它的工作情况直接决定了系统数据安全保存的可靠性。 EEPROM是电可擦除可编程只读存储器。在平常情况下，EEPROM与EPROM

35、一样是只读的，需要写入时，在指定的引脚加上一个高电压即可写入或擦除，而且其擦除的速度极快。 经过翻阅大量的文献资料，发现使用串行EEPROM芯片作为本系统的外部存储器，是比较常用的一种方法，而且在做电路板时布线简单，单片机编程时也稳定可靠，当失电时数据能得以安全的保存，因而采用了串行EEPROM芯片24C16。 本系统所用的24C16是美国ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，它是内含2K8位存储空间，具有工作电压宽（2.5-5.5V）、擦写次数多（大于10000次）、写入速度快（小于10ms）等特点。 24C16的1、2、3脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址。在AT89S51试

36、验开发板上它们都接地，第8脚和第4脚分别为正、负电源。第5脚SDA为串行数据输入/输出，数据通过这条双向I2C总线串行传送，在AT89S51试验开发板上和单片机的P1.4连接。第6脚SCL为串行时钟输入线，在AT89S51试验开发板上和单片机的P1.3连接。SDA和SCL都需要和正电源间各接一个10K的电阻上拉。第7脚需要接地。 24C02中带有片内地址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加1，以实现对下一个存储单元的读写。所有字节均以单一操作方式读取。为降低总的写入时间，一次操作可写入多达8个字节的数据。2.5 显示模块LED数码管是目前最常用的数字显示器，一个LED数码管可

37、用来显示一位0-9十进制数和一个小数点，在小型专用微机系统和单板机等场合，它是主要的显示器件，在通用微机系统中，也常用来作为状态等显示。对于共阳极显示器，要点亮的显示段引脚需接低电平“0”。 本作品要显示的是总里程、单班里程以及车速，为数字显示。基于液晶显示器的成本以及在实际应用中的需要，因此，本作品选用了由LED组成的共阳极7段发光显示器，它有简单、经济、易于与单片机接口等优点。第3章 电路的设计3.1 复位电路复位引脚RST通过一个施密特触发器与复位电路相连，施密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的S5P2，施密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。

38、复位电路采用上电自动复位和按钮复位两种方式。片内复位电路结构如图3-1所示，上电复位电路如图3-2所示。3-1 片内复位电路3-2 上电复位电路3.2 时钟电路时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊地一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。AT89S51片内由一个反相放大器构成振荡器，可以由它产生时钟。常用的时钟电路有两种方式，一种是内部时钟方式，另一种为外部时钟方式。本设计采用前者。 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。

39、这两个引脚跨接石英晶体振荡器和电容，就构成一个稳定的自激振荡器。 电路中的电容C1和C2常选择为30P左右。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。而外接晶体的振荡频率的大小，主要取决于单片机的工作频率范围，每一种单片机都有自己的最大工作频率，外接的晶体振荡频率不大于单片机的最大工作频率即可。此外，如果单片机有串行通信，则应该选择振荡频率除以串行通信频率可以除尽的晶体。内部时钟方式AT89S51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电

40、容，构成一个稳定的自激振荡器，图3-3是AT89S51内部时钟方式的电路。图3-3 内部时钟方式电路外部时钟方式 用现成的外部振荡器产生脉冲信号，常用于多片AT89S51同时工作，以便于多片AT89S51单片机之间的同步，一般为低于12MHz的方波。图3-4 外部时钟方式电路3.3 霍尔电路霍尔传感器电路图如下图3-4所示。3-4 霍尔传感器电路图3.4 显示电路LED显示器采用动态显示，用74LS07驱动共阴极LED数码管。显示电路、LED数码管结构图，如图3-5、3-6所示。3-5 显示电路3-6 LED数码管结构图3.5 单片机与超速报警电路的接口设计本部分采用一个蜂鸣器和一个红色发光二

41、极管与单片机的P1.0口相接的报警实现方式，。若实时的车速值与单片机设定的最大车速值相比较，当车速值大于最大车速值时，通过单片机的软件中断请求，以1秒钟为周期，从而实现P1.0口高低电平的通断。当P1.0口为高电平时，输出正5V的电压，使红色发光二极管得以导通。而且电流由另一条通路使NPN三极管导通，射极输出电流驱动蜂鸣器工作。当P1.0为低电平时，则不能使红色发光二极管和NPN三极管导通，因而不能工作。正因为P1.0口高低电平的通断作用，实现蜂鸣器的嘀嘀声及发光二极管的闪烁显示，从而实现了系统超速报警的功能。其电路图如下图3-7所示：图3-7 超速报警电路图3.6 键盘输入本系统的键盘输入部分，采用2个功能键，用这2个键，既可以选择显示是单班里程还是总里程。本系统采用的是常见的按钮开关。开关的接入方法是先将按钮开关的状态转变为逻辑电平，然后可直接接到单片机的某一条I/O线。但由于机械开关在状态