#51单片机自行车测速含实时时间温度显示断电保存等.docx
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#51单片机自行车测速含实时时间温度显示断电保存等
单片机课程设计报告
自行车测速仪
学院信息工程学院
专业信息工程
(电子信息工程方向)
年级班别2010级(4)班
学号3110002980
学生姓名XXX
指导教师XXX
申请成绩XXX
答辩记录
开始时间:
结束时间
考题:
答辩结果:
主要特点或功能
1.可以测试自行车的车速
2.可以显示和修改实时时间
3.可以显示实时温度
4.记录自行车所走过的路程
5.断电保存路程变量显示
6.
7.
8.
2012年12月
1、设计要求:
自行车测速仪(传感器必须自己做)(每班最多8人选此题,难度系数:
中;此题除非所有硬件自己做,并用于实际自行车上,否则不能得优或良)
基本功能:
能实时显示自行车的行驶速度
附加功能:
实时时钟,行驶里程累计
2.设计思路:
首先是选择基于51单片机来设计这个产品,这个产品主要的功能是用来测量自行车的车速,既然要测车速,那就要用到传感器,所以选择了红外光电传感器,它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器,但前方没有反光板。
正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。
当检测物通过时挡住了光,并把光部分反射回来,收光器就收到光信号,输出一个开关信号。
在没有遮挡物时,传感器输出端输出一个高电平,当有遮挡物时,输出端就会输出低电平,那样就可以利用单片机的计数功能,把传感器输出的信号输入到单片机的外部脉冲输入端,可以通过测试脉冲数来算出车速,具体实现是利用单片机的计数功能实现下降沿计数,然后在两秒内统计出自行车走过的圈数,算出自行车车轮的周长,再乘以圈数,再除以时间两秒,就得到车速,然后在lcd上面显示,还可以算出自行车的路程,也利用单片机的定时中断功能可以设置和显示实时时间,还可以利用单片机上自带的温度传感器ds18b20测出实时温度,在lcd上显示出来。
3.任务分工:
XXX(100%)
4.设计步骤:
1.先完成lcd的显示代码,使单片机上的lcd能正常显示数字,字符。
2,利用单片机的定时计数功能,首先在lcd上显示实时时间能每秒加一。
3.通过对按键的扫描检测,实现对实时时间的设置。
例如按下按键,使能设置时间(断开计时中断),再分别设置三个按键分别实现对小时,分钟,秒的设置(按下一次加一)
。
4.通过单片机的计数功能,即外部脉冲信号输入到引脚P3.5(T1),电平从1到0跳变,则计数器加一。
把红外光电传感器的信号输出端接到引脚P3.5,自行车车轮的周长,再乘以圈数,再除以时间两秒,就得到车速,然后在lcd上面显示。
5.车轮的周长乘以圈数(每次累加起来),就可以得到自行车走过的路程,并在lcd上显示出来。
6.利用单片机上的温度传感器ds18b20,把得到的温度数据转化并显示在lcd上。
5,.程序流程(含流程图及详细步骤解释)
流程图详细步骤解释:
1.程序开始运行,初始化。
2.判断key6=0,即键6是否被按下,按下则对路程清零,否则显示累计的路程值。
3.利用单片机上的温度传感器ds18b20,不断得到实时温度值。
4.把TMOD=01010001,即把T1作为计数器,把T0作为定时器,利用定时功能实现实时时间的显示,即实现每秒加一,利用T1的计数功能,记录由传感器输出的脉冲数,然后可以换算成速度,还可以算出走过的路程。
5.判断key1是否为0,即key1是否被按下,若按下,则令ET0=0(停止定时中断),便于设置时间。
6.判断key2是否被按下,若按下则令小时h加一。
7.判断key3是否被按下,若按下则令分钟m加一。
8.判断key4是否被按下,若按下则令秒s加一。
9.判断key5是否被按下,若按下则令ET0=1,TR0=1允许并启动定时中断。
6.操作步骤及方法:
1.电源开关,把线接好后先下载程序,再按电源开关,实现冷启动。
2.1602液晶显示模块。
分别显示速度,路程,时间,温度。
3.这些是独立按键,通过这些按键可以实现设置实时时间。
(第一行对应为key1,key2,key3,key4,第二行第三个对应key5,第四个为key6),key1按下,则令ET0=0(停止定时中断),便于设置时间。
Key2按下则令小时h加一,key3按下则令分钟m加一,key4按下则令秒s加一,key5按下则令ET0=1,TR0=1允许并启动定时中断.。
4.红外光电传感器模块,有三个引脚,分别是接地,接电源,输出信号端接P3^5,分别用杜邦线连接。
5.温度传感器ds18b20,对传感器的输出数据进行处理,然后在lcd上显示温度值
7.设计过程遇到的问题,原因及解决方法:
日期时间
问题和难点描述
问题原因及解决方法
2012/12/179:
00
选择用51单片机,但是没51单片机
去问同学借了一块
2012/12/1810:
00
对51单片机还不熟悉
通过去图书馆找书,还有看原理图,结合实例,熟悉51的每个模块
2012/12/198:
30
按键检测时,按键抖动
查看资料,用延时来实现按键消抖
2012/12/2010:
00
对传感器不太熟悉
上网查看大量资料,并挑选出适合的红外光电传感器
2012/12/2214:
00
对51自带的温度传感器不熟悉
上网查看资料,实现温度结果的获取,并在lcd上显示
2012/12/249:
00
各个模块结合在一起时,但单片机却不能下载程序
把芯片取下来,换到其他的同一芯片型号的单片机下载
下面附上代码:
代码分为五个模块:
1.主函数模块,2.时间和路程处理模块,3.1602lcd显示模块,4温度处理模块,5断电保存模块。
51单片机都适用,只需修改一下对应的引脚即可。
1.主函数模块:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
externunsignedlongintt1;
voidmain()
{
uchara,i;
ucharre[4]={0};
Initlcd();
time_init();
EA=0;
re[0]=read_add_data(0x2003);
delay(5);
re[1]=read_add_data(0x2002);
delay(5);
re[2]=read_add_data(0x2001);
delay(5);
re[3]=read_add_data(0x2000);
delay(5);
EA=1;
t1=0;
for(i=0;i<4;i++)
{
t1=t1<<8;
t1=t1|re[i];
}
while
(1)
{
time_set();//调用时间设置函数
speed_display();//调用速度显示函数
delay(5);
journey_display();//调用路程显示函数
delay(5);
time_display();//调用时间显示函数
delay(5);
tem_change();
for(a=20;a>0;a--)
{
get_temperature();//得到温度值函数
display_temp();//显示温度函数
}
}
}
2.时间和路程处理模块
uchars,m,h,i;
ucharcount1,count2,count3;
uchartemp1;
unsignedlongintsp1,jour1,t1;
ucharsp[4]={0};//速度
ucharjour[7]={0};//路程
ucharwr[4]={0};
voidtime_init()
{
TMOD=0x51;//01010001,T1做计数器,T0做定时器
TH0=(65536-50000)/256;//定时器T0的高8位设置初值
TL0=(65536-50000)%256;//定时器T0的低8位设置初值
TH1=0x00;//计数器的初值为0
TL1=0x00;
EA=1;//开总中断
ET0=1;//允许定时器0溢出中断
TR0=1;//启动定时器0
TR1=1;
}
voidTime0(void)interrupt1using1//定时器T0的中断编号为1,使用第1组工作寄存器
{
count1++;//每产生1次中断,中断累计次数加1
count2++;
count3++;
if(count3==40)
{
delete_add_data(0x2000);
delay(5);
wr[0]=t1&0xff;
wr[1]=(t1>>8)&0xff;
wr[2]=(t1>>16)&0xff;
wr[3]=(t1>>24)&0xff;
for(i=0;i<4;i++)
{
EA=0;
write_add_data(0x2000+i,wr[i]);
delay(5);
EA=1;
}
}
if(key6==0)//路程清零
{
delay(100);
if(key6==0)
{
t1=0;
TH1=0;
TL1=0;
jour[6]=0;
jour[5]=0;
jour[4]=0;
jour[3]=0;
jour[2]=0;
jour[1]=0;
jour[0]=0;
}
}
if(count2==40)//两秒钟测一次转了多少圈
{
count2=0;
temp1=TL1;
sp1=3212*temp1;
sp[3]=sp1/10000;
sp[2]=sp1/1000%10;
sp[1]=sp1/100%10;
sp[0]=sp1/10%10;
t1=t1+temp1;
jour1=189*t1;
jour[6]=jour1/1000000%10;
jour[5]=jour1/100000%10;
jour[4]=jour1/10000%10;
jour[3]=jour1/1000%10;
jour[2]=jour1/100%10;
jour[1]=jour1/10%10;
jour[0]=jour1%10;
TH1=0;
TL1=0;//计数器的值清零
}
if(count1==20)//如果中断次数计满20次,即定时1s
{
count1=0;//中断累计次数清0
s++;//秒加1
}
if(s==60)//如果计满60秒
{
s=0;//秒清0
m++;//分钟加1
}
if(m==60)//如果计满60分
{
m=0;//分钟清0
h++;//小时加1
}
if(h==24)//如果计满24小时
{
h=0;//小时清0
}
TH0=(65536-50000)/256;//定时器T0高8位重新赋初值
TL0=(65536-50000)%256;//定时器T0低8位重新赋初值
}
voidtime_set()//设置时间函数
{
if(key1==0)
{
delay(100);//延时消抖
if(key1==0)
{
TR0=0;
ET0=0;//停止计时
TL0=0;
TH0=0;
}
}
if(key2==0)//key2设置小时
{
delay(100);
if(key2==0)
{
if(h==23)
{
h=0;
}
else
{
h=h+1;
}
}
}
if(key3==0)//key3设置分钟
{
delay(100);
if(key3==0)
{
if(m==59)
{
h=h+1;
m=0;
}
else
{
m=m+1;
}
}
}
if(key4==0)//key4设置秒
{
delay(100);
if(key4==0)
{
if(s==59)
{
m=m+1;
s=0;
}
else
{
s=s+1;
}
}
}
if(key5==0)//按下key5,启动定时器继续计时
{
delay(100);
if(key5==0)
{
ET0=1;
TR0=1;
}
}
}
voidspeed_display()//显示速度(km/h)函数
{
Displayonechar(0,0,sp[3]+0x30);
Displayonechar(1,0,sp[2]+0x30);
Displayonechar(2,0,0x2e);
Displayonechar(3,0,sp[1]+0x30);
Displayonechar(4,0,sp[0]+0x30);
}
voidjourney_display()//显示路程(m)函数
{
Displayonechar(8,0,jour[6]+0x30);
Displayonechar(9,0,jour[5]+0x30);
Displayonechar(10,0,jour[4]+0x30);
Displayonechar(11,0,jour[3]+0x30);
Displayonechar(12,0,jour[2]+0x30);
Displayonechar(13,0,0x2e);
Displayonechar(14,0,jour[1]+0x30);
Displayonechar(15,0,jour[0]+0x30);
}
voidtime_display()//显示时间函数
{
Displayonechar(0,1,h/10+0x30);
Displayonechar(1,1,h%10+0x30);
Displayonechar(2,1,0x3a);
Displayonechar(3,1,m/10+0x30);
Displayonechar(4,1,m%10+0x30);
Displayonechar(5,1,0x3a);
Displayonechar(6,1,s/10+0x30);
Displayonechar(7,1,s%10+0x30);
}
3.1602lcd显示模块
voidWaitforenable()//检测忙信号子函数
{
dataport=0xff;
lcm_rs=0;lcm_rw=1;_nop_();
lcm_en=1;_nop_();_nop_();
while(dataport&0x80);//检测到忙信号就等待
lcm_en=0;
}
voidWritecommandlcm(ucharcmd,ucharattribc)//写命令到lcm子函数
{
if(attribc)Waitforenable();
lcm_rs=0;lcm_rw=0;_nop_();
dataport=cmd;_nop_();
lcm_en=1;_nop_();_nop_();lcm_en=0;
}
voidWritedatalcm(uchardataw)
{
Waitforenable();
lcm_rs=1;lcm_rw=0;_nop_();
dataport=dataw;_nop_();
lcm_en=1;_nop_();_nop_();lcm_en=0;
}
voidInitlcd()//函数名为Initlcd的lcm初始化子函数
{
Writecommandlcm(0x38,1);//8位数据传送,2行显示,5x7字型,检测忙信号
Writecommandlcm(0x08,1);//关闭显示,检测忙信号
Writecommandlcm(0x01,1);//清屏,检测忙信号
Writecommandlcm(0x06,1);//显示光标右移设置,检测忙信号
Writecommandlcm(0x0c,1);//显示屏打开,光标不显示,不闪烁,检测忙信号
}
voidDisplayonechar(ucharx,uchary,ucharddata)//显示指定坐标一个字符的子函数
{
y&=1;//限定范围为0~1
x&=15;//限定范围为0~15
if(y)x|=0x40;//若y为1(显示第二行),地址码+0x40
x|=0x80;//指令码为地址码+0x80
Writecommandlcm(x,0);//将指令x写入lcm,忽略忙信号检测(显示光标定位,数字显示位置)
Writedatalcm(ddata);//写入要显示的字符
}
4.温度处理模块
sbitds=P3^7;//单总线引脚
ucharflag;
uinttemp;
voidTempDelay(ucharus)
{
while(us--);
}
voidds_reset(void)
{
ds=1;
_nop_();//1us
ds=0;
TempDelay(68);//当总线停留在低电平超过480us,总线上所以器件都将被复位,这里//延时约530us总线停留在低电平超过480μs,总线上的所有器件都将被复位。
_nop_();
ds=1;//产生复位脉冲后,微处理器释放总线,让总线处于空闲状态
TempDelay(10);//释放总线后,以便从机18b20通过拉低总线来指示其是否在线,存在检测高电平时间:
15~60us,所以延时44us
_nop_();
_nop_();
_nop_();
if(ds==0)
flag=1;
else
flag=0;
TempDelay(20);//存在检测低电平时间:
60~240us,所以延时约140us
_nop_();
_nop_();
ds=1;//再次拉高总线,让总线处于空闲状态
/**/
}
/*----------------------------------------
读/写时间隙:
DS1820的数据读写是通过时间隙处理
位和命令字来确认信息交换。
------------------------------------------*/
bitds_read_bit(void)//读一位
{
bitdat;
ds=0;//单片机(微处理器)将总线拉低
_nop_();//读时隙起始于微处理器将总线拉低至少1us
ds=1;//拉低总线后接着释放总线,让从机18b20能够接管总线,输出有效数据
_nop_();
_nop_();//小延时一下,读取18b20上的数据,因为从ds18b20上输出的数据
//在读"时间隙"下降沿出现15us内有效
dat=ds;//主机读从机18b20输出的数据,这些数据在读时隙的下降沿出现//15us内有效
TempDelay(20);//所有读"时间隙"必须60~120us,这里77us
return(dat);//返回有效数据
}
uchards_read_byte(void)//读一字节
{
ucharvalue,i,j;
value=0;//一定别忘了给初值
for(i=0;i<8;i++)
{
j=ds_read_bit();
value=(j<<7)|(value>>1);//这一步的说明在一个word文档里面
}
return(value);//返回一个字节的数据
}
voidds_write_byte(uchardat)//写一个字节
{
uchari;
bitonebit;//一定不要忘了,onebit是一位
for(i=1;i<=8;i++)
{
onebit=dat&0x01;
dat=dat>>1;
if(onebit)//写1
{
ds=0;
_nop_();
_nop_();//看时序图,至少延时1us,才产生写"时间隙"
ds=1;//写时间隙开始后的15μs内允许数据线拉到高电平
TempDelay(20);//所有写时间隙必须最少持续60us
}
else//写0
{
ds=0;
TempDelay(20);//主机要生成一个写0时间隙,必须把数据线拉到低电平并保持至少60μs,这里64us
ds=1;
_nop_();
_nop_();
}
}
}
voidtem_change()//温度转换
{
ds_reset();
delay(3);//约2ms
ds_write_byte(0xcc);//写跳过读ROM指令
ds_write_byte(0x44);//写温度转换指令
}
/*----------------------------------------
获得温度:
------------------------------------------*/
uintget_temperature()//读取寄存器中存储的温度数据
{
floatwendu;
uchara,b;
ds_reset();
delay(3);//约2ms
ds_write_byte(0xcc);
ds_write_byte(0xbe);
a=ds_read_byte();//读低八位
b=ds_read_byte();//读高八位
temp=b;
temp<<=8;//两个字节组合为一个字节
temp=temp|a;
wendu=temp*0.0625;//一次读取十六位,之后将低11位转换为十进制后乘以0.0625便使所测实际温度
temp=wendu*100+0.5;//乘以100表示读取小数点后面2位,+0.5表示四舍五入
returntemp;//temp是整型
}
voiddisplay_temp()
{
Displayonechar(9,1,(temp/1000)%10+0x30);
Displayonechar(10,1,(temp/
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