基于单片机的自行车码表

最近毕业设计中接了别人几个项目，忙完一阵是时候做一些总结。

项目名：基于单片机的自行车码表设计

功能需求： 1可以测量当前的温度和湿度并显示出来。

2时间显示。

3实时速度和行驰里程显示。

4设定里程提醒。

根据功能需求决定硬件：单片机使用STC125A60S2具有足够的资源来进行开发(使用51系列的单片也可行，并且价格更低)，显示使用LCD1602，速度使用磁力传感器，温度和湿度使用DHT11传感器。时间计数应该使用外部的时钟芯片(由于没有芯片只能使用单片内部的定时器实现^^误差较大)。提醒声音使用了无源蜂鸣器(PWM波控制).

整体硬件设计图

IO脚定义

#ifndef  _CURRENCY_H_
#define  _CURRENCY_H_
#include "stc12c5a60s2.h    "
//currency.h
typedef unsigned char unchar;
typedef unsigned int  unint;sbit Data=P3^5;
sbit rs=P2^7;
sbit rw=P2^6;
sbit e =P2^5;
sbit buzzer = P3^4;//蜂鸣器     #endif

主函数部分

/*******************************************************************************
*  描述:                                                                       *
*         1602字符型LCD显示演示程序                                            *
*         在第一行显示  里程 时间                                                *
*         在第二行显示  速度 温度                                         *
*                                                                              *
********************************************************************************/#include <stc12c5a60s2.h>
#include "lcd1602.h"
#include "DHT11.h"
#include "delay.h"
#include "currency.h"unchar  test[10];
unsigned long time_ms;
unsigned long last_time;
unsigned long distance_cm;        //厘米
unsigned int  speed;       　　　　//百米/时
unsigned int  tempr;              //0.1度
unsigned int  n ;
unsigned char tm ;
unsigned int  distance;
bit           menu=0;
bit           clear_flag;
unsigned long time_menu;void Timer0Init(void)        //10毫秒@12.000MHz
{AUXR &= 0x7F;       　　 //定时器时钟12T模式TMOD &= 0xF0;       　　 //设置定时器模式TMOD |= 0x01;      　　  //设置定时器模式TL0 = 0xF0;       　　 　//设置定时初值TH0 = 0xD8;        　　  //设置定时初值TF0 = 0;            　　 //清除TF0标志TR0 = 1;ET0 = 1;          　　  //定时器0开始计时EA  = 1;
}
//--------------------------------------------------------
//算法实现
//--------------------------------------------------------
void show()
{unsigned char c;unsigned char h,m,s;unsigned int time;lcd_pos(0);distance = distance_cm / 10000;c = (distance / 1000) % 10 + '0';  //百位write_data(c); 　　　　　　　　　　　　//写入数据c = (distance / 100) % 10 + '0';   //十位
    write_data(c);c = (distance / 10) % 10 + '0';     //个位
    write_data(c);write_data('.');c = distance  % 10 + '0';          //小数一位
    write_data(c);//进行位提取write_data('k');write_data ('m');time = time_ms/1000;h = time / 3600;m = (time % 3600) / 60;s = time % 60;lcd_pos(9);c = h % 10 + '0';write_data(c);write_data(':');c = (m / 10)  + '0';write_data(c);c = (m % 10)  + '0';write_data(c);write_data(':');c = (s / 10)  + '0';write_data(c);c = (s % 10)  + '0';write_data(c);//时间提取lcd_pos(0x40); 　　　　　　　　  //定位第二行c = (speed / 100) % 10 + '0';      //取百位
    write_data(c);                     c = (speed / 10) % 10 + '0';       //取十位
    write_data(c);write_data('.');c = speed  % 10 + '0';         　　//取个位
    write_data(c);write_data('k');write_data('m');write_data('/');write_data('h');//实时提取

} //开始
void main()
{int i;init_1602();      　　　 //lcd1602初始化delay_ms(1500); 　　　　 //DHT11上电后要等待1.5S以越过不稳定状态在此期间不能发送任何指令
      Timer0Init();IT0=1;         　　　　  //外部中断0下降沿触发EX0=1;IT1=1;                  //外部中断1下降沿触发EX1=1;          　　　　 //外部中断开启动        distance_cm = 0;time_ms = 0;last_time = 0;tempr = 324;while(1){if((time_ms - last_time) > 5000)speed = 0;    P1 = 0xff;if((P1 & 0x02) == 0){distance_cm = 0;time_ms = 0;}if(menu == 0)    　　　　　　　　　　//菜单0显示
                 {if(clear_flag==1){      write_com(0x01);clear_flag = 0;}show();if(distance ==15)              //单位是百米
                {Buzzer_Alert();         }}else    if(menu == 1){if(clear_flag==0){ wrire_com(0x01);clear_flag = 1;}ET0 = 0;DHT11_receive();}}}void T0_Interrupt(void)    interrupt 1      //3定时器1的中断号  1定时器0的中断号 0外部中断1 2外部中断2  4串口中断
{TL0 = 0xF0;            　　　　　　　　//设置定时初值TH0 = 0xD8;            　　　　　　　　//设置定时初?time_ms += 10;
//     if(menu)
//     {
//      time_menu+= 10;
//test：
//      if(time_menu==10000)
//      {
//      menu=0;
//      time_menu=0;
//      }
//     }
     }
//比较重要------------------------------------
void  counter(void)         interrupt 0
{unsigned int intervel = 0;    //
   static unsigned char cnt = 0;EX0=0;distance_cm+=218;　　　　　　　　　　       //一圈218厘米cnt++; if(last_time == 0){last_time = time_ms;cnt = 0;}else if(cnt >= 5){intervel = time_ms -  last_time;last_time = time_ms;speed = 360 * 5 * 218 / intervel;   //实时速度统计if(speed > 350)else cnt = 0;}EX0=1;
}void  key_menu(void)         interrupt 2
{menu=~menu;ET0 = 1;
}

　LCD1602模块函数

#include "lcd1602.h"
#include "currency.h"
#include "delay.h"
#include "intrins.h"/***********************lcd1602写命令函数************************/
void write_com(unchar com)
{e=0;rs=0;rw=0;P0=com;delay_unint(3);e=1;delay_unint(25);e=0;
}/***********************lcd1602写数据函数************************/
void write_data(unchar dat)
{e=0;rs=1;rw=0;P0=dat;delay_unint(36);e=1;delay_unint(300);e=0;
}
/***********************lcd1602写数据函数************************/
void write_data_1(unchar dat)
{e=0;rs=1;rw=0;P0=dat+48;delay_unint(432);e=1;delay_unint(3600);e=0;
}/*********************光标控制***********************/
void lcd1602_guanbiao(unchar open_off,unchar add)
{if(open_off == 1)   //开光标
    {write_com(0x80+add);              //将光标移动到秒个位write_com(0x0f);                  //显示光标并且闪烁
    }else {write_com(0x0c);   　　　　　　　　//关光标
    }
}/***********************lcd1602上显示两位十进制数************************/
void write_sfm2(unchar hang,unchar add,unchar date)
{unchar shi,ge;if(hang==1)   write_com(0x80+add);elsewrite_com(0x80+0x40+add);shi=date%100/10;ge=date%10;          write_data(0x30+shi);write_data(0x30+ge);
}/***********************lcd1602上显示这字符函数************************/
void write_string(unchar hang,unchar add,unchar *p)
{if(hang==1)   write_com(0x80+add);elsewrite_com(0x80+0x40+add);while(1)                                                         {if(*p == '\0')  break;write_data(*p);p++;delay_unint(600);}
}/***********************lcd1602上显示这字符函数************************/
void write_string_1(unchar hang,unchar add,unchar *p)
{if(hang==1)   write_com(0x80+add);elsewrite_com(0x80+0x40+add);while(1)                                                         {if(*p == '\0')  break;write_data_1(*p);p++;delay_unint(600);}
}/***********************lcd1602初始化设置************************/
void init_1602()
{write_com(0x38);    //
    write_com(0x0c);write_com(0x06);delay_unint(12000);//write_string(1,0," Welcome to use ");    //write_string(2,0," Bicycle speed  ");//lcd1602_guanbiao(1,7+0x40);  //开光标
}unchar Lcd1602_ReadBusy()   //判断lcd1602是否处于忙的状态，即读忙
    {unchar temp;rs=0;rw=1;_nop_();P0=0xff;     //读某IO口数据前，先将该口置为1            /*原因：电路中存在的一个普遍的现象：高电平很容易被低电平拉低，而低电平一般不可能被高电平拉高。所以在读数据之前将单片机IO口拉高才不会影响原来数据线上的数据！*/_nop_();e=1;_nop_();temp=P0;   //读取此时lcd1602的状态字
       _nop_();e=0;return (temp&0x80);  //如果忙/*状态字为temp（8位2进制数）的最高位，最高位为1表示禁止读写，为0表示允许读写，即temp&0x80得1表示忙，得0表示不忙*/}void Lcd1602_WriteData(unchar dat)  //写数据
    { rs=1;   //数据rw=0;   //写
       _nop_();P2=dat;_nop_();e=1;_nop_();_nop_();e=0;_nop_();_nop_();   }void lcd_pos(unchar pos){write_com(pos | 0x80);}

由于DHT11需要比较准确的延时误差在5%

delay.c延时模块

#include "delay.h"
#include "intrins.h"
#include  "DHT11.h"
//--------------------------------------------------------
//延时1ms           实际0.99ms
//--------------------------------------------------------
void delay_ms(unsigned int x)
{while(x--){    unsigned char i, j;_nop_();_nop_();i = 9;j = 120;do{while (--j);} while (--i);
}
}void delay_unint(unsigned int q)
{    while(q--);
}
//--------------------------------------------------------
//延时60s 实际63us
//--------------------------------------------------------
void Delay60us()        //@12.000MHz
{unsigned char i, j;_nop_();_nop_();i = 1;j = 180;do{while (--j);} while (--i);
}//--------------------------------------------------------
//延时80s 实际87us
//--------------------------------------------------------void Delay80us()        //@12.000MHz
{unsigned char i, j;_nop_();_nop_();i = 1;j = 255;do{while (--j);} while (--i);
}//--------------------------------------------------------
//延时30s 实际31us
//--------------------------------------------------------void Delay30us()        //@12.000MHz
{unsigned char i;i = 87;while (--i);
}void Delay50us()        //@12.000MHz
{unsigned char i, j;_nop_();_nop_();i = 1;j = 145;do{while (--j);} while (--i);
}

DHT11.C 温度采集模块

#include  "DHT11.h"
#include  "currency.h"
#include   "stc12c5a60s2.h"
#include   "delay.h"
#include   "lcd1602.h"
#include  <intrins.h> //------------------------------------
//function:rec_dat数据组清零
//------------------------------------unchar  rec_dat[9];
//------------------------------------
//function:DHT11启动
//------------------------------------
void DHT11_start()
{Data=1;Delay30us();    Data=0;delay_ms(25);   //延时18ms以上Data=1;Delay30us();
}//------------------------------------
//function:DHT11接收一个字节
//------------------------------------    

unchar DHT11_rec_byte()      //接收一个字节
{unchar i,dat=0;for(i=0;i<8;i++)    //从高到低依次接收8位数据
   {          while(!Data);   ////等待50us低电平过去Delay60us();    //延时60us，如果还为高则数据为1，否则为0 dat<<=1;        //移位使正确接收8位数据，数据为0时直接移位if(Data==1)     //数据为1时，使dat加1来接收数据1dat+=1;while(Data);    //等待数据线拉低
    } return dat;}//------------------------------------
//function:      接收DHT11的40位的数据
//------------------------------------
void DHT11_receive()      //接收40位的数据
{unchar i, R_H,R_L,T_H,T_L,RH,RL,TH,TL,revise;     DHT11_start();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();if(Data==0){   while(Data==0);          //等待拉高Delay80us();             //拉高后延时80us            R_H=DHT11_rec_byte();    //接收湿度高八位;R_L=DHT11_rec_byte();    //接收湿度低八位  T_H=DHT11_rec_byte();    //接收温度高八位  T_L=DHT11_rec_byte();    //接收温度低八位revise=DHT11_rec_byte(); //接收校正位Delay30us();             //结束if((R_H+R_L+T_H+T_L)==revise)      //校正
        {RH=R_H;RL=R_L;TH=T_H;TL=T_L;} /*数据处理，方便显示*/rec_dat[0]='0'+(RH/10);rec_dat[1]='0'+(RH%10);rec_dat[2]='R';rec_dat[3]='H';rec_dat[4]=' ';rec_dat[5]=' ';rec_dat[6]='0'+(TH/10);rec_dat[7]='0'+(TH%10);rec_dat[8]='C';lcd_pos(40);   //定位第二行的第一个for(i=0;i<9;i++){write_data(rec_dat[i]);}    }}

buzzer,c蜂鸣器模块

#include  "buzzer.h"
#include  "currency.h"
#include  "delay.h"void Buzzer_Alert()      //PWM 500hz
{long int i=2000;while(i--){buzzer=~buzzer;delay_ms(1);}
}

代码难度不大，具体注释想必有点单片机的基础都可以看懂^^

DHT11的硬件

注：这个上拉电阻主要是普通的单片机的上拉能力不强，当数据进行长距离传输时容易有较大的寄生电容造成RC放电，所以要加上上拉电阻。短距离不用加也可以。

DHT11的操作比较简单，就是时序操作，没有什么要注意的。

总结：

按键最好要消抖，一般有两种做法，软件消抖和硬件消抖两种方法，在单片机资源足够充裕并且系统对实时性要求不高时，建议使用软件消抖，延时20ms后进行判断。不然利用硬件消抖，一般在按键端接入4.7K电阻加0.1uF的电容,在有时间后加上GPS定位功能。

转载于:https://www.cnblogs.com/Kroner/p/9073651.html

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