基于单片机的自行车里程表硬件设计 - 图文(4)

图3-7按键电路

4.2存储电路设计

24C02是一个2K位串行CMOSE2PROM。内部含有256个8 位字节， CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。24C02有一个16 字节页写缓冲器，该器件通过I2C总线接口进行操作有一个专门的写保护功能。24C02支持I2C总线数据传送协议，I2C总线协议规定：任何将数据传送到总线的器件作为发送器，任何从总线接收数据的器件为接收器，数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，通过器件地址输入端 A0、A1和A2可以实现将最多8个24WC02器件连接到总线上。管脚图如4.1所示。

图4.2 24C02管脚图

SCL串行时钟：24C02串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟，这是一个输入管脚。

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SDA串行数据/地址：24C02双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收。SDA 是一个开漏输出管脚可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或（wire-OR）。

A0、A1、A2器件地址输入端：这些输入脚用于多个器件级联时设置器件地址， 当这些脚悬空时默认值为0。当使用24WC02时最大可级联8个器件，24WC02被总线寻址这三个地址输入脚。A0、A1、A2可悬空或连接到Vss。

WP 写保护：如果WP管脚连接到Vcc所有的内容都被写保护，只能读。当WP管脚连接到Vss或悬空，允许器件进行正常的读/写操作。

起始信号：时钟线保持高电平期间，数据线电平从高到低的跳变作为I2C总线的起始信号。

停止信号：时钟线保持高电平期间，数据线电平从低到高的跳变作为I2C总线的停止信号。

本题目中24C02起存储作用，将自行车里程存储在24C02中，当掉电时，存储的数据不会丢失，可以读取24C02中的里程数完成里程的累积。

图4-3存储器的电路

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4.3里程电路设计

4.3.1 传感器概述

传感器在人们研究自然现象、规律以及生产实践活动中，起着非常重要的作用。特别是在当今，科学技术的发展使人类进入了一个信息时代，在利用信息的过程中，首先要解决的就是获取准确可靠的信息。传感器是获取自然或生产领域中信息的关键器件，是现代信息系统和各种设备不可缺少的信息采集工具。磁传感器是一种将磁学量信号转变为电信号的器件或装置。作为输入信号，这就给磁传感器的快速发展提供了机遇，形成了磁传感器的产业。自从磁传感器作为一种独立产品进入应用领域，从10-14T的人体磁场到高达25T以上的强磁场，都可以找到相应的磁传感器进行检测。而这巨大的应用前景也使微机电系统技术在磁传感器中大有可为。其中最具代表的磁传感器就是霍尔传感器，在自动检测系统中，利用霍尔传感器测转数是一种最基本的测量工作，它的特性是霍尔传感器输出的脉冲信号的个数比较直接反映所测量转数的数目。

4.3.2 传感器及其测量系统

霍尔器件是一种磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。 霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便、功耗小、频率高（可达1MHz）、耐震动、不怕灰尘、油污、水汽及烟雾等的污染或腐蚀。霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达μm级）。取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件工作温度范围宽，可达－55℃～150℃。按照霍尔器件的功能可将它们分为：霍尔线性器件和霍尔开关器件，前者输出模拟量，后者输出数字量。 按被检测对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体。通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。

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4.3.3 霍尔传感器的测量原理

霍尔传感器是利用霍尔效应制成的一种磁敏传感器。在置于磁场中的导体或半导体通入电流I，若电流垂直磁场B，则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个电势差Uh，这种现象称为霍尔效应。利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件。因为它具有结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量线性范围大、抗干扰能力强以及体积小、使用寿命长等一系列特点，因此被广泛应用于测量、自动控制及信息处理等领域。霍尔效应原理图如图3.1所示。

ZYXLBdIbUh 图4.4 霍尔效应原理图

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第五章 输出部分设计

5.1显示电路的设计

LED就是发光二极管(许多电器的指示灯就是)。这是一种固体发光元件。亮度高、反应速度快、功耗小、寿命长。LCD是液晶显示器。它采用低电压扫描驱动，具有：耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点本身并不会发光。本设计考虑多种原因则采用LCD显示屏

5.1.1 1602字符型LCD简介

字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，

目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。下面以长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶显示器为例，介绍其用法。一般1602字符型液晶显示器实物如图5-1：

图5-1 1602字符型液晶显示器实物图

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