河南大学本科毕业生学士学位论文

图5-3 单片机最小系统图

5.2 传感器检测电路的设计

对于由单片机构成的测控系统，总要有被测信号输入通道，由单片机提取必要的输入信息作为测试系统对被测对象提取必要的原始参量信号，是系统的核心任务。而提取外部原始参量一般就需要用传感器或敏感元件用传感器或敏感元件把被测得的非电量转换位可以被单片机直接处理的电参量。由于输入通道的工作环境往往都比较恶劣，又由于传感器输出的大都是模拟量输出微弱信号，输出在转换成计算机要求的数字信号时就必须要进行隔离放大整形加宽等处理步骤，因此输入通道常常是一个模拟数字电路的混杂电路，是传感器集成化和单片机功能集成的边界区域在单片机测控系统的输入输出通道中。为减少干扰普遍采用了通道隔离技术。用于隔离的器件主要有隔离放大器、隔离变压器和光电耦合器等。

本设计采用的是光电耦合器。经处理后的信号，能直接被AT89C51识别。传感器A44E与AT89C51的硬件连接如图5-4所示。

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图5-4 开关型霍尔传感器A44E与AT89C51的硬件连接图

本设计中用光电耦合器消除电磁干扰，尽可能达到测量的准确度。测量信号经A44E内部的放大器放大后，再经74LS14施密特触发器的整形，驱动光电耦合器导通，将信号输入到单片机的P3.2端口。

5.3 电源电路的设计

由于AT89C51的工作电压要求是+5V，为了给单片机提供稳定的工作电压，我选用了能提供+12V直流电压的电瓶，所以需要设计一个简单的电源电路，进行电平转换，将+12V电压降为+5V，电源的电路如图5-5所示。

图5-5 电源电路

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电路中Power处的1，2是电瓶的正负引脚，FUSE1是一个熔断器，当电路出现短路等情况，造成电路电流过大时，会自动熔断，起到保护电路的作用。而+5V处就是此电路的输出端，为AT89C51和其他外围电路提供电源。LM78L05是一个集成稳压器，可以为单片机的器件提供稳定的工作电压，C8,C9分别为输入端和输出端的滤波电容，R6为负载电阻，D2为电源指示灯。

5.4 键盘电路的设计

本设计的键盘电路设计比较简单，有一个功能按钮S1和功能加按钮S2以及功能减按钮通过三个按键的组合可以实现：四个车轮周长（22寸、24寸、26寸、28寸）设置，还可以选择显示里程和速度，以及设置所要求的声光报警速度值的大小，即:按下S1一次时选择车轮尺寸，并配合S2、S3选择具体车轮大小；按下S1两次，选择设置报警时的车速大小，此时和S2、S3组合可以设置报警车速的大小；按下S1键三次显示里程，按下S1四次显示速度，此时S2、S3失效。其电路图如图5-6所示

。

图5-6键盘电路

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5.5 外部存储电路的设计

5.5.1 存储器CAT24WC32概述

CAT24WC32 是一个32K 位串行CMOS E2PROM，内部含有4096 个字节（每字节为8位）。CATALYST 公司的先进CMOS 技术实质上减少了器件的功耗，CAT24WC32 有一个32 字节页写缓冲器，该器件通过I2C 总线接口进行操作。CAT24WC32 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。CAT24WC32 是作为从器件被操作的。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。

其特性如下：

◆ 与400KHz I2C 总线兼容 ◆ 1.8 到6.0 伏工作电压范围 ◆ 最多可级联8 个器件 ◆ 低功耗CMOS 技术

◆ 写保护功能当WP 为高电平时进入写保护状态 ◆ 32 字节页写缓冲器 ◆ 自定时擦写周期

◆ 噪声保护的施密特触发输入 ◆ 零待机电流

◆ 1,000,000 编程/擦写周期 ◆ 可保存数据100 年 ◆ 8 脚DIP SOIC 封装

◆ 温度范围商业级工业级和汽车级

其可靠性参数见表5.1。

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