1．１ 信号预处理电路

系统的信号预处理电路如图２所示。它由二级电路构成，第一级是由开关三极管组成的零偏置放大器，采用开关三极管可以保证放大器具有良好的高频响应。当输入信号为零或负电压时，三极管截止，电路输出高电平；而当输入信号为正电压时，三极管导通，此时输出电压随着输入电压的上升而下降，这使得速度里程表既可以测量任意方波信号的频率，也可以测量正弦波信号的频率。由于放大器的放大功能降低了对待测信号的幅度要求，因此，系统能对任意大于０．５Ｖ的正弦波和脉冲信号进行测量。预处理电路的第二级采用带施密特触发器的反相器ＣＴ７４ＬＳ１４来把放大器生成的单相脉冲转换成与ＣＯＭＳ电平相兼容的方波信号同时将输出信号加到单片机的Ｐ３．２口上。

1．２ 单片机的选择

速度里程测量电路选用[url=http://www.chinaicmart.com/suppliers/162/AT89C2051.html]AT89C2051[/url]作为频率计的信号处理核心。[url=http://www.chinaicmart.com/suppliers/162/AT89C2051.html]AT89C2051[/url]包含２ｋＢ闪存、１２８Ｂ的ＲＡＭ、１５根Ｉ／Ｏ口线、２个１６位定时计数器、５个向量二级中断结构和１个全双工的串行口，同时还具有加密阵列的二级程序存储器加锁功能。设计中用到了[url=http://www.chinaicmart.com/suppliers/162/AT89C2051.html]AT89C2051[/url]的Ｔ０、Ｔ１ 定时器和ＩＮＴ０引脚，以及Ｐ１端口的６个口线。由于该单片机与８９Ｃ５１相兼容，因此在硬件电路设计和软件编程方面更加方便。考虑到[url=http://www.chinaicmart.com/suppliers/162/AT89C2051.html]AT89C2051[/url]本身固有的特点，设计时需注意以下几点：首先，它的程序存储器空间为２ｋＢ，因此所有的跳转和分支转移指令都要限制在这个范围内。其次，它没有ＭＯＶＸ指令，也就是说，它不支持外部存储器操作，这一点设计时一定要考虑到。此外，[url=http://www.chinaicmart.com/suppliers/162/AT89C2051.html]AT89C2051[/url]自身还有一些其它特点，譬如可以使用命令使其工作在低功耗模式等。单片机利用Ｔ０定时器和ＩＮＴ０引脚来测量输入方波信号的周期，而使用外部中断０来控制定时器Ｔ０是否开始定时。当定时器Ｔ０的运行控制位复位时，不管Ｐ３．２引脚是何值，定时器都不工作。只有当定时器Ｔ０的运行控制位置位后，才能根据Ｐ３．２引脚状态来决定定时器是否工作。当Ｐ３．２引脚出现高电平时，定时器Ｔ０开始定时；而在其出现低电平时，定时器Ｔ０停止工作，并将测量信号的周期保存在定时器的１６位寄存器中。系统初始化时，可通过设置使Ｔ０ 和Ｔ１定时器工作在模式１方式。Ｔ１定时器主要用于形成１秒钟定时信号，用以为测量里程提供时间条件。

1．３ 液晶显示电路和数据存储电路

本设计的显示部分采用液晶显示模块ＬＣＭ０８２５该模块与单片机的接口电路如图３所示。ＬＣＭ０８２５是８位段码式液晶显示模块，它内部集成有ＬＣＤ控制器、ＬＣＤ驱动器和ＲＡＭ，因而可方便显示数据的编程。液晶显示模块采用３～４线串行数据输入，可直接与单片机接口。由于串行接口方式节省了所需的口线和系统资源，因而使系统具有较高的资源利用率。该模块可在２．７Ｖ～５．２Ｖ电压下工作，其低功耗及背光可调特性使得设计更具有经济性和通用性。ＬＣＭ０８２５能够显示８位数据，每一个数据均以８段码的形式放在其内部显示ＲＡＭ区，并用模块内ＲＡＭ的两个存储地址来放置一个数据的８段码。８位数据共占用内部１６个地址。每一个数据位的８段码存放形式及高低地址存放段码的顺序都和表１所列的第８位数据的８段码存放格式一样，只是段码的存放地址不同。所以，编程时一定要考虑数据的存放地址和形式。在使用该液晶显示模块时，ＶＣＣ与ＶＬＣＤ之间可用一个５０ｋΩ的电位器来调整背光。