基于单片机的自行车里程速度计设计论文 - 图文(2)

宋丹：基于单片机的自行车里程速度计设计

具体的硬件电路包括 :STC89C52单片机的外围电路以及LCD液晶显示电路、干簧管检 测电路等。

软件设计包括：系统总程序设计、芯片的初始化程序、定时中断采样子程序、显示子

程序等，软件采用C语言编写，软件设计的思想主要是自顶向下，模块化设计，各个子模块逐一设计.

1.3设计思想

本设计的思想是：以STC89C52单片机为处理核心，用传感器将车轮的转数转换为电脉冲，进行处理后送入单片机。里程及速度的测量，是经过STC89C52的定时计数器测出定时 1s会计数几个脉冲，再经过单片机的计算得出，其结果通过LCD液晶显示器显示出来。 测速，首先要解决是采样的问题。使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，将脉冲送入单片机中进行计算，即可获得转速的信息。常用的测速元件有霍尔传感器、光电传感器和光电编码器。里程测量传感器的选择也有以下几种方案：使用光敏电阻对里程进行测量、利用编码器对车轮的圈数进行测量、利用霍尔传感器对里程进行测量、利用干簧管型传感器测量里程。 要求达到的各项指标及实现方法如下：

(1).上电后实时显示速度 (2).路程实时记录（掉电存储） (3).半径可设定（掉电存储） (4).超速报警

实现：利用软件编程，对数据进行处理得到需要的数值。

最终实现目标：自行车的速度里程表具有里程、速度测试与显示功能，采用单片机作控制，显示电路可显示里程及速度。

1.4主要问题

根据需求分析的结果设计自行车里程器，：主要解决的问题

指示灯2个：一个指示控制板是否正常上电工作，另一个指示灯指示当前速度是否超过设定的报警速度，当超过设定的速度时，灯光亮起提示车主。

按键部分：有客无客模拟按键，当按下时表示有客，弹开时表示无客；待行使模拟按

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华科学院本科毕业设计（论文）

键，无客状态下，无论按下或弹起都无效，及等待行使指示灯都处于亮状态。在有客状态下，当按键按下时；程模拟按键，在有客并在行使状态下，每按下一次表示里程加0.1公里；待运行模拟按键，当按下是表示运行，弹开时表示等待。要求单片机内部有以秒为单位的计时功能。

显示部分：控制器采用LCD1602，第一排显示日期和时间，例如显示2010 11 11 11：13,中间的冒号进行闪烁表示当前的秒在发生变化；第二排显示当前的速度，当前的温度和骑行的里程。

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第2章 系统方案设计

2.1总体方案比较

方案一：

利用大规模的数字逻辑器件来实现，简单的自行车里程计功能，其原理是利用计数器来实现对汽车车轮旋转时按在车轮上的传感器产生的计数脉冲进行计数，通过计数值达到33次可以认为近似0.1公里（车轮的周长为3米），每0.5公里显示1元，用数字逻辑器件设计电路，电路的很复杂，成本很高，没有什么实际的运用价值。 方案二：

利用89C51单片机实现自行车里程计的设计，大部分的功能可以用单片机来实现，这样可以使整个电路比较简单，而且成本也比较低，（使用单片机的外围电路比较简单），而且在时间计数和速度的计算上精度大，扩展功能很方便。但如果系统设计的不好，则系统不是很稳定，这样就为系统设计提出了挑战。 方案三：

利用CPLD/FPGA来实现——电子EDA技术，实现自行车里程计。可行性很高，而且电路简单，可以用软件完全仿真，但设计实现比较困难，对设计者的要求很高。软件要求高。 方案四:

霍尔传感器：

霍尔一般价格低，经常用于小车测速功能，但其开关触头在导通时可能有上百欧电阻输出范围也有限制有可能磨损器件，工作温度范围也受一定的限制。 方案五：

干簧管传感器：

干簧传感器是密封的，因此它能几乎工作于任何环境（如对湿度无影响）。能经受很高的电压，与周围温度环境没有影响且提供磁灵敏度有一个较大的范围，许多干簧管在质量、可靠性及安全性上是一流的。

所以选用干簧管传感器。由于干簧管传感器的安装、感应距离等问题，本系统选用嵌入式门磁（内部装有干簧管），它默认净处于常开状态，当磁铁接近传感器时，传感器两端将自动吸合。

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2.2总体方案选择

比较以上五个方案的优缺点，我们决定使用方案五，能够完成所有要求的功能。而且容易实现。

2.2.1系统总体框图

18B20输入 STC89C52

LCD1602显示 按键输入 灯光输出报警 干簧管输入

图2.1系统设计总框图

2.2.2实现原理

系统采用52单片机作为中心处理器，以干黄管传感器作为自行车车轮模拟脉冲信号并从单片机I/O口输入，同时采用系统内部时钟设计实现里程与速度等各个参数的设计，最后通过从单片机I/O口输出信号LCD1602分别显示实现对里程、温度、时间等显示。同时增加按键用于设置时间和报警的速度等功能。 工作原理：

里程、速度等都是由干黄管元器件测量。通过频率计输出脉冲，代表车轮转动圈数，已知自行车轮胎的半径为50cm，轮子每转动一圈，安装在车轮辐条上的磁钢接近传感器一次，传感器送一个脉冲信号给单片机的外部中断计数器T0，产生一次中断，圈数加一。圈数*2*π*0.5即为车前进距离，而通过单片机T0定时器记录时间，间隔1秒，1秒内的前进距离除以时间1秒，得到1秒内的当前速度。而总里程L除以总时间t得到平均速度。

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