《基于单片机的自行车测速系统设计本科毕业设计论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的自行车测速系统设计本科毕业设计论文.doc（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于单片机的自行车测速系统设计基于单片机的自行车测速系统设计摘 要随着科技的迅速发展，单片机的应用也越来越广泛，并带动传统控制检测技术不断更新。现在的里程表大多是电子式的，用数码管或液晶显示器即时显示，显示更加直观。电子式里程表采用接触车速传感器代替软轴传动,可使里程表的安装位置不受距离限制，进一步有效地克服了机械式里程表中的诸多不足。方案采用了一种以单片机STC89C52为主控机，使用光电传感器进行自行车里程、速度测量的装置。传感器将不同车速产生的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用LCD液晶显示模块进行显示，使得自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。本设计主要包括自行
2、车轮脉冲采集、键盘输入和数据显示等部分，主程序用C语言编写，完成各项功能及数据的处理。本里程表的设计具有结构简单，成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。并且可以进行扩充，更方便于使用者。关键词 光电传感器，单片机，液晶显示器，测速The Design of bicycle speed measuring system based on single chip microcomputerABSTRACTWith the rapid development of technology, more and more widespread application of microcomputer, pr
3、omote the traditional control detection technology constantly updated. Most of the current electronic odometer, and with the LED digital tube or LCD display real-time, display more intuitive. Electronic odometer flexible shaft using the contact speed sensor instead of driving, mileage tables can be
4、installed without distance limitations, and further to effectively overcome the mechanical disadvantages of mileage in the table. The plan adopts the system and configuration of combining the microcontroller STC89C52 as the main control computer ,using the photoelectric sensor bicycle odometer, spee
5、d measuring devices. when Different speed pulse signals of different frequencies produced by sensor are input into the microcontroller,after its calculation, liquid crystal will display the datas, making the bikes speed and distance data visually to the user.The design includes a bike wheel pulse ac
6、quisition, keyboard input and data display section, the main program using C language, This paper first needed to milestones design of equipment in detail, on the problems existing in the design, explained And then to hardware and software design and implementation of the part made earnest analysis,
7、 Then presented system modeling process and the corresponding system based on this model, the control simulation, and the simulation results are compared. KEY WORDS odometer photoelectric sensor, MCU, LCD, Tachometer目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 问题由来11.2 课题现状11.3 设计任务22 方案论证与分析22.1 单片机模块论证与选择22.2显示模块论证与
8、选择32.3电源模块论证与选择32.4光电测速模块论证与选择33 系统硬件设计43.1光电传感器模块43.2 单片机系统部分63.2.1 STC89C52单片机介绍63.2.2 定时/计数器的结构及控制73.3 单片机外围电路介绍93.3.1 复位电路93.3.2 晶振电路103.4LCD显示模块103.4.1 1602字符型LCD简介103.4.2 LCD1602的基本参数及引脚功能113.5 按键模块134 系统软件设计144.1 概述144.2总体程序设计144.3 测量算法概述154.4 中断子程序的设计164.5 人机交互设计175 结束语18致 谢19参考文献20附录1：系统原理图
9、21附录2：源程序22V基于单片机的自行车测速系统设计1 绪论1.1 问题由来我国是人口大国，也是自行车大国，随着生活节奏的不断加快，自行车已经不仅仅是运输、代步的工具，现在则是代表着绿色、环保、节能。因此其辅助功能也变得越来越重要。而且人们希望自行车的娱乐、休闲、锻炼的功能越来越多，能带来大家更多的健康与快乐。在这个背景下，自行车测速系统作为自行车的一大辅助工具迅速发展起来。科学、美观、合理设计自行车测速计有一定的实用价值.它能合理计算出速度及公里数,使运动者运动适量,达到健康运动与代步的最佳效果。并且随着人们生活水平的逐渐提高，人们对于生活质量的要求也日益增加，尤其是对健身的要求。自行车在
10、中国普遍作为代步工具。而在国外，自行车却是一项十分受欢迎的健身运动。因为它无污染，价位低廉，老少皆宜。而且在运动过程中可以充分享受到大自然，对于忙碌的现代人来说，无疑是一种较好的放松方法。在中国这种情况也在慢慢发生变化。因此爱好自行车运动的人需要一款里程表，以知道自己的运动情况。并根据外界条件，如温度，风速等进行适当的调节，已达到最佳运动的效果。而对于自行车运动员来说，最为关心的莫过于一段时间内的训练效果。因为教练要根据一段时间内运动员的训练效果进行评估，从而进行适当的调整已使运动员达到最佳的状态。因此需要一种装置进行对训练中各种参数的测定记录。1.2 课题现状传统的机械式车速表是由旋转磁场作
11、用于转动盘，使转动盘连同车速表指针发生同向的偏转。当电磁转矩与弹簧产生的阻力矩平衡时，指针偏转停留在某一角度上。指针偏转角与车速成正比，因而可用其表示车速。机械式车速表的缺陷是明显的。由于表盘指针偏转程度正比于软轴的转动时产生的磁力，当转速较低的时候，磁力较小，随转速变化波动较大。因此，低速时车速表指针摆动剧烈、测量及显示精度不高。对于发动机后置的车辆，要将车速表指针的偏转动力由变速箱经软轴等传至驾驶室，软轴必然布置的较长，如何将这种长长的转动软轴从结构上布置妥当，肯定是一件十分困难的事情。现在的车速表大多是电子式的，用LED数码管或LCD显示，使速度显示更加直观。采用接触车速传感器代替软轴传
12、动,可使车速表的安装位置不受距离限制,有效地克服了机械式车速表中的诸多不足。电子式车速表更加智能，车速表的功能也更加人性化，如加上了里程累计、超速提醒等功能。本设计就是针对骑自行车的人们在行进中不能很好的把握自己达到了多大的速度，行驶了多远的距离而设计的。以往的里程表只能进行测量速度，里程，时间，温度等数据，虽然能实现很多的功能，但是其中的一些功能不适合自行车业余爱好者，浪费资源，而且性价比也低，而且也不能很好的把握当前运动量，从而不能很好的实现娱乐和锻炼的效果。而本设计却能实现娱乐和锻炼的双重效果，而且相对业余爱好者性价比更高。1.3 设计任务本设计要以单片机为核心，通过光电传感器来检测自行
13、车的运转情况进而实现电动自行车的速度的测量，最后用液晶显示器直观地将速度与里程显示出来，并且可以设置车轮周长，从而达到智能化的目的。主要设计内容:（1） 光电传感器模块设计（2） 单片机最小系统设计（3） 人机交互设计2 方案论证与分析2.1 单片机模块论证与选择方案一：采用型号为STC89C52的单片机作为主控制器，使用光电传感器进行测量的自行车测速系统。STC89C52是带8K字节闪烁可编程擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器【1】,且内部集成EEPROM它将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，为许多控制提供了灵活性高且价格低廉的方案。方案二：采用单片机C8051F
14、060作为主控制器，使用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。C8051F060系列单片机是美国CYGNAL公司推出的一种与51系列单片机内核兼容的单片机。C8051F060作为新一代8051单片机，具有功能强大、体积小、工作稳定等特点，适用于复杂控制系统。因此选择方案一。2.2 显示模块论证与选择方案一：采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中,亮度高，显示数字合适,但是连接复杂，耗电流大，驱动电路复杂。方案二：采用点阵屏显示，点阵是由八行八列的发光二极管组成，对于显示简单文字比较适合,如果显示数字则浪费资源,而且价格也相对较高。方案三：采用LCD液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强
15、大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见,并且连接很方便 ,所以在此设计中采用了LCD液晶显示屏。因此选择方案三。2.3 电源模块论证与选择方案一：采用交流220V/50Hz电源转换为直流5V电源作为电源模块。该方案实施简单，电路搭建方便，可作为单片机开发常备电源使用。方案二：采用干电池串并联达到5V作为电源模块。该方案实施简单，无需搭建电路，但相对该方案不够稳定，电池耗电快，带负载后压降过高，可能无法使系统稳定持续运行。方案三：采用可充电锂电池结合稳压模块作为电源模块。该方案简单易行，而且相对稳定、误差小，但该方案相对价格过高，针对该设计要求性价比低。因此选择方案一。2.4 光电测速模块论证与选择方案一：采用普通红外对管【2】作为测速模块的核心，该方案体积小，价格合理，可用于测速，但是对于体积太小的遮挡物（自行车条幅）可能会无响应。方案二：采用半导体激光器【3】和光敏电阻作为测速模块的核心,半导体激光器具有发射方向性好，功率大的特点，因此对体积小的物体也具有很好的响应效果。因此选择方案二。3 系统硬件设计本设计采用的是以半导体激光器和光敏电阻构成光电
