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1、华北科技学院课程设计0电子信息工程专业课程设计任务书题目：基于单片机的自行车里程计系统设计设计内容设计制作和调试一个由 8052MCU 组成的自行车里程计系统。通过这个过程学习熟悉单片机的外围扩展、键盘控制和七段数码管的使用，掌握 51 系列单片机控制和测试方法。设计以 STC89C51 单片机为核心，以霍尔传感器做为输入、使用独立键盘控制显示停止/开始、清零，以 LED 为显示方式的自行车里程计，完成基本要求。1）数码管显示：自行车里程；2）键盘控制里程计的开始、停止和清零； 设计步骤一、 总体方案设计其中，采用 51 系列 MCU 构成典型电路。选用适当的霍尔传感器器件。选择独立键盘和 4
2、 位共阴极数码管。二、硬件选型工作三、硬件的设计和实现1. 选择计算机机型（采用 51 内核的单片机） ；2. 设计支持计算机工作的外围电路（EPROM、RAM、I/O 端口、键盘、显示接口电路等） ；3. 接口电路；4. 其它相关电路的设计或方案（电源、通信等）四、软件设计1. 分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块；2. 编写相关子程序；3. 其它程序模块(显示与键盘等处理程序 )。五、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图（A3 幅面） 。课程设计说明书要求1. 课程设计说明书应采用学院统一印制的课程设计（论文）说明书封面，书写应认真，字迹工整，论文格式参考国家正式出版的书籍和论文编
3、排。2. 论理正确、逻辑性强、文理通顾、层次分明、表达确切，并提出自己的见解和观点。3. 课程设计说明书应有目录、摘要、序言、主干内容（按章节编写） 、主要结论和参考书，附录应包括程序清单、系统方框图和电路原理图。4. 课程设计说明书应包括按上述设计步骤进行设计的分析和思考内容和引用的相关知识。5. 要求打印 B5 纸，排版要求请向指导教师索取。6. 每组单独一个题目，每组上限 5 人。时间安排课程设计计划时间 4 周。课程设计题目于 15 周下发。课程设计完成后于 18 周四下午下班前送交电子信息办公室（实验楼三楼） ，届时指导教师安排短暂答辩。辅导时间和地点答疑请直接与指导教师联系。华北科
4、技学院课程设计1目 录一、设计任务和要求 2二、设计目的 2三、设计的具体实现 31.系统概述 32.STC 单片机的原理及应用 43.霍尔传感器电路设计 74.USB 供电电路设计 95.按键电路设计 106.显示电路设计 107.复位电路设计 118.晶振电路设计 129.总电路原理图 13华北科技学院课程设计210.软件程序设计 14四、系统调试与仿真 23五、心得体会和建议24 六、附录26 七、参考文献27 基于单片机的自行车里程计系统设计报告一、设计要求1.设计背景我国是自行车大国，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。自行车在中国普遍作
5、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十分需要一款装置，以知道自己的运动情况。并根据外界条件，如温度等进行适当的调节，已达到最佳运动的效果。华北科技学院课程设计32.设计具体要求设计一个自行车车轮半径已知，用霍尔传感器测定出自行车的里程，并通过数码管显示出来的自行车里程表系统。二、设计目的1.通过单片机原理及接口技术专业课程设计，完成一个课题的理论设计和实验调试任务，既加深专业知识的理解，又能培养专业实
6、践技能，提高分析解决问题和解决问题的能力。2.培养从文献和调查研究中获取知识的能力，提高学生从别人经验，从其他学科找到解决问题的新途径的悟性。3.培养综合运用本专业基本理论、基本知识和基本技能的能力，使自己获得从事本专业工程技术工作的基本训练。4.培养勇于探索，严谨推理，实事求是，用实践来检验理论、全方位地考虑问题等科学技术人员应具有的素质。5.提高对工作认真负责、一丝不苟，对同学友爱团结、协作攻关，对新事物能潜心考察，勇于开拓，勇于实践的基本素质。6.进一步熟悉掌握计算机和 EDA 工具软件的能力。三、设计的具体实现华北科技学院课程设计41.系统概述自行车的速度里程表的硬件电路设计是基础部分
7、，它包括信号的捕获、放大、整形，单片机的计算处理，数码管的实时显示和单片机外围基本电路的设计，两大主要器件就是传感器和单片机。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。随着信息产业、工业自动化、医疗仪器等的飞速发展和计算机应用的普及，需要大量的传感器将被测或被控的非电信号转换成可与计算机兼容的电信号。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。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。单片机是本次设计的核心部
8、件，它是信号从采集到输出的桥梁，而且包括计算、定时、信息处理等功能。本设计中，我们以 STC 公司 STC89C52 单片机为控制核心，采用霍尔传感器检测自行车轮胎的运转情况，通过一定的抗干扰处理和计算后，由 LED 显示自行车的里程。本设计中，计数的正确性决定了本装置的精度，如何在复杂的环境中得到正确的计数脉冲，是本设计的难点，初步的解决办法是在硬件上进行合理的滤波，软件上进行一定的算法处理。其 原 理 很 简 单 ，因 为 车 轮 的 直 径 已 知 ， 车 轮 的 圆 周 长 便 是 恒 定 不 变 的 。 由 此可 以 计 算 出 霍 尔 传 感 器 每 发 出 一 次 计 数 脉 冲
9、 自 行 车 所 走 过 的里 程 数 。 系统原理框图如图 3.1。华北科技学院课程设计5外部信号霍尔传感器里程显示STC89C52单片机图 3.1 自行车里程计系统原理框图2.STC 单片机的原理及应用单片机是指集成在一个芯片上的微型计算机，也就是把组成微型计算机的各种功能部件，包括 CPU(Central Processing Unit)、随机存储器 RAM(Random Access Memory)、只读存储器ROM(Read-only Memory)、基本输入/输出(Input/Output)接口电路。定时器/计数器等部件都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机从而实现微型计
10、算机的基本功能。STC89C52 是 一 种 低 功 耗 、 高 性 能 CMOS8 位 微 控 制 器 ， 具有 8K 在 系 统 可 编 程 Flash 存 储 器 。 在 单 芯 片 上 ， 拥 有 灵 巧的 8 位 CPU 和 在 系 统 可 编 程 Flash， 使 得 STC89C52 为 众 多嵌 入 式 控 制 应 用 系 统 提 供 高 灵 活 、 超 有 效 的 解 决 方 案 。 具有 以 下 标 准 功 能 ： 8k 字 节 Flash， 512 字 节 RAM， 32 位I/O 口 线 ， 看 门 狗 定时 器 ， 内 置 4KB EEPROM，MAX810 复 位
11、电 路 ，2 个 16 位 定 时 器 /计 数 器 ， 一1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 27-Dec-2012 Sheet of File: C:单单单单单单单单单.ddb Drawn By:EA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P10/T1 P11/T2P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23
12、 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 108052S1S2abfcgde1234567edcdpbav8 f dpg10v3LED1abfcgde1234567edcdpbav8 f dpg10v3LED2abfcgde1234567edcdpbav8 f dpg10v3LED3abfcgde1234567edcdpbav8 f dpg10v3LED4123456789P110KE1 L111D2 2D33D4 4D55D6 6D77D8 8D91Q 192Q 183Q 174Q 165Q 156Q 147Q 138Q 12VCC
13、20 GND10U174HC573E1 L111D2 2D33D4 4D55D6 6D77D8 8D91Q 192Q 183Q 174Q 165Q 156Q 147Q 138Q 12VCC20 GND10U274HC573D0D1D2D3D4D5D7D6SDASCL18B20FMCSUSBDIOLADULAWELANetLabel19NetLabel20NetLabel21WRRDRSTX2X1LCDENRSCSDAINTDB8DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1WRRD40VCCVCC VCC VCC20DULAD0D1D2D3D4D5D6D7abcdefghWELAD0D1D2D3D
14、4D5D6D7 CSADWE6WE5WE4WE3WE2WE1edchbaWE1fgedchbaWE2fg g gfWE3abhcde edchbaWE4fS22VCCR161KR1710KY111.0592MHZY26MHZ+CJ310UFRSTC430PC530PX1X2C220PC320PUXT1UXT2DATA0 A0DATA1 VOUT3.3DATA2 D+DATA3 D-GND VCCDATA4 XTAL2DATA5 XTAL1DATA6 GL_NDATA7 RESET_NALE EOT_NCS_N DMACK_NSUSPEND DMREQCLKOUT WR_NINT_N RD_NP
15、DIUSBD1212INT1D0D1D2D3D4D5D6D7ALECSUSBINT1C1104R?RES1R4 18R518R11MR21MR6 1K7 10KR810KR9 10KR101MVCCVCCVCCUXT1UXT2D9VCCWRRD-D1D2+USB1USBR111KS1D10+ CJ110UFVCCVCCGNDOUTA44EHEADER 3VCCR91KCSDA自 行 车 里 程 计华北科技学院课程设计6个 6 向 量 2 级 中 断 结 构 ， 全 双 工 串 行 口 。 另 外 STC89X52 可 降 至 0Hz 静 态 逻 辑 操 作 ， 支 持 2 种 软 件 可 选 择 节 电 模 式 。空 闲 模 式 下 ， CPU 停 止 工 作 ， 允 许 RAM、 定 时 器 /计 数 器 、串 口 、 中 断 继 续 工 作 。 掉 电 保 护 方 式 下 ， RAM 内 容 被 保 存 ，振 荡 器 被 冻 结 ， 单 片 机 一 切 工 作 停 止 ， 直 到 下 一 个 中 断 或 硬件 复 位 为 止 。 STC89C51 管脚图如图 3.2 所示。图 3.2 STC89C52 引脚图STC89C52 的主要管脚功能如下：P0.0P0.7：P
