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1、摘 要摘 要随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。自行车测速仪能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程、时间、温度等物理量。本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车测速仪的设计。以 AT89C52 单片机为核心，A44E 霍尔传感器测转数，实现对自行车里程、速度、时间、温度的测量统计，采用 24C02 实现在系统掉电的时候保存里程信息，并能将自行车的里程数及速度用LED实时显示。文章详细介绍了自行车测速仪的硬件电路和软件设计。硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处
2、理送显示。软件部分用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。关键词：里程/速度；时间；温度；霍尔元件；单片机；LED显示IABSTRACTWith the developing of peoples life, the bicycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking, but becomes the first choice of entertainment and exercising. The bicycle spee
3、dometer can fulfill the basic need of peoples life, so that they can learn the speed、 the mileage 、Time、temperature of the bicycle. In this paper, the bicycle speedometer design based on the Hall element is elaborated. By AT89C52 as kernel, using A44E Hall element to measure revolution, the measure
4、and statistic are achieved. The range information is saved by 24C02 when the power is off, the bicycle speed can be displayed on LED. In this article, the hardware circuit and software design of bicycle speedometer instrument are introduced in detail. About the hardware, the pulse number is transmit
5、ted of one cycle of the bicycle into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. About the software, in assemble language; the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware, common sub-program
6、, and meets the demand of design.KEY WORDS: Mileage / speed; Time；temperature；Hall element; Single chip microcomputer; LED目录一、产品设计背景2二、产品功能简介2三、系统硬件设计33.1系统框图33.2单片机AT89C5243.3 时钟芯片DS1288753.4 温度传感器DS182063.5 EE-SX671型光电传感器73.6 液晶显示83.7 电源93.8 与微机通信9四、MCU软件设计10五、上位机软件bike V1.0设计105.1 开机画面105.2 车型选择1
7、15.3 采样频率设定115.4 主测量界面115.5数据传输菜单115.6 时间设定画面125.7结束画面12六、结语12七、附录13附录1 电路13附录2 源程序14多功能自行车测速仪一、产品设计背景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学要一款能测速的装置，以知道自己的运动情况。并根据外界条件，
8、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。本作品就是针对此而设计的。二、产品功能简介 对自行车进行实时速度的测量。显示出速度值。 能针对不同的车型进行选择。从而采用不同的模块进行测量。 能测量出当前环境的温度，以供使用者决定是否适宜进行运动。 显示当前日期时间，可以任意设定当前工作时间。 显示行车里程，运动时间。 可以自行设定采样频率 记录一段时间内的定时采样速度，存入制定单元。通
9、过与PC机进行通讯，将数据传送到PC机中用如见进行处理，分析。得出运动或训练的情况。 配套软件bike v1.0可以将本次运动的速度绘制成速度曲线，以供参考。并可以将数据转存入数据库保存以备日后查询使用 配套软件bike v1.0充分考虑到广大自行车爱好者对于自行车运动的热衷，因此加入了对自行车运动的介绍，当今流行车型的简介以及进行自行车运动的注意事项和自行车旅行的相关知识。 并会逐渐对该软件加以升级，使其功能更加完善，以满足广大使用者的需求。 可以进入系统休眠方式以节省电能，并随时激活唤醒系统重新进行工作。可以调节液晶对比度，可以打开背景灯显示。三、系统硬件设计 3.1系统框图通过传感器对外
10、部物理量进行测量，再将物理信号转换为电信号，输入单片机，单片机对所输入的电信号进行处理，最后输出显示，并可以通过与上位机通讯将数据采集到电脑中。本设计中用到的主要部件包括单片机AT89C52、DS12887时钟芯片、DS18B20温度传感器、欧姆龙公司的EE-SX671型光电传感器、MAX232通信芯片以及液晶显示器。 3.2单片机AT89C52 AT89C52是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8KB的可反复檫写的程序存储器和12B的随机存取数据存储器（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令 系统，片内配置通用
11、8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可灵活应用于各种控制领域。AT89C52单片机属于AT89C51单片机的增强型，与Intel公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。其主要工作特性是： *片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次； *片内数据存储器内含256字节的RAM； *具有32根可编程I/O口线； *具有3个可编程定时器； *中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2个级优先权的中断结构； *串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口； *具有一个数据指针DPTR； *低功耗工作模式有空闲模
12、式和掉电模式； *具有可编程的3级程序锁定位； * AT89C52工作电源电压为5（1+0.2）V，且典型值为5V； *AT89C52最高工作频率为24MHzAT89C52为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 脚）
13、为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（3239 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。AT89C52管脚图3.3 时钟芯片DS12887DS12887是美国
14、达拉斯半导体公司最新推出的时钟芯片，采用CMOS技术制成，把时钟芯片所需的晶振和外部锂电池相关电路集于芯片内部。同时它与目前 IBM AT计算机常用的时钟芯片MC146818B和DS1287管脚兼容，可直接替换。采用DS12887芯片设计的时钟电路勿需任何外围电路并具有良好的微机接口。DS12887芯片具有微功耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟场合中。 DS12887内部由振荡电路，分频电路，周期中断/方波选择电路，14字节时钟和控制单元，114字节用户非易失RAM,十进制/二进制累加器，总线接口电路，电源开关写保护单元和内部锂电池等部分组成。
15、这里我们将DS12887的数据线与单片机的P0口相连，将其片选线与P2.0相连，这样便可通过R0或R1寄存器实现时钟芯片与单片机的数据传输。注意在DS12887的RESET端应连接上电复位电路，因为只有当该脚保持低电平时间大于200ms，DS12887才能有效工作。DS12887的IRQ端脚为其中断信号输出口，低电平有效，可作微处理的中断输入。没有中断条件满足时，IRQ处于高阻态。IRQ线是漏极开路输入，要求外接上接电阻。时钟芯片的有多种中断处理方式，例如周期中断，闹钟中断，更新中断等，这里我们利用它的更新中断，即时间每过1秒中，DS12887的更新中断便会从IRQ端输出，而IRQ引脚则与单片机的INT1中断相连，这样每当DS12887发出时间上的中断请求单片机便可从它的INT1中断得知，随之立刻进入中断子程序，在这个中断程序中对光电传感器所发出的脉冲信号进行计数处理，这样就可以得到速度以及里程等所要测量的量。 由于在测速系统中时间的测定非常重要，因此DS12887可以说是本设计的核心部件，它的使用好坏直接影响着最终测量的精确度，所以在
