基于R7F0C002的自行车里程表设计

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1、南阳理工学院本科生毕业设计（论文）学院（系）:电子与电气工程学院专 业：电子信息工程学 生：刘聪聪指导教师：王璐子南阳理工学院本科生毕业设计（论文）基于R7F0C002的自行车里程表设计Biometer Design of Bicycle Based on R7F0C002总计：毕业设计（论文）47页表 格：1 个 插 图： 26个南阳理工学院本科毕业设计（论文）基于R7F0C002的自行车里程表设计Biometer Design of Bicycle Based on R7F0C002学7（系）：电子与电气工程学院专业：电子信息工程学生姓名：刘聪聪学号：1309715023指导教师（职称）:

2、王璐子评阅教师：宀 兀成H期：2017年5月南阳理工学院Nanyang Institute of Technology基于R7F0C002的自行车里程表设计电子信息工程专业刘聪聪摘 要随着时间的推移，地球资源已经越来越少，保护环境刻不容缓，低碳出行已然 成为趋势，自行车已经越来越重要，不仅是运输、代用具，而口其他的辅助作用也变得 越来越重要，于是，自行车里程表作为一种实时监测骑行者当前状况的一种使用工具, 在人们的平时生活中已经不可或缺。本文提供一种基于瑞萨RL78系列R7F0C002LMCU 设计的一款高性价比里程表，使用A型干簧管传感器采集运动信号，R7F0C002作为处 理器，来进行运算

3、和输岀显示，R7F0C002是一种内嵌LCD驱动器、低功耗的单片机， 能够满足本设计的要求，此里程表还有设置轮圈周长的功能，因此用户可以根据自己需 求來进行设置符合自己要求的轮圈，因此可以使用在大部分通用自行车上，本里程表还 可以实时显示时间、速度等实吋信息，可以使骑行者很直观的掌握自己的骑行状况，终 极目的是为大众用户提供一款超高性价比的自行车里程表。关键词自行车里程表；R7F0C002MCU； LCD； A型干簧管；Design of Bicycle Odometer Based on R7F0C002Electronic information engineering major Liu

4、 Cong-congAbstract: With the continuous improvement of peoples living standards, the bike has not only the transport, the means of transport, its auxiliary function has become more and more important, therefore, the bicycle odometer as a real-time monitoring of the current situation of the rider a t

5、ool，Is essential for peoples daily life. This paper provides a R7F0C002LMCU based on the Renesas R78 series design of a cost-effective code table, the use of A-type reed sensor sensor to collect motion signals, R7F0C002 as a processor to calculate and output, can be very R7F0C002 is a Low power cons

6、umption, built-in LCD driver microcontroller, to meet the design requirements, this code table has the function of setting the diameter of the wheel, so the user can set according to their own needs to meet their own requirements of the rim size, so you can use in large Part of the general bike, the

7、 code table can also be real-time display time, speed and other real-time information, you can make the ride is very intuitive to master their own riding situation, the ultimate goal is to provide users with a high cost of bike odometer.Key word: bicycle code table; R7F0C002MCU; LCD; A type reed swi

8、tch;1引言11.1概述11.2规格和主要技术参数12 R7F0C002微控制器简介22. 1 R7F0C002的结构框图22. 2关键特性32.3引脚配置33系统硬件设计43.1系统总体框图43.2功能设计53.3各功能模块设计63. 3. 1运动信号检测设计63. 3.2 LCD 接 口电路73. 3.3按键驱动电路83.4整体原理图及PCB图94软件设计114.1开发坏境114.2软件功能设计124. 2.1复位/初始化设计124. 2.2低功耗任务144. 2. 3显示任务154. 2.4设定任务174.3按键分析处理任务的处理流程图234.4中断的处理244.4. 1定时中断的处理

9、244. 4.2外部中断的处理255结论26致谢26参考文献27附录281引言1.1概述随着资源的日趋减少、人民的环保意识逐渐加强以及对自身健康的日渐关注，日常 骑自行车的人越来越多，自然自行车里程表作为一种监测器材，能及时的计算并显示出 自行车实时速度和当前公里数等信息，正确的反应骑行者的骑行状况，是使用者能够清 楚的熟知自身的运动量和消耗的能量，最终达到健康运动的最佳效果。如今市场所售自 行车里程表国产居多，国外进口很少，并且价格很贵，主力品牌以徳国四格玛和H本猫 眼为代表，国内自行码表基本分为高中低三个档次，现在市场所售的自行车码表质量很 不好，对于防水、防晒、抗压性能做的都不是很好，因

10、此希望设计出來的码表能够投入 市场，实现更好的发展前景。本文展示了一种基于瑞萨R7F0C002L功耗小口内置LCD驱动器的单片机自行车里 程表处理方案，本设计一共分为三大部分，第一部分主要是介绍整个码表的总体构架和 总体框图，其中包括对于R7F0C002的简介、系统框图及功能介绍；第二部分主要是介 绍木码表的硬件部分，其中包括对于运动信号的检测、按键设置部分功能使用和配置及 LCD显示信息的分配；第三部分主要是介绍软件设计，其中包括：各个软件模块，比如 复位/初始化、显示信息等等，还有各个模块的工作流程，比如主函数处理、按键分析 任务的处理等等。本设计本着为大众设计一种超高性价比的自行车里程表

11、，使真止的码 表能够市场化，给大家带来便利。1.2规格和主要技术参数技术参数：电源3.0V（锂电池CR2032*l个）；低功耗电流（MCU）0.23uA（TYP）STOP 模式；LCD工作电流3.0V； LCD驱动电压生成方式内部升压方式，基准电压为1.00V； LCD驱动方式1/4占空比，1/3偏压。规格：低功耗模式：300S内没有运动信号输入，系统工作在低功耗模式（STOP）； 时间显示功能：液晶显示屏能够显示时间信息。总行车时长显示功能：液晶显示屏上能 够及时显示总行车时长。当前行车速度显示功能：液晶显示屏上能够及时显示当前行车 速率（公里/小吋）。当次行车里程显示功能：液晶显示屏上能够

12、及吋显示当次行车里 程（公里）。总行车里程显示功能：液晶显示屏能够及吋显示自行车总的行车里程（公 里）。时间设定功能：任意时刻，时间信息可以通过按键进行自定义设置和修改。车轮 周长设定功能：任意时间，轮毂周长可以通过按键进行更改。工作温度：10C-40C 工作温度:30%RH-95%RH2 R7F0C002微控制器简介2.1 R7F0C002的结构框图木里程表使用日木的瑞萨RL78系列芯片，对于最终选用瑞萨芯片是因为瑞萨RL78 系列MCU具有硬件配置功能，能够自动生产源程序，省去了繁琐的程序设计，RL78系 列芯片具有丰富的寄存器，并且支持2路UART同时通信，畀高通信速率，R7F0C002

13、L 芯片是瑞萨RL78系列芯片中具有低功耗运行的芯片，满足了里程表需要低功耗的要求, 使里程表使用周期达到最长。R7F0C002还具有遥控载波输出的功能，其普遍应用于带 LCD的遥控器、智能仪器、便携式家用电器和医疗保健等服务类应用中。R7F0C002的 内部结构框图，请参见图lo系统RL78 46位中央处理器24MHz慄作CISC哈佛架构3段涼水线四组通用奇“器16位桶武松位器模拟A/D转换器 10位9通逋通信时钟输出xCSMIxUART内部呈准电压隘度传感器LCD22SEG x 8COM图I R7FOCOO2的结构框图2.2关键特性R7F0C002的最短指令执行时间能从高速更改到超低速;通

14、用寄存器：每个寄存器是 8 位，一共有 32 个 ROM： 32KB, RAM： 1.5KB,数据闪存：2KB。内置高速内部振荡器时钟，可供选择24MHz、16MHz、12MHz 8MHz、4MHz或 1MHz； R78系列单片机具有内置电源闪存(同时具有块擦除和编程禁止功能)；还支 持自编程功能；支持片上调试系统功能；支持整体电压检测和上电复位电路；具有看门 狗定时器(内部可以低速吋钟运行)；内置按键中断功能；内置支持时钟和蜂鸣器工作 的驱动电路;内置十进制校正(BCD)电路；I/O 口一共33个(Nch漏极开路：2个)。定时器，16位定时器:存在带有遥控输出功能的通道，一共有6位可以输出；

15、看门 狗定时器：具有1个通道；实时时钊-含有1个通道；12位间隔定时器：含有1个通道。 串行接口，包括CSI： 2个通道；和UART： 1个通道。不同的外部电位接口，可以分 别和以不同电压工作的元件连接。内置8/10位分辨率A/D转换器(VDD=1.65.5V): 含有9个通道。待机功能含有三种模式：HALT、STOP、SNOOZE模式。LCD驱动电 路,26个段信号输出，当使用8C0M 口时输出为为22个段信号输出；公共信号输出为： 4 (8)个；里程表运行电源电压：VDDN.6V至5.5V；里程表运行环境温度：TA二40 至+85 C；2.3引脚配置R7F0C002各引脚功能请参见图2,自行车里程表使用管脚明细见表1。P21/ANI1/AVw一P20/ANKVAVwO P144/ANI22/SEG35 一* P143/ANI21/SEG34 OP142/ANl2ySEG33O P14/ANI1WSEG32O P13ZANI1VSEG31OP12/SOO(yTxDOnOOLTxDEG3(V(T Ktty (T82) O-P11/S0/Rj(D0T00LRxDeG29