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1、.学 号：1434060103毕业设计说明书GRADUATEDESIGN设计题目：基于单片机的自行车里程速度表设计与实现学生：程晓锋专业班级：2021自升本1班学 院：继续教育学院指导教师：邸志刚 副教授2021年11月30日1.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。自行车的速度里程表能够满足人们最根本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车的速度里程表的设计。以 AT89C52 单片机为核心，霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度的测量统计，采用 1302 实现在系统掉
2、电的时候保存里程信息，并能将自行车的里程数及速度用LCD实时显示。文章详细介绍了自行车的速度里程表的硬件电路和软件设计。硬件局部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理送显示。软件局部用C语言进展编程，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。关键词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LCD显示1.AbstractWith the developing of peoples life, the bicycle is not only the universal tool of transportation and substitute for
3、 walking, but bees the first choice of entertainment and e*ercising. The bicycle mileage/speed can fulfill the basic need of peoples life, so that they can learn the speed and the mileage of the bicycle. In this paper, the bicycle mileage/speed design based on the Hall element is elaborated. By AT89
4、C52 as kernel, using Hall element to measure revolution, the measure and statistic are achieved. The range information is saved by when the power is off, the bicycle speed can be displayed on LCD. In this article, the hardware circuit and software design of bicycle mileage/speed instrument are intro
5、duced in detail. About the hardware, the pulse number is transmitted of one cycle of the bicycle into Single Chip Microputer system. Then the signal processed by Single Chip Microputer system is sent to display scream. About the software, in assemble language; the program is designed in the mode of
6、modules. The system has simple hardware, mon sub-program.KEY WORDS:Mileage / speed; Hall element; Single chip microputer; LCDdisplay.1.前 言1第1章绪论21.1 课题背景21.2 设计的主要容及技术指标2第2章自行车里程表总体方案设计32.1任务分析与实现32.2自行车里程表硬件方案设计32.3自行车里程表软件方案设计4第3章自行车里程表硬件模块设计53.1 里程表的硬件设计53.1.1 霍尔传感器电路模块设计53.1.2 按键电路模块设计63.1.3 电源电
7、路模块设计63.1.4 时钟电路模块设计73.1.5 LCD显示模块电路模块设计73.1.6 串口下载电路模块设计83.1.7 复位电路模块设计93.1.8 晶振电路模块设计10第4章软件的设计114.1 里程表的软件设计114.1.1 里程速度功能模块实现114.1.2 日历时钟模块功能144.1.3 LCD1602液晶显示模块17第5章软件调试215.1 程序的检测与调试215.1.1 Keil软件简介215.1.2 编制单片机应用程序的步骤和难点215.2 系统仿真调试245.2.1程序的查错手段25第6章结论27第7章辞28参考文献29附录1 硬件设计原理图30附录2 硬件电路仿真图3
8、1附录3 软件程序32译文69C语言691.前 言本文介绍里程表设计以单片机和霍尔传感器为核心。霍尔传感器将到来的低电平脉冲信号输入到单片机进展控制与计算，再采用LCD模块进展显示，使得自行车的里程数据能直观的显示给使用者。自行车里程表是用于远距离连续测量自行车行驶距离的仪表。它分为电源、霍尔传感器和显示器3局部。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。因此，人们希望自行车的功用更强大，能给人们带来更多的方便。自行车里程速度表作为自行车的一大辅助工具也正是随着这个要求而迅速开展的，其功能也逐渐从单一的里程显示开展到速度、时间显示，
9、甚至有的还具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量消耗等功能。本文介绍的自行车里程表是由电源稳压系统供电，AT89C52单片机为中央处理器，结合高精度的控制电路，方便地实现了智能化、高精度、高可靠性、高效率的自行车里程表的设计，并且使用方便。里程表以单片机AT89C52为核心，由系统输入、单片机局部和系统输出组成。1.第1章 绪论单片机自从推出以来，以其超小型化、构造紧凑、可靠性高、本钱低等优点被人们广泛承受，从而应用于工业、电讯、数据处理、仪器仪表等多方面。自行车里程表是自行车的重要配件，在自行车仪表中占重要位置，但几十年来其开展变化并不大，现在国外很多车中使用了数字里程表，但在国还并不多见。1
10、.1 课题背景里程表的原理很简单，车轮的圆周长是恒定不变的。由此可以计算出每走一里路车轮要转多少圈，这个数也是恒定不变的。因此只要能够自动把车轮的转数积累下来，然后除以每一里路对应的转数就可以得到行驶的里程了。这样简单的原理古人就已经发现，并且开场使用了。“记里鼓车就是这样的装置，它是利用上述原理，再加上巧妙的机构使得车轮每转一定圈数就自动敲一下鼓，此时只要有专人把它记下了，就可以得到所走里程。此装置十分巧妙无论白天、黑夜均可使用，而且盲人也可使用，表达出了我国古代劳动人民的聪明才智。不过，如果车上没有人默记鼓声数目的话，单靠记里鼓车本身还不能累计一共走了多少里。而且车停下来之后谁也不知道这车
11、曾经走过多少里路，这是美中缺乏之处。从保护环境和经济条件许可等因素综合来看，自行车目前乃至今后都有着广阔的开展空间。目前市面上自行车的速度表和里程表都是机械的，看起来不够直观与方便。如果能用LCD直接显示出来里程数或速度值，就可节省用户的时间及精力处理自行车行进过程中的突发事件。1.2 设计的主要容及技术指标单片机软件设计程序主要包括里程设计模块；存储历史里程数据设计模块；里程的显示设计模块；里程公里数的累计设计模块；里程公里数的清0设计模块。里程计数时有一盏指示灯闪烁；用LCD1602进展显示公里数；用个开关实现对里程公里数的清0功能；用霍尔传感器实现对里程车轮圈数的累计功能。主要技术指标：
12、一. 完成里程的显示功能二能存贮历史里程数据三能够去除历史数据四有一盏指示灯1.第2章自行车里程表总体方案设计2.1任务分析与实现本设计的任务是：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，进展处理后送入单片机。里程及速度的测量，是经过STC89C52测出总的脉冲数和每一秒所转的圈数，再经过单片机的计算得出，其结果通过1602LCD显示屏显示出来。本系统总体思路如下：假定车轮的周长为L，在车轮上安装m个磁钢，则测得的里程值最大误差为L/m。经综合分析，本设计中取m=1。车轮每转一圈，开关型霍尔传感器就会采集到一个脉冲信号，并从引脚端输入，传感器每获取一个脉冲信号代表车
13、轮转动一圈，即圈数qs加1，圈数qs与设置的自行车车轮的周长L的乘积即为当前所走里程。同时可以从定时器TI知道在1秒单片机收到的脉冲个数，即车轮所转的圈数，而自行车车轮周长与车轮所转圈数的乘积即为这1秒自行车所走的距离，距离除以1秒的时间，即为瞬时速度。平均速度的计算大体上与瞬时速度一样，从计数器T1知道在t秒车轮所转的圈数后，与自行车车轮周长相乘得到t秒自行车所走的距离，距离除以t即为平均速度。另一个定时器T0则可以用来实现秒表的计时。最后LCD显示屏显示容的切换可以由键盘的输入来实现，而秒表计时的开场、暂停、清零及里程的清零也可以用键盘的输入来实现。设计时，应综合考虑测速精度和系统反响时间
14、。本设计采用的脉冲计数方法，用来计算速度具有较高的测速精度。在计算里程时取了自行车的理想状态。实际中，误差控制在几米之，相对于整个里程来说不是很大。另外，还应尽量保证其他子模块在编程时的通用性和高效性。最终实现目标：采用单片机作控制，自行车里程表具有里程、速度与秒表计时显示功能。通过不同按键的按下切换里程、速度、秒表三者之间的显示，也可以实现秒表计时的开场、暂停、清零及里程清零的功能，方便地实现了智能化、高精度、高可靠性、高效率的自行车里程表的设计，并且使用方便。2.2自行车里程表硬件方案设计根据本设计的要求，经研究和分析，硬件局部主要分为信息采集、信息处理、键盘输入和信息显示四大模块，其中的
15、核心是信息处理，所用芯片为STC89C52单片机。系统硬件框图如图2-1所示：外部信号信息采集STC89C52显示信息键盘输入图2-1系统硬件框图2.3自行车里程表软件方案设计通过软件控制单片机的功能是单片机的主要特点和优点，程序的设计要考虑合理性和可读性，遵循模块化设计的原则，采用自顶向下的设计方法。模块化设计使程序的可读性好、修改及完善方便。软件设计包括显示子程序、数据处理子程序分为里程子程序、速度子程序、秒表计时子程序、脉冲接收子程序等等。显示子程序是通过编程将数据处理的结果送给显示器显示。数据处理子程序是将得到的车轮所转的圈数与实际要显示值之间有一定的对应关系，经过软件编程显示所需要的值。秒表计时子程序是采用计数器T0通过编程实现秒表计时工作。脉冲接收子程序是通过编程实现脉冲的计数，即对车轮所转的圈数计数。系统软件框图如图2-2所示：外部信号脉冲接收键盘输入数据处理显示信息定时器1中断定时器0中断外部中断0图2-2系统软件框图1.第3章自行车里程表硬件模块设计3.1 里程表的硬件设计本次里程表的设计，硬件电路主要由霍尔传感器电路，按键电路，电源电路，时钟电路，LCD显示电路，串口下载电路，复位电路，晶振电路构成。
