自行车里程表的设计【开题报告】
基于单片机的自行车里程表设计

基于单片机的自行车里程表设计一、引言二、系统总体设计方案(一)功能需求分析自行车里程表需要实现以下主要功能:1、准确测量自行车行驶的里程。
2、实时显示里程数据。
3、具备低功耗特性,以保证长时间使用。
(二)系统组成本系统主要由传感器模块、单片机控制模块、显示模块和电源模块组成。
1、传感器模块用于采集车轮转动的信息。
2、单片机控制模块负责对采集到的数据进行处理和计算。
3、显示模块用于向用户展示里程等相关信息。
4、电源模块为整个系统提供稳定的工作电压。
三、硬件设计(一)传感器选择常见的用于测量自行车车轮转动的传感器有霍尔传感器和光电传感器。
霍尔传感器通过感应磁场变化来检测车轮转动,具有精度高、稳定性好的优点;光电传感器则通过检测光的遮挡来判断车轮转动,成本相对较低。
综合考虑,本设计选用霍尔传感器。
(二)单片机选型单片机作为系统的控制核心,需要具备一定的运算能力和接口资源。
考虑到成本和性能要求,选用 STC89C52 单片机。
(三)显示模块为了使里程表的显示清晰直观,选用液晶显示屏(LCD)。
LCD 具有低功耗、显示内容丰富等优点。
(四)电源模块由于自行车在行驶过程中震动较大,选用可充电的锂电池作为电源,并通过稳压芯片将电压稳定在系统所需的工作电压范围内。
四、软件设计(一)主程序流程系统上电后,首先进行初始化操作,包括单片机内部资源的初始化、传感器的初始化和显示模块的初始化。
然后进入主循环,不断采集传感器的数据,并进行计算和处理,将里程数据实时显示在显示屏上。
(二)里程计算算法根据传感器检测到的车轮转动信号,结合车轮的周长,通过累积计算得出行驶里程。
(三)显示程序设计合理的显示界面,将里程数据以清晰易读的方式呈现给用户。
五、系统调试与测试(一)硬件调试在焊接完成后,首先检查电路是否存在短路、断路等问题。
然后使用万用表等工具对各个模块的电源电压、信号电平进行测量,确保硬件工作正常。
(二)软件调试通过单片机的在线调试功能,逐步调试各个功能模块的程序,查看变量的值和程序的执行流程,排除软件中的错误。
自行车里程表设计【毕业论文+文献综述+开题报告】

I
The Design of Bicycle Odometer
Abstract
In the process of moving bicycles, bicycle odometer is for users to provide timely information on important dynamic driving instrument, its performance has a direct impact on traffic and personal safety. Traditional mechanical odometer due to the impact of flexible shaft makes high-speed driving, causing instability odometer directions, reflecting the slow or even fail. The vehicle user can not be timely and accurate real-time information collected from vehicles, which can not grasp the state of the vehicle, could easily lead to accidents and threats to personal safety. At the same time more and more electric bicycle, to avoid accidents caused by speed because of more pressing needs, so the odometer for more effective design is very important. T
自行车里程表的设计【开题报告】

毕业设计(论文)开题报告题目:自行车里程表的设计专业:电子信息工程一、选题的背景、意义192个国家的谈判代表召开峰会,商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案,即2012009年12月7日开是在丹麦首都哥本哈根召开的《哥本哈根世界气候大会》,来自2年至2020年的全球减排协议,就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。
气候变化已经成为全世界共同关注的焦点问题,节能减排迫在眉睫,全球各个国家都在为节能减排做进一步的努力。
加之2008年爆发的经济危机的影响之深远,让每一个身处社会的人都心有余悸。
但是在这经济危机爆发的时刻,人来面临的能源问题,远比经济危机要让大家头痛得许多,中国正在积极推动企业的节能减排,提高全社会节能减排的意识。
电电动自行车是绿色节能的交通工具,在城城市化发展的进程中电动自行车满足了消消费者出行半径增大的需求。
经过15年的快速发展,电动自行车产业已经进入了成熟期,产品的质量不断提高,技术创新成果普遍应用。
中国已成为全球电动自行车的制造、消费大国,目前中国市场年产销量超过2000万辆,整个产业链的经济规模达到1000亿以上,从业人员近500万人。
整车企业1000余家、6000余家相关联配套企业、100000家经销商、市场保有量达 1.2亿辆,电动自行车成为中国一个重要的产业,也是中国老百姓主要的交通工具。
目前平均每四户居民家庭中就有一辆电动自行车,电动自行车已经成为城乡人民生活中的一种重要的消费品。
2009年以来,面对世界金融危机的挑战,电动自行车产业依然保持了平稳发展。
中国自行车协会助力车专业委员会的统计,50家主要生产电动自行车的企业,1-8月份累计总产量为656万辆,同比增长13%。
另外,根据国家统计局的统计,1-8月份行业规模以上企业电动自行车产量累计生产为445.5万辆,同比增长8.7%。
两个不同口径的统计数字均说明,2009年的前8个月行业仍然是增长的态势。
1989年清华第一台电动自行车样机到现在二十年的时间,中国电动自行车行业经历了从无到有,从小到大的过程,目前年产量已达2000万辆以上,社会总需求量在5亿辆以上。
自行车速度里程表设计

单片机最小系统设计
复位电路的设计 AT89S52单片机的复位输入的引脚RET为AT89S52提 供初始化的手段。它可以使程序从指定处开始执行, 就是从程序存储器中的0000H地址单元开始执行其程 序。本设计的复位电路是采用按键复位的电路。单片 机复位通过按动按钮S1产生高电平复位称手动复位。 上电时,刚接通电源,电容C1相当于瞬间短路,+5V 立即加到RET端,该高电平使AT89S52全机自动复位, 这就是上电复位;若运行过程中需要程序从头执行, 只需按动开关即可。
1和C2的电容值为30pf。外 接电容值的大小会影响振荡器的高低、振荡器的稳定 性、起振的快速性和温度的稳定性。而外接晶体的振 荡频率的大小,主要取决于单片机的工作频率范围, 每一种单片机都有自己的最大工作频率,外接的晶体 振荡频率不大于单片机的最大工作频率即可。此外, 如果单片机有串行通信,则应该选择振荡频率除以串 行通信频率可以除尽的晶体。本设计晶振采用12MHz, 则计数周期:
在整个设计的过程中,软件设计必须与硬件设 计相结合。基于霍尔传感器的自行车速度里程 表的软件设计包括上电初始化程序、中断子程 序、速度调用子程序、里程调用子程序、LCD 显示子程序、延时子程序等几大部分。由于要 实现很多功能,所以采用模块化设计。
里程计算子程序和速度计算子程序
调试故障及原因分析
时钟晶振电路的设计 时钟是单片机的心脏,单片机各功能部件的运行都是 以时钟频率为基准地工作。因此,时钟频率直接影响 单片机的速度,时钟电路的质量影响单片机系统的稳 定性。AT89S52片内由一个反相放大器构成振荡器, 可以由它产生时钟。本设计采用内部时钟方式。单片 机内部有个用于构成振荡器的高增益反相的放大器, 此高增益反相放大器的输入为芯片引脚XTAL1,而输 出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器 和电容,就会构成一个稳定的自激振荡器。
设计自行车里程计

设计自行车里程计摘要:自行车是人们出行必不可少的交通工具,大多数的自行车都没有里程计。
对此,我通过对自行车里程计进行了研究。
我利用电磁感应原理设计出了一种新型的自行车里程计,有望在不久的将来用于实践。
关键词:里程计、速度随着科技的发展,汽车和摩托车等交通工具都装有里程计,而与我们生活息息相关的自行车大部分都没有里程计。
能否设计自行车里程计?在物理学中我们知道当闭合电路的一部分导体切割磁感线时会有感应电流产生。
能否利用这一原理把非电量的距离物理量转化成电流信号进行里程的传感?于是我通过大量的思考与实践,设计了一种新型的自行车里程计,以下是我设计的思路:1、实验原理:当自行车转动一圈时,闭合电路的一部分导体就切割磁感线一次。
记录下切割的次数再乘以自行车轮的周长,就可以知道自行车所行驶的路程。
2、实验步骤:先将一块小磁铁固定在自行车前轮的钢圈上,让它能随车轮一起转动。
接着,把一个干簧管固定在前轮支架和磁铁相对应的位置上,要求保证磁铁随前轮转动时不与干簧管接触,将计算器固定在自行车龙头的正中间,然后将干簧管的触点用两根导线连接到计算器的输入端。
用刻度尺量出车轮的直径,并记下它的直径为60cm,在利用圆周长公式来进行计算,算出来的结果为188.4cm,也就相当于车轮每转动一圈,就行驶了 1.88m。
当磁铁随前轮每转动一圈,磁铁和干黄管就在对应的位置进行一次磁感应切割,干簧管的触点就闭合一次,计算器就记数一次,通过圆周长的运算公式,就显示自行车行走的路程,计算器将自行车前轮转动的圈数累计起来,通过公式运算,就得出自行车所走的路程。
此设计图如下:通过此设计图我们可以知道当磁铁转动一圈后,也就是计算器记下1的示数,在利用计算器设计一个程序,就是把每圈的示数变为公里数,即一圈为1.88m,这一原理是利用电磁感应使计算器算出其一圈所通过的路程来设计的,计算器设计图如下:通过上图可以知道,当自行车转动x圈后,下面的公里数也会跳动,这种计算器可以让我们知道自行车转动的圈数,同时也可以知道自行车转动几圈后,走了多少米,以及自行车转动一圈是多少米。
自行车里程速度计设计

毕业设计(论文)题目:自行车里程速度计设计学院:电子信息学院专业班级:自动化2011级4班指导教师:王敏职称:讲师学生姓名:杨龙飞学号:41103010414摘要随着自行车行业和电子技术的发展,自行车速度里程计技术也在不断进步和提高,不仅可以显示速度里程,还可以显示热量消耗、心跳等参数,在大家注重环境保护和运动健康的今天,速度里程计不仅可以使运动者运动适量,还可以达到健康运动和代步的最佳效果,因此设计了以单片机为基础的自行车速度里程计,让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量,而且单片机体积小、可靠性高、价格便宜。
该设计重点阐述了系统的工作原理、硬件构成、各部分的主要功能以及软件的结构和实现。
硬件包括主控模块、数据采集模块、数据处理模块、显示模块等组成,采用STC89C52单片机为主要控制芯片,运用自行车车轮上的传感器进行计数,通过一定时间间隔对信号的采集,结合自行车本身车轮参数,送入单片机并由单片机对采集信号进行分析计算,最终在液晶显示器LCD上显示车辆行驶的里程和速度;软件部分用C语言编程,采用模块化设计思想,并在keil和proteus 中进行调试和仿真。
自行车里程速度计的设计本着安全、方便、性价比高、人性化的原则进行,可使现代生活显著提高。
关键词:单片机,LCD1602,霍尔传感器,里程计ABSTRACTAs the bicycle industry and the development of electronic technology, bicycle speed odometer technology is also in constant progress and improve, not only can display speed range, can also display parameters such as heat consumption, heart rate, in everybody pays attention to environmental protection and health/fitness today, speed odometer can not only make people exercise right amount motion, also can to achieve the desired effect of the health sports and walking, thus designed on the basis of the single chip microcomputer bike speed odometer, let people can clearly know the current speed, mileage and other physical quantities, in addition, SCM has small size, high reliability and cheaper price.The design expounds the working principle, hardware composition, main functions of each part and the software structure and implementation. Hardware includes main control module, data acquisition module, data processing module, display module and so on, Using the STC89C52 single-chip microcomputer as main control chip, using sensors on bicycle wheels to count, sending the signals collected by a certain time interval and the bike itself parameters to the single chip microcompute. Finally Using single chip microcomputer to collect signal analysis and display.Software part in C language programming Adopting the idea of modular design, and debugging and simulation in the keil and proteus. Bicycle mileage speedometer design in line with safe, convenient and cost-effective, humanized principle, can make modern life improved significantly.KEYWORDS:singlechip, LCD1602, Hall sensor, odometer目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 系统要求 (1)1.3 课题实现方法 (2)第2章系统框图及方案介绍 (3)2.1 总体方案比较 (3)2.2 总体方案选择 (3)2.2.1 系统总体框图 (3)2.2.2 系统总体设计 (3)2.3 各模块设计与选择 (4)2.3.1 单片机的选择 (4)2.3.2 显示模块的选择 (5)2.3.3 传感器的选择 (5)2.3.4 时钟芯片的选择 (6)2.3.5 按键模块的选择 (6)第3章硬件设计 (7)3.1 单片机最小系统 (7)3.1.1 最小系统接线图 (7)3.1.2 时钟电路 (7)3.1.3 复位电路 (8)3.2 显示模块 (8)3.2.1 液晶显示电路 (8)3.2.2 显示器LCD1602的介绍 (9)3.3 传感器模块 (11)3.3.1 霍尔传感器工作原理 (11)3.3.2 霍尔传感器的特性 (12)3.3.3 测速方法 (13)3.4 时钟模块 (13)3.4.1 时钟电路 (13)3.4.2 时钟芯片介绍 (14)3.4.3 DS1302的工作原理 (14)3.4.4 DS1302的控制字节 (14)3.4.5 数据输入输出(I/O) (15)3.5 按键模块 (15)3.6 系统总设计图 (15)第4章系统软件设计与实现 (17)4.1 C语言介绍 (17)4.2 软件实现的功能 (18)4.3 主流程图 (18)4.5 显示子程序设计 (19)4.6 速度、里程处理流程设计 (20)4.6.1 处理流程图 (20)4.6.2 算法流程 (21)4.7 按键处理流程设计 (22)第5章系统调试与仿真 (23)5.1 软件调试 (23)5.1.1 Keil简介 (23)5.1.2 程序调试 (23)5.1.3调试中的问题 (23)5.2 硬件仿真 (24)5.2.1 Proteus简介 (24)5.2.2 Proteus与Keil联调 (25)5.2.3硬件仿真中的问题 (26)5.3实物实现 (27)第6章总结 (29)参考文献 (31)附录.....................................................................................错误!未定义书签。
自行车里程表毕业设计开题报告

[5] 赵思博.带can总线功能的智能车速里程表设计[J].智能运用,2013(19):54.
[6] 丁敏.电动自行车里程速度计的设计[J].机械管理开发,2012(6):55-56.
[7] 毛钟林.电动自行车数码显示表的设计[J].规划与设计,2013(23):382-383.
(三)国内发展现状
我国自行车工业走过了几十年的历程,与国际发达国家自行车工业相比,电子技术水平相对比较落后,提高国产自行车的电子技术水平,增加自行车电子装备的数量,促进自行车电子化是夺取未来自行车市场的关键,提高我国的自行车电子技术已势在必行。
(三)参考文献
[1] H. Kitagawa, T. Kobayashi, T. Beppu, K. Terashima: “Semi-Autonomous Obstacle Avoidance of Omnidi- rectional Wheelchair by Joystick Impedance Control,”in Proc. of IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, pp.2148-2153,2001
德国的西格玛在2016生产的自行车里程表也发展迅速,其码表除了基本的测速和计算累计路程之外,还支持与Android智能手机进行通讯,为人们的生活和旅行带来极大的便利。
西马诺SHIMANO是来自日本的一家自行车配件制造公司,以生产SHIMANO系列自行车运动套件闻名,主要业务是生产自行车的变速装置,在自行车业界十分有名。该公司生产研发的里程表可以监控骑车人的骑行踏频节奏,监测心率,记录骑行过程中的训练功率,结合该公司的其他自行车套件可以组成Shimano智能线路系统,十分智能,功能相当强大。
电子系统设计报告设计题目自行车里程表的设计

电子系统设计报告设计题目自行车里程表的设计自行车里程表一:明确设计要求1.可以适用不同尺寸自行车,轻便、省电、全天候野外使用,总里程<999.99km 2.可以轮流显示或选择显示(显示数制为十进制数):里程——当前行驶里程;速度——当前3.6秒内平均速度(单位:km/h);最大速度——本次行驶中的最大速度(单位:km/h);最大加速度——本次行驶中的最大加速度(单位:m/2s);行驶时间——当前行驶累计时间(时、分、秒)北京时间――实际的北京时间(时、分、秒)3.考虑到要求省电全天候野外使用,选用一个3V电源4.体积小、结构可靠,便于安装及使用根据以上设计要求,可以画出自行车里程表的面板图如下:功能说明:各按钮(除时、分的调时间按钮)为电平输出(时、分脉冲输出),按下为高电平;电源接通后,最上面的工作指示灯亮,此直接用硬件电路实现,不包括在控制系统各按钮旁为LED灯,灯亮原理同电源灯;里程等单位显示LED灯采用控制系统信号输出控制二:确定系统方案将整个自行车里程表分为以下几个模块:系统时钟模块、计时与时间显示模块、传感模块、里程显示模块、最大加速度显示模块、最大速度显示模块、速度显示模块下面根据设计要求对各模块设计要求:(1)系统时钟模块产生1Hz和32Hz的系统时钟脉冲和其他后面所需要时钟脉冲(2)传感模块用霍尔器件产生里程脉冲,并要有行驶信号(3)计时与时间显示模块六位数码管分别显示时、分、秒,有校时按钮以及显示北京时间和行驶时间的切换功能(4)里程显示模块工作在7位里程记录,精确到0.1m,显示到0.01km(舍入方式)即5位显示(5)速度显示模块记录当前时间之前3.6s内的平均速度(定义为当前平均速度)(6)最大速度显示模块记录行程中最大当前速度(7)最大加速度显示模块记录行程中最大加速度根据系统方案可画出系统总体方框图,如下图所示三:设计数据子系统选择合适的器件以实现上述各模块电路 (1)系统时钟模块器件: CD4060-14位二进制异步计数器(带振荡器) 74LS74-双上升沿D 触发器 石英晶体32768Hz用CD4060和石英晶体构成振荡器并分频102,得到32Hz 脉冲,再经74LS161和74LS74二分频输出秒脉冲,同时利用32Hz 脉冲分频得到3.6s 脉冲及10/3.6 s 脉冲。
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毕业设计(论文)开题报告题目:自行车里程表的设计专业:电子信息工程一、选题的背景、意义192个国家的谈判代表召开峰会,商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案,即2012009年12月7日开是在丹麦首都哥本哈根召开的《哥本哈根世界气候大会》,来自2年至2020年的全球减排协议,就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。
气候变化已经成为全世界共同关注的焦点问题,节能减排迫在眉睫,全球各个国家都在为节能减排做进一步的努力。
加之2008年爆发的经济危机的影响之深远,让每一个身处社会的人都心有余悸。
但是在这经济危机爆发的时刻,人来面临的能源问题,远比经济危机要让大家头痛得许多,中国正在积极推动企业的节能减排,提高全社会节能减排的意识。
电电动自行车是绿色节能的交通工具,在城城市化发展的进程中电动自行车满足了消消费者出行半径增大的需求。
经过15年的快速发展,电动自行车产业已经进入了成熟期,产品的质量不断提高,技术创新成果普遍应用。
中国已成为全球电动自行车的制造、消费大国,目前中国市场年产销量超过2000万辆,整个产业链的经济规模达到1000亿以上,从业人员近500万人。
整车企业1000余家、6000余家相关联配套企业、100000家经销商、市场保有量达 1.2亿辆,电动自行车成为中国一个重要的产业,也是中国老百姓主要的交通工具。
目前平均每四户居民家庭中就有一辆电动自行车,电动自行车已经成为城乡人民生活中的一种重要的消费品。
2009年以来,面对世界金融危机的挑战,电动自行车产业依然保持了平稳发展。
中国自行车协会助力车专业委员会的统计,50家主要生产电动自行车的企业,1-8月份累计总产量为656万辆,同比增长13%。
另外,根据国家统计局的统计,1-8月份行业规模以上企业电动自行车产量累计生产为445.5万辆,同比增长8.7%。
两个不同口径的统计数字均说明,2009年的前8个月行业仍然是增长的态势。
1989年清华第一台电动自行车样机到现在二十年的时间,中国电动自行车行业经历了从无到有,从小到大的过程,目前年产量已达2000万辆以上,社会总需求量在5亿辆以上。
随着城市扩大化的发展进程,电动自行车已经逐渐成为百姓出行不可或缺的代步工具。
2009年10月,国家标准管理委员会公布了《电动摩托车和电动轻便摩托车安全要求》、《电动摩托车和电动轻便摩托车通用技术条件》等4条关于电动摩托车和电动轻便摩托车的相关国家标准,电摩新国标将于2010年1月1日起实施。
目前全国电动自行车生产企业只有100多家系原来的摩托车生产企业。
电摩国标实施后,由于重获电动摩托车和电动轻便摩托车生产许可,难度偏大,除该百余家摩托车厂家,大部分企业可能退出市场。
考取驾照手续的繁琐,也将使部分骑行者放弃使用电动自行车。
实施电摩新国标后,产品的积压禁售,企业对产品改造的投入,对电动自行车行业将是一个沉重的打击,也将造成行业的严重衰退。
对于此项标准的实施,不但企业需要通过对产品进行技术改造来积极应对,政府及行业主管部门也应采取支持企业对锂电池的研发、给予优惠政策等一系列措施帮助企业渡过难关。
只有这样,电动自行车行业才能健康有序的发展。
二、相关研究的最新成果及动态转速是旋转物体在单位时间内的转数,是描述各种旋转机械的重要技术参数。
转速和频率有相同的量纲,都是单位时间内某一量值(脉冲个数、转数)出现的次数,从理论上转速类同频率值。
因此测时计数是转速计量的前提和基本方法。
随着科学技术的发展,形形色色的转速测量仪不断出现。
它们的结构不同,性能各异。
至今没有系统的分类方法。
在这里只按测量原理和主要元件性质进行分类说明。
按照测量原理主要分为测频法、测周法两种基本的方法,以此提高测量精度。
由于电子计数器所特有的+1个数的误差的存在,应根据转速脉冲频率的大小恰当选择测量方法。
所谓测频法即使测量转速脉冲频率的方法,它用基准的脉冲进行计数。
所谓测周法就是测量转速脉冲周期的方法。
它用传感器的脉冲来控制技术门的开闭,在转速脉冲周期内对基准时间信号发生电路的脉冲进行计数,然后按f=1/T公式换算成转速脉冲的频率。
目前按现有产品的主要构成元件分类,可分为晶体管式、集成电路式和单片机式。
晶体管式所采用的元件主要是晶体管,有的晶体管式转速测量仪设有记忆电路,其数码管无闪烁现象,显示效果较好,而且测量速度较高。
顾名思义集成电路式转速测量仪,所采用的元件内设有显示电路,这使得转速测量实现小型化。
单片机的出现使得这种仪表的设计变得更加灵活。
单片机89C52,集CPU(Central Process Unit)、RAM、ROM、定时器/计数器T0、T1、T2以及输入/输出(I/O)接口电路等主要计算机部件于一块芯片上。
这使得这种转速测量仪的硬件的、设计变得更加简单,功能的实现变得更加灵活。
它能寻址ROM64KB、片内具有数据存储区RAM256bytes,可扩展RAM至64KB。
工作频率宽、指令执行速度快,使得其应用于各种精密仪表,设计非常灵活。
这使得在扩大测量范围、提高测量精度、扩展功能、缩小体积、降低成本等方面都可使转速测量仪达到一个新的水平。
现有的相当一部分数字式转速测量仪的微处理器是单片机。
在用单片机设计转速测量仪而言,单片机式,又称微电脑式或智能式转速测量仪。
这种转速测量仪在八十年代中期得到较快的发展。
其主要元件采用单片机。
如国产IZSH—2型、SZS—2型、SZS—B型和日本真空公司的DT—105型,DT—205型,EE —1型,EE—2型转速表就是这种类型。
微机,尤其是单片机微机的应用,在扩大测量范围、提高测测量精度、扩展功能以及缩小体积,降低成本等方面均可使转速表提高到一个新的水平。
手持式转速测量仪的传感器和显示仪是装置在同一壳体内的。
这种转速表体积很小,可以用手拿着进行临时性的测量。
如国产SZG—20型,XSZ—140型,DSZ84—11型,FC—531型、Z—11型、IZSH—1,2型和日本小野测器公司的TM—2000型,HT系列转速测量仪就属于这种类型。
为了缩小体积,手持式转速测量仪的主要元件采用单片机,其显示器常用数码管显示屏,其电源采用五号普通电池或钮扣电池,其传感器多用霍尔式传感器。
该设计能实时地将所测的速度与累计里程数显示出来,主要是将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率(传感器将不同车速转变成不同频率的脉冲信号)实时地测量出来,考虑到信号的衰减、干扰等影响,在信号送入单片机前应对其进行放大整形,然后通过单片机计算出速度和里程,再将所得的数据存储到串口数据存储器,并由LED显示模块交替显示所测速度与里程。
本设计的里程数的算法是一种大概的算法(假设在一定时间内自行车是匀速行进,平均速度与时间的乘积即为里程数)。
设计时,应综合考虑测速精度和系统反应时间。
本设计用测量脉冲频率来计算速度,因而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,误差控制在几十米之内,相对于整个里程来说不是很大。
为了保证系统的实时性,系统的速度转换模块和显示数据转BCD码模块都采用快速算法。
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。
本设计的速度和里程值采用4位显示。
三、课题的研究内容及拟采取的设计思路、难点及预期达到的目标。
自行车里程表的设计实现的主要功能有:(1)、动态显示实时车速;(2)、自动测量自行车单次行车总里程;(3)、按键选择显示车速、总里程数、行车时间。
(一)、研究内容、目的、要求:1、熟悉单片机的编程,系统地址空间分配,中断、定时器/计数器的应用。
2、使用PROTEL软件进行电路设计;3、使用Keil C51进行软件的编程;4、熟悉单片机各个接口的功能。
5、按《嘉兴学院毕业论文(设计)手册》的有关规定,完成毕业论文(设计)的文献综述、开题报告及论文。
(二)、设计思路:为实现设计任务要求的功能,可采用AT89C52作主控CPU,将系统分为以下几个部分来设计:定时器/计数器、数码管显示、按键设置、车速传感器等。
(1)定时器/计数器。
定时器/计数器电路时整个里程表设计的关键,测速、计时都是利用定时器实现的。
AT89C52单片机内部有3个定时器:T0,T1,T2,分别用来控制LED显示电路、车速测量和行车计时。
设计中科采用T0定时器控制LED动态扫描驱动;T1定时器用于自行车行驶速度的实时测量;T2定时器用于统计行车时间。
(2)数码管显示电路。
常见的LED数码管显示电路,分为静态显示和动态扫描两种,本设计可采用动态扫描方式,同时驱动4个LED数码管。
所谓动态扫描就是采用分时复用的方式,轮流驱动各个LED数码管的公告端,使其LED轮流点亮;扫描过程中,每位数码管点亮的时间非常短暂,由于人的视觉暂停效应,只要扫描的足够快,人们就会认为是几个LED数码管同时在实现数据,我们常见的CRT电视机就是采用同样的显示原理。
(3)按键功能设置。
用按键选择设置以切换所需要显示的界面或内容,用于设置显示当前车速、总行车里程、总行车时间等。
(4)车速传感器。
利用固定在车轮的磁铁作为自行车的速度信号,在车轮周长、磁铁数量一定的情况下,测出一定时间段内采集到得通过某一点的脉冲数量作为车速信号变量,由此计算出车速。
每当磁铁通过固定的霍尔传感器时,产生脉冲,当脉冲累计到一定数值时,产生中断,CPU由此得到车速信号,同时在T1定时器的配合下,测出自行车的实时速度。
四、论文详细工作进度和安排2009.11.12-2009.12.07 完成毕业设计的文献检索、资料查阅;2009.12.10-2010.01.31 完成外文翻译、文献综述和开题报告;2009.02.25-2010.04.04 完成毕业实习及实习报告,熟悉单片机的工作过程;2010.04.07-2010.05.02 完成毕业设计的最后细节要求;2010.05.12-2010.05.23 完成毕业论文、设计资料的整理;2010.05.26-2010.05.30 完成毕业论文的评阅和答辩前的准备工作;五、主要参考文献:[1] 张毅刚, 单片机原理及应用[M],高等教育出版社[2] 元红妍,张鑫. 电子综合设计实验教程[M],山东大学[3] 崔亮,单片机高精度汽车测速系统实现[M],天津科技大学[4] 陈伟,基于单片机的测速仪[M][5] 李福进等,基于单片机的转速测量方法[M],中国矿业大学[6] 李爱莲,解韶峰,基于单片机的自行车数字显示里程表的实现[M],内蒙古科技大学[7] 张怀强,周通,基于单片机与霍尔传感器的电动自行车速度与里程表的设计[J][8] 吴敏,一种基于单片机的速度测量系统,北京航空航天大学[9] 陈照章,朱湘临,霍尔测速传感器及其信号调理电路,江苏大学[10] 路立平,鹿晓力,贾岩,单片机霍尔传感器电路设计,郑州轻工业学院。