自行车里程表的设计

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姓名：程晓锋专业班级：2014自升本1班学院：继续教育学院指导教师：邸志刚副教授2016年11月30日摘要I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基本的需求，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理送显示。软件部分用C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。关键词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LCD显示AbstractAbstractWiththedevelopingofpeople’slife,thebicycleisnotonlytheuniversaltooloftransportationandsubstituteforwalking,butbecomesthefirstchoiceofentertainmentandexercising.Thebicyclemileage/speedcanfulfillthebasicneedofpeople’slife,sothattheycanlearnthespeedandthemileageofthebicycle.Inthispaper,thebicyclemileage/speeddesignbasedontheHallelementiselaborated.ByAT89C52askernel,usingHallelementtomeasurerevolution,themeasureandstatisticareachieved.Therangeinformationissavedbywhenthepowerisoff,thebicyclespeedcanbedisplayedonLCD.Inthisarticle,thehardwarecircuitandsoftwaredesignofbicyclemileage/speedinstrumentareintroducedindetail.Aboutthehardware,thepulsenumberistransmittedofonecycleofthebicycleintoSingleChipMicrocomputersystem.ThenthesignalprocessedbySingleChipMicrocomputersystemissenttodisplayscream.Aboutthesoftware,inassemblelanguage;theprogramisdesignedinthemodeofmodules.Thesystemhassimplehardware,commonsub-program.KEYWORDS:Mileage/speed;Hallelement;Singlechipmicrocomputer;LCDdisplay.目录前言....................................................................1第1章绪论..............................................................21.1课题背景.........................................................21.2设计的主要内容及技术指标.........................................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电源电路模块设计............................................63.1.4时钟电路模块设计............................................73.1.5LCD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...........................................144.1.3LCD1602液晶显示模块.......................................17第5章软件调试.........................................................215.1程序的检测与调试................................................215.1.1Keil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目录第7章谢辞.............................................................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....................................................31附录3软件程序..........................................................32译文.....................................................................69C语言...................................................................69前言1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行控制与计算，再采用LCD模块进行显示，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部分。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发展的，其功能也逐渐从单一的里程显示发展到速度、时间显示，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、单片机部分和系统输出组成。华北理工大学继续教育学院2第1章绪论单片机自从推出以来，以其超小型化、结构紧凑、可靠性高、成本低等优点被人们广泛接受，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，但几十年来其发展变化并不大，现在国外很多车中使用了数字里程表，但在国内还并不多见。1.1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，并且开始使用了。“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，体现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曾经走过多少里路，这是美中不足之处。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发展空间。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设计的主要内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进行显示公里数；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：一.完成里程的显示功能二．能存贮历史里程数据三．能够清除历史数据四．有一盏指示灯第2章自行车里程表总体方案设计3