【正文】 即時速度。實現：利用軟件編程，對數據進行處理得到需要的數值。最終實現目標：自行車的速度里程表具有里程、速度測試與顯示功能，采用單片機作控制，顯示電路可顯示里程及速度。3 硬件方案設計測速，首先要解決是采樣的問題。使用單片機進行測速，可以使用簡單的脈沖計數法。只要轉軸每旋轉一周，產生一個或固定的多個脈沖，將脈沖送入單片機中進行計算，即可獲得轉速的信息。常用的測速元件有霍爾傳感器、光電傳感器和光電編碼器。里程測量傳感器的選擇也有以下幾種方案：使用光敏電阻對里程進行測量、利用編碼器對車輪的圈數進行測量、利用霍爾傳感器對里程進行測量、利用干簧管型傳感器測量里程。光敏電阻對光特別敏感，當白天行駛時，外界光源將導致光敏電阻發(fā)出錯誤信號；光敏電阻對環(huán)境的要求相當高，如果光敏或發(fā)光二極管被泥沙或灰塵所覆蓋，光敏電阻就不能再進行準確測量；而編碼器必須安裝在車軸上，安裝較為復雜；霍爾元件或干簧管不但不受天氣的影響，即使被泥沙或灰塵覆蓋也不會有影響，而且安裝方便。所以本設計采用霍爾元件對里程與速度進行測量，既簡單易行，又經濟適用。使用霍爾傳感器獲得脈沖信號，其機械結構也可以做得較為簡單，只要在轉軸的齒輪盤上粘上一粒磁鋼，霍爾元件固定在前叉上，當車子轉動時霍爾元件靠近磁鋼，就有信號輸出，轉軸旋轉時，就會不斷地產生脈沖信號輸出。如果在齒輪盤上粘上多粒磁鋼，可以實現旋轉一周，獲得多個脈沖輸出。在粘磁鋼時要注意，霍爾傳感器對磁場方向敏感，粘之前可以先手動接近一下傳感器，如果沒有信號輸出，可以換一個方向再試。這種傳感器不怕灰塵、油污，在工業(yè)現場應用廣泛。霍爾傳感器是對磁敏感的傳感元件，常用于信號采集的有A44E，該傳感器是一個3端器件，外形與三極管相似，只要接上電源、地，即可工作，工作電壓范圍寬，使用非常方便。1Vcc 2GND 3OUT A44E外形圖單片機由于將CPU、內存和一些必要的接口集成到一個芯片上，并且面向控制功能將結構作了一定的優(yōu)化，所以它有一般芯片不具有的特點：1. 體積小、重量輕；2. 電源單一、功耗低；3. 功能強、價格低；4. 全部集成在一塊芯片上，布線短、合理；5. 數據大部分在單片機內傳送，運行速度快、抗干擾能力強、可靠性高。目前，單片機被廣泛的應用于測控系統(tǒng)、工業(yè)自動化、智能儀表、集成智能傳感器、機電一體化產品、家用電器領域、辦公自動化領域、汽車電子與航空航天器電子系統(tǒng)以及單片機的多機系統(tǒng)等領域。在設計中選用的是AT89C52單片機。外部信號霍爾傳感器外部存儲器AT89C52單片機里程顯示速度顯示報警部分 系統(tǒng)的原理框圖4 軟件方案設計通過軟件控制單片機的功能是單片機的主要特點和優(yōu)點，程序的設計要考慮合理性和可讀性，遵循模塊化設計的原則，采用自頂向下的設計方法。模塊化設計使程序的可讀性好、修改及完善方便。軟件設計包括主程序、行車過程中里程和速度計算子程序、延時子程序、中斷服務子程序、顯示子程序等等。中斷子程序是將傳感器產生的信號接入外部中斷0，將經過74LS74分頻后的信號接入外部中斷1，利用中斷和定時器對分別對里程進行累加、每轉一周的時間進行測量。數據處理子程序是將進入單片機的脈沖信號與實際要顯示值之間有一定的對應關系，經過軟件編程顯示所需要的值。顯示子程序是將數據處理的結果送顯示器顯示。 初始化=1?計算里程顯示里程計算速度顯示速度N開始圖 軟件總體流程圖第2章 硬件電路設計 概述自行車的速度里程表的硬件電路設計是基礎部分，它包括信號的捕獲、放大、整形，單片機的計算處理，數碼管的實時顯示和單片機外圍基本電路的設計，兩大主要器件就是傳感器和單片機。傳感器是獲取自然或生產領域中信息的關鍵器件，是現代信息系統(tǒng)和各種設備不可缺少的信息采集工具。磁傳感器是一種將磁學量信號轉變?yōu)殡娦盘柕钠骷蜓b置。隨著信息產業(yè)、工業(yè)自動化、醫(yī)療儀器等的飛速發(fā)展和計算機應用的普及，需要大量的傳感器將被測或被控的非電信號轉換成可與計算機兼容的電信號。作為輸入信號，這就給磁傳感器的快速發(fā)展提供了機遇，形成了磁傳感器的產業(yè)。其中最具代表的磁傳感器就是霍爾傳感器，在自動檢測系統(tǒng)中，利用霍爾傳感器測轉數是一種最基本的測量工作。單片機是本次設計的核心部件，它是信號從采集到輸出的橋梁，而且包括計算、定時、信息處理等功能。 系統(tǒng)總電路圖 單片機簡介單片機是指集成在一個芯片上的微型計算機，也就是把組成微型計算機的各種功能部件，包括CPU(Central Processing Unit)、隨機存儲器RAM(Random Access Memory)、只讀存儲器ROM(Readonly Memory)、基本輸入/輸出(Input/Output)接口電路。定時器/計數器等部件都制作在一塊集成芯片上，構成一個完整的微型計算機從而實現微型計算機的基本功能。定時/計數器中斷系統(tǒng)CPU存儲器并行I/O口串口I/O口TXD TXDRXDTINTP0P3 單片機內部結構示意圖 單片機的引腳功能介紹AT89C52是美國ATMEL公司生產的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含8K Bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（EPROM）和256 字節(jié)的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，與標準MCS51指令系統(tǒng)及8052產品引腳兼容，片內置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大，AT89C52單片機適合于許多較為復雜控制場合應用。 AT89C52引腳圖AT89C52提供以下標準功能：8K字節(jié)Flash閃速存儲器，256字節(jié)內部RAM，32個I/O口線，3個16位定時/計數器，5個中斷源，一個全雙工串行通信口，片內具有振蕩器及時鐘電路。 單片機中斷系統(tǒng)介紹中斷是指當計算機執(zhí)行正常程序時，系統(tǒng)中出現某些急需處理的事件，CPU暫時中止當前的程序，轉去執(zhí)行服務程序，以對發(fā)生的更緊迫的事件進行處理，待處理結束后，CPU自動返回原來的程序執(zhí)行AT89C52系列單片機的系統(tǒng)有5個中斷源，2個優(yōu)先級，可實現二級中斷服務嵌套。由片內特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器IE控制CPU是否響應中斷請求；由中斷優(yōu)先級寄存器IP安排各優(yōu)中斷源的優(yōu)先級；同一優(yōu)先級內各終端同時提出中斷請求時，由內部的查詢邏輯確定其響應次序。采用的外部中斷方式包括外部中斷0和外部中斷1，它們的中斷請求信號分別由單片機引腳/。外部中斷請求有兩種信號方式：電平觸發(fā)方式和脈沖觸發(fā)方式。電平觸發(fā)方式的中斷請求是低電平有效。只要在和引腳上出現有效低電平時，就激活外部中斷方式。脈沖觸發(fā)方式的中斷請求則是脈沖的負跳變有效。在這種方式下，在兩個相鄰機器周期內，和 引腳電平發(fā)生變化，即在第一個機器周期內為高電平，第二個機器周