【正文】 畢業(yè) 設(shè)計 論文 自行車簡易數(shù)字里程表 班 級 姓 名 學 號 指導教師 提交日 期 2020 年 月 日 摘 要 隨著居民生活水平的不斷提高，自行車已經(jīng)不僅僅是普通的代步、運輸工具，而是成為人們娛樂、休閑、鍛煉的首選。 自行車簡易數(shù)字里程表能夠滿足人們最基本的需求， 讓人們能清楚地知道當前的速度、里程等物理量。 本論文主要闡述一種基于霍爾元件的自行車速度里程表的設(shè)計。以 STC89C52 單片機為核心， A44E 霍爾傳感器測轉(zhuǎn)數(shù)，實現(xiàn)對自行車里程 /速度的測量，采用 1602LCD 顯示自行車的里程數(shù)及速度。文章詳細介紹了自行車的速度里程表的 硬件電路。硬件部分利用霍爾元件將自行車每轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)傳入單片機系統(tǒng)，然后單片機系統(tǒng)將信號經(jīng)過處理送顯示。軟件部分用 C語言進行編程，采用模塊化設(shè)計思想。該系統(tǒng)硬件電路簡單，子程序具有通用性，完全符合設(shè)計要求。 關(guān)鍵字 ：里程 /速度；霍爾元件；單片機； LCD 顯示 ABSTRACT With the developing of people’s life, the bicycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking, but bees the first choice of entertainment and exercising. The bicycle mileage/speed can fulfill the basic need of people’s 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 STC89C52as kernel, using A44E Hall element to measure revolution, the measure and statistic are achieved. (Saved by 1602LCD , the bicycle speed can be displayed on LED. )In this article, the hardware circuit design of bicycle mileage/speed instrument are introduced 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 C language。 the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware, mon subprogram, and meets the demand of design. KEY WORDS: Mileage / speed。 Hall element。 Single chip microputer。 LCD 目錄 引 言 ............................................................................................................................... 5 第一部分 設(shè)計任務(wù) .......................................................................................................... 6 設(shè)計要求 ............................................................................................................ 6 方案設(shè)計 ............................................................................................................ 6 第二部分 系統(tǒng)硬件平臺的設(shè)計 ........................................................................................ 6 總體設(shè)計方案說明 .............................................................................................. 6 單片機最小系統(tǒng) ................................................................................................. 7 STC89C52單片機 ...................................................................................... 7 時鐘電路 ................................................................................................. 7 復位電路 ................................................................................................. 8 顯示模塊 ............................................................................................................ 8 霍爾傳感器的測量原理 ..................................................................................... 10 DS1302時鐘芯片 .............................................................................................. 10 第三部分 系統(tǒng)軟件的設(shè)計與實現(xiàn) ....................................................................................11 主程序流程圖 ....................................................................................................11 顯示流程圖 .......................................................................................................11 速度處理流程圖 ............................................................................................... 12 電路仿真 .......................................................................................................... 13 仿真軟件簡介 ........................................................................................ 13 仿真結(jié)果 ............................................................................................... 13 第四部分 安裝調(diào)試與性能測量 ...................................................................................... 14 第五部分 設(shè)計總結(jié) ........................................................................................................ 14 參考文獻 ........................................................................................................................ 14 引 言 自行車被發(fā)明及使用到現(xiàn)在已有兩百多年的歷史，這兩百年間人類在不斷的嘗試與研發(fā)過程中， 將玩具式的木馬車轉(zhuǎn)換到今日各式新穎休閑運動自行車，自行車發(fā)展的目的也從最早的交通代步的工具轉(zhuǎn)換成休閑娛樂運動的用途。 隨著居民生活水平的不斷提高，自行車不再僅僅是普通的運輸、代步的工具，而是成為人們娛樂、休閑、鍛煉的首選。因此，人們希望自行車的功用更強大，能給人們帶來更多的方便。自行車 簡易數(shù)字里程表 作為自行車的一大輔助工具也隨著這個 需求 而 面世 ，其功能也逐漸從單一的里程顯示發(fā)展到速度、時間顯示。本設(shè)計采用了 MCS51 系列單片機設(shè)計一種體積小、操作簡單的便攜式自行車的速度里程表，它能自動地顯示當前自行車 行駛 的 里程 及速度。 本課題主要任務(wù)是利用霍爾元件、單片機等部件設(shè)計一個可用 1602 液晶 顯示里程和速度的自行車速度里程表。本文主要介紹了自行車的速度里程表的設(shè)計思想、電路原理 和 元件的選擇等內(nèi)容，整體上分為硬件部分設(shè)計和軟件部分設(shè)計。 本文首先扼要對該課題的任務(wù)進行方案論證，包括硬件方案和軟件方案的設(shè)計；繼而具體介紹了自行車的速度里程表的硬件設(shè)計，包括單片機的選擇、傳感器的選擇、顯示電路的設(shè)計；然后 簡要 闡述了自行車的速度里程表的軟件設(shè)計 思路 ；最后針對仿真過程遇到的問題進行了說明與分析，對本次設(shè)計進行了系統(tǒng)的總結(jié)。 具體的硬件電路包括 STC89C52 單片機的外圍電路以及 液晶 顯示電路等。 軟件設(shè)計包括：芯片的初始化程序、定時中斷子程序、顯示子程序等，軟件采用 C 語言編寫。 第一部分 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計要求 （ 1） 設(shè)計一個可以適用各種自行車的數(shù)字里程表，可顯示里程、速度等信息。 （ 2） 學習、了解自行車數(shù)字里程表的基本工作原理。 方案設(shè)計 采用單片機實現(xiàn)：用霍爾傳感器將所測轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字脈沖信號，然后再將數(shù)字脈沖信號數(shù)據(jù)傳輸于核心單片機處理，單片機將根據(jù)設(shè)計程序計算在一 定時間內(nèi)數(shù)字脈沖的頻率，再由計數(shù)值最終得到里程數(shù)并通過終端顯示設(shè)備顯示出來。且附加報警功能，在速度超過某一個固定值后，蜂鳴器響，提示需要減速。 第二部分 系統(tǒng)硬件平臺的設(shè)計 總體設(shè)計方案說明 本設(shè)計的任務(wù)是：以通用 MCS51 單片機為處理核心，用傳感器將車輪的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為電脈沖，進行處理后送入單片機。里程及速度的測量，是經(jīng)過 MCS51的定時 /計數(shù)器測出總的脈沖數(shù)和每轉(zhuǎn)一圈的時間，再經(jīng)過單片機的計算得出，其結(jié)果通過 LED 顯示器顯示出來。 本系統(tǒng)總體思路如下：假定輪圈的周長為 L，在輪圈上安裝 a個永久磁鐵，則測得的里程值最大誤差為 L/a。經(jīng)綜合分析，本設(shè)計中取 a=1。當輪子每轉(zhuǎn)一圈，通過開關(guān)型霍爾元件傳感器采集到一個脈沖信號，并從引腳 中斷 0 端輸入，傳感器每獲取一個脈沖信號即對系統(tǒng)提供一次計數(shù)中斷。每次中斷代表車輪轉(zhuǎn)動一圈，中斷數(shù) n與輪圈的周長 L 的乘積為里程值。計數(shù)器 T1 計算每轉(zhuǎn)一圈所用的時間 time，就可以計算出即時速度 speed。