【正文】 摘 要摘 要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。自行車的速度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(dāng)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的速度里程表的設(shè)計。以 AT89C52 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/速度的測量統(tǒng)計，采用 24C02 實現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時候保存里程信息，并能將自行車的里程數(shù)及速度用LED實時顯示。文章詳細介紹了自行車的速度里程表的硬件電路和軟件設(shè)計。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。軟件部分用匯編語言進行編程，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)鍵詞：里程/速度；霍爾元件；單片機；LED顯示IABSTRACTWith 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 AT89C52 as kernel, using A44E Hall element to measure revolution, the measure and statistic are achieved. The range information is saved by 24C02 when the power is off, the bicycle speed can be displayed on LED. In this article, the hardware circuit and software 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 assemble 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。 LED 目 錄目 錄1 緒 言 1 課題背景 1 課題的主要任務(wù)及內(nèi)容 12 自行車的速度里程表總體方案設(shè)計 2 任務(wù)分析與實現(xiàn) 2 自行車的速度里程表硬件方案設(shè)計 2 自行車的速度里程表軟件方案設(shè)計 43 自行車的速度里程表硬件電路設(shè)計 5 概述 5 傳感器及其測量系統(tǒng) 5 霍爾傳感器的測量原理 5 集成開關(guān)型霍爾傳感器 6 單片機的原理及應(yīng)用 7 單片機原理簡介 7 單片機的引腳功能介紹 8 單片機中斷系統(tǒng)介紹 10 單片機定時/計數(shù)功能介紹 11 其他器件的介紹 12 存儲器的介紹 12 74LS74芯片的介紹 13 74LS244芯片的介紹 14 單片機外圍電路的設(shè)計 14 時鐘電路的設(shè)計 14 復(fù)位電路的設(shè)計 15 顯示電路的設(shè)計 16 報警電路的設(shè)計 174 自行車的速度里程表軟件程序設(shè)計 18 概述 18 自行車的速度里程表總體程序設(shè)計 18 中斷子程序的設(shè)計 20 數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計 20 顯示子程序的設(shè)計 225 系統(tǒng)調(diào)試與分析 24 系統(tǒng)仿真調(diào)試 24 調(diào)試故障及原因分析 246 結(jié)論與展望 26 26 展望 26致 謝 27參考文獻 28附 錄 29 III1 緒 言1 緒 言 課題背景自行車被發(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。自行車里程速度表作為自行車的一大輔助工具也正是隨著這個要求而迅速發(fā)展的，其功能也逐漸從單一的里程顯示發(fā)展到速度、時間顯示，甚至有的還具有測量騎車人的心跳、顯示騎車人熱量消耗等功能。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(dāng)前自行車行走的距離及運行的速度。 課題的主要任務(wù)及內(nèi)容本課題主要任務(wù)是利用霍爾元件、單片機等部件設(shè)計一個可用LED數(shù)碼管實時顯示里程和速度的自行車的速度里程表。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、方案論證以及元件的選擇等內(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，包括傳感器的選擇、單片機的選擇、顯示電路的設(shè)計；然后闡述了該自行車的速度里程表的軟件設(shè)計，包括數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計、顯示子程序的設(shè)計；最后針對仿真過程遇到的問題進行了具體說明與分析，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AT89C52單片機的外圍電路以及LED顯示電路等。軟件設(shè)計包括：芯片的初始化程序、定時中斷采樣子程序、顯示子程序等，軟件采用匯編語言編寫，軟件設(shè)計的思想主要是自頂向下，模塊化設(shè)計，各個子模塊逐一設(shè)計。 292 自行車的速度里程表總體方案設(shè)計2 自行車的速度里程表總體方案設(shè)計 任務(wù)分析與實現(xiàn)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m個永久磁鐵，則測得的里程值最大誤差為L/m。經(jīng)綜合分析，本設(shè)計中取m=1。當(dāng)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，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輪圈的周長為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t，就可以計算出即時速度v。當(dāng)里程鍵按下時，里程指示燈亮，LED切換顯示當(dāng)前里程，與當(dāng)速度鍵按下時，速度指示燈亮，LED切換顯示當(dāng)前速度，若自行車超速，系統(tǒng)發(fā)出報警信號，指示燈閃爍。要求達到的各項指標及實現(xiàn)方法如下：1. 利用霍爾傳感器產(chǎn)生里程數(shù)的脈沖信號。2. 對脈沖信號進行計數(shù)。 實現(xiàn)：利用單片機自帶的計數(shù)器T1對霍爾傳感器脈沖信號進行計數(shù)。3. 對數(shù)據(jù)進行處理，要求用LED顯示里程總數(shù)和即時速度。實現(xiàn)：利用軟件編程，對數(shù)據(jù)進行處理得到需要的數(shù)值。最終實現(xiàn)目標：自行車的速度里程表具有里程、