【正文】 編號(hào)：201234140123 本科畢業(yè)論文基于單片機(jī)的自行車?yán)锍虦y速儀設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解XX大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　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(yùn)輸、代步的工具，而是成為人們娛樂、休閑、鍛煉的首選。自行車測速儀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、時(shí)間等物理量。本文介紹了一種基于單片機(jī)控制的簡易自動(dòng)自行車速度以及里程計(jì)算系統(tǒng)，包括自行車?yán)锍瘫淼挠布?gòu)成，軟件邏輯以及程序代碼。該里程測速系統(tǒng)以AT89C51作為系統(tǒng)控制核心，采用霍爾傳感器來檢測信號(hào)，通過一定時(shí)間間隔內(nèi)對信號(hào)的采集，結(jié)合自行車本身車輪參數(shù)，經(jīng)過單片機(jī)對采集信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算，最終在LCD上顯示車輛行駛里程、平均速度和瞬時(shí)速度，并且具有超速報(bào)警功能。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(jì)要求。為了便于擴(kuò)展和更改，軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，使程序設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系更加簡潔明了，使硬件在軟件的控制下協(xié)調(diào)運(yùn)作。正文中首先簡單描述系統(tǒng)硬件工作原理，且附以系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖，論述了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所應(yīng)用的各硬件接口技術(shù)和各個(gè)接口模塊的功能及工作過程, 并具體描述了AT89C51接口的軟、硬件調(diào)試；其次闡述了程序的流程和實(shí)現(xiàn)過程。仿真實(shí)驗(yàn)表明所設(shè)計(jì)的硬件電路及軟件程序是正確的，滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：里程/速度；霍爾元件；單片機(jī)；LCDAbstractWith the development 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 speedometer can fulfill the basic need of people’s life, so that they can learn the speed, the mileage, time of the bicycle. This article describes a simple microcontrollerbased control automatically bike speed and mileage calculation system, including bicycle odometer hardware structure, software logic, and program code. Velocity system of the mileage uses AT89C51 as the control core, uses the hall sensors to detect the signal within a certain time interval the signal acquisition, bined with a bicycle wheel parameters after a singlechip signal acquisition, analysis and calculation, the mileage, average speed and instantaneous speed will finally display on the LCD, and the system has speed alarm function. The system hardware circuit is simple, the subroutine is versatile, which fully meets the design requirements.For the sake of easy to expand with the design adoption mold a logic for turning construction, making procedure designing relation that change, software more shorter and more easier to understand. Make hardware control in software descended to moderate the operation. The text inside describes the system hardware work principle in brief first, and attach with the system hardware design frame diagram, discuss this graduate design a function for applied each hardware connecting a people the technique connects with each one a mold piece and work processes, bine to describe in a specific way the AT89C51 electric circuit connects oscular and soft, the hardware adjusts to try. Expatiated the process of the procedure the next in order with realizes process. The simulation results have proved that the hardware circuits design and software program is correct, and the system can meet the designing requirement pletely.Keywords: Mileage / speed。 Hall element。 MCU。 LCD目 錄1 緒論 1 課題研究的目的和意義 1 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀分析 1 研究的主要內(nèi)容 22 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路 3 結(jié)構(gòu)框圖 3 速度測量原理 4 傳感器的選擇 4 顯示模塊的選擇 4 操作說明 5 工作原理 53 硬件電路設(shè)計(jì) 6 系統(tǒng)總電路圖 6 AT89C51單片機(jī)簡介 7 1602LCD液晶顯示模塊 9 霍爾元件 11 霍爾元件簡介 11 霍爾傳感器測量原理 12 轉(zhuǎn)速測量方法 13 晶振復(fù)位電路 13 報(bào)警電路 144 軟件程序設(shè)計(jì) 15 測量算法概述 15 主程序設(shè)計(jì) 15 中斷子程序設(shè)計(jì) 175 調(diào)試與仿真 18 Proteus及Keil軟件簡介 18 Proteus軟件 18 Keil軟件 18 應(yīng)用Keil軟件進(jìn)行程序調(diào)試 19 Proteus軟件仿真 19 仿真結(jié)果 196 結(jié)論 23參考文獻(xiàn) 24致謝 25附錄 2636緒論1 緒論 課題研究的目的和意義中國人口眾多，還是發(fā)展中國家，經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)制約了大多數(shù)人的消費(fèi)水平，人們使用的交通工具主要還是自行車，它輕巧便捷，使用簡單，很受人們的喜愛，同時(shí)也可以作為休閑運(yùn)動(dòng)工具，是人們鍛煉身體的好工具。但隨著時(shí)間的推移，人們追求的是具有更多功能的自行車，它能顯示當(dāng)前車子行駛的速度、里程、行車時(shí)間、最高行駛速度，甚至還有GPS全球定位系統(tǒng)。本文就是以這個(gè)作為出發(fā)點(diǎn)，嘗試設(shè)計(jì)一款低成本多功能的測速儀，旨在讓自行車駕駛者在駕駛時(shí)能夠準(zhǔn)確的知道車子的行駛狀態(tài)，根據(jù)周圍環(huán)境，做出正確的判斷和操作，提高了駕駛的安全性。另外自行車運(yùn)動(dòng)需一款測速裝置，以了解運(yùn)動(dòng)情況，特別是對于運(yùn)動(dòng)員，他們需要一種能對實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行測量并記錄的儀器，通過記錄的數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)員可以分析自己的訓(xùn)練成績及訓(xùn)練過程，根據(jù)分析結(jié)果，可以調(diào)整自己的訓(xùn)練步驟。測速裝置是對運(yùn)動(dòng)中各種參數(shù)進(jìn)行測定?，F(xiàn)測速表的設(shè)計(jì)已很多，多數(shù)由機(jī)械式或模擬數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)的，都存在體積大、精度低、不直觀、功耗大、功能少等缺點(diǎn)。本文所述測速系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)的，具有功能多、功耗小、直觀準(zhǔn)確以及可顯示時(shí)間、總里程、速度等優(yōu)點(diǎn)。 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀分析隨著微型計(jì)算機(jī)可靠性提高和價(jià)格的下降，用單片機(jī)測量轉(zhuǎn)速已日趨普遍。我們知道，欲提高測量精度，必須先測出準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)速，而原先在可控硅調(diào)速電路中采用的測速發(fā)電機(jī)方式已不能滿足要求，必須采用數(shù)字測速的方法。轉(zhuǎn)速的測量方法很多，根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的方法主要有M法（測頻法）、T法（測周期法）和MPT法（頻率周期法），該系統(tǒng)采用了M法（測頻法）。本文采用頻率法，檢測的是輸入脈沖數(shù)，這種方式又稱頻率法，它測出一定時(shí)間內(nèi)輸入的脈沖的個(gè)數(shù)，在控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位。對測速裝置的要求是分辨能力強(qiáng)、高精度和盡可能短的檢測時(shí)間。所設(shè)計(jì)的基于霍爾元件的脈沖發(fā)生器要求成本低，構(gòu)造簡單，性能好。在電氣控制系統(tǒng)中存在著較為惡劣的電磁環(huán)境，因此要求產(chǎn)品本身要具有較強(qiáng)的抗干擾能力。由于需要采用霍爾傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域，如汽車、電機(jī)、手機(jī)和電腦都已經(jīng)采用了該器件，而且這些市場在未來幾年的增長較為穩(wěn)定，而其他一些新的應(yīng)用市場又不足以與上述幾個(gè)市場相比，因此霍爾傳感器在全球總的市場容量是較為穩(wěn)定的，每年的增長率保持在5%到10%之間。因?yàn)楦鞣N應(yīng)用電機(jī)的部件、節(jié)氣門位置的檢測、各種閥體位置的檢測都會(huì)用到霍爾傳感器。而且，在中國市場中，國外廠商為了降低成本，陸續(xù)將零部件拿到中國進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，這也進(jìn)一步提升了中國市場霍爾傳感器的應(yīng)用量。隨著它在消費(fèi)電子市場上的應(yīng)用越來越廣，如何控制功耗和成本將是廠商面臨的挑戰(zhàn)，而且，它還面臨生產(chǎn)測試技術(shù)方面的挑戰(zhàn)。國內(nèi)外現(xiàn)在都有生產(chǎn)銷售類似的自行車測速儀里程表，有些簡單的產(chǎn)品就是單單只有測速或里程的功能，比較復(fù)雜的產(chǎn)品除了測速和里程功能外，還加入了GPS全球定位、單次行車?yán)锍?、平均速度、時(shí)鐘、行車時(shí)間、車輪轉(zhuǎn)數(shù)。未來的發(fā)展趨勢可能還加入MP3和短信收發(fā)功能，使得自行車測速儀更加的人性化，相信會(huì)受到更多人的青睞。 研究的主要內(nèi)容本課題主要任務(wù)是利用單片機(jī)等部件設(shè)計(jì)的一個(gè)可用LCD顯示時(shí)間、行駛里程及平均速度，七段數(shù)碼管顯示瞬時(shí)速度的自行車測速儀。本文主要介紹了自行車測速儀的設(shè)計(jì)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和軟件部分設(shè)計(jì)。本文首先簡要的對該課題的自行車測速儀設(shè)計(jì)進(jìn)行總體的介紹；繼而具體介紹了自行車測速儀的硬件設(shè)計(jì)，包括傳感器的選擇、單片機(jī)的選