【正文】 華北科技學院課程設(shè)計 0 題目：基于單片機的自行車里程計系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容 設(shè)計制作和調(diào)試一個由 8052MCU 組成的自行車里程計系統(tǒng)。通過這個過程學習熟悉單片機的外圍擴展、鍵盤控制和七段數(shù)碼管的使用，掌握 51 系列單片機控制和測試方法。 設(shè)計以 STC89C51 單片機為核心，以 霍爾傳感器 做為輸入 、使用獨立鍵盤控制顯示停止 /開始、清零 ， 以 LED 為顯示方式的自行車里程計， 完成基本要求 。 1）數(shù)碼管顯示 ：自行車里程 ； 2） 鍵盤控制里程計的開始、停止和清零 ； 設(shè)計步驟 一、 總體方案設(shè)計 其中， 采用 51 系列 MCU 構(gòu)成典型 電路。 選用適當?shù)幕魻杺鞲衅?器件。選擇獨立鍵盤和 4 位共陰極數(shù)碼管。 二、硬件選型工作 三、硬件的設(shè)計和實現(xiàn) 1. 選擇計算機機型（采用 51 內(nèi)核的單片機）； 2. 設(shè)計支持計算機工作的外圍電路（ EPROM、 RAM、 I/O 端口、鍵盤、顯示接口電路等）； 3. 接口電路； 4. 其它相關(guān)電路的設(shè)計或方案（電源、通信等） 四、軟件設(shè)計 1. 分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊； 2. 編寫相關(guān)子程序； 3. 其它程序模塊 (顯示與鍵盤等處理程序 )。 五、編寫課程設(shè)計說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖（ A3 幅面）。 課程設(shè)計說明書要求 1. 課程設(shè)計說 明書應(yīng)采用學院統(tǒng)一印制的課程設(shè)計（論文）說明書封面，書寫應(yīng)認真，字跡工整，論文格式參考國家正式出版的書籍和論文編排。 2. 論理正確、邏輯性強、文理通顧、層次分明、表達確切，并提出自己的見解和觀點。 3. 課程設(shè)計說明書應(yīng)有目錄、摘要、序言、主干內(nèi)容（按章節(jié)編寫）、主要結(jié)論和參考書，附錄應(yīng)包括程序清單、系統(tǒng)方框圖和電路原理圖。 4. 課程設(shè)計說明書應(yīng)包括按上述設(shè)計步驟進行設(shè)計的分析和思考內(nèi)容和引用的相關(guān)知識。 5. 要求打印 B5 紙，排版要求請向指導教師索取。 6. 每組單獨一個題目，每組上限 5 人。 時間安排 課程設(shè)計計劃時間 4 周。課程設(shè)計題目于 15 周下發(fā)。課程設(shè)計完成后于 18 周四下午下班前送交電子信息辦公室（實驗樓三樓），屆時指導教師安排短暫答辯。 輔導時間和地點 答疑請直接與指導教師聯(lián)系。 目 錄 華北科技學院課程設(shè)計 1 一、設(shè)計任務(wù)和要求…………………… ……… 2 二、設(shè)計目的 ………………………………………… 2 三、設(shè)計的具體實現(xiàn)………………………… … 3 ………………………………… 3 ………………… 4 …………………… 7 供電電路設(shè)計 ………………………… 9 …………………………… 10 …………………………… 10 …………………………… 11 …………………………… 12 …………………………… 13 … ………………………… 14 四、 系統(tǒng)調(diào)試與仿真 … ………………………… 23 五、心得體會和建議 …………………………… 24 六、附錄 ………………………………………… 26 七、參考文獻 …………………………………… 27 基于單片機的自行車里程計系統(tǒng)設(shè)華北科技學院課程設(shè)計 2 計 報告 一、設(shè)計要求 我國是自行車大國， 隨著人們生活水平的逐漸提高，人們對于生活質(zhì)量的要求也日益增加，尤其是對健身的要求。自行車在中國普遍作為代步工具。而在國外，自行車卻是一項十分受歡迎的健身運動。因為它無污染，價位低廉，老少皆宜。而且在運動過程中可以充分享受到大自然，對于忙碌的現(xiàn)代人來說，無疑是一種較好的放松方法。在中國這種情況也在慢慢發(fā)生變化。因此愛好自行車運動的人十分需要一款裝置，以知道自己的運動情況。并根 據(jù)外界條件，如溫度等進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)，已達到最佳運動的效果。 設(shè)計一個自行車車輪半徑已知，用霍爾傳感器測定出自行車的里程，并通過數(shù)碼管顯示出來的自行車里程表系統(tǒng)。 二、 設(shè)計目的 《單片機原理及接口技術(shù)》 專業(yè)課程設(shè)計， 完成一個課題的理論設(shè)計和實 驗調(diào)試任務(wù)，既加深專業(yè)知識的理解，又能培養(yǎng)專業(yè)實踐技能，提高 分析解決問題和解決問題的能力。 ，提高學生從別人經(jīng)驗，從其他學科找到解決問題的新途徑的悟性。 華北科技學院課程設(shè)計 3 、基本知識和基本技 能的能力，使自己 獲得從事本專業(yè)工程技術(shù)工作的基本訓練。 勇于探索，嚴謹推理，實事求是，用實踐來檢驗理論、全方位地考慮問題等科學技術(shù)人員應(yīng)具有的素質(zhì)。 對工作認真負責、一絲不茍，對同學友愛團結(jié)、協(xié)作攻關(guān)，對新事物能潛心考察，勇于開拓，勇于實踐的基本素質(zhì)。 掌握計算機和 EDA 工具軟件的能力 。 三、設(shè)計的具體實現(xiàn) 自行車的速度里程表的硬件電路設(shè)計是基礎(chǔ)部分，它包括信號的捕獲、放大、整形，單片機的計算處理，數(shù)碼管的實時顯示和單片機外圍基本電路的設(shè)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(chǎn)領(lǐng)域中信息的關(guān)鍵器件，是現(xiàn)代信息系統(tǒng)和各種設(shè)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(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕钠骷蜓b置。隨著信息產(chǎn)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(yīng)用的普及，需要大量的傳感器將被測或被控的非電信號轉(zhuǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)數(shù)是一種最基本的測量工作。 華北科技學院課程設(shè)計 4 單片機是本次設(shè)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 。 本 設(shè)計中，我們以 STC 公司 STC89C52 單片機為控制核心，采用霍爾傳感器 檢測自行車輪胎的運轉(zhuǎn)情況 ，通過一定的抗干擾處理和計算后，由 LED 顯示自行車的里程。本設(shè)計中，計數(shù)的正確性決定了本裝置的精度，如何在復雜的環(huán)境中得到正確的計數(shù)脈沖，是本設(shè)計的難點，初步的解決辦法是在硬件上進行合理的濾波，軟件上進行一定的算法處理。 其原理很簡單，因為車輪的直徑已知，車輪的圓周長便是恒定不變的。由此可以計算出 霍爾傳感器每發(fā)出一次計數(shù)脈沖自行車所走過的里程數(shù)。系統(tǒng)原理框圖如圖 。 圖 自行車里程計系統(tǒng)原理框圖 單片機的原理及應(yīng)用 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(shù)器等部件都制作在一塊集成芯片上，構(gòu)成一個外部信號 霍爾傳感器 里程顯示 STC89C52單片機 華北科技學院課程設(shè)計 5 完整的微型計算機從 而實現(xiàn)微型計算機的基本功能。 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標準功能： 8k字節(jié) Flash， 512字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門狗定時器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810 復位電路，2 個 16 位 定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。 STC89C51 管腳圖如圖 。 圖 STC89C52引腳圖 STC89C52 的主要管腳功能如下 ： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 7 D e c 2 0 1 2 S h e e t o f F i l e : C : \ 單片機 \ 自行車 \ 自行車 . d d b D r a w n B y :E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 0 / T1P 1 1 / T2P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D108 0 5 2S1S2abfcgde1234567edcdpbav8fdpg