【正文】 圖 22 電源電路 圖 發(fā)電機 MOTOR 由于車輪的摩擦發(fā)出 +15V 的交流電，經橋式整流電路整流， 3300ｕ F電容濾波后，經 的電阻限流，二極管 IN4148 的整流，然后給鎳氫電池充電。將發(fā)電機安裝自行車前叉上，通過車輪與發(fā)電機軸的摩擦使發(fā)電機軸轉動，從而使發(fā)電機發(fā)電。 S1是單片機的復位方式，系統采用按鍵電平復位方式； S2是電源開關， 并由D1 指示； S3 為速度和里程切換開關； S4 為限速切換開關，可以根據自身需要選擇不同的最大超速速度； S5為里程單位切換開關。 8031 可以提供系統控制所需的中斷、定時及存放中間結果的 RAM 電路，但片內沒有程序存儲器，因此單片機系統中除了應包括復位電路和晶振電路以外，還應擴充程序存儲器 。 方案二 、 用單片機對周期信號進行快速采樣，可獲得很多個離散值，在利用單片機的運算功能，進行運算。所以本設計采用方案三 功能選擇方案 功能選擇 開關是一種小型微動開關，其依靠手動輕微的壓力使開關的觸頭接通或斷開。 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，如果光敏電阻或發(fā)光二極管被泥沙或灰塵所覆蓋，光敏電阻就不能再進行測量；在霧天和雨天光敏電阻的測量的效果也不好。利用脈沖數對里程進行測量。將光敏電阻安裝在 電動 自行車前叉的一側，在同等高度的另一側安上一個高亮度的發(fā)光二極管。本設計可由電池供電并配有發(fā)電機系統與電池充電系統。 本方案的確定以性能可靠，價格便宜，使用及安裝方便為主要依據。“醉過方知酒濃，愛過方知情深”，只要我們肯實踐，就能開拓思路，提高處理實際問題的能力，并從中獲得無窮的樂趣。 為了適應社會要求，作為即將畢業(yè)的電子類大學生，必須注重系統設計能力的培養(yǎng)。 本設計的 智能 電動 自行車 里程 表主 要考慮現在人們的日常生活 電動 自行車 逐漸受到人們的歡迎 ，所以說這個產品具有開發(fā)價值。 因模塊化設計可以單獨實現各個模塊，在設計時能同時進行。現在世界上許多國家在智能研究與應用上 大力投資，以取得高端科技的領先地位。因此需要一種具有體積小、重量輕、性能可靠的儀表來取代機械儀表。本設計就是為了解決這一問題而進行的。 本設計屬于采集方面的問題，數 據 采集和控制系統是對生產過程或科學實驗中各種物理進行實時采集、測試和反饋控制的閉環(huán)系統。 因此本 設計中采用了模塊化的設計，各模塊設計好以后，只要進行良好地電氣 連 結，就能可靠地實現整體系統的功能?，F代科技的發(fā)展與人們的日常生活消費觀念的提高和改變，我相信這種產品一旦進入市場定會受的人們的青睞。而畢業(yè)設計便是具體的體現。 2 第一 章 總體方案的設計 總體思路 設計一個智能 電動 自行車里程表。設計中利用磁效應原理測量 電動 自行車行駛的里程和速度，沿著車圈的圓周均勻布置了 8個磁片，在 電動 自行車的前叉上固定了霍爾集成 開關元件，當磁片隨車輪的轉動通過霍爾元件時，由霍爾元件檢出并發(fā)出脈沖給單片機，單片機 AT90C2051 根據記錄的脈沖數和車型號計算里程、脈沖時間間隔計算出速度、加速度，當行駛速度大于最小值（ ）時記錄本次行駛時間，然后再 LED 顯示器輸出。本里程表還有自動啟動關機功能，以進一步降低功耗。在同等高度的輻條上貼上一圈黑色材料，并在黑色材料上打上等間距的小孔，這樣當小孔經過光敏電阻時，光敏電阻根據光電流的變化發(fā)出脈沖，從而測量里程。 方案三、利用霍爾元件對里程進行測量。而編碼器 必須安裝在車軸上，這樣安裝就會給用戶帶來很多不便。它體積小、重量輕、可直接插裝在電路板上、安裝方便等優(yōu)點，常用于電視機、錄象機、 VCD 等電子電路小信號的接通與斷開 。此方案精度高，并可計算響應信息。 報警方案 為了保證騎車人 因車速過快而造成 的安全 問題 ，本系統設置了報警系統。 輸出低電平時，控制 D2亮，表示此時顯示的里程值為 km/h,否則為 m/s。發(fā)電機發(fā)出的交流電經過一個整流橋變?yōu)橹绷?，這樣便可為電池充 電。開關 S 閉合后， 的電壓經 的電容濾波送給三端穩(wěn)壓器，之后三端穩(wěn)壓器輸出 5V 的電壓給單片機系統和霍爾傳感器供電。它的負極采用了新型材料，和鎳鎘電池相比具有以下優(yōu)點： 8 比能量高同一型號鎳氫電池的容量比鎳鋼電池的容量高 1． 5－ 2 倍，如 AA 型鎳鋼電池的容量一般為 ap－ 800 毫安 鎳氫電池沒有記憶效應，每次使用 后，不論有天殘余電量不用放電均可直接充電。 因此，鎳氫電池不僅可廣泛應用于電子設備、儀器儀表、電動工具、助動車及通訊設備，而且對于電動模型飛機而言，更可謂性能優(yōu)越。 LED 數碼管亮度高、醒目，電路復雜，但市場價格較低。系統中， 4 個共陽極的 LED 數碼管和 4 片74LS164 構成 4 位數字顯示電路， 7I4LS164 將串行輸入的顯示信息轉換成并行輸出，驅動數碼管顯示。 在單片機應用系統中， LED 數碼管顯示器的顯示方法有兩種：靜態(tài)顯示法和動態(tài)顯示法。因此，靜態(tài)顯示的優(yōu)點是程序簡單，顯示亮度大，單片機 CPU 的開銷小，節(jié)約 CPU的工作時間； 但其占用的 I/O 口線多，每一個 LED 都要占用一個 I/O 口，如上圖所示有 4 個 LED 就必須占用 4 個 I/O 口，硬件成本高，常用于顯示器數目較少的系統。為了防止各顯示器顯示同樣的數字，各個顯示器應該輪流顯示，在某一時刻只能是其中的一個數碼管點亮。 10 如 圖 24所示為單片機系統構成的 8位 LED動態(tài)顯示電路，該電路以 AT89C2051單片機為例。若系統只需至多 4位數碼管顯示，則 74LS138 可用 74LS139（ 2線～ 4線譯碼器）代替?；魻杺鞲衅饔袃煞N類型，一種是非線性的，主要用于控制功能，另一種是線性的，常用于測量某些變化的物理量。磁場 由外部的磁鋼產生。 圖 23 JK8002D 輸入 /輸出特性 霍爾元件結構簡單，形小體輕，無接觸點，頻帶寬，動態(tài)特性好，壽命長，因而 得到了廣泛的應用。 傳感器輸出值正比于磁場感應強度和控制電流之積。利用這一原理可以制成方位傳感器、轉速傳感器。 B磁感應強度 。對于集電極最大允許電流 ICM 的選擇主要也是根據三極管所帶的負載情況而計算的。另外在選擇大功率三極管時還要考慮它的安裝條件，以決定選擇塑封管還是金屬封裝的管子。它們的 13 ICM 一般在 50～ 500mA 之間，最大的不超過 。 本設計應用了二極管的正向導通特性。它和 89C51 指令系統兼容，引腳功能和最小系統構成也一樣，但與 89C51 單片機相比，具有以下優(yōu)點：片內帶 2KB 的Flash ROM。 AT89C 系列單片幾有四種型號： AT89C5 AT89C5 AT89C105 AT89C2051，其中 AT89C2051/1051 是 ATMEL 公司 AT89C 系列的新成員。 AT89C2051 芯片的 20個引腳功能為： Vcc 電源電壓。 XTAL1 反向振蕩器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 和 需要外部上拉，可用做片內精確模擬比較器的正向輸入（ AIN1）。 P3口的輸出緩沖器能接收 20 mA電流； P3 口寫入“ 1”后，內部上拉，可用輸入。 低功耗工作方式 AT89C2051 有兩種低功耗工作方式：空閑方式與掉電方式。 中斷或硬件復位可以終止空閑方式。 （ 2）掉電方式 掉電方式由掉電方式位 PD（ ） =1來設置，此時，振蕩器停止工作，設 17 置掉電方式的指令成為最后執(zhí) 行的 1 條指令，片內 RAM 和特殊功能寄存器內容保持不變。 硬件復位將重新定義特殊功能寄存器，但不影響片內 RAM。如何確定一次編程操作是否結束， AT89C2051 提供了以下兩種方法。 （ 2）準備好 /忙信號 在編程期間，引腳 （ RDY/BSY）提供了編程狀態(tài)。 寫鎖定位完成對閃速存儲器加密。擦除后，存儲陳列全為 FFH。 由于 AT89C2051 編程時需要利用 RST、 XTAL P1 口、 P3 口提供控制 信號與加載編程數 據 ，而這一要求常與用戶系統對這些引腳的要求或操作沖突，因此，在線編程不能直接在用戶工作電路中進行，而需要通過特殊電路處理才能實現。將編程器與用戶系統中 AT89C2051 相連并通過 MODEM 和電話線連接到控端。如果建立了連接， MODEM 就給編程器發(fā) 1個代碼喚醒它，編程器開始工作，接收傳輸的郵件，并對用戶系統 AT89C2051 進行編程。 89C2051 單片機是 Atme l公司生產的 C51 系列單片幾中的一種，是一種低功耗、高性能的 8位 CMOS 微型控制器芯片。 三端穩(wěn)壓器的選擇 這類穩(wěn)壓器有輸入、輸出和公共端 3 個端子，輸出電壓固定不變（一般分為若干等級）， CW7800 系列的輸出電壓為 5， 6， 9， 12， 15， 18， 24V 共 7 個檔次，這個系列產品的最大輸出電流可達 。 它有 3 個接線端：輸入端、輸出端和調節(jié)端。 （正負電壓集成穩(wěn)壓器） 有很多電路需要正負電源（如運算放大電路），正負電源通常可以用 1 個正壓穩(wěn)壓器和 1 個負壓穩(wěn)壓器來組成，而用跟蹤式集成穩(wěn)壓器更為 理想。例如要求 6伏輸出電壓，就可以選擇 CW780 21 CW78M06 或 CW78L06，其輸出電壓偏差在 177。輸出電容 Co 一般不采用大容量的電解電容器，只要接入 的電容器便可以改善負載的瞬態(tài)響應。 CW7800、 CW78M00、 CW78L00 系列是正輸出電壓穩(wěn)壓器， 圖 27 固定正電壓輸出應用電路 圖 28 具有輸入短路保護 電路 22 用三端固定輸出集成穩(wěn)壓器可以組成恒流源電路。 若電阻 R1為 1 個可變電阻器，就可以組成輸出電流可調的恒流源，為防止可變電阻器調到零時造成集成穩(wěn)壓器輸出端短路，在電路中串入小電阻 R2。比如選擇 CW7800系列可獲得正輸出電壓，選擇 CW7900 系列可獲得負輸出電壓。 單片開關式集成穩(wěn)壓器的一個重要優(yōu)點是具有較高的電源利用率，目前國內生產的 CW152 CW252 CW3524 系列是集成脈寬調制型，用它可以裝成開關型穩(wěn)壓電源。 （ 3）輸入電壓也不可過高，不要超過 Uimax，防止集成穩(wěn)壓器損壞。 （ 6）防止輸入端短路，如果輸出電容 CO較大，又有一定的輸出電壓，一旦輸入端短路，由于輸出端的電容存儲電荷較多，將通過調整管泄放，有可能損壞調整管，所以要在輸入與輸出端之間連接 1 個保護二極管，正極連輸出端，負極連輸入端。輪子開始轉圈后，系統進行記錄和計算，并根據速度 /里程開關的選擇顯示數值。 （ 2） 可以及時處理控制系統中許多隨機產生的參數與信息，即計算機具有實時處理的能力，從而提高了控制系統的性能。每計數一次，系統保存圈數值的同時保存定時器的計時值，并根據功能開關鍵實時顯示相應的值。 在中斷服務子程序編程時，首先要對中斷系統進行初始化，也就是對 幾個特殊功能寄存器的有關控制位進行賦值。在編程時要注意兩點：第一要能正確寫入控制字；第二 進行 計數初值的計算。 （ 4）置位 EA 使 CPU 開中斷（需要時）。 TP，則時間常數 TC=T/ TP 其中 TP為機器周 期，即 12/晶振頻率。 速度顯