基于单片机的自行车里程速度计设计

基于单片机自行车测速仪的设计摘要本设计主要阐述一种基于单片机与霍尔传感器等元件的测速仪设计。

以AT89C51单片机为核心，实现对自行车里程、速度、时间、温度等参数的测量，并能简单的将里程及速度用LCD实时显示。

在本文中详细介绍了测速仪的硬件电路和软件设计。

硬件部分利用霍尔传感器将每秒内的脉冲数传入单片机系统，然后经单片机系统计算处理并将过处理结果送LCD显示。

软件的设计采用模块化结构，使程序的逻辑关系更加简洁。

使硬件在软件的控制下协调运作。

仿真，所设计的硬件电路及软件程序是正确的，实际的硬件电路中也基本上能够满足设计要求。

关键词：里程/速度，时间，温度，霍尔元件，单片机，LCDAbstractThis design mainly elaborated based on MCU and Hall element of speed instrument design. Take STC MCU as the core, Hall element speed, realizes to the bicycle mileage, speed, time, temperature measurement, and a simple bicycle mileage and speed with the LCD real time display. The hardware part using the Hall element will bike per second pulse number of incoming MCU system, and then by the single chip microcomputer system calculation processing and processing result to the LCD display. Program design in order to facilitate the expansion and the change, the software design uses the modular structure, make the logic relations more concise. Make hardware tocoordinatethe operation under the software control. Simulation experiments show that the designed hardware circuit and software program are correct, practical hardware circuit also basically can satisfy the design requirement, but due to the knowledge, in practice there are still some problems in the hardware circuit.Keywords: Mileage / speed,time, temperature, Hall element, MCU,LCD目录错误!未找到引用源。

【关键字】设计编号：____________审定成绩：____________毕业设计（论文）设计（论文）题目:基于单片机的电子车速里程表的设计单位（系别）：自动化系学生姓名：专业：电气工程及其自动化班级：学号：指导教师：答辩组负责人：填表时间：20 15 年 6 月重庆邮电大学移通学院教务处制重庆邮电大学移通学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目基于单片机的电子车速里程表的设计学生姓名系别自动化系专业电气工程及其自动化班级七班指导教师职称副教授联系电话备注：此任务书由指导教师填写，并于毕业设计(论文)开始前下达给学生。

摘要自行车自1868年引入我国已有一百多个年头。

随着国内人均GDP的增长，自行车从普通的运输、代步工具发展成为人们休闲娱乐与锻炼的首选。

自行车凭借着高科技带来的高配置和它自身的优势，逐渐的又吸引了大家的眼球。

随着周边环境的破坏污染，自行车必然会有着大好的发展空间。

人们可以通过一些简单的仪器仪表了解实时里程、速度。

可是现在的汽车或者摩托车的仪表片都是机械式的，不方便驾驶员直接捕捉信息。

所以在此次设计中我们将想办法把速度时间等数据通过LED显示出来。

本论文主要阐述一种基于单片机的自行车速度/里程计的设计。

以AT89C51单片机为核心，采用ITR-9707光电传感器测转，A T24C02 实现在系统掉电的时候保存里程信息。

通过频率测量模块和转换模块将数据递给MCS，再通过数据存取模块与LED 模块显示速度和里程。

完成此次的测量显示。

文章详细介绍了自行车速度/里程计的硬件电路和软件设计。

在设计硬件电路的时候，将光电传感器采集的脉冲信号给单片机处理并显示出来。

在此还增加了时间显示功能和超速报警功能。

软件系统设计部分采用C++软件对每一个模块进行编程。

最终达到设计目的。

【关键词】：里程速度光电传感器单片机ABSTRACTBicycle has been introduced to our country more than one hundred years since 1868. As the growth of the domestic per capital the GDP, the bicycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking, but becomes the first choice of entertainment and exercising. Bicycle with high-tech brings high configuration and its own advantages, gradually attracted everybody's eyes again. With the destruction of the surrounding environment, bicycle is bound to have good development space. But now the car or motorcycle instrument are mechanical, the driver could not directly capture information. So we will think of some way to put speed in the design time, such as data displayed by LED.In these paper, the bicycle speed/mileage design based on the Hall element is Single Chip Microcomputer. By AT89C51 as kernel, using ITR-9707 Photoelectric sensor to measure revolution, the measure and statistic are achieved. The range information are saved by AT24C02 when the power is off. The date through frequency measurement module and data conversion module be passed to the MCS, and then the speed and mileage were displayed by access module and LED module. Complete the measurement display.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 second of the bicycle into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. And an increase of time display and speed alarm. Software system design part adopts C++ software for programming each module. Finally, we can achieve the design purpose.【Key words】: Mileage speed Photoelectric sensor Single Chip Microcomputer目录第四节数据存取模块..................................................................................... - 16 -一、AT24C02简要介绍................................................................................. - 16 -二、工作方式.................................................................................................. - 16 - 第五节显示模块............................................................................................. - 16 -一、外界芯片74LS245/74HC138 ................................................................. - 16 -二、工作原理.................................................................................................. - 17 -第六节超速报警电路模块............................................................................. - 17 - 第七节其他模块............................................................................................. - 17 -一、时钟电路的设计...................................................................................... - 17 -二、工作电源的设计...................................................................................... - 18 -三、开关电路的设计...................................................................................... - 18 - 第四章系统的软件设计..................................................................................... - 19 - 第一节测量算法概述..................................................................................... - 19 - 第二节中断子程序的设计............................................................................. - 19 - 第三节数据处理程序设计............................................................................. - 20 -一、里程计算服务程序.................................................................................. - 20 -二、速度计算服务程序.................................................................................. - 22 - 第四节显示服务程序的设计......................................................................... - 22 - 第五章系统可靠性设计和功能实现................................................................. - 24 - 第一节硬件系统的可靠性设计方法............................................................. - 24 - 第二节软件系统的可靠性设计..................................................................... - 24 - 第三节功能实现............................................................................................. - 26 - 结论..................................................................................................................... - 26 - 致谢..................................................................................................................... - 27 - 参考文献................................................................................................................. - 28 - 附录..................................................................................................................... - 29 -一、英文原文..................................................................................................... - 29 -二、英文翻译..................................................................................................... - 33 -三、电路图......................................................................................................... - 36 -四、PCB图 ........................................................................................................ - 37 -五、源程序.................................................................................错误!未定义书签。

基于单片机的自行车里程表设计一、引言二、系统总体设计方案（一）功能需求分析自行车里程表需要实现以下主要功能：1、准确测量自行车行驶的里程。

2、实时显示里程数据。

3、具备低功耗特性，以保证长时间使用。

（二）系统组成本系统主要由传感器模块、单片机控制模块、显示模块和电源模块组成。

1、传感器模块用于采集车轮转动的信息。

2、单片机控制模块负责对采集到的数据进行处理和计算。

3、显示模块用于向用户展示里程等相关信息。

4、电源模块为整个系统提供稳定的工作电压。

三、硬件设计（一）传感器选择常见的用于测量自行车车轮转动的传感器有霍尔传感器和光电传感器。

霍尔传感器通过感应磁场变化来检测车轮转动，具有精度高、稳定性好的优点；光电传感器则通过检测光的遮挡来判断车轮转动，成本相对较低。

综合考虑，本设计选用霍尔传感器。

（二）单片机选型单片机作为系统的控制核心，需要具备一定的运算能力和接口资源。

考虑到成本和性能要求，选用 STC89C52 单片机。

（三）显示模块为了使里程表的显示清晰直观，选用液晶显示屏（LCD）。

LCD 具有低功耗、显示内容丰富等优点。

（四）电源模块由于自行车在行驶过程中震动较大，选用可充电的锂电池作为电源，并通过稳压芯片将电压稳定在系统所需的工作电压范围内。

四、软件设计（一）主程序流程系统上电后，首先进行初始化操作，包括单片机内部资源的初始化、传感器的初始化和显示模块的初始化。

然后进入主循环，不断采集传感器的数据，并进行计算和处理，将里程数据实时显示在显示屏上。

（二）里程计算算法根据传感器检测到的车轮转动信号，结合车轮的周长，通过累积计算得出行驶里程。

（三）显示程序设计合理的显示界面，将里程数据以清晰易读的方式呈现给用户。

五、系统调试与测试（一）硬件调试在焊接完成后，首先检查电路是否存在短路、断路等问题。

然后使用万用表等工具对各个模块的电源电压、信号电平进行测量，确保硬件工作正常。

（二）软件调试通过单片机的在线调试功能，逐步调试各个功能模块的程序，查看变量的值和程序的执行流程，排除软件中的错误。

届．别． 2013届学号毕业设计基于单片机设计的自行车测速系统姓名系别、专业导师姓名、职称完成时间1目录摘要 .............................................................. 3矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

Abstract............................................................ 3聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

1 绪论 ........................................................... 4残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。

1.1 课题背景 ................................................. 5酽锕极額閉镇桧猪訣锥。

1.2 课题主要任务及内容........................................ 5彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

1.3 任务分析与实现............................................ 5謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。

2 系统设计 ....................................................... 6厦礴恳蹒骈時盡继價骚。

2.1 硬件方案设计.............................................. 6茕桢广鳓鯡选块网羈泪。

2.2 软件方案设计.............................................. 7鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。

2.3 硬件电路设计.............................................. 8籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。

2.3.1 概述................................................ 8預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。

毕业设计报告(论文) 基于单片机的多功能自行车里程速度仪设计所属系电子工程系专业自动化学号01212117姓名陆奕喆指导教师辛海燕起讫日期2016.02 ---2016.05设计地点东南大学成贤学院实验大楼502东南大学成贤学院毕业设计报告（论文）诚信承诺本人承诺所呈交的毕业设计报告（论文）及取得的成果是在导师指导下完成，引用他人成果的部分均已列出参考文献。

如论文涉及任何知识产权纠纷，本人将承担一切责任。

学生签名：日期：基于单片机的多功能自行车里程速度仪设计摘要当今社会，能源资源越来越紧缺，全世界，包括中国都在倡导绿色出行，骑车出行越来越成为一种时尚，风格，甚至一种生活态度，随着自行车的不断普及与发展，与之相关的一些配套设备也将蓬勃发展，码表就是其中之一。

一个好的码表集美观、实用、功能多样于一身，码表应该在能够正常稳定的基础上尽可能多的显示骑行者所需信息，方便骑行者调整自身。

本次设计将UBLOX- GPS芯片接收到的信息与霍尔元件接收的脉冲通过单片机处理以后传输到一块LCD12864显示芯片中，从而将定位速度信息显示出来。

本文主要介绍所用芯片的特点，并将这些芯片按照一定方式组合起来，再通过软件的编程使每个芯片发挥应有的作用。

单片机有体积小，能耗低，稳定性好的特点，可以获得理想的效果，从而产生一个优秀的自行车码表。

关键词：UBLOX- GPS；单片机；霍尔元件Design of Multifunctional Bicycle Speedmeter Based on MCUAbstractIn today's society , more and more scarce energy resources leads the world , including China,Advocating green trave . Cycling is becoming more and more fashionable, style, and even a kind of life attitude. With the popularization and development of bicycle, some related equipment will also be developed,which contains Cycle Computers. A good Cycle Computer must Contain beautiful, practical, functional diversity. Cycle Computers should be based on the stability as much as possible, and they also should display the riders the necessary information they need, to make riders adjust themselves simply.This design makes the GPS UBLOX- chip receiving the information and Holzer components receiving the pulse and then transmitted through the MCU to a LCD12864 display chip，which will display the location and speed information.This paper mainly introduces the characteristics of the used chips,and the chips are combined in a certain way. Programming through the software to play the role of each chip.MCU has a small size, low energy consumption, good stability characteristics.We can obtain ideal results,so that a great bike computer is going to be created.Keywords:UBLOX- GPS;MCU;Hall element目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2国外现状 (1)1.3国内现状 (1)1.4发展前景 (1)1.5 功能介绍 (2)1.6设计内容与预期结果 (2)第二章系统方案设计 (3)2.1系统总体设计 (3)2.2系统设计原则 (3)2.3单片机选择 (3)2.4显示模块的选择 (4)第三章系统硬件电路 (5)3.1 主控模块 (5)3.1.1 STC89C52 (5)3.1.2 STC89C52的主要特点 (5)3.2 时钟电路 (6)3.3 复位电路 (7)3.4 GPS模块 (7)3.5 霍尔测速模块 (8)3.6 LCD 12864显示模块 (9)3.7 接口转换电路 (10)第四章系统软件 (11)4.1主程序 (11)4.2 GPS数据解析程序 (12)4.3霍尔元件处理程序 (12)4.4 LCD 12864显示模块程序 (13)4.5 小结 (13)第五章心得与体会 (15)致谢 (16)参考文献（References） (17)附录：系统总体程序 (18)第一章绪论1.1研究背景随着人们生活水平提高，越来越多的人更加注重生活质量，与世界他国的接触越来越多，文化的交融，政策的变化致使一些曾经不被人们重视的东西也越来越被人重视。

届．别． 2013届学号毕业设计基于单片机设计的自行车测速系统姓名系别、专业导师姓名、职称完成时间word格式.目录摘要 (3)Abstract (4)1 绪论 (5)1.1 课题背景 (5)1.2 课题主要任务及容 (5)1.3 任务分析与实现 (5)2 系统设计 (6)2.1 硬件方案设计 (6)2.2 软件方案设计 (7)2.3 硬件电路设计 (8)2.3.1 概述 (8)2.3.2 系统总电路图 (9)2.3.3 单片机简介 (9)2.3.4 单片机的引脚功能介绍 (10)2.3.5 单片机中断系统介绍 (10)2.3.6 传感器及其测量系统 (11)2.3.7 霍尔传感器的测温原理 (11)2.3.8 集成开关型霍尔传感器 (12)2.4 单片机外围电路的设计 (13)2.4.1 时钟电路的设计 (13)2.4.2 复位电路的设计 (14)2.4.3 显示电路的设计 (15)3 软件程序设计 (16)3.1 概述 (16)3.2 总体程序设计 (16)3.3 中断子程序设计 (18)结论 (19)参考文献 (20)致 (20)附件一：总体原理图设计 (21)摘要随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。

自行车的速度里程表能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。

本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车的速度里程表的设计。

以 STC89C52 单片机为核心，A44E 霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度的测量统计，并能将自行车的里程数及速度用LED实时显示。

文章详细介绍了自行车的速度里程表的硬件电路和软件设计。

硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。

软件部分用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。

该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。

基于单片机自行车测速系统设计摘要随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。

自行车的速度里程表能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。

本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车的速度里程表的设计。

以 AT89C52 单片机为核心，A44E 霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度的测量统计，采用 24C02 实现在系统掉电的时候保存里程信息，并能将自行车的里程数及速度用LED实时显示。

文章详细介绍了自行车的速度里程表的硬件电路和软件设计。

硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。

软件部分用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。

该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。

关键词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LED显示Bike speed system design based on single chipABSTRACTWith the developing of people’s life, the bicycle is not only th e universal tool of transportation and substitute for walking, but becomes 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 bicy cle. 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 Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer 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, common sub-program, and meets the demand of design..Keyword：Mileage / speed; Hall element; Single chip microcomputer; LED引言自行车被发明及使用到现在已有两百多年的历史，这两百年间人类在不断的尝试和研发过程中，将玩具式的木马车转换到今日各式新颖休闲运动自行车，自行车发展的目的也从最早的交通代步的工具转换成休闲娱乐运动的用途。

第10卷第2期2010年6月南京工业职业技术学院学报Jour nal o fNan ji n g Institute o f I ndustry Techno logyV o.l 10,N o .2J un .,2010收稿日期:2010 04 10作者简介:徐丽萍(1966 ),女,江西广丰人,南京工业职业技术学院高级工程师,副教授,工程硕士,研究方向:电子与通讯。

基于AT89S51单片机自行车里程/速度计的设计徐丽萍(南京工业职业技术学院 电气与电子工程学院,江苏 南京 210046)摘 要:设计并制作了一款以AT 89S51单片机为主控制器,使用霍尔传感器进行自行车里程/速度测量的装置。

这种装置通过检测霍尔传感器在一定时间内自行车轮胎旋转圈数,再利用软件编程将圈数转换成自行车行驶的里程和速度,最后用数码管显示里程和速度。

这种装置具有超速讯响提醒功能,也可以运用于电动自行车、摩托车及汽车等机动车的仪表上。

关键词:霍尔传感器;单片机;计数法;里程;速度中图分类号:TP216+.2 文献标识码:A 文章编号:1671 4644(2010)02 0028 03 速度测量通常可以用计数法、测脉宽法来进行测量。

所谓计数法就是给定一个闸门时间,在闸门时间内计数输入的脉冲个数;测脉宽法是利用待测信号的脉宽来控制计数门,对一个高精度的高频信号进行计数。

由于闸门与被测信号不能同步,因此这种方法均存在 1误差的问题。

计数法适合高频信号测量,测脉宽法适合低频信号测量。

使用单片机进行自行车速度的测量,可以使用简单的脉冲计数法,只要转轴每旋转一周,产生一个或固定的多个脉冲,并将脉冲送入单片机中进行计数,即可获得转速信息。

霍尔传感器是对磁敏感的传感元件,常用于开关信号采集,如CS3020、CS3040等。

本电路的传感器采用CS3020,它是由电压调整器,霍尔电压发生器,差分放大器,施密特触发器和集电极开路的输出级组成的磁敏传感电路,其输入为磁感应强度,输出是一个数字电压讯号[1]。

基于单片机的自行车里程速度计设计摘要随着自行车行业和电子技术的发展，自行车里程速度计技术也在不断进步和提高，用户对自行车里程速度计的要求也越来越高，因此设计了自行车里程速度计。

本文主要研究了以单片机为基础的自行车里程速度器的设计。

采用STC89C52单片机为主要控制芯片，运用自行车车轮上的传感器进行计数，通过一定时间间隔对信号的采集，结合自行车本身车轮参数，经过单片机对采集信号进行分析计算，最终在液晶显示器LCD 上显示车辆行驶的里程和速度，同时运用其他按键分别自行车单里程计数，瞬时速度、最大速度和平均速度显示，具有超速报警。

该设计重点阐述了系统的工作原理、硬件构成、各部分的主要功能以及软件的结构和实现。

自行车里程速度计的设计本着安全、方便、节能、人性化的原则进行，可使现代生活显著提高。

关键词：自行车,STC89C52, LCD1602IBicycle mileage velocity meter based on MCUABSTRACTAlong with the development of the bicycle industry and electronic technology, bicycle speedometer technology is also in constant progress and improve, user demand for bicycle mileage is more and more is also high, so I chose bicycle mileage speedometer This article mainly introduced take the monolithic integrated circuit as the foundation rental car fare register design. Uses the 89C52 monolithic integrated circuit for the primary control chip, using the pressed key signal imitation rental car wheel counting signal, simultaneously utilizes other pressed keys to control the rental car movement to carry passengers separately/the spatial vehicle condition, the kilometer idea regulation/waiting time and the traveling schedule expense amount to the demonstration. The system used three groups of nixietubes, the utilization dynamic display technology has demonstrated the distance in kilometer, the standby period and the expense separately. Meanwhile carries on the design using the software programming to the monolithic integrated circuit timer, produces the waiting timed pulse signal.this article elaborated with emphasis system's principle of work, the hardware constitution, various part of major functions as well as software's structure and realizes.The mileage log system with STC89C52 as control core, using sensors to detect signals, by a certain time interval signal collection, in combination with itself, bicycle wheel parameters through single chip microcomputer for the analysis of the collected signal, finally displayed on the LCD screen LCD vehicle mileage and speed, overspeed alarm。

基于单片机自行车里程计目录1 概述 (2)2 设计要求 (2)2.1 设计目的 (2)2.2 课题简介 (2)3 总体构思 (2)4 硬件部分介绍 (3)4.1 AT89C51芯片简介 (3)4.2 硬件设计 (4)5 软件部分 (5)5.1 初始化程序 (6)5.2 主程序 (8)5.3 用外部中断0实现的里程计数程序 (9)5.4 里程、速度处理程序 (11)5.5 显示子程序 (14)5.6 延时子程序 (16)6 调试 (16)6.1 硬件调试 (16)6.2 软件调试 (16)7 总结与展望 (18)8 参考文献 (18)9 附录 (18)9.1 电路原理图 (19)9.2 源程序 (20)1 概述自行车被发明及使用到现在已有两百多年的历史，在这两百年间人类在不断的尝试与研发过程中，自行车发展的目的也从最早的代步工具转换成休闲娱乐的用途，随着生活水平的提高，人们希望自行车的功能更强大，而里程计/速度计正满足了这个需求。

现在先进的里程/速度计不仅能显示实时的速度和里程，还显示时间，甚至具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量消耗等功能。

2 设计要求2.1 设计目的本设计采用AT89C51单片机作控制，利用霍尔元件等器件设计一个可用LED数码管显示当前自行车行驶的距离及速度并具有超速报警功能的自行车里程/速度表，使其作为自行车的一种辅助工具，让自行车的功用更强大，给人们带来更多的方便。

2.2 课题简介自行车被发明及使用到现在已有两百多年的历史，在这两百年间人类在不断的尝试与研发过程中，自行车发展的目的也从最早的代步工具转换成休闲娱乐的用途，随着生活水平的提高，人们希望自行车的功能更强大，而里程计/速度计正满足了这个需求。

现在先进的里程/速度计不仅能显示实时的速度和里程，还显示时间，甚至具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量消耗等功能。

由于时间有限，本设计完成的功能减为两个，即测量并通过LED数码管进行动态显示当前的速度和里程，并在超速时发出警报。