自行车里程表的设计【开题报告】
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毕业设计(论文)开题报告题目:自行车里程表的设计专业:电子信息工程一、选题的背景、意义192个国家的谈判代表召开峰会,商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案,即2012009年12月7日开是在丹麦首都哥本哈根召开的《哥本哈根世界气候大会》,来自2年至2020年的全球减排协议,就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。
气候变化已经成为全世界共同关注的焦点问题,节能减排迫在眉睫,全球各个国家都在为节能减排做进一步的努力。
加之2008年爆发的经济危机的影响之深远,让每一个身处社会的人都心有余悸。
但是在这经济危机爆发的时刻,人来面临的能源问题,远比经济危机要让大家头痛得许多,中国正在积极推动企业的节能减排,提高全社会节能减排的意识。
电电动自行车是绿色节能的交通工具,在城城市化发展的进程中电动自行车满足了消消费者出行半径增大的需求。
经过15年的快速发展,电动自行车产业已经进入了成熟期,产品的质量不断提高,技术创新成果普遍应用。
中国已成为全球电动自行车的制造、消费大国,目前中国市场年产销量超过2000万辆,整个产业链的经济规模达到1000亿以上,从业人员近500万人。
整车企业1000余家、6000余家相关联配套企业、100000家经销商、市场保有量达 1.2亿辆,电动自行车成为中国一个重要的产业,也是中国老百姓主要的交通工具。
目前平均每四户居民家庭中就有一辆电动自行车,电动自行车已经成为城乡人民生活中的一种重要的消费品。
2009年以来,面对世界金融危机的挑战,电动自行车产业依然保持了平稳发展。
中国自行车协会助力车专业委员会的统计,50家主要生产电动自行车的企业,1-8月份累计总产量为656万辆,同比增长13%。
另外,根据国家统计局的统计,1-8月份行业规模以上企业电动自行车产量累计生产为445.5万辆,同比增长8.7%。
两个不同口径的统计数字均说明,2009年的前8个月行业仍然是增长的态势。
1989年清华第一台电动自行车样机到现在二十年的时间,中国电动自行车行业经历了从无到有,从小到大的过程,目前年产量已达2000万辆以上,社会总需求量在5亿辆以上。
设计自行车里程计摘要:自行车是人们出行必不可少的交通工具,大多数的自行车都没有里程计。
对此,我通过对自行车里程计进行了研究。
我利用电磁感应原理设计出了一种新型的自行车里程计,有望在不久的将来用于实践。
关键词:里程计、速度随着科技的发展,汽车和摩托车等交通工具都装有里程计,而与我们生活息息相关的自行车大部分都没有里程计。
能否设计自行车里程计?在物理学中我们知道当闭合电路的一部分导体切割磁感线时会有感应电流产生。
能否利用这一原理把非电量的距离物理量转化成电流信号进行里程的传感?于是我通过大量的思考与实践,设计了一种新型的自行车里程计,以下是我设计的思路:1、实验原理:当自行车转动一圈时,闭合电路的一部分导体就切割磁感线一次。
记录下切割的次数再乘以自行车轮的周长,就可以知道自行车所行驶的路程。
2、实验步骤:先将一块小磁铁固定在自行车前轮的钢圈上,让它能随车轮一起转动。
接着,把一个干簧管固定在前轮支架和磁铁相对应的位置上,要求保证磁铁随前轮转动时不与干簧管接触,将计算器固定在自行车龙头的正中间,然后将干簧管的触点用两根导线连接到计算器的输入端。
用刻度尺量出车轮的直径,并记下它的直径为60cm,在利用圆周长公式来进行计算,算出来的结果为188.4cm,也就相当于车轮每转动一圈,就行驶了 1.88m。
当磁铁随前轮每转动一圈,磁铁和干黄管就在对应的位置进行一次磁感应切割,干簧管的触点就闭合一次,计算器就记数一次,通过圆周长的运算公式,就显示自行车行走的路程,计算器将自行车前轮转动的圈数累计起来,通过公式运算,就得出自行车所走的路程。
此设计图如下:通过此设计图我们可以知道当磁铁转动一圈后,也就是计算器记下1的示数,在利用计算器设计一个程序,就是把每圈的示数变为公里数,即一圈为1.88m,这一原理是利用电磁感应使计算器算出其一圈所通过的路程来设计的,计算器设计图如下:通过上图可以知道,当自行车转动x圈后,下面的公里数也会跳动,这种计算器可以让我们知道自行车转动的圈数,同时也可以知道自行车转动几圈后,走了多少米,以及自行车转动一圈是多少米。
电子系统设计报告设计题目自行车里程表的设计自行车里程表一:明确设计要求1.可以适用不同尺寸自行车,轻便、省电、全天候野外使用,总里程<999.99km 2.可以轮流显示或选择显示(显示数制为十进制数):里程——当前行驶里程;速度——当前3.6秒内平均速度(单位:km/h);最大速度——本次行驶中的最大速度(单位:km/h);最大加速度——本次行驶中的最大加速度(单位:m/2s);行驶时间——当前行驶累计时间(时、分、秒)北京时间――实际的北京时间(时、分、秒)3.考虑到要求省电全天候野外使用,选用一个3V电源4.体积小、结构可靠,便于安装及使用根据以上设计要求,可以画出自行车里程表的面板图如下:功能说明:各按钮(除时、分的调时间按钮)为电平输出(时、分脉冲输出),按下为高电平;电源接通后,最上面的工作指示灯亮,此直接用硬件电路实现,不包括在控制系统各按钮旁为LED灯,灯亮原理同电源灯;里程等单位显示LED灯采用控制系统信号输出控制二:确定系统方案将整个自行车里程表分为以下几个模块:系统时钟模块、计时与时间显示模块、传感模块、里程显示模块、最大加速度显示模块、最大速度显示模块、速度显示模块下面根据设计要求对各模块设计要求:(1)系统时钟模块产生1Hz和32Hz的系统时钟脉冲和其他后面所需要时钟脉冲(2)传感模块用霍尔器件产生里程脉冲,并要有行驶信号(3)计时与时间显示模块六位数码管分别显示时、分、秒,有校时按钮以及显示北京时间和行驶时间的切换功能(4)里程显示模块工作在7位里程记录,精确到0.1m,显示到0.01km(舍入方式)即5位显示(5)速度显示模块记录当前时间之前3.6s内的平均速度(定义为当前平均速度)(6)最大速度显示模块记录行程中最大当前速度(7)最大加速度显示模块记录行程中最大加速度根据系统方案可画出系统总体方框图,如下图所示三:设计数据子系统选择合适的器件以实现上述各模块电路 (1)系统时钟模块器件: CD4060-14位二进制异步计数器(带振荡器) 74LS74-双上升沿D 触发器 石英晶体32768Hz用CD4060和石英晶体构成振荡器并分频102,得到32Hz 脉冲,再经74LS161和74LS74二分频输出秒脉冲,同时利用32Hz 脉冲分频得到3.6s 脉冲及10/3.6 s 脉冲。
光电式自行车速度里程表开题报告第一篇:光电式自行车速度里程表开题报告一.课题研究的意义,国内外研究现状、水平和发展趋势1.课题研究的意义随着生活水平的逐步提高,环保节能意识的增强,自行车成为人们出行的主要交通工具,普及率越来越高。
我国是人口大国,也是自行车大国,随着生活节奏不断加快,自行车已经不仅是运输、代步的工具,而且是代表绿色、休闲、运动、节能。
因此其辅助作用变的越来越重要,而且人们希望自行车的娱乐休闲、锻炼功能越来越多,能给大家带来更多的健康与快乐。
在这个背景下,自行车的里程表作为自行车的一大辅助工具迅速发展起来。
科学、美观、合理设计自行车里程表有一定的使用价值,他能合理计算出速度及公里数,使运动者运动适量,达到健康运动与代步的最佳效果。
2.国内外研究现状、水平和发展趋势面向21世纪,自行车成为我国大城市交通系统中不可或缺的重要组成部分。
自行车对我国大城市的交通具有重大的影响,它对于我国大城市居民的重要程度堪比小汽车之于美国人的重要程度。
随着社会的进步,科技的日新月异,大城市的机动化越来越高,自行车的作用和重要性会自然的被削弱。
但是在交通拥挤的大城市,自行车作为一种方便快捷的出行方式,它在大城市当中仍然会长期存在并扮演着重要的角色。
因此承认自行车在我国大城市中的合理地位以及作用不仅对我国城市居民有利,对我国的城市交通系统的长远发展也是有利的。
可持续发展的交通是我国城市可持续发展中的重要组成部分,然而,在目前,我国城市交通问题日益严重,交通堵塞、交通事故几乎成了困扰城市居民出行的顽疾,行车难、停车难也是令城市居民头疼的大问题。
日益严重的交通问题也严重造成城市生态环境的恶化,制约了我国城市的快速发展。
因此,如何优化我国城市的交通系统,保护城市环境,成为我国城市可持续发展的重要课题。
在城市的可持续发展过程中,自行车无疑是比较合适的出行选择,它在节能和环保两个方面都占有巨大的优势。
而在世界上,许多发达国家也正在大力发展自行车交通。
毕业设计开题报告题目自行车里程表的研究与设计学生姓名赵聪州学号20076084 班级方0709-1 专业电子信息工程(铁道信号方向)一、研究背景我国是自行车大国,随着人们生活水平的不断提高,自行车已经不仅仅是运输、代步的工具,其辅助功能也变得越来越重要。
因此,人们希望自行车的娱乐、休闲、锻炼的功能越来越多,能带来大家更多的健康与快乐。
在这个背景下,自行车里程表作为自行车的一大辅助工具迅速发展起来.科学、美观、合理设计自行车里程表有一定的实用价值.它能合理计算出速度及公里数,使运动者运动适量,达到健康运动与代步的最佳效果。
随着自行车里程表的发展,其功能也逐渐从单一的里程显示发展到速度、时间显示,甚至有的还具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量消耗等功能,让人能清楚地知道当前的速度、时间、里程等物理量。
二、预期达到的目标本系统可以实现自行车在行驶过程中速度,里程数和时间的显示功能。
系统元件简单,实用性强。
霍尔传感器是利用霍尔效应把磁输入信号转换成电信号的器件。
把开关型霍尔传感器安装在自行车贴近车轮的支架上,磁钢安装在辐条上,当磁钢靠近霍尔传感器的时候,传感器输出一个无抖动的低电平,单片机根据此信号可计算里程、速度等。
本系统是由数据采集,单片机控制系统,液晶显示三部分构成。
其中数据的采集是由霍尔传感器来完成的,其中关键的处理由单片机系统来完成,输出的信号由液晶进行显示,显示当前的行驶里程情况。
以上所诉就是整个系统的总体设计思想。
三、研究方案(1)毕业设计目的:设计一个可显示速度,距离以及秒表等功能的自行车里程表,具体功能如下:①.使用LCD进行数据显示;②.能实时显示当前日期、时间;③.能实时显示自行车当前速度(NS)、本次行车里程(TJ)、本次行车平均速度(AS)。
(2)毕业设计分析:在此设计中我的主要工作对里程表所要实现的功能编程,完成软件的调试运行。
本系统共分为模块:数据采集模块、单片机控制模块、液晶显示模块。
山西大学课程设计(论文)报告课题名称:自行车里程表姓名:学号:专业班级:系别:指导老师:设计时间:设计地点:教学楼摘要以74LS160芯片为核心,通过产生的相应基脉冲触发相应计数器进行计数,再经译码驱动器驱动数码管显示,实现自行车里程的测量,以及对行驶时间的测量。
【关键词】计数器、基脉冲、数码管、74LS160芯片目录一、作品要求 (1)二、课程设计思路 (1)三、具体方案选择 (2)四、实施方案 (3)五、方案实施所用器件相关资料 (5)六、制作总结及体会 (7)七、参考文献 (8)一、作品要求设计一个可以适用的自行车里程表。
设计要求:1.功能描述:可以轮流显示或选择显示:里程(当前行驶里程),速度(当前平均速度km/h),时间(当前行驶累计时间,时、分、秒)。
2. 技术指标:(1)里程表显示范围:0~999.99km。
(2)6位数字显示。
(3)显示刷新时间:1s。
(4)电源电压:9V。
3. 画出自行车里程表的电原理图,并选择元件参数。
二.课程设计思路1、里程显示、行驶时间显示、速度显示显示里程,首先需产生一个基脉冲为0.01km=10米,基脉冲触发计数器进行计数,从0开始,每来一个基脉冲,计数器计数一次,直到计数为99999。
因此需要设计一个10万进制计数器,对于小数点可通过控制数码管显示一个点即可。
显示时间,首先需产生一个基脉冲——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。
即“秒脉冲信号”(频率为1Hz)。
秒脉冲触发计数器中进行计数。
由于计时的规律是:60秒=1分,60分=1小时,24小时=1天,就需要分别设计60进制,24进制计数器,各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器,得以显示相应数据。
显示速度,有两个方案:(1)测量一定时间间隔T内,自行车车轮转过的圈数N。
假设车轮周长为L,则速度V=N*L/T(2)测量自行车车轮转过一圈的时间T,则速度V=L/T基于目前所掌握知识,不太好实现,除非用单片机,在此不作此要求。
毕业设计(论文)开题报告题目:自行车里程表的设计专业:电子信息工程一、选题的背景、意义192个国家的谈判代表召开峰会,商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案,即2012009年12月7日开是在丹麦首都哥本哈根召开的《哥本哈根世界气候大会》,来自2年至2020年的全球减排协议,就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。
气候变化已经成为全世界共同关注的焦点问题,节能减排迫在眉睫,全球各个国家都在为节能减排做进一步的努力。
加之2008年爆发的经济危机的影响之深远,让每一个身处社会的人都心有余悸。
但是在这经济危机爆发的时刻,人来面临的能源问题,远比经济危机要让大家头痛得许多,中国正在积极推动企业的节能减排,提高全社会节能减排的意识。
电电动自行车是绿色节能的交通工具,在城城市化发展的进程中电动自行车满足了消消费者出行半径增大的需求。
经过15年的快速发展,电动自行车产业已经进入了成熟期,产品的质量不断提高,技术创新成果普遍应用。
中国已成为全球电动自行车的制造、消费大国,目前中国市场年产销量超过2000万辆,整个产业链的经济规模达到1000亿以上,从业人员近500万人。
整车企业1000余家、6000余家相关联配套企业、100000家经销商、市场保有量达 1.2亿辆,电动自行车成为中国一个重要的产业,也是中国老百姓主要的交通工具。
目前平均每四户居民家庭中就有一辆电动自行车,电动自行车已经成为城乡人民生活中的一种重要的消费品。
2009年以来,面对世界金融危机的挑战,电动自行车产业依然保持了平稳发展。
中国自行车协会助力车专业委员会的统计,50家主要生产电动自行车的企业,1-8月份累计总产量为656万辆,同比增长13%。
另外,根据国家统计局的统计,1-8月份行业规模以上企业电动自行车产量累计生产为445.5万辆,同比增长8.7%。
两个不同口径的统计数字均说明,2009年的前8个月行业仍然是增长的态势。
1989年清华第一台电动自行车样机到现在二十年的时间,中国电动自行车行业经历了从无到有,从小到大的过程,目前年产量已达2000万辆以上,社会总需求量在5亿辆以上。
随着城市扩大化的发展进程,电动自行车已经逐渐成为百姓出行不可或缺的代步工具。
2009年10月,国家标准管理委员会公布了《电动摩托车和电动轻便摩托车安全要求》、《电动摩托车和电动轻便摩托车通用技术条件》等4条关于电动摩托车和电动轻便摩托车的相关国家标准,电摩新国标将于2010年1月1日起实施。
目前全国电动自行车生产企业只有100多家系原来的摩托车生产企业。
电摩国标实施后,由于重获电动摩托车和电动轻便摩托车生产许可,难度偏大,除该百余家摩托车厂家,大部分企业可能退出市场。
考取驾照手续的繁琐,也将使部分骑行者放弃使用电动自行车。
实施电摩新国标后,产品的积压禁售,企业对产品改造的投入,对电动自行车行业将是一个沉重的打击,也将造成行业的严重衰退。
对于此项标准的实施,不但企业需要通过对产品进行技术改造来积极应对,政府及行业主管部门也应采取支持企业对锂电池的研发、给予优惠政策等一系列措施帮助企业渡过难关。
只有这样,电动自行车行业才能健康有序的发展。
二、相关研究的最新成果及动态转速是旋转物体在单位时间内的转数,是描述各种旋转机械的重要技术参数。
转速和频率有相同的量纲,都是单位时间内某一量值(脉冲个数、转数)出现的次数,从理论上转速类同频率值。
因此测时计数是转速计量的前提和基本方法。
随着科学技术的发展,形形色色的转速测量仪不断出现。
它们的结构不同,性能各异。
至今没有系统的分类方法。
在这里只按测量原理和主要元件性质进行分类说明。
按照测量原理主要分为测频法、测周法两种基本的方法,以此提高测量精度。
由于电子计数器所特有的+1个数的误差的存在,应根据转速脉冲频率的大小恰当选择测量方法。
所谓测频法即使测量转速脉冲频率的方法,它用基准的脉冲进行计数。
所谓测周法就是测量转速脉冲周期的方法。
它用传感器的脉冲来控制技术门的开闭,在转速脉冲周期内对基准时间信号发生电路的脉冲进行计数,然后按f=1/T公式换算成转速脉冲的频率。
目前按现有产品的主要构成元件分类,可分为晶体管式、集成电路式和单片机式。
晶体管式所采用的元件主要是晶体管,有的晶体管式转速测量仪设有记忆电路,其数码管无闪烁现象,显示效果较好,而且测量速度较高。
顾名思义集成电路式转速测量仪,所采用的元件内设有显示电路,这使得转速测量实现小型化。
单片机的出现使得这种仪表的设计变得更加灵活。
单片机89C52,集CPU(Central Process Unit)、RAM、ROM、定时器/计数器T0、T1、T2以及输入/输出(I/O)接口电路等主要计算机部件于一块芯片上。
这使得这种转速测量仪的硬件的、设计变得更加简单,功能的实现变得更加灵活。
它能寻址ROM64KB、片内具有数据存储区RAM256bytes,可扩展RAM至64KB。
工作频率宽、指令执行速度快,使得其应用于各种精密仪表,设计非常灵活。
这使得在扩大测量范围、提高测量精度、扩展功能、缩小体积、降低成本等方面都可使转速测量仪达到一个新的水平。
现有的相当一部分数字式转速测量仪的微处理器是单片机。
在用单片机设计转速测量仪而言,单片机式,又称微电脑式或智能式转速测量仪。
这种转速测量仪在八十年代中期得到较快的发展。
其主要元件采用单片机。
如国产IZSH—2型、SZS—2型、SZS—B型和日本真空公司的DT—105型,DT—205型,EE —1型,EE—2型转速表就是这种类型。
微机,尤其是单片机微机的应用,在扩大测量范围、提高测测量精度、扩展功能以及缩小体积,降低成本等方面均可使转速表提高到一个新的水平。
手持式转速测量仪的传感器和显示仪是装置在同一壳体内的。
这种转速表体积很小,可以用手拿着进行临时性的测量。
如国产SZG—20型,XSZ—140型,DSZ84—11型,FC—531型、Z—11型、IZSH—1,2型和日本小野测器公司的TM—2000型,HT系列转速测量仪就属于这种类型。
为了缩小体积,手持式转速测量仪的主要元件采用单片机,其显示器常用数码管显示屏,其电源采用五号普通电池或钮扣电池,其传感器多用霍尔式传感器。
该设计能实时地将所测的速度与累计里程数显示出来,主要是将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率(传感器将不同车速转变成不同频率的脉冲信号)实时地测量出来,考虑到信号的衰减、干扰等影响,在信号送入单片机前应对其进行放大整形,然后通过单片机计算出速度和里程,再将所得的数据存储到串口数据存储器,并由LED显示模块交替显示所测速度与里程。
本设计的里程数的算法是一种大概的算法(假设在一定时间内自行车是匀速行进,平均速度与时间的乘积即为里程数)。
设计时,应综合考虑测速精度和系统反应时间。
本设计用测量脉冲频率来计算速度,因而具有较高的测速精度。
在计算里程时取了自行车的理想状态。
实际中,误差控制在几十米之内,相对于整个里程来说不是很大。
为了保证系统的实时性,系统的速度转换模块和显示数据转BCD码模块都采用快速算法。
另外,还应尽量保证其他子模块在编程时的通用性和高效性。
本设计的速度和里程值采用4位显示。
三、课题的研究内容及拟采取的设计思路、难点及预期达到的目标。
自行车里程表的设计实现的主要功能有:(1)、动态显示实时车速;(2)、自动测量自行车单次行车总里程;(3)、按键选择显示车速、总里程数、行车时间。
(一)、研究内容、目的、要求:1、熟悉单片机的编程,系统地址空间分配,中断、定时器/计数器的应用。
2、使用PROTEL软件进行电路设计;3、使用Keil C51进行软件的编程;4、熟悉单片机各个接口的功能。
5、按《嘉兴学院毕业论文(设计)手册》的有关规定,完成毕业论文(设计)的文献综述、开题报告及论文。
(二)、设计思路:为实现设计任务要求的功能,可采用AT89C52作主控CPU,将系统分为以下几个部分来设计:定时器/计数器、数码管显示、按键设置、车速传感器等。
(1)定时器/计数器。
定时器/计数器电路时整个里程表设计的关键,测速、计时都是利用定时器实现的。
AT89C52单片机内部有3个定时器:T0,T1,T2,分别用来控制LED显示电路、车速测量和行车计时。
设计中科采用T0定时器控制LED动态扫描驱动;T1定时器用于自行车行驶速度的实时测量;T2定时器用于统计行车时间。
(2)数码管显示电路。
常见的LED数码管显示电路,分为静态显示和动态扫描两种,本设计可采用动态扫描方式,同时驱动4个LED数码管。
所谓动态扫描就是采用分时复用的方式,轮流驱动各个LED数码管的公告端,使其LED轮流点亮;扫描过程中,每位数码管点亮的时间非常短暂,由于人的视觉暂停效应,只要扫描的足够快,人们就会认为是几个LED数码管同时在实现数据,我们常见的CRT电视机就是采用同样的显示原理。
(3)按键功能设置。
用按键选择设置以切换所需要显示的界面或内容,用于设置显示当前车速、总行车里程、总行车时间等。
(4)车速传感器。
利用固定在车轮的磁铁作为自行车的速度信号,在车轮周长、磁铁数量一定的情况下,测出一定时间段内采集到得通过某一点的脉冲数量作为车速信号变量,由此计算出车速。
每当磁铁通过固定的霍尔传感器时,产生脉冲,当脉冲累计到一定数值时,产生中断,CPU由此得到车速信号,同时在T1定时器的配合下,测出自行车的实时速度。
四、论文详细工作进度和安排2009.11.12-2009.12.07 完成毕业设计的文献检索、资料查阅;2009.12.10-2010.01.31 完成外文翻译、文献综述和开题报告;2009.02.25-2010.04.04 完成毕业实习及实习报告,熟悉单片机的工作过程;2010.04.07-2010.05.02 完成毕业设计的最后细节要求;2010.05.12-2010.05.23 完成毕业论文、设计资料的整理;2010.05.26-2010.05.30 完成毕业论文的评阅和答辩前的准备工作;五、主要参考文献:[1] 张毅刚, 单片机原理及应用[M],高等教育出版社[2] 元红妍,张鑫. 电子综合设计实验教程[M],山东大学[3] 崔亮,单片机高精度汽车测速系统实现[M],天津科技大学[4] 陈伟,基于单片机的测速仪[M][5] 李福进等,基于单片机的转速测量方法[M],中国矿业大学[6] 李爱莲,解韶峰,基于单片机的自行车数字显示里程表的实现[M],内蒙古科技大学[7] 张怀强,周通,基于单片机与霍尔传感器的电动自行车速度与里程表的设计[J][8] 吴敏,一种基于单片机的速度测量系统,北京航空航天大学[9] 陈照章,朱湘临,霍尔测速传感器及其信号调理电路,江苏大学[10] 路立平,鹿晓力,贾岩,单片机霍尔传感器电路设计,郑州轻工业学院。