基于单片机的自行车里程表设计

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。

毕业论文（设计）题目：基于单片机的自行车速度及里程表设计系部名称：信息工程系专业班级：电气102 学生姓名：曹康学号： 201007084218 指导教师：姜宏伟教师职称：副教授201 年月日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以及超速报警。

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, LCD1602，霍尔传感器Bicycle 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 speedometerThis 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。

重庆三峡学院毕业设计（论文）题目基于单片机的自行车里程表及速度仪的设计院系专业电子信息工程年级 2 0 1 0 级学生姓名学生学号指导教师职称副教授完成毕业设计（论文）时间 2013 年 12 月目录第一章绪论 (1)1.1选题背景与研发意义 (1)1.2课题的发展情况 (1)1.3 研究的主要内容 (2)第二章开发工具介绍 (2)2.1 KEIL介绍 (2)2.2 Proteus介绍 (3)2.3 单片机 (4)第三章硬件电路的设计 (7)3.1 相关元器件及其简介 (7)3.1.1 AT89C51单片机简介 (7)3.1.2 LCD液晶显示模块 (7)3.1.3传感器的选择 (8)3.1.4霍尔传感器 (9)3.2 总体设计方案 (10)3.2.1 系统总体设计思路 (10)3.2.2 方案设计与讨论 (10)3.3 模块电路 (11)第四章系统的软件设计 (12)4.1系统的主流程图 (12)4.2仿真截图 (13)结论 (16)致谢 (16)参考文献 (17)英文摘要 (18)附录 (19)基于单片机的自行车里程表及速度仪的设计摘要本文介绍了基于单片机控制的简易自动自行车里程以及速度的计算系统，包括自行车里程表的硬件构成、软件逻辑以及程序代码。

该自行车测速系统以AT89C51作为系统控制核心，采用霍尔传感器来检测信号，通过一定时间间隔内对信号的采集，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LCD以及LED上显示车辆行驶里程、平均速度和瞬时速度，并且具有超速报警功能。

关键字：自行车测速单片机霍尔传感器 LCD显示 LED显示第一章绪论1.1选题背景与研发意义中国人口众多，还是发展中国家，经济不发达制约了大多数人的消费水平，人们休闲时使用的交通工具主要还是自行车，它便捷轻巧，使用简单，深受人们的喜爱，作为休闲运动工具，是人们锻炼身体的好工具，好伙伴。

但随着时间的推移，人们追求的是具有更多功能的自行车它能显示当前车子行驶的速度，里程，行驶时间，最高行驶速度，甚至还有GPS定位系统。

光电式自行车速度里程表设计摘要随着科技的迅速发展，单片机的应用也越来越广泛，并带动传统控制检测技术不断更新。

现在的里程表大多是电子式的，用数码管或液晶显示器即时显示，显示更加直观。

电子式里程表采用接触车速传感器代替软轴传动, 可使里程表的安装位置不受距离限制，进一步有效地克服了机械式里程表中的诸多不足。

方案采用了一种以单片机AT89C51为主控机，使用光电传感器进行自行车里程、速度测量的装置。

传感器将不同车速产生的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用LCD液晶显示模块进行显示，使得自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。

本设计主要包括自行车轮脉冲采集、键盘输入和数据显示等部分，主程序用C语言编写，完成各项功能及数据的处理。

本里程表的设计具有结构简单，成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。

并且可以进行扩充，更方便于使用者。

关键词光电传感器单片机液晶显示器里程表THE DESIGN OFBICYCLE ODOMETERABSTRACTWith the rapid development of technology, more and more widespread application of microcomputer, promote the traditional control detection technology constantly updated. Most of the current electronic odometer, and with the LED digital tube or LCD display real-time, display more intuitive. Electronic odometer flexible shaft using the contact speed sensor instead of driving, mileage tables can be installed without distance limitations, and further to effectively overcome the mechanical disadvantagesof mileage in the table.The plan adopts the system and configuration of combining the microcontroller AT89C51 as the main control computer ,using the photoelectric sensorbicycle odometer, speed measuring devices. when Different speed pulse signals of different frequencies produced by sensor are input into the microcontroller,after its calculation, liquid crystal will display the datas, making the bike's speed and distance data visually to the user.The design includes a bike wheel pulse acquisition, keyboard input and data display section, the main program using C language, This paper first needed to "milestones" design of equipment in detail, on theproblems existing in the design, explained And then to hardware and software design and implementation of the part made earnest analysis, Then presented system modeling process and the corresponding system based on this model, the control simulation, and the simulation results are compared.ODOMET ER录摘要 (I)ABSTRAC..T (II)1 绪论. (1)1.1 问题由来. (1)1.2 课题现状. (1)1.3 设计任务. (2)2 系统原理概述 (3)2.1 系统原理总概述 (3)2.2 系统硬件组成原理 (3)2.3 软件系统工作流程 (4)3 系统硬件设计 (5)3.1 采集信息部分以及传感器的选择. (5)3.2 轮脉冲检测与转换电路 (6)3.2.1. 轮脉冲检测 (7)3.2.2. 信号预处理电路 (7)3.3 单片机系统部分 (9)3.3.1 AT89C51 单片机介绍 (9)3.3.2 定时/计数器的结构及控制. (9)3.3.3 中断控制 (11)3.4 单片机外围电路介绍. (11)3.4.1 复位电路 (11)3.4.2 晶振电路 (12)3.5 显示部分. (13)3.5.1 LCD 液晶显示器. (13)3.5.2 显示接口电路设计 (15)3.6 报警电路. (15)3.7 键盘控制. (15)4 软件设计 (16)4.1 测量算法概述 (18)4.2 中断子程序的设计 (19)4.3 数据处理子程序的设计. (18)4.3.1 里程计算子程序. (21)4.3.2. 速度计算子程序 (19)4.4 显示子程序的设计 (20)5 设计总结 (22)5.1 实现目标与特点 (22)5.2 结论及不足. (23)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (28)附录I 系统电路原理图 (28)附录II 设计源程序 (29)1 绪论1.1 问题由来我国是人口大国，也是自行车大国，随着生活节奏的不断加快，自行车已经不仅仅是运输、代步的工具，现在则是代表着绿色、环保、节能。

基于单片机的多功能自行车里程表的设计摘要本文设计了一种基于霍尔元件的自行车的速度和里程测量系统。

以A T89C52单片机为核心，A44E霍尔传感器测转数，从而实现对自行车里程、速度的测量统计，采用AT24C02实现在系统掉电的时候保存里程信息，并可以将自行车的里程和速度的物理量用LED显示出来。

硬件部分是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往显示装置；软件部分用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。

关键词：速度；里程；霍尔元件；A T89C52单片机AbstractI am based on the design of a Holzer element to the bicycle's speed and mileage measurement system in this thesis. The main content is take A T89C52 single chip as the core, A44E Holzer sensor in measuring speed, thus realizing the bicycle mileage and speed measurement statistics, the use of AT24C02 realize in save mileage information when the system power off, and can be displaying the bicycle mileage and speed of the physical quantity in the LED. The hardware part of the Holzer element will take the pulse number of every turn to bike transfer to SCM system, then SCM system will signal is processed to display device; use the assembly language programming in the software part,啊pplication the idea of modularization.Keywords: Speed; course; Holzerelement; A T89C52 SCM目录第一章前言 .................................................................................................................... １1.1课题背景.................................................................................................................. １1.2课题设计的任务和要求.......................................................................................... １1.3课题设计的内容...................................................................................................... １第二章自行车里程表的总体设计方案 .. (2)2.1霍尔传感器 (2)2.2设计思路 (2)2.3硬件设计 (2)2.4软件设计 (3)第三章自行车里程表的电路设计 (5)3.1测量系统 (5)3.2数据处理系统 (6)3.3时钟电路的设计 (8)3.4显示电路设计 (8)第四章软件部分设计 (9)4.1系统总程序设计 (9)4.2数据处理程序设计 (9)第五章总结 (11)参考文献 (12)附表 (13)第一章前言1.1 课题背景自行车是一种普遍的交通工具。

基于单片机的自行车速度与里程表设计一、引言自行车作为一种常见的代步工具，随着人们对健康环保的追求，越来越受到青睐。

然而，骑行过程中常常会想知道自己的速度和里程，以便更好地掌握骑行状态和计划行程。

本文将介绍一种基于单片机的自行车速度与里程表设计，通过该设计可以实时获取自行车的速度和里程信息。

二、设计原理1. 速度计原理基于单片机的自行车速度计的设计原理是利用车轮旋转的次数和时间间隔来计算速度。

通过安装磁铁和霍尔传感器在车轮上，当车轮旋转时，霍尔传感器会感应到磁铁的磁场变化，并产生相应的信号。

单片机通过计算两次信号的时间间隔，然后根据车轮的周长计算出速度。

2. 里程计原理基于单片机的自行车里程计的设计原理是通过记录车轮旋转的次数，然后根据车轮的周长计算出里程。

同样地，通过安装磁铁和霍尔传感器在车轮上，当车轮旋转时，霍尔传感器会感应到磁铁的磁场变化，并产生相应的信号。

单片机每次检测到信号时，就将里程加一，并根据车轮的周长计算出实际里程。

三、硬件设计1. 单片机选择在设计中，我们可以选择一款适用的单片机作为控制核心。

常见的选择有51系列单片机、Arduino等。

根据实际需求和设计复杂度，选择合适的单片机进行编程和控制。

2. 传感器选择作为速度与里程计的关键部分，传感器的选择至关重要。

在车轮上安装磁铁和霍尔传感器，可以通过检测磁铁的旋转来计算车轮的速度和里程。

选择合适的霍尔传感器可以提高检测的准确性和稳定性。

3. 显示屏和按键为了方便用户查看速度和里程信息，可以选择合适的显示屏，如LCD液晶屏或LED数码管。

同时，可以添加按键用于用户设置和调整。

四、软件设计1. 信号检测与计算通过编程，设置单片机对霍尔传感器的信号进行检测，当检测到信号变化时，记录下时间戳，并计算时间间隔。

2. 速度计算根据时间间隔和车轮的周长，计算出实际速度。

可以选择不同的单位进行显示，如千米/小时或英里/小时。

3. 里程计算根据车轮旋转的次数，每次旋转时将里程加一，并根据车轮的周长计算出实际里程。

V al ue E ngi neeri ng基于单片机的自行车码表设计D es i gn of B i cycl e C ode M et er B ased on Si ngl e C hi p M i crocom put er张士伟Z H A N G Shi -w ei(九江学院机械与材料工程学院,九江332005)(SchoolofM echani cal &M at er i al s Engi neer i ng ,J i uj i ang U ni ver s i t y ,J i uj i ang 332005,Chi na )摘要:自行车不仅仅是低碳生活的代步工具,而且成为国民体质锻炼与娱乐休闲的重要工具,因此,随着越来越多的骑行者数量的增加,而装在自行车上的码表就应该是骑行者应该具备的装备之一。

本自行车码表设计以STC89C51作为CPU 主控芯片,在LCD 1602芯片上显示行驶速度,里程等各种信息,利用霍尔传感器来实现脉冲信号的输出作为外部中断信号,利用语音播报提示,并且用D S1302获取日期数据,还有蜂鸣器超限报警模块。

软件采用C 语言进行编程。

该装置具有结构简单,功能较多,稳定可靠等特点。

该自行车码表能够通过相应的元件与程序合理的计算出行驶速度,行驶里程,还有时间等信息,并采用报警器以及语音播报来实现超速报警和提示来使得骑行者获得当前的骑行状态,以使得骑行者能够及时调整自己的举动,达到健康骑行的目的。

A bst ract :Bi cycl e i s not onl y a wal ki ng t ool f or l ow -car bon l i f e,but al s o an i m por t ant t ool f or peopl e t o exer ci s e t hei r physi que.Ther ef or e,as t he quant i t y of cycl i st s ar e i ncr eas i ng,and t he code m et er on t he bi ke s houl d be one oft he t hi ngs cycl i st s s houl d have.I n t he des i gn of t he bi cycl e devi ce,STC89C51i s used as t he CPU whi ch pl ays a key r ol e,t he dr i vi ng s peed and m i l eage ar e di s pl ayed on t he LCD 1602chi p.H al l s ens or i s us ed t o r eal i z e t he out put of pul se si gnal as ext er nal i nt er r upt s i gnal .Cycl i s t can be al ar m ed by voi ce br oadcas t and t he dat e i s obt ai ned by D S1302.Ther e i s a buzz er m odul e whi ch can al ar m t he cycl i s t when t he s peed i s over t he l i m i t .The s of t war e pr ogr am appl i es C l anguage.The bi cycl e devi ce has t he advant ages of s i m pl e s t r uct ur e,m ul t i pl e f unct i ons ,i t s s t abi l i t y and r el i abi l i t y wor ks wel l .I t can r easonabl y concl udes t he dr i vi ng s peed,m i l eage,t i m e and s o on,t hr ough t he cor r es pondi ng el em ent and pr ogr am.M eanwhi l e,i t us es t he al ar m el em ent and voi ce br oadcas t el em ent t o r eal i ze t he over s peed war ni ng so t hat t he cycl i s t can get t he cur r entst at e ofr i di ng.The st at e ofr i di ng enabl es t he cycl i stt o adj usthi s m ovem ent s i n t i m e f or t he pur pos e ofheal t hy cycl i ng.关键词:测速;里程;霍尔传感器;报警;语音提示K ey w ords :speed m easur em ent ;m i l eage ;H al lsens or ;buzz er war ni ng ;voi ce al ar m 中图分类号:TP368.1文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2019)05-0143-03———————————————————————基金项目:江西省教育厅科技项目(G J J170973)。

摘要本文介绍的速度与里程表设计以STC89C52单片机系统和霍尔传感器为核心。

传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用LCD液晶显示模块进行显示，使得电动自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。

本系统由霍尔传感器、单片机ST8C9C52RC、LCD1602液晶显示模块、数据存储电路和键盘控制组成。

通过单片机的设置可对霍尔传感器输入的脉冲信号进行计数和处理，这样能精确地算出加到引脚的单位时间内检测到的脉冲数；设计里程和速度显示采用LCD模块，里程数通过EEPROM来存储。

本文先对里程表设计当中所需设备作了详细介绍，对设计中存在的问题进行了说明；而后对硬件和软件部分的设计和实现作了认真的分析；然后给出了系统的建模过程及相应的系统模型，在此基础上进行了控制仿真，并对仿真效果进行了比较。

本里程表的设计具有结构简单，成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。

并且可进行扩充，加入时速表的功能，更加方便的了解你现在所处的情况。

关键词：STC89单片机 LCD1602液晶显示霍尔传感器 EEPROM存储器目录第1章绪论 (1)课题背景、发展及意义 (1)系统设计概述 (1)各章节的安排 (2)第2章自行车里程表的设计方法与基本原理 (3)霍尔传感器 (3)STC89C52单片机 (3)频率测量法 (4)LCD1602 (5)存储器EEPROM (5)键盘控制 (6)第3章硬件实现的设计方法与原理 (7)系统概述 (7)功能实现 (8)系统总框图 (8)各部分硬件图 (8)3．4．1 显示部分 (8)3．4．2 按键控制部分 (11)3．4．3 霍尔传感器 (7)3．4．4 复位电路 (7)3．4．5 电源电路 (7)3．4．6 EEPROM掉电存储器电路 (7)第4章自行车里程表软件实现方法 (9)软件编程实现 (13)4．1．1 系统软件框图 (13)4．1．2 数据处理 (14)4．1．3 键盘控制 (14)程序源代码与流程图 (16)4．2．1 程序流程图 (14)4．2．2 程序源代码 (14)PCB印刷电路板图 (40)第5章总结 (16)参考文献 (40)致谢 (41)1霍尔传感器霍尔传感器是一种能实现磁电转换的传感器，用它们可以检测磁场及其变化。

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。

主要阐述一种基于霍尔元件的自行车里程表的设计。

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AbstractWith the developing of people’s life, the bicycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking, but becomes the first choice of entertainmenting 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 bicycle. In these 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 informations are 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 meet the demand of design.Keywords:Mileage / speed;Hall element; Single Chip Microcomputer; LED目录第1章绪论51.1 课题产生的背景51.2 课题的主要任务及内容5第2章自行车里程表总体方案设计72.1 任务分析与实现72.2 自行车里程表硬件方案设计72.3 自行车里程表软件方案设计11 第3章自行车里程表硬件电路设计123.1 概述123.2 传感器及其测量系统123.3 芯片简介143.4 单片机外围电路的设计20第4章自行车里程表软件程序设计254.1 概述254.2 自行车里程表总体程序设计254.3 中断子程序的设计274.4 数据处理子程序的设计274.5 显示子程序的设计30第5章系统调试与分析325.1 自行车里程表系统调试325.2 调试故障及原因分析33结论34参考文献35致谢36附录Ⅰ自行车里程表硬件系统原理图37第1章绪论1.1 课题产生的背景自世界上第一辆自行车问世至今已有200多年的历史了。

毕业设计《开题报告》基于单片机的自行车速度里程表设
计
主要内容:
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。

为它设计一个电路简单、实用的速度/里程显示装
置，再配合适当的提示功能，可以给使用者带来很大的方便。

本设计以AT89C51为
核心，通过光电传感器来检测自行车的运转情况进而实现自行车的速度，里程的计
算及里程的累计，存储，最后用6位的LED能直观的将速度与里程显示给用户，并
且在速度高于一定的值时可自动向用户报警，从而达到智能速度里程表。

设计要求:
(1)采用光电传感器件，实现对车轮转动圈数的采样;
(2)通过运算，获得汽车行驶过程中的两项实时参数——速度和里程; (3)通过
数码管对速度与里程值分别进行显示;
(4)具有速度报警功能:当超速(大于30km/h)行驶时，产生红光报警信号，引起
驾驶者的注意。

毕设方案:
1.阅读主要参考文献，收集有关资料。

2.进行整体方案设计，做出开题报告。

3.老师审查通过后，焊接或在面包板上搭接电路。

4.仿真调试通过后，固化程序，脱离开发系统运行。

5.在实验室进行环境模拟，测试系统。

技术指标:
1. 里程值误差小于0.1km。

2. 速度测量值误差小于1%。

设备等条件要求:单片机开发系统，面包板，搭建系统所需的各种芯片等。