自行车里程速度计的设计剖析

自行车里程表的设计毕业论文前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 设计的主要容及技术指标 (2)第2章自行车里程表总体方案设计 (3)2.1 任务分析与实现 (3)2.2 自行车里程表硬件方案设计 (3)2.3 自行车里程表软件方案设计 (4)第3章自行车里程表硬件模块设计 (5)3.1 里程表的硬件设计 (5)3.1.1 霍尔传感器电路模块设计 (5)3.1.2 按键电路模块设计 (6)3.1.3 电源电路模块设计 (6)3.1.4 时钟电路模块设计 (7)3.1.5 LCD显示模块电路模块设计 (7)3.1.6 串口下载电路模块设计 (8)3.1.7 复位电路模块设计 (9)3.1.8 晶振电路模块设计 (10)第4章软件的设计 (11)4.1 里程表的软件设计 (11)4.1.1 里程速度功能模块实现 (11)4.1.2 日历时钟模块功能 (14)4.1.3 LCD1602液晶显示模块 (17)第5章软件调试 (21)5.1 程序的检测与调试 (21)5.1.1 Keil软件简介 (21)5.1.2 编制单片机应用程序的步骤和难点 (21)5.2 系统仿真调试 (24)5.2.1 程序的查错手段 (25)第6章结论 (27)第7章谢辞 (28)参考文献 (29)附录1 硬件设计原理图 (30)附录2 硬件电路仿真图 (31)附录3 软件程序 (32)译文 (69)C语言 (69)第1章绪论单片机自从推出以来，以其超小型化、结构紧凑、可靠性高、成本低等优点被人们广泛接受，从而应用于工业、电讯、数据处理、仪器仪表等多方面。

自行车里程表是自行车的重要配件，在自行车仪表中占重要位置，但几十年来其发展变化并不大，现在国外很多车中使用了数字里程表，但在国还并不多见。

1.1 课题背景里程表的原理很简单，车轮的圆周长是恒定不变的。

由此可以计算出每走一里路车轮要转多少圈，这个数也是恒定不变的。

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。

自行车计速器的设计基于GPS定位的计速器1、用于户外。

根据自行车在单位时间间隔的不同位置确定自行车的速度，2、误差大。

由于民用的GPS定位精度3-15米，基于GPS定位的计速器误差一般大于1米/秒。

3、高度集成于导航仪内部。

4、智能手机通过联网也可GPS定位。

目前有很多安卓平台下的计速软件。

5、价格0-1000元左右，如果是下载安卓平台下的计速软件，成本就是0，当然由于GPS产生的流量费另计，价位高的一般也有地图显示等功能。

基于霍尔传感器的计速器1、场地不限。

根据自行车车轮在单位时间间隔转过的圈数确定自行车的速度，2、误差小。

误差主要由车轮的圆度决定，市面上成熟产品的误差在0.1米/秒内。

3、感触式设计。

将磁体器固定于车轮，感应线圈固定于车的支架。

4、结合单片机。

体积小，市面上产品一般是锂电池或者7号碱性电池供电。

5、价格10—100元左右，价位与更多的集成功能，例如同时测温、多数据保持等有关。

二、对不同人群所需的功能分析：一般非专业人员骑自行车是用于锻炼身体，对速度的要求低，误差在1米/秒左右的速度并没有多少在意，所以对这个人群很多安卓平台下的计速软件以0成本拥有极大的优势，如果基于霍尔传感器的计速器类型要在此处站稳，一定要足够的物美价廉。

专业人员或者室内锻炼骑自行车的人员，骑自行车是不仅是锻炼身体，对速度的要求高，误差在0.1米/秒甚至更低，基于霍尔传感器的计速器类型可有用武之地，但一定要足够的强大，经常要集成很多的功能。

自行车计速器功能：1、核心功能计速；2、可附加功能：测环境温度，测体重，保存测速过程数据，保存多次测速的数据，与电脑或者上位机通信；3、功耗低，让1000mAH充电锂电池满电可以使用20小时以上；4、精度高，测速范围0-100米/秒，误差在0.1米/秒甚至更低；5、工作环境广。

温度范围-40摄氏度---100摄氏度，防水，防摔。

三、自行车计速器的外型设计1、如果面向低端用户，采用工程塑料，体积以小于普通3寸手机为限度；如果面向高端用户，可采用金属，增加耐用性，同时保证防水、防摔、防尘和强的抗干扰性。

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。

自行车里程与速度计的设计本论文主要阐述一种基于单片机的自行车里程/速度计的设计。

主要分为三个部分：硬件设计，软件设计和模拟仿真。

硬件设计以AT89C52单片机为核心,主要包括复位电路、显示电路、时钟电路、报警电路的设计。

本设计采用霍尔传感器测量自行车转速脉冲, 经处理后由LED数码管显示，最多可超速时发出光、语音报警提示。

软件设计主要是通过单片机编程软件Keil C设计计算自行车行驶里程和实时速度的程序，以及速度和里程的显示程序；模拟仿真是利用仿真软件Proteus对所设计的硬件电路和程序进行测试。

本论文对设计当中所需元件作了详细介绍，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，并在此基础上进行了控制仿真。

本设计具有结构简单，成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。

关键词：AT89C52单片机；LED；霍尔传感器THE DESIGN OF ODOMETER ANDVELOCITY GAUGEThis paper mainly tells the design of odometer and velocity gauge on bicycles based on MCU.There are three part in the thesis:hardware design,software design and simulation.The hardware design use with the core of AT89C52 as controler, includes the designs of Reset circuit,display circuit,clock circuit and alarm circuit.which hall sensor is usued to measure the pulse of rotating speed of the wheel,which is displayed by LED after processing,being able to display four figures.The alarm circuit can give a light or sound alarm when there is an overspeed or no perimeter input.The software design mostly includes the design of program on caculating the mileage and real-time speed of the bicycle with Keil C as The simulation is finished by testing the designed hardware circuit and program with the simulation software Proteus.This paper introduces the demanded components of the design in details,explaining the existing problems in the design,and seriously analyzes the design of both hardware and software,then takes the simulation here on the basis.This design can guarantee the precision measurement precision and owns high real-time performance on the basis of the system resource saving and the process of programming. it has a simple strcture, that is low cost, clear display, stable and reliable.AT89C52；LED；hall sensor目录摘要....................................................... 错误！未定义书签。

再谈自制多功能自行车速度里程表引言在现代社会，自行车已成为一种常见且受欢迎的交通工具。

为了更好地掌握自行车的行驶状态，特别是速度和里程等信息，人们不断探索和研发各种多功能自行车速度里程表。

本文将再次深入探讨如何制作一款多功能自行车速度里程表，并分析其应用前景与优势。

多功能自行车速度里程表的制作方法制作一款多功能自行车速度里程表需要以下几个步骤：步骤一：选购必要的元件和工具•Arduino单片机：作为核心控制器，用于接收和处理各种传感器的数据。

•传感器：包括速度传感器、里程传感器和温度传感器等，用于监测自行车的行驶状态。

•OLED显示屏：用于显示速度、里程和其他信息。

•连接线和焊接工具：用于将各个组件连接在一起。

步骤二：连接元件并编写程序1.将Arduino单片机与传感器进行连接，确保各个传感器正常工作。

2.使用Arduino开发环境编写程序，实现数据的读取、处理和显示等功能。

步骤三：安装和调试1.将自制的多功能自行车速度里程表安装在自行车上，确保传感器与自行车的轮子和车架正确接触。

2.运行程序，检查速度、里程和其他信息是否正常显示。

3.对必要的参数进行调整，如时间、距离单位等，以满足个人需求。

多功能自行车速度里程表的应用前景与优势应用前景随着人们对健康和环境的关注度越来越高，自行车作为一种绿色出行方式，受到越来越多人的青睐。

多功能自行车速度里程表的应用前景非常广阔，可以用于以下几个方面：1.运动健身：通过实时监测速度和里程，鼓励骑行者坚持锻炼，提高运动效果。

2.交通安全：速度和里程的监测可以帮助骑行者合理安排骑行路线和时间，减少交通事故风险。

3.旅行记录：记录每次骑行的速度和里程，留下美好的回忆和行程纪实。

优势相比市场上一些商用的自行车速度里程表，自制的多功能自行车速度里程表具有以下几个优势：1.个性化定制：可以根据个人需求选择合适的传感器和显示信息，使得自行车速度里程表更贴合个人需求。

2.成本效益：相比商用产品，自制多功能自行车速度里程表的成本更低，且可以选择高性价比的元件。

毕业设计（论文）题目：自行车里程速度计设计学院：电子信息学院专业班级：自动化2011级4班指导教师：王敏职称：讲师学生姓名：杨龙飞学号：41103010414摘要随着自行车行业和电子技术的发展，自行车速度里程计技术也在不断进步和提高，不仅可以显示速度里程，还可以显示热量消耗、心跳等参数，在大家注重环境保护和运动健康的今天，速度里程计不仅可以使运动者运动适量，还可以达到健康运动和代步的最佳效果，因此设计了以单片机为基础的自行车速度里程计，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量，而且单片机体积小、可靠性高、价格便宜。

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。

硬件包括主控模块、数据采集模块、数据处理模块、显示模块等组成，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，送入单片机并由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；软件部分用C语言编程，采用模块化设计思想，并在keil和proteus 中进行调试和仿真。

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

关键词：单片机，LCD1602，霍尔传感器，里程计ABSTRACTAs the bicycle industry and the development of electronic technology, bicycle speed odometer technology is also in constant progress and improve, not only can display speed range, can also display parameters such as heat consumption, heart rate, in everybody pays attention to environmental protection and health/fitness today, speed odometer can not only make people exercise right amount motion, also can to achieve the desired effect of the health sports and walking, thus designed on the basis of the single chip microcomputer bike speed odometer, let people can clearly know the current speed, mileage and other physical quantities, in addition, SCM has small size, high reliability and cheaper price.The design expounds the working principle, hardware composition, main functions of each part and the software structure and implementation. Hardware includes main control module, data acquisition module, data processing module, display module and so on, Using the STC89C52 single-chip microcomputer as main control chip, using sensors on bicycle wheels to count, sending the signals collected by a certain time interval and the bike itself parameters to the single chip microcompute. Finally Using single chip microcomputer to collect signal analysis and display.Software part in C language programming Adopting the idea of modular design, and debugging and simulation in the keil and proteus. Bicycle mileage speedometer design in line with safe, convenient and cost-effective, humanized principle, can make modern life improved significantly.KEYWORDS:singlechip, LCD1602, Hall sensor, odometer目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 系统要求 (1)1.3 课题实现方法 (2)第2章系统框图及方案介绍 (3)2.1 总体方案比较 (3)2.2 总体方案选择 (3)2.2.1 系统总体框图 (3)2.2.2 系统总体设计 (3)2.3 各模块设计与选择 (4)2.3.1 单片机的选择 (4)2.3.2 显示模块的选择 (5)2.3.3 传感器的选择 (5)2.3.4 时钟芯片的选择 (6)2.3.5 按键模块的选择 (6)第3章硬件设计 (7)3.1 单片机最小系统 (7)3.1.1 最小系统接线图 (7)3.1.2 时钟电路 (7)3.1.3 复位电路 (8)3.2 显示模块 (8)3.2.1 液晶显示电路 (8)3.2.2 显示器LCD1602的介绍 (9)3.3 传感器模块 (11)3.3.1 霍尔传感器工作原理 (11)3.3.2 霍尔传感器的特性 (12)3.3.3 测速方法 (13)3.4 时钟模块 (13)3.4.1 时钟电路 (13)3.4.2 时钟芯片介绍 (14)3.4.3 DS1302的工作原理 (14)3.4.4 DS1302的控制字节 (14)3.4.5 数据输入输出(I/O) (15)3.5 按键模块 (15)3.6 系统总设计图 (15)第4章系统软件设计与实现 (17)4.1 C语言介绍 (17)4.2 软件实现的功能 (18)4.3 主流程图 (18)4.5 显示子程序设计 (19)4.6 速度、里程处理流程设计 (20)4.6.1 处理流程图 (20)4.6.2 算法流程 (21)4.7 按键处理流程设计 (22)第5章系统调试与仿真 (23)5.1 软件调试 (23)5.1.1 Keil简介 (23)5.1.2 程序调试 (23)5.1.3调试中的问题 (23)5.2 硬件仿真 (24)5.2.1 Proteus简介 (24)5.2.2 Proteus与Keil联调 (25)5.2.3硬件仿真中的问题 (26)5.3实物实现 (27)第6章总结 (29)参考文献 (31)附录.....................................................................................错误!未定义书签。

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LCI）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，显示清噺，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 OF PHOTOELECTRICBICYCLE ODOMETERABSTRACTWith the rapid deve 1 opment 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 disadvantages of mileage in the table.The plan adopts the system and configuration of com bin ing the microcontroller AT89C51 as the main control computer ,using the photoelectric sensor bicycle 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 whee 1 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 the prob1ems existing in the design, explained And then to hardware and software design and implementation of the part made earnest analysis, Then presented system mode 1 ing process and the corresponding systembased on this model, the control simulation, and the simulation results are compared・KEY WORDS odometer photoelectric sensor MCU LCD目录摘要 (I)ABSTRACT (11)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)3.3.1AT89C51单片机介绍 (9)3. 3.2定时/计数器的结构及控制 (9)3. 3.3中斷控制 (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显示咅卩分 (13)3.5.1LCD液晶显示器 (13)3.5.2显示接口电路设计 (15)3. 6报警电路 (17)3.7键盘控制 (17)4软件设计 (18)4.1测量算法概述 (18)4.2中斷子程序的设计 (19)4.3数据处理子程序的设计 (20)4.3. 1里程计算子程序 (21)4.3. 2.速度计算子程序 (21)4.4显示子程序的设计 (22)5设计总结 (23)5. 1实现目标与特点 (24)5.2结论及不足 (25)致 (26)参考文献 (27)附录 (28)附录I系统电路原理图 (28)附录II设计源程序 (29)word版木.1绪论1.1问题由来我国是人口大国，也是自行车大国，随着生活节奏的不斷加快，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。