基于ARM的自行车多功能仪表设计

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。

多功能自行车测速仪目录一、产品设计背景 (2)二、产品功能简介 (2)三、系统硬件设计 (3)四、MCU软件设计 (8)五、上位机软件 bike V1.0设计 (8)六、产品实物及测试 (10)6．1<测速模式> (13)6．2<数据传输> (14)6．3<其它功能> (15)6．4<退出系统> (16)七、结语 (16)附录 1 电路图 (17)附录 2 源程序 (18)多功能自行车测速仪使用说明书一、产品设计背景随着人们生活水平的逐渐提高，人们对于生活质量的要求也日益增加，尤其是对健身的要求。

自行车在中国普遍作为代步工具。

而在国外，自行车却是一项十分受欢迎的健身运动。

因为它无污染，价位低廉，老少皆宜。

而且在运动过程中可以充分享受到大自然，对于忙碌的现代人来说，无疑是一种较好的放松方法。

在中国这种情况也在慢慢发生变化。

因此爱好自行车运动的人十分学要一款能测速的装置，以知道自己的运动情况。

并根据外界条件，如温度，风速等进行适当的调节，已达到最佳运动的效果。

而对于自行车运动员来说，最为关心的莫过于一段时间内的训练效果。

因为教练要根据一段时间内运动员的训练效果进行评估，从而进行适当的调整已使运动员达到最佳的状态。

因此需要一种装置进行对训练中各种参数的测定记录。

本作品就是针对此而设计的。

二、产品功能简介⒈对自行车进行实时速度的测量。

显示出速度值。

⒉能针对不同的车型进行选择。

从而采用不同的模块进行测量。

⒊能测量出当前环境的温度，以供使用者决定是否适宜进行运动。

⒋显示当前日期时间，可以任意设定当前工作时间。

⒌显示行车里程，运动时间。

⒍可以自行设定采样频率⒎记录一段时间内的定时采样速度，存入制定单元。

通过与 PC 机进行通讯，将数据传送到 PC 机中用如见进行处理，分析。

得出运动或训练的情况。

⒏配套软件 bike v1.0可以将本次运动的速度绘制成速度曲线，以供参考。

基于ARM7嵌入式微控制器的智能仪表的设计韩寿丽，董联锋，张宾中国农业大学工学院，北京 (100083)E-mail：hilary1432@摘要：本文介绍了一种基于ARM7嵌入式微控制器的多功能智能仪表的研制，给出了该仪表的软硬件设计方案。

简要介绍了仪表的硬件组成，详细阐述uC/OS-II嵌入式系统在ARM7微控制器上的移植及多任务的设计，使该仪表可以同时对多路模拟或数字信号进行采集、处理和显示。

最后以PWM输出为例，给出了PWM任务的设计方法。

关键词：嵌入式，uC/OS-II，数据采集，PWM中图分类号：TH1.引言测量仪器仪表是进行科学实验的重要工具，随着计算机技术及微电子技术的飞速发展，仪器仪表的智能化程度得到了不断的提高，其智能化突出表现在以下几个方面：微电子技术的进步深刻地影响仪器仪表的设计；DSP芯片的问世，使仪器仪表数字信号处理功能大大加强；微型机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力；图像处理功能的增加十分普遍；VXI总线得到广泛的应用等等。

ARM7微控制器因为其体积小、性能高、功耗低等优点，它们非常适合于那些将小型化作为主要要求的应用，例如访问控制和电子收款机（POS）。

由于具有大的缓冲区规模和强大的处理能力，它们非常适合于通信网关和协议转换器、软件调制解调器、声音识别以及低端的图像处理。

而多个32位定时器、PWM输出、A/D转换和GPIO使它们特别适用于工业控制和医疗系统[1]。

高校机械设计制造及自动化专业开设了机械原理和机械设计两门课，为加深学生对机械传动相关内容的理解和认识，提高动手能力，进行机械传动相关实验是必要的教学手段，然而本校的实验设备部分存在陈旧、老化等不同程度的损坏，一定程度上影响了实验精度，所以，根据教学的需要，本文研制了一种基于嵌入式ARM7微控制器的智能仪表，该仪表可对直流电机或步进电机进行调速，同时可对JSC系列转矩转速传感器、输出电压范围0-3.3V传感器，欧姆龙绝对编码器和相对编码器进行数据采集和处理，并可实现键盘扫描、LCD输出显示等功能。

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。

毕业设计基于单片机设计的自行车测速系统1目录摘要 (2)Abstract (2)1 绪论 (4)1.1 课题背景 (4)1.2 课题主要任务及内容 (4)1.3 任务分析与实现 (4)2 系统设计 (5)2.1 硬件方案设计 (5)2.2 软件方案设计 (7)2.3 硬件电路设计 (7)2.3.1 概述 (7)2.3.2 系统总电路图 (8)2.3.3 单片机简介 (8)2.3.4 单片机的引脚功能介绍 (9)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 (10)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 (11)2.4 单片机外围电路的设计 (12)2.4.1 时钟电路的设计 (12)2.4.2 复位电路的设计 (13)2.4.3 显示电路的设计 (14)3 软件程序设计 (15)3.1 概述 (15)3.2 总体程序设计 (15)3.3 中断子程序设计 (17)结论 (18)参考文献 (19)致谢 (19)附件一：总体原理图设计 (20)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。

关键字：里程/速度；霍尔元件；单片机；LED显示AbstractWith the improvement of people's living standard, the bicycle is not only the common transport, transport tool, but as people entertainment, leisure, exercise of choice.The speed of the bicycle speedometer can satisfy people's most basic needs, so that people can clearly know the current speed, mileage.This paper mainly expounds the design of a Holzer element based on the speed of the bicycle odometer.The STC89C52 microcontroller as the core, measuring speed A44E Holzer sensor, the measurement of bicycle mileage / speed, and can be bicycle mileage and speed with the LED real-time display.This paper introduces the hardware circuit and software design of bicycle speed odometer.The hardware part using Holzer element will bike every pulse number of incoming MCU system in a circle, and then the signal processed by SCM system is sent to display.The software is programmed with assembly language, uses the modular design thought.The system hardware circuit is simple, with a generic subprogram, fully meet the design requirements.Key words:Mileage / speed; Holzer element; MCU; LED display1 绪论1.1 课题背景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与研发过程中，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。

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ARM的智能仪表设计与开发的开题报告一、选题背景与意义随着智能家居的发展，人们对远程控制和监测家电、环境等的需求也越来越高，智能仪表的应用也越来越广泛。

目前市场上智能仪表的品牌繁多，各种功能也比较齐全，但一款基于ARM的智能仪表的设计和开发还有较大的研究空间，本课题将探讨该领域的设计和开发。

本课题选取了基于ARM的智能仪表的设计和开发作为研究和开发的对象。

在产品设计中，除了电子电路方面的设计，还需要考虑用户体验、软件编程以及通讯协议等多方面的内容。

在实际应用中，智能仪表可以应用于智能家居、楼宇自控、环境检测等领域，可以实现对家居环境、电器以及其他相关设备的实时监测和控制。

二、研究内容和技术路线本课题的研究内容主要包括基于ARM的智能仪表的硬件设计、嵌入式软件设计与实现、用户界面设计、通讯协议设计与实现等方面。

具体技术路线包括：1. 选取合适的ARM芯片，进行原理图设计和PCB设计，实现硬件的布局和焊接等工作；2. 利用C语言和汇编语言编写嵌入式软件，实现硬件的控制和通讯协议的实现，包括与上位机的通讯协议、与互联网的通讯协议等；3. 设计用户界面，包括选用合适的显示器件、触摸屏，并进行界面的图形设计；4. 利用互联网等技术实现远程监测和控制功能。

三、研究计划和进度安排本课题的研究计划和进度安排如下：1. 3-4周：查阅资料，了解ARM芯片的相关知识，并选定适合的芯片；2. 5-8周：进行硬件设计，包括原理图设计、PCB设计、布局等；3. 9-10周：进行嵌入式软件设计，包括通讯协议的设计与实现，实现硬件的控制和调试等；4. 11-12周：进行用户界面设计和实现，包括选用合适的显示器件、触摸屏等，并进行图形设计；5. 13-15周：进行智能仪表的整体调试和测试，并在实际应用场景中进行测试和改进。

四、预期目标和创新之处本课题的预期目标是可以设计和开发出一款功能齐全、性能优良的基于ARM的智能仪表，并具备以下创新之处：1. 设计和实现了通讯协议，能够与上位机、云端等进行远程通讯和控制；2. 设计和实现了人性化的用户界面，方便用户使用，支持触摸操作；3. 可以在不同的环境下进行实时监测和控制，具有较强的适应性和实用性。

多功能自行车里程表系统设计张雄星;王超;陈超【期刊名称】《信息技术》【年(卷),期】2011(000)009【摘要】Based on the technique of single-chip microcomputer, this paper illustrated the design process of a kind of multifunctional odometer for bicycles in detail. This odometer can display the speed and total distance of the bicycles accurately and quickly. And if the speed is out of gauge, the odometer can also prompt the alarm information instantaneously.%基于单片机技术,研究和设计了一款多功能的自行车里程表,该表能够准确、快速、实时地显示自行车的车速、总里程等信息.如果速度超限,该表还能够提示及时的报警信息.【总页数】2页(P171-172)【作者】张雄星;王超;陈超【作者单位】西安工业大学光电工程学院,西安710032;西安工业大学光电工程学院,西安710032;机电工程与控制国家级重点实验室,西安710065【正文语种】中文【中图分类】TP368.1【相关文献】1.基于单片机的智能自行车里程表系统设计 [J], 刘勇2.自行车多功能里程表的设计与实现 [J], 黄天辰;李楠;陶炳坤;濮霞3.基于单片机的自行车里程表 [J], 刘雨佳4.基于单片机的智能自行车里程表系统设计 [J], 李伟5.简易自行车里程表设计 [J], 朱鸿志因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。