2008年08月数字电路课程设计 自行车里程

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。

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。

自行车里程测量仪1 设计主要内容及要求1.1 设计目的：（1）掌握自行车里程测量仪的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。

1.2 基本要求：（1）设计秒脉冲产生信号；（2）行驶里程信号用传感器产生，假设车轮每转一圈为2米，里程数用数码管显示。

（3）里程数的计数、寄存、译码显示系统；（4）100公里计时赛且记录完毕能显示时间。

1.3 发挥部分（1）公里数可调,比如50公里计时赛；（2）到达终点音响提示；（3）其他。

2 设计过程及论文的基本要求：2.1 设计过程的基本要求（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选2个方向：（2）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图、实际接线图各一份；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一存盘上交。

2.2 课程设计论文的基本要求（1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图需打印。

项目齐全、不许涂改，不少于3000字。

图纸为A3，附录中的大图可以手绘，所有插图不允许复印。

（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结及致谢、参考文献、附录（逻辑电路图与实际接线图）。

中文摘要我们正处在一个信息的时代，随着科学技术的进步，数字逻辑电路在技术发展的前提下孕育而生。

数字逻辑电路使学生掌握数字系统分析与设计的基础知识与理论，集成工世水平和电路设计技术的不断发展，集成电路的品种也不断增多，所实现的功能范围迅速扩大，集成电路起来越得到人们的青睐，熟悉各种不同规模的逻辑器件，掌握各类逻辑电路分析与设计的基本方法，为数字计算机和其他数字系统的硬件分析与设计奠定坚实的基础。

“数字逻辑”是信息学科各专业学生必修的一门重要专业技术基础课，身为一名信息系的学生来说，我们平时要接触很多的数字电子，计算机就是一个对于我很重要的学习和工作的工具，而其构造的主要部分就是数字电子，我是一名主修计算机的学生所以对于我来讲，学好数字电子至关重要，对于本次的课程设计就是对我以前学习的一个巩固，也是一个考验。

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。

一、概述1.1设计目的本设计采用AT89C52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。

1.2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。

要求达到的各项指标及实现方法如下：1. 利用霍尔传感器产生里程数的脉冲信号。

2. 对脉冲信号进行计数。

实现：利用单片机自带的计数器T1对霍尔传感器脉冲信号进行计数。

3. 对数据进行处理，要求用LED显示里程总数和即时速度。

实现：利用软件编程，对数据进行处理得到需要的数值。

最终实现目标：自行车的速度里程表具有里程、速度测试与显示功能，采用单片机作控制，显示电路可显示里程及速度。

二、系统设计2.1总体设计方案采用AT89C52芯片，用霍尔元件将车轮的转速转换成电脉冲，经过处理后送入单片机。

里程及速度的测量，是经过AT89C52的定时/计数器测出总的脉冲数和每转一圈的时间，再经过单片机的计算得出，计算结果通过LED显示器显示出来。

传感器是获取自然或生产领域中信息的关键器件，是现代信息系统和各种设备不可缺少的信息采集工具。

磁传感器是一种将磁学量信号转变为电信号的器件或装置。

随着信息产业、工业自动化、医疗仪器等的飞速发展和计算机应用的普及，需要大量的传感器将被测或被控的非电信号转换成可与计算机兼容的电信号。

题目：基于单片机的自行车里程计系统设计设计内容设计制作和调试一个由8052MCU组成的自行车里程计系统。

通过这个过程学习熟悉单片机的外围扩展、键盘控制和七段数码管的使用，掌握51系列单片机控制和测试方法。

设计以STC89C51单片机为核心，以霍尔传感器做为输入、使用独立键盘控制显示停止/开始、清零，以LED为显示方式的自行车里程计，完成基本要求。

1）数码管显示：自行车里程；2）键盘控制里程计的开始、停止和清零；设计步骤一、总体方案设计其中，采用51系列MCU构成典型电路。

选用适当的霍尔传感器器件。

选择独立键盘和4位共阴极数码管。

二、硬件选型工作三、硬件的设计和实现1. 选择计算机机型（采用51内核的单片机）；2. 设计支持计算机工作的外围电路（EPROM、RAM、I/O端口、键盘、显示接口电路等）；3. 接口电路；4. 其它相关电路的设计或方案（电源、通信等）四、软件设计1.分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块；2.编写相关子程序；3. 其它程序模块(显示与键盘等处理程序)。

五、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图（A3幅面）。

课程设计说明书要求1. 课程设计说明书应采用学院统一印制的课程设计（论文）说明书封面，书写应认真，字迹工整，论文格式参考国家正式出版的书籍和论文编排。

2. 论理正确、逻辑性强、文理通顾、层次分明、表达确切，并提出自己的见解和观点。

3. 课程设计说明书应有目录、摘要、序言、主干内容（按章节编写）、主要结论和参考书，附录应包括程序清单、系统方框图和电路原理图。

4. 课程设计说明书应包括按上述设计步骤进行设计的分析和思考内容和引用的相关知识。

5. 要求打印B5纸，排版要求请向指导教师索取。

6. 每组单独一个题目，每组上限5人。

时间安排课程设计计划时间4周。

课程设计题目于15周下发。

课程设计完成后于18周四下午下班前送交电子信息办公室（实验楼三楼），届时指导教师安排短暂答辩。

北京工业大学电子课程设计报告学院__________________________专业__________________________班级_____________组号________题目1._______________________2._______________________姓名_________________________学号_________________________指导教师____________________成绩________________________年月日数字部分：自行车里程表一．设计要求（一）设计任务设计、制作一个根据车轮周长、辐条数等参数来记录行驶里程的简易里程表。

要求具有可调整的手段，以适应不同车型。

（二）参考设计方案１、首先使用红外光电传感器对转动的车轮辐条进行测量，产生基本技术脉冲。

若以0.1公里作为里程表的计数单位，则需测量出车轮的周长、一周有多少根辐条、没走0.1 公里要有多少根辐条通过传感器。

若将此计数值转化为里程表的一个计数脉冲，提供给一个多位十进制里程计数器，则记录分辨率就为0.1公里，最后由多位数码管显示出来。

２、框图：（三）设计要求1、显示数字为3位，精度为0.1公里，即（00.0——99.9公里）。

2、数码管要有小数点，即个位与十位间的小数点要亮起来。

3、要标明你所设计的条件（轮周长、辐条数等），给出根据条件不同进行调整的方法。

4、结构简单、所用芯片尽量少、成本低、易于制作。

5、所用芯片与元件尽量在参考元器件范围内选择（实验室没有的需自行解决）（四）发挥部分从使用角度考虑，尝试加上你认为可以完善、改进的功能（如节电功能、显示清零等）。

（五）参考元件CD40106；CD4518(或CD4017,74LS161等)；74LS21,74LS08,CD4011(或74LS00)；CD4553,CD4543；共阴（共阳）数码管；NPN(PNP)开关管；红外光电传感器等；电阻，电容若干二、设计方案（一）实验初步设计经过对参考设计方案框图的分析得出该实验主要分为4个部分：光控电路设计及脉冲整形、轮辐计数电路、0.1公里计数电路、数码管显示电路（包括译码驱动）。

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。

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：***学号：***********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西安工程大学毕业设计论文目录第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)西安工程大学毕业设计（论文）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)西安工程大学毕业设计论文附录.....................................................................................错误!未定义书签。

自行车里程速度表的工作原理及设计
 现在，很多人都把骑自行车作为一项锻炼身体的运动项目，如果在自行车上加装一个里程速度表，就可以知道自己骑车的速度和行程，从而很好地控制运动量。

本文介绍一种用单片机制作的自行车里程速度表。

里程和速度显示可进行切换，采用三位数码管显示，最大可显示里程为99.9km。

显示最高速度可为99.9km/h。

该里程速度表也可以用在电动自行车和速度不超过
100km/h的摩托车上。

 一、电路原理
 电路如图1所示。

由检测传感器、单片机电路和数码显示电路等组成。

 
 检测传感器由永久磁铁和开关型霍尔集成电路UGN3020.组成。

 UGN3020由霍尔元件、放大器、整形电路及集电极开路输出电路等组成。

 其功能是把磁信号转换成电信号。

图2a是其内部框图。

霍尔元件H为磁。