自行车里程表设计

专业综合课程设计

题 目 自行车数字里程表设计

学 院 管理科学与工程学院

专 业 电子信息工程

班 级 08信工(3)班

学 号 *********

姓 名 钟素娟

摘 要

自行车里程表是用于远距离连续测量自行车行驶速度和距离的仪表。它分为传感器、单片机和显示器三部分。目前,里程表普遍使用在汽车和摩托车上, 是一种机械测量装置,测试精度相对低,自行车上使用里程表的还很少见。针对这种情况,研制数字化里程表用于自行车上是非常有必要的。本文介绍的自行车里程表是采用以AT89C51单片机为中央处理器,结合高精度的采样电路、 控制电路、显示电路,方便地实现了智能化、 高精度、 高可靠性、 高效率的自行车里程表的设计,并且使用方便。

如今，随着现代电子电路的快速发展，以及电子行业对现有电子工程技术的不断需求，特别是对实际操作实践的电子人才的需求越来越多，所以加强个人动手能力﹑重视实践应该是电子发展需求的必然趋向。实践动手能力的培养是一种综合能力，这种能力当然是在一定难度的前提下完成的，通过一定数量的实践才能逐步形成的。因此在培养实践能力的同时，要通过实践来不断的发现问题和解决问题的途径和方法，从而提高实践能力。

近年来，随着单片机档次的不断提高，功能的不断完善，其应用日趋成熟、应用领域日趋扩大，特别是工业测控、尖端武器和日用家电等领域更是因为有了单片机而生辉增色。单片机应用技术已成为一项新的工程应用技术。

关键词： 里程计，AT89C51，霍尔传感器，DS1302，键盘矩阵

第一章 自行车数字里程表系统设计 ......................................................................... 4

1.1 课程设计目的 ..................................................................................................... 4

1.2 课程设计主要任务及内容 ................................................................................. 4

1.3课程设计技术指标 .............................................................................................. 4

1.4自行车数字里程表系统设计 .............................................................................. 4

1.4.1系统硬件构成................................................................................................ 4

1.4.2设计思路........................................................................................................ 5

第二章 自行车数字里程表硬件设计 ......................................................................... 5

2.1概述 ...................................................................................................................... 5

2.2数据采集模块 ...................................................................................................... 6

2.2.1传感器............................................................................................................ 6

2.2.2 时间芯片....................................................................................................... 8

2.2.3键盘矩阵........................................................................................................ 8

2.3控制模块 .............................................................................................................. 9

2.3.1概述................................................................................................................ 9

2.3.2单片机最小系统............................................................................................ 9

2.3.3中断系统...................................................................................................... 11

2.4显示模块 ............................................................................................................ 11

2.5其他介绍 ............................................................................................................ 12

2.5.1复位电路...................................................................................................... 12

2.5.2报警设计...................................................................................................... 12

第三章 自行车数字里程表软件设计 ....................................................................... 12

3.1概述 .................................................................................................................... 12

第四章 PROTEUS仿真 ............................................................................................ 15

4.1 概述 ................................................................................................................... 15

4.2 仿真结果图如下示 ........................................................................................... 16

参考文献 ..................................................................................................................... 16

第一章 自行车数字里程表系统设计

1.1 课程设计目的

1．训练对所学知识的综合应用能力。

2．学会查找资料、分析资料。

3．懂得如何按要求的指标确定方案。

4．学习对主要参数性能进行测量。

1.2 课程设计主要任务及内容

用单片机设计一个可以适用各种自行车的数字里程表，可显示里程、速度、时间等信息。学习、了解、掌握程序设计方法和了解自行车的数字里程表的基本工作原理。用传感器将所测转速转变为数字脉冲信号，然后再将数字脉冲信号数据传输于核心单片机处理，单片机将根据设计程序计算在一定时间内数字脉冲的频率，再由计数值最终得到路程里数并通过终端显示设备显示出来。附加报警功能，在速度超过某一个固定值后，指示灯发亮，提示需要减速。

1.3课程设计技术指标

计数方式：十进制

里程显示位数：4位

速度显示位数：2位

1.4自行车数字里程表系统设计

1.4.1系统硬件构成

系统硬件以AT89C51为核心,包括以下三个模块电路

1.数据采集模块(霍尔传感器采集数据、时间芯片DS1302、键盘矩阵)

2.控制模块(AT89C51)

3.LCD显示模块(LM016L)

图 1 系统构成框图

1.4.2设计思路

基本思路：假设自行车车轮的半径为R，R的值根据自行车半径的不同由编程是内部设定或键盘输入给定，则L=2*3.14*R。在轮圈上安装一个永久磁铁，则轮子每转一圈，通过开关型霍尔传感器的电平就会发生一次跳变，跳变产生一个脉冲信号，从引脚P3.5计数器T1端输入，并通过计数器对其进行计数为N在规定的周期T时间内的路程S=N*L，而在该周期内的速度V=S/T，当前的总路程为lc=lc+S。

计时功能由时间芯片DS1302来选取，如果当时间不符合时，则由键盘对时间进行初始化设置来调整时间，然后通过定时器来完成时间计时功能，键盘还可以对不同规格的自行车半径来作选择。