单片机的电子里程表设计
目 录
1. 绪论 1
1.1 课题的研究背景 1
1.2 课题研究的现状及主要内容 1
2. 电子里程表的总体结构设计 3
2.1 任务分析与实现方案 3
2.2 自行车电子里程表的总体结构设计 3
3. 电子里程表硬件电路设计 5
3.1 主控制模块的设计 5
3.2 键盘模块的设计 6
3.3 时钟电路的设计 6
3.4 温度采集模块的设计 7
3.5 霍尔传感器电路的设计 8
3.6 信息显示模块的设计 9
3.7 信息存储模块的设计 10
3.8 报警模块的设计 10
4. 电子里程表软件程序设计 11
4.1 键盘输入程序设计 12
4.2 中断子程序设计 13
4.3 时钟子程序设计 14
4.4 存储子程序设计 15
4.5 里程速度计算子程序的设计 15
4.6 显示输出子程序设计 17
4.7 Proteus仿真设计 18
5. 系统调试与分析 19
5.1 系统仿真调试 19
5.2 系统的焊接调试 20
5.3 系统调试中问题分析 21
6. 总结与展望 23
6.1 总结 23
6.2 展望 23
参考文献 24
致谢 25
附录 26
附录一 系统硬件电路图 26
附录二 自行车电子里程表实物图 27
绪论
1.1 课题的研究背景
电子里程表广泛应用于各类机车，包括自行车、摩托车和汽车等。传统的里程表是机械的，尽管运行稳定，但功能简单,随着科技的进步，电子技术发展迅速,里程表逐渐电子化，并被广泛应用[1]。电子里程表是各类车型的首选设备，其性能好，拥有乐观的前景。电子里程表是自行车上很好的辅助工具，消费者希望自行
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
车的电子里程表科学美观、经济实用。本课题致力于设计出多功能且性能可靠的自行车电子里程表，让使用者清楚地把握自行车的运行信息，方便出行并达到健康运动的效果。
单片机作为一种微型控制器，因为它最早被用在工业控制方面，所以也被称为微电脑。它是把中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出端口I/O等功能器件都集成到一块芯片上的微型电脑[2]。选用单片机作为自行车电子里程表的主控制器经济适用。
电子里程表的系统由硬件器件配合软件编程来实现具体功能，主要是通过软件实现，这样大大降低了成本。软件的编程使其功能的实现、扩展手段更加灵活多样。这样的特点方便系统的升级更新、与其它系统的数据交换。
1.2 课题研究的现状及主要内容
如今人们的生活水平提高了，锻炼身体成为一种全民化的需求，近年来绿色环保，低碳出行的意识也渐渐深入民心。在这样的大社会环境下，自行车成为一种时尚的交通、锻炼工具，它广受大众的青睐。电子里程表作为自行车配套的实用设备，拥有丰富的功能，能给自行车使用者带来健康和快乐，也广受消费者欢迎。市场上自行车电子里程表不仅能测速度和里程,还能显示单次行车里程，车轮转数，平均速度，行车时间等信息。将来还可能增添语音提示和导航定位等功能，自行车电子里程表将设计得更为人性化。
本课题为顺应自行车电子里程表的发展趋势，提出了基于单片机进行电子里程表的设计和研究。本课题主要任务是使用霍尔传感器、温度传感器、时钟芯片、单片机等部件制作出一个可用LCD液晶屏显示时间日期、温度、里程和速度的自行车的电子里程表。为达到自行车的电子里程表的任务要求，本文首先分析了系统结构并提出了设计方案。接着说明了电路原理、软件编程的实现以及系统调试等内容，整个系统主要围绕硬件设计与软件设计来展开的。
硬件电路包含：单片机的外围电路，霍尔传感器采集电脉冲及分频电路，温度测量电路，按键输入电路，显示模块电路，超速报警等电路。
软件设计包含：初始化子程序、定时中断子程序、输入子程序、存储子程序、显示子程序等。程序用C语言编写，主要采用自顶向下，模块化分层设计。
系统调试部分：硬件调试以原理图为基础，检查电路板实物的接线及焊接是否正确；软件调试先检查设计原理图的仿真运行，在Proteus 中进行修改调试，其程序在Keil μVision4中进行编译调试。在总体调试过程中，原理图的仿真与程序的编译工作需要同时进行，两者需要相互协调实现功能。
电子里程表的总体结构设计
2.1 任务分析与实现方案
本课题的设计任务：根据车速、里程的测量原理，设计电子里程表，工作运行时，可以显示时间日期、温度，通过按键可调节时间日期参数及设置轮子的周长，可切换显示日期、设置、运行、历史记录的界面，断电能够保存运行数据，超速能够报警。
本课题的实现方案：采用霍尔元器件作为测量传感器，自行车运行时传感器相应的产生脉冲信号。选用STC89C52单片机芯片作为系统控制器件，采用LCD1602显示自行车时速、里程等信息。采用DS18B20芯片作为温度传感器的器件。使用DSl302芯片构建时钟电路。使用AT24C02 芯片实现存储功能。软件部分用C语言编写程序，在Keil μVision4软件下编译调试，在Proteus 软件中设计出电路图并加载程序文件进行仿真实验，最后使用STCISP将程序文件下载到单片机，根据原理图做出电路板，经过外观优化和验证功能，最终制作出自行车电子里程表成品。
2.2 自行车电子里程表的总体结构设计
根据本课题的任务分析与实现方案，自行车电子里程表的系统划可划分为主控制模块，键盘模块，时钟电路模块，温度采集模块，霍尔传感器电路模块，信息显示模块，信息存储模块，报警模块。
根据上述的实现方案和划分的模块，可将系统的模块组合成如图21所示的结构图。
1. 绪论 1
1.1 课题的研究背景 1
1.2 课题研究的现状及主要内容 1
2. 电子里程表的总体结构设计 3
2.1 任务分析与实现方案 3
2.2 自行车电子里程表的总体结构设计 3
3. 电子里程表硬件电路设计 5
3.1 主控制模块的设计 5
3.2 键盘模块的设计 6
3.3 时钟电路的设计 6
3.4 温度采集模块的设计 7
3.5 霍尔传感器电路的设计 8
3.6 信息显示模块的设计 9
3.7 信息存储模块的设计 10
3.8 报警模块的设计 10
4. 电子里程表软件程序设计 11
4.1 键盘输入程序设计 12
4.2 中断子程序设计 13
4.3 时钟子程序设计 14
4.4 存储子程序设计 15
4.5 里程速度计算子程序的设计 15
4.6 显示输出子程序设计 17
4.7 Proteus仿真设计 18
5. 系统调试与分析 19
5.1 系统仿真调试 19
5.2 系统的焊接调试 20
5.3 系统调试中问题分析 21
6. 总结与展望 23
6.1 总结 23
6.2 展望 23
参考文献 24
致谢 25
附录 26
附录一 系统硬件电路图 26
附录二 自行车电子里程表实物图 27
绪论
1.1 课题的研究背景
电子里程表广泛应用于各类机车，包括自行车、摩托车和汽车等。传统的里程表是机械的，尽管运行稳定，但功能简单,随着科技的进步，电子技术发展迅速,里程表逐渐电子化，并被广泛应用[1]。电子里程表是各类车型的首选设备，其性能好，拥有乐观的前景。电子里程表是自行车上很好的辅助工具，消费者希望自行
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车的电子里程表科学美观、经济实用。本课题致力于设计出多功能且性能可靠的自行车电子里程表，让使用者清楚地把握自行车的运行信息，方便出行并达到健康运动的效果。
单片机作为一种微型控制器，因为它最早被用在工业控制方面，所以也被称为微电脑。它是把中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出端口I/O等功能器件都集成到一块芯片上的微型电脑[2]。选用单片机作为自行车电子里程表的主控制器经济适用。
电子里程表的系统由硬件器件配合软件编程来实现具体功能，主要是通过软件实现，这样大大降低了成本。软件的编程使其功能的实现、扩展手段更加灵活多样。这样的特点方便系统的升级更新、与其它系统的数据交换。
1.2 课题研究的现状及主要内容
如今人们的生活水平提高了，锻炼身体成为一种全民化的需求，近年来绿色环保，低碳出行的意识也渐渐深入民心。在这样的大社会环境下，自行车成为一种时尚的交通、锻炼工具，它广受大众的青睐。电子里程表作为自行车配套的实用设备，拥有丰富的功能，能给自行车使用者带来健康和快乐，也广受消费者欢迎。市场上自行车电子里程表不仅能测速度和里程,还能显示单次行车里程，车轮转数，平均速度，行车时间等信息。将来还可能增添语音提示和导航定位等功能，自行车电子里程表将设计得更为人性化。
本课题为顺应自行车电子里程表的发展趋势，提出了基于单片机进行电子里程表的设计和研究。本课题主要任务是使用霍尔传感器、温度传感器、时钟芯片、单片机等部件制作出一个可用LCD液晶屏显示时间日期、温度、里程和速度的自行车的电子里程表。为达到自行车的电子里程表的任务要求，本文首先分析了系统结构并提出了设计方案。接着说明了电路原理、软件编程的实现以及系统调试等内容，整个系统主要围绕硬件设计与软件设计来展开的。
硬件电路包含：单片机的外围电路，霍尔传感器采集电脉冲及分频电路，温度测量电路，按键输入电路，显示模块电路，超速报警等电路。
软件设计包含：初始化子程序、定时中断子程序、输入子程序、存储子程序、显示子程序等。程序用C语言编写，主要采用自顶向下，模块化分层设计。
系统调试部分：硬件调试以原理图为基础，检查电路板实物的接线及焊接是否正确；软件调试先检查设计原理图的仿真运行，在Proteus 中进行修改调试，其程序在Keil μVision4中进行编译调试。在总体调试过程中，原理图的仿真与程序的编译工作需要同时进行，两者需要相互协调实现功能。
电子里程表的总体结构设计
2.1 任务分析与实现方案
本课题的设计任务：根据车速、里程的测量原理，设计电子里程表，工作运行时，可以显示时间日期、温度，通过按键可调节时间日期参数及设置轮子的周长，可切换显示日期、设置、运行、历史记录的界面，断电能够保存运行数据，超速能够报警。
本课题的实现方案：采用霍尔元器件作为测量传感器，自行车运行时传感器相应的产生脉冲信号。选用STC89C52单片机芯片作为系统控制器件，采用LCD1602显示自行车时速、里程等信息。采用DS18B20芯片作为温度传感器的器件。使用DSl302芯片构建时钟电路。使用AT24C02 芯片实现存储功能。软件部分用C语言编写程序，在Keil μVision4软件下编译调试，在Proteus 软件中设计出电路图并加载程序文件进行仿真实验，最后使用STCISP将程序文件下载到单片机，根据原理图做出电路板，经过外观优化和验证功能，最终制作出自行车电子里程表成品。
2.2 自行车电子里程表的总体结构设计
根据本课题的任务分析与实现方案，自行车电子里程表的系统划可划分为主控制模块，键盘模块，时钟电路模块，温度采集模块，霍尔传感器电路模块，信息显示模块，信息存储模块，报警模块。
根据上述的实现方案和划分的模块，可将系统的模块组合成如图21所示的结构图。
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