stc89c51单片机的自行车里程表设计
本文主要围绕“自行车里程表控制系统”进行了全方位的介绍，不仅对这种系统的起源发展背景以及国内外的研究现状做了综合分析，更在此基础上制定了本文的设计目标。选用了目前单片机市场上最畅销的STC89C51单片机作为主要控制器芯片，并结合了其他必要的功能芯片，设计出了一款能够实现车速快速准确检测、行驶里程计量、超速报警以及液晶显示等功能的自行车里程表控制系统，该系统不仅在硬件上突破了目前相关产品的成本消耗，更将硬件系统结构简化到最精，大幅度地降低了电能消耗、提高了待机时长。
目录
一、 引言 1
（一） 自行车里程表的发展背景 1
（二） 自行车里程表系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控芯片的选取 3
（二） STC89C51单片机 4
（三） 霍尔传感器模块简介 4
（四） LCD1602型显示器概述 6
（五） 有源蜂鸣器介绍 7
三、 硬件系统设计 9
（一） 自行车里程表系统的硬件结构框图设计 9
（二） 最小系统设计 9
（三） 霍尔传感器电路设计 10
（四） 显示器外围电路设计 11
（五） 报警电路设计 12
四、 软件系统设计 13
（一） 自行车里程表系统的软件工作流程设计 13
（二） 行驶速度及里程测量流程设计 13
（三） 显示器工作流程设计 14
1. 判忙函数?? 14
2. 写数据流程?? 15
3. 写指令流程?? 15
五、 系统软件仿真 17
总 结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 部分程序 24
引言
自行车里程表的发展背景
本文将要介绍一种通过STC89C51单片机作为主要控制器来实现的一款智能型自行车里程表控制系统，这款系统的实
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
现将突破目前市面上相关产品的平均性能，并且在功能上将得到较大的扩展。自行车里程表系统已经在人们的生产生活中出现了较长一段时间，起初在单片机技术还未成熟并推向使用前，逻辑电路以及cpld等一些具有逻辑运算功能的芯片在控制届大行其道，是大多数控制系统的首要选择，通过这些具有简单运算功能的芯片能够实现一些常见的按键检测、报警器驱动以及数码管显示等功能，这一时期的自行车里程表控制系统已经具有了一些简单的计费功能，这一时期的车速测量主要依靠机械结构来完成，通过车轮对测速齿轮的转动从而实现行驶速度的测量，并通过机械指针方式实现行驶速度指示，计费主要依靠时间计时法来完成，虽然这一时期的里程表已经能够完成其基本功能，但是离今天以单片机等微处理器作为主控器的自行车里程表控制系统还具有相当大的一段距离，无论是在功能还是用户使用体验上，都不能最大满足用户的需求。在这一现状下，自行车里程表控制系统的设计师们意识到只有采用更高性能并且集成度更高的控制器芯片才能够设计出具有突破意义的产品来，因此在二十世纪九十年代当单片机生产技术和使用方法得到大规模的普及之后，各行各业的电子设计师们开始了对单片机系统的开发，其中在自行车里程表控制系统领域，设计师们将以往的逻辑门电路或者cpld等一些主控器进行剔除，接着将微处理器芯片进行嵌入，通过程序代码的编写和编译并烧写，这样就使得自行车里程表控制系统具有了一定程度的智能意义，不但能够实现车速的非接触式测量，大大降低了对车轮的损耗，并且车速测量通过霍尔传感器等高性能电气器件来完成，能够实现快速并且精确的转速、行驶速度以及行驶里程等参数的测量，大大提高了里程表的性能和功能。
自行车里程表系统的国内外发展现状
国内外大多数企业已经普遍掌握了生产制造中高以上性能的自行车里程表控制系统产品，但一些具有高端性能的自行车里程表产品只占有很少的比例，这些顶尖技术只有世界上一些少有国家或者研究团队掌握，因此生产成本非常高，导致这些高端产品并不能够在市面上进行普及。许多科研单位和研究小组为了打破这种局面，开始着重开始对自行车里程表控制系统进行研究，不但在硬件上更在软件上寻找突破口，使用更高性能的传感器和更先进的处理器来构建自行车里程表系统的整体框架，相信这种少有高端技术垄断的局面在不久的将来很快会被打破。
本文主要研究内容
本次论文结构安排如下：
第一章为论文设计的绪论部分，对自行车里程表系统的发展背景以及发展现状做了简要介绍，并通过将国内外相关企业、研究小组对该系统的实现程度进行了对比，最终确立了本文的研究目标和指标。
第二章对控制系统的总体设计方案进行了设计，主要对控制系统所使用的控制器、液晶屏、传感器以及其他一些所需器件进行了简要介绍，为下文的软硬件电路设计做了铺垫。
第三章为自行车里程表控制系统的硬件电路设计章节，对51单片机最小系统以及外围电路的详细原理图进行了设计。
第四章为自行车里程表控制系统的软件部分设计，通过对主程序以及子程序的流程图分析来描述系统的设计思路。
第五章为自行车里程表控制系统的系统仿真章节，通过在Proteus上绘制原理图并将程序代码烧入来实现仿真系统的运行,并将仿真结果通过图片方式进行了展现。
1、配置霍尔传感器检测电路，实现车速以及行驶里程的快速测量；
2、配置蜂鸣器报警电路当车速大于安全行驶速度时，发出报警信号；
3、配置按键电路，安全速度可以通过按键进行设置；
4、配置LCD1602液晶屏显示电路，车速以及安全速度可以通过屏幕进行显示。
方案选择及元器件介绍
主控芯片的选取
在目前单片机市场一片玲琅满目的情境下，在制定好本文的设计目标后，首先需要考虑的就是系统主控器件的选取，结合到本系统要实现的功能，本文制订了选取单片机的两款方案。
方案一：使用美国MicroChip公司研发的PIC16F877单片机，这种单片机在一些应用环境较为恶劣的场合非常常见，如路口的交通灯控制系统、工业生产中的主机运行等，在这些环境中，由于机器众多，电磁干扰现象非常严重，因此一些不采取保护措施的单片机就无法正常工作，而PIC单片机在不影响主频速度的情况下，通过改进内部电路结构同时施加一定的屏蔽措施，从而使得它能有条不紊的工作。如果本文选用PIC16F877单片机作为系统的主控，那么系统的稳定度将得到极大的提升，这款单片机另一个优点是具有DIP40双排直插封装可选，这样能够给电路的构建以及实物的焊接具有很大的便利性，不需要小心翼翼地去处理贴片管脚，能够大大促进毕业设计的成功性。另外PIC16F877单片机内部还集成了AD模数转换模块，能够实现高精度的信号采集功能，除此以外也包含定时器、中断以及UART等常用模块。
目录
一、 引言 1
（一） 自行车里程表的发展背景 1
（二） 自行车里程表系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控芯片的选取 3
（二） STC89C51单片机 4
（三） 霍尔传感器模块简介 4
（四） LCD1602型显示器概述 6
（五） 有源蜂鸣器介绍 7
三、 硬件系统设计 9
（一） 自行车里程表系统的硬件结构框图设计 9
（二） 最小系统设计 9
（三） 霍尔传感器电路设计 10
（四） 显示器外围电路设计 11
（五） 报警电路设计 12
四、 软件系统设计 13
（一） 自行车里程表系统的软件工作流程设计 13
（二） 行驶速度及里程测量流程设计 13
（三） 显示器工作流程设计 14
1. 判忙函数?? 14
2. 写数据流程?? 15
3. 写指令流程?? 15
五、 系统软件仿真 17
总 结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 部分程序 24
引言
自行车里程表的发展背景
本文将要介绍一种通过STC89C51单片机作为主要控制器来实现的一款智能型自行车里程表控制系统，这款系统的实
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
现将突破目前市面上相关产品的平均性能，并且在功能上将得到较大的扩展。自行车里程表系统已经在人们的生产生活中出现了较长一段时间，起初在单片机技术还未成熟并推向使用前，逻辑电路以及cpld等一些具有逻辑运算功能的芯片在控制届大行其道，是大多数控制系统的首要选择，通过这些具有简单运算功能的芯片能够实现一些常见的按键检测、报警器驱动以及数码管显示等功能，这一时期的自行车里程表控制系统已经具有了一些简单的计费功能，这一时期的车速测量主要依靠机械结构来完成，通过车轮对测速齿轮的转动从而实现行驶速度的测量，并通过机械指针方式实现行驶速度指示，计费主要依靠时间计时法来完成，虽然这一时期的里程表已经能够完成其基本功能，但是离今天以单片机等微处理器作为主控器的自行车里程表控制系统还具有相当大的一段距离，无论是在功能还是用户使用体验上，都不能最大满足用户的需求。在这一现状下，自行车里程表控制系统的设计师们意识到只有采用更高性能并且集成度更高的控制器芯片才能够设计出具有突破意义的产品来，因此在二十世纪九十年代当单片机生产技术和使用方法得到大规模的普及之后，各行各业的电子设计师们开始了对单片机系统的开发，其中在自行车里程表控制系统领域，设计师们将以往的逻辑门电路或者cpld等一些主控器进行剔除，接着将微处理器芯片进行嵌入，通过程序代码的编写和编译并烧写，这样就使得自行车里程表控制系统具有了一定程度的智能意义，不但能够实现车速的非接触式测量，大大降低了对车轮的损耗，并且车速测量通过霍尔传感器等高性能电气器件来完成，能够实现快速并且精确的转速、行驶速度以及行驶里程等参数的测量，大大提高了里程表的性能和功能。
自行车里程表系统的国内外发展现状
国内外大多数企业已经普遍掌握了生产制造中高以上性能的自行车里程表控制系统产品，但一些具有高端性能的自行车里程表产品只占有很少的比例，这些顶尖技术只有世界上一些少有国家或者研究团队掌握，因此生产成本非常高，导致这些高端产品并不能够在市面上进行普及。许多科研单位和研究小组为了打破这种局面，开始着重开始对自行车里程表控制系统进行研究，不但在硬件上更在软件上寻找突破口，使用更高性能的传感器和更先进的处理器来构建自行车里程表系统的整体框架，相信这种少有高端技术垄断的局面在不久的将来很快会被打破。
本文主要研究内容
本次论文结构安排如下：
第一章为论文设计的绪论部分，对自行车里程表系统的发展背景以及发展现状做了简要介绍，并通过将国内外相关企业、研究小组对该系统的实现程度进行了对比，最终确立了本文的研究目标和指标。
第二章对控制系统的总体设计方案进行了设计，主要对控制系统所使用的控制器、液晶屏、传感器以及其他一些所需器件进行了简要介绍，为下文的软硬件电路设计做了铺垫。
第三章为自行车里程表控制系统的硬件电路设计章节，对51单片机最小系统以及外围电路的详细原理图进行了设计。
第四章为自行车里程表控制系统的软件部分设计，通过对主程序以及子程序的流程图分析来描述系统的设计思路。
第五章为自行车里程表控制系统的系统仿真章节，通过在Proteus上绘制原理图并将程序代码烧入来实现仿真系统的运行,并将仿真结果通过图片方式进行了展现。
1、配置霍尔传感器检测电路，实现车速以及行驶里程的快速测量；
2、配置蜂鸣器报警电路当车速大于安全行驶速度时，发出报警信号；
3、配置按键电路，安全速度可以通过按键进行设置；
4、配置LCD1602液晶屏显示电路，车速以及安全速度可以通过屏幕进行显示。
方案选择及元器件介绍
主控芯片的选取
在目前单片机市场一片玲琅满目的情境下，在制定好本文的设计目标后，首先需要考虑的就是系统主控器件的选取，结合到本系统要实现的功能，本文制订了选取单片机的两款方案。
方案一：使用美国MicroChip公司研发的PIC16F877单片机，这种单片机在一些应用环境较为恶劣的场合非常常见，如路口的交通灯控制系统、工业生产中的主机运行等，在这些环境中，由于机器众多，电磁干扰现象非常严重，因此一些不采取保护措施的单片机就无法正常工作，而PIC单片机在不影响主频速度的情况下，通过改进内部电路结构同时施加一定的屏蔽措施，从而使得它能有条不紊的工作。如果本文选用PIC16F877单片机作为系统的主控，那么系统的稳定度将得到极大的提升，这款单片机另一个优点是具有DIP40双排直插封装可选，这样能够给电路的构建以及实物的焊接具有很大的便利性，不需要小心翼翼地去处理贴片管脚，能够大大促进毕业设计的成功性。另外PIC16F877单片机内部还集成了AD模数转换模块，能够实现高精度的信号采集功能，除此以外也包含定时器、中断以及UART等常用模块。
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