自行车里程表的设计与制作
摘 要单片机又被称为微控制器，是指各个部件都放在一块芯片上的小型计算机系统，具有小巧轻便的特点。与同类产品相比，其优点显而易见，不但具有明显的性价比优势，还利于人们使用和学习，为开发提供了许多方便。随着人类科技不断进步，单片机技术也有迅速的发展。现在单片机已经与我们的生活息息相关，广泛地应用在各类电子产品如电子称，打印机、摄像机、自动洗衣机等上。设计以单片机为核心控制，通过磁场传感器采集车轮转速并送至单片机进行处理，然后通过LCD显示，设计出了一个骑行速度的测量系统。借助C语言来编写系统软件，以模块化的思路来进行设计，进而实现了算出骑行路程的功能。随后通过测试得到相应数据,在深入分析数据的基础上进行改良。本设计得到的系统具有较高的稳定性，同时具有较强的抗干扰能力，并兼具了费用低、安装方便等优点，具有一定的市场前景。
目录
一、前言.1
二、系统总体设计.2
（一） 系统总体概述.2
（二）系统基本原理.2
三、硬件电路设计.3
（一）主控芯片选择.3
1.单片机介绍.3
2.震荡电路与复位电路. 4
（二）传感器选择.5
1.霍尔器件概述6
2.霍尔元件测速方法7
（三）显示模块.8
1.LCD显示基本原理,. 8
2.LCD1602的引脚.8
（四）日历模块.9
1.DS1302说明及原理.10
四、软件系统设计13
（一）单片机定时计数设计思路13
（二）转速计算程序设计思路13
（三）日历程序设计思路14
五、仿真调试及实物制作16
（一）仿真调试16
（二）实物制作18
第六章 总结19
参考文献20
附录
附录一：系统原理图
附录二：部分源程序
一、前言
人们的生活水平在不断的提高，自行车不光是平凡的交通工具，也是人
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
们锻炼身体最好的选择。于是，人们想要在自行车上得到更多的功能，可以为人们带来更多的便利。自行车码表作为运动爱好者喜爱的辅助工具，也正是跟着这需求讯速发展起来，其中一些简单的功能也逐渐发展到温度、日历，甚至有的还具空气质量的检测、检测消耗了多少热量、GPS定位等功能。
半导体技术的发展越来越快使单片机的集成度逐渐提高,性能也越越来越强劲，单片机品种也是各种各样, 以单片机作为主控芯片，使很多设备在很小的空间都能测试，更是在恶劣的环境与便携式设备广泛的使用。
本设计是用AT89C52单片机为主控芯片，把从霍尔传感器送出来的脉冲信号进行处理、估算，正确的计算出骑行的速度和路程，再将所获得的信息传递到LCD显示器上。该显示器会得到与运动相关的各种数据，借助键盘、调整显示器，就能更改参数。如车轮半径、安全速度，以及时间的调整。市面上的一些多功能码表图1.1所示。
图1.1 多功能自行车码表
二、系统总体设计
（一）系统总体概述
该系统除了包括时钟芯片和单片机之外，还包括存储器、霍尔传感器以及液晶显示器等，其中霍尔传感器对车轮的转速进行测量，将物理信号转换为电信号再通过单片机进行计算处理，将计算结果传输到显示器，详见图2.1。
图2.1 组成、框图
（二） 系统基本原理
本设计可以将骑行的当前速度和骑行累计的路程数方便的显示出来。主要是把霍尔传感器安在前车叉位置上如图2.2所示，当固定辐条上的永磁体经过它时，可以从传感器上获得脉冲信号。用定时器详细测得时间，便可达成对轮胎的转的速度，并经过单片机计算出均速、路程等量，然后显示骑行里程和当前速度。
图2.2 传感器安装位置图
三、硬件电路设计
本设计包括五大模块，除了报警和显示模块外，还包括日历、霍尔传感器和控制模块，每个模块都承担着各自的任务。该系统以单片机为核心，将在下文中具体阐述各个模块。
（一）主控芯片选择
本设计采用STC89C52芯片为硬件核心，采用ROM闪存，具有8K字节的系统内可编程闪存，可以在电压3.35V工作,可以用锂电池供电。具有ISP功能，而不需要从IC座上取下芯片，已经编程好的的芯片也可以通过ISP方式删除或重新编程，调试升级方便。
1.单片机介绍
所谓单片机，事实上是将不同功能全部集成到一块芯片上，包括计时器、中断系统和CPU等，即为微型系统，见图 3.1。
图 3.1单片机引脚图
STC89C52单片机的引脚功用：
Ⅰ.电源
VCC(Pin40)：电源输入
GND(Pin20)：接地线
Ⅱ.外接晶振
XTAL1(Pin19)：输入振荡电路
XTAL2(Pin20)：输出振荡电路
Ⅲ.控制线
RST/VPP(Pin9)：复位信号的输入
ALE/PROG(Pin30)：锁存地址
PSEN(Pin29)：实现外部ROM信号的读选
EA/VPP(Pin31)：内部读取指令，即为高电平，外部读取指令，即为低电平。
Ⅳ.可编程输入/输出
STC89C52单片机有四个I/O口，可进行编程，P0口对应的是上拉电阻，无需添加，依靠自身即可实现总线扩展。
对应的功能如表3.1。
表3.1 STC89C52单片机的功能
2.震荡电路与复位电路
从内部结构来讲，STC89C52单片机涵盖高增益反相放大器，除了从内部产生时钟之外，还能从外部获得。仔细观察图3.2，不难发现，输入、输出端为定时元件，值得注意的是，内部振荡器会形成自激振荡。并联谐振电路由一个普通的石英晶体和一个微调电容器组成的定时元件。单片机晶体振荡所对应的频率介于1.2～12MHz之间。电容量最低为5pF，最高可达30pF，C2、C3可微调频率，具有一定的效果。
目录
一、前言.1
二、系统总体设计.2
（一） 系统总体概述.2
（二）系统基本原理.2
三、硬件电路设计.3
（一）主控芯片选择.3
1.单片机介绍.3
2.震荡电路与复位电路. 4
（二）传感器选择.5
1.霍尔器件概述6
2.霍尔元件测速方法7
（三）显示模块.8
1.LCD显示基本原理,. 8
2.LCD1602的引脚.8
（四）日历模块.9
1.DS1302说明及原理.10
四、软件系统设计13
（一）单片机定时计数设计思路13
（二）转速计算程序设计思路13
（三）日历程序设计思路14
五、仿真调试及实物制作16
（一）仿真调试16
（二）实物制作18
第六章 总结19
参考文献20
附录
附录一：系统原理图
附录二：部分源程序
一、前言
人们的生活水平在不断的提高，自行车不光是平凡的交通工具，也是人
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
们锻炼身体最好的选择。于是，人们想要在自行车上得到更多的功能，可以为人们带来更多的便利。自行车码表作为运动爱好者喜爱的辅助工具，也正是跟着这需求讯速发展起来，其中一些简单的功能也逐渐发展到温度、日历，甚至有的还具空气质量的检测、检测消耗了多少热量、GPS定位等功能。
半导体技术的发展越来越快使单片机的集成度逐渐提高,性能也越越来越强劲，单片机品种也是各种各样, 以单片机作为主控芯片，使很多设备在很小的空间都能测试，更是在恶劣的环境与便携式设备广泛的使用。
本设计是用AT89C52单片机为主控芯片，把从霍尔传感器送出来的脉冲信号进行处理、估算，正确的计算出骑行的速度和路程，再将所获得的信息传递到LCD显示器上。该显示器会得到与运动相关的各种数据，借助键盘、调整显示器，就能更改参数。如车轮半径、安全速度，以及时间的调整。市面上的一些多功能码表图1.1所示。
图1.1 多功能自行车码表
二、系统总体设计
（一）系统总体概述
该系统除了包括时钟芯片和单片机之外，还包括存储器、霍尔传感器以及液晶显示器等，其中霍尔传感器对车轮的转速进行测量，将物理信号转换为电信号再通过单片机进行计算处理，将计算结果传输到显示器，详见图2.1。
图2.1 组成、框图
（二） 系统基本原理
本设计可以将骑行的当前速度和骑行累计的路程数方便的显示出来。主要是把霍尔传感器安在前车叉位置上如图2.2所示，当固定辐条上的永磁体经过它时，可以从传感器上获得脉冲信号。用定时器详细测得时间，便可达成对轮胎的转的速度，并经过单片机计算出均速、路程等量，然后显示骑行里程和当前速度。
图2.2 传感器安装位置图
三、硬件电路设计
本设计包括五大模块，除了报警和显示模块外，还包括日历、霍尔传感器和控制模块，每个模块都承担着各自的任务。该系统以单片机为核心，将在下文中具体阐述各个模块。
（一）主控芯片选择
本设计采用STC89C52芯片为硬件核心，采用ROM闪存，具有8K字节的系统内可编程闪存，可以在电压3.35V工作,可以用锂电池供电。具有ISP功能，而不需要从IC座上取下芯片，已经编程好的的芯片也可以通过ISP方式删除或重新编程，调试升级方便。
1.单片机介绍
所谓单片机，事实上是将不同功能全部集成到一块芯片上，包括计时器、中断系统和CPU等，即为微型系统，见图 3.1。
图 3.1单片机引脚图
STC89C52单片机的引脚功用：
Ⅰ.电源
VCC(Pin40)：电源输入
GND(Pin20)：接地线
Ⅱ.外接晶振
XTAL1(Pin19)：输入振荡电路
XTAL2(Pin20)：输出振荡电路
Ⅲ.控制线
RST/VPP(Pin9)：复位信号的输入
ALE/PROG(Pin30)：锁存地址
PSEN(Pin29)：实现外部ROM信号的读选
EA/VPP(Pin31)：内部读取指令，即为高电平，外部读取指令，即为低电平。
Ⅳ.可编程输入/输出
STC89C52单片机有四个I/O口，可进行编程，P0口对应的是上拉电阻，无需添加，依靠自身即可实现总线扩展。
对应的功能如表3.1。
表3.1 STC89C52单片机的功能
2.震荡电路与复位电路
从内部结构来讲，STC89C52单片机涵盖高增益反相放大器，除了从内部产生时钟之外，还能从外部获得。仔细观察图3.2，不难发现，输入、输出端为定时元件，值得注意的是，内部振荡器会形成自激振荡。并联谐振电路由一个普通的石英晶体和一个微调电容器组成的定时元件。单片机晶体振荡所对应的频率介于1.2～12MHz之间。电容量最低为5pF，最高可达30pF，C2、C3可微调频率，具有一定的效果。
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