公共自行车速度里程表的设计(附件)【字数：9230】
摘 要现代社会科技飞速发展，汽车也越来越普及，导致交通经常堵塞，汽车完全失去了本身的作用。最近，各大城市都建立了公共自行车与共享单车的项目。唯一的缺憾就是这些自行车没有配置速度里程表。本设计所讲的就是基于STC89C52单片机的速度里程表，它由单片机核心电路、时钟电路、5V电机控制电路、霍尔测速电路、蜂鸣器报警电路、按键电路、LCD1602液晶显示电路和电源电路组成。本设计的单片机核心电路具有上电复位电路、按键复位电路和晶振电路。LCD1602可以显示当前的速度，里程，时间。整个仪表具有超速报警功能，可以设置报警速度并具有保存功能。
目 录
引 言 1
第一章 设计任务及内容 2
1.1设计任务要求 2
1.2方案设计内容 2
第二章 速度里程表总体方案设计 3
2.1总体设计方案说明 3
2.2硬件部分设计 3
2.3软件部分设计 3
第三章 速度里程表硬件部分设计 5
3.1 单片机系统 5
3.1.1STC89C52单片机 5
3.1.2振荡器和时钟电路 6
3.1.3复位电路 7
3.2显示模块 8
3.3霍尔传感器 9
3.4DS1302时钟芯片 10
第四章 速度里程表软件部分设计 12
4.1主程序流程图 12
4.2速度处理流程图 13
第五章 安装调试与测试 14
结束语 15
致谢 16
参考文献 17
附录 18
附录A电路原理图 18
附录B程序 19
引 言
具有一百多年发展历史的自行车，从诞生开始，一直到现在，都没有被人们淘汰掉，甚至在当今社会，由于交通堵塞以及社会对环保的呼吁等等原因，自行车再次成为人们短途移动的首选交通工具。自行车经过这么多年的发展，在很多高新技术的支持下，发展出了很多新产品，运动，越野，休闲都有相适应的车型。当然最主要的变化是现代自行车越来越方便骑行，骑行者不需要费多大的力气，自行车即可 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
飞速运动，这样的变化让人们节省了大量的时间。同时，能够高速运动的自行车也将人们的安全推到了一个极度危险的地步，自行车越来越快，骑行者无法保证自身的人身安全，同时也会对交通造成很大的困扰，很容易造成交通事故。
现在自行车已经不仅仅是一种交通工具，同时也是很多市民选择的健身，休闲工具。因此自行车也需要进步，需要辅助工具来达到人们的要求，速度里程表就是其中之一。社会飞速发展，为了人们的便利生活，各大城市的公共事业也相继迅猛发展，最具标志性的就是公共自行车项目的建立。此项目既能让人们的生活得到便利，也能呼吁低碳生活。不过，公共自行车毕竟不是个人单车，人们很容易产生陌生感，这样会严重影响人们的骑行体验，易发生悲惨的交通事故。速度里程表可以帮助人们很快地掌握当前自行车的骑行数据，速度、里程、时间这些数据都将一目了然。随着科技的发展，我相信人们骑行时的身体状况，地理经纬度，天气变化等等都可以通过速度里程表反馈给骑行者。
本文主要介绍的就是如何利用霍尔传感器，单片机以及液晶显示电路等其它电路组成一个简易的速度里程表。因此，电路的设计原理，合适的元器件的选用还有整体的思路都将在本文中被介绍。外围电路以及显示电路等等一些其它电路组成了STC89C52单片机的外围电路[1]。总体上分为两大部分，一是硬件部分的设计，二是软件部分的设计。本文首先确立本设计的任务是什么，并进行总体方案的设计；其次介绍总体方案的第一部分硬件部分的设计，霍尔传感器与单片机的选择，振荡器和时钟电路、复位电路、显示模块的设计；然后阐述软件部分的设计，流程图以及部分程序。软件部分主要有初始化程序，显示子程序，中断子程序等等，软件使用C语言进行编写；最后对仿真时出现的问题进行分析，以及系统总结本次设计。 第一章 设计任务及内容
1.1设计任务要求
利用霍尔传感器，单片机等元器件设计一个能够广泛使用，适合各种型号的自行车的速度里程表，可以即时显示速度、里程等信息。
熟悉掌握速度里程表的工作原理。
1.2方案设计内容
霍尔传感器能够感知车轮的转速，并能将所感知的转速转变成脉冲信号，随机单片机处理霍尔传感器传输的数字脉冲信号，通过设计好的程序计算一个时间段内的数字脉冲信号的频率，这样自行车实时的速度与里程都将被计算出，最后通过液晶显示设备向骑行者显现[5]。
同时为了骑行者的人身安全着想，本设计将设置超速报警功能，在自行车的速度超过某一限定值时，速度里程表将触发蜂鸣器发出警告，提示骑行者应立即减速，这样在一定程度上可以保障骑行者的人身安全。
第二章 速度里程表总体方案设计
2.1总体设计方案说明
以STC89C52单片机作为核心的处理器件，霍尔传感器感知转速并收集相应的脉冲信号，这就是本设计的主要任务[6]。脉冲总数以及车轮转一圈的时间都是通过STC89C52单片机中的定时/计数器测出的，进而可以得到相应的速度与里程，最后这些数据都将通过LCD显示器反馈给骑行者。整个系统框图如图21。
在车轮的某一固定位置安装一个永久磁铁，同时在车架上也固定安置一个开关型霍尔传感器，这样当车轮开始转动时，每次磁铁划过霍尔传感器的感应区域时，一个脉冲信号将会被收集，脉冲信号每一次被收集时，霍尔传感器都会中断输入，即形成一个计数中断，每一次中断都表示车轮已经转过一圈。这样，不管车轮转了多少圈，与中断数n是相应的，每个自行车的车轮周长都是固定的，假设为L,那么n乘以L得出的就是里程的数值。计数器T1可以计算车轮每转一圈所用的时间t，用n乘以L得出的里程数值除以t，即是自行车的即时速度v[5]。本设计同时为了骑行者的人身安全着想，设置了警报系统，若自行车的速度超过了限定速度，系统将会发出警报信号，触发蜂鸣器，提醒骑行者。
图21 系统框图
2.2硬件部分设计
经过分析本设计的要求后，发现硬件部分主要分为单片机系统，霍尔传感器测量，显示信息三大部分。其中单片机系统最为重要，本设计选用STC89C52单片机。采集信息的部分选用的就是开关型霍尔传感器，显示信息部分选用的就是LCD1602显示器。
目 录
引 言 1
第一章 设计任务及内容 2
1.1设计任务要求 2
1.2方案设计内容 2
第二章 速度里程表总体方案设计 3
2.1总体设计方案说明 3
2.2硬件部分设计 3
2.3软件部分设计 3
第三章 速度里程表硬件部分设计 5
3.1 单片机系统 5
3.1.1STC89C52单片机 5
3.1.2振荡器和时钟电路 6
3.1.3复位电路 7
3.2显示模块 8
3.3霍尔传感器 9
3.4DS1302时钟芯片 10
第四章 速度里程表软件部分设计 12
4.1主程序流程图 12
4.2速度处理流程图 13
第五章 安装调试与测试 14
结束语 15
致谢 16
参考文献 17
附录 18
附录A电路原理图 18
附录B程序 19
引 言
具有一百多年发展历史的自行车，从诞生开始，一直到现在，都没有被人们淘汰掉，甚至在当今社会，由于交通堵塞以及社会对环保的呼吁等等原因，自行车再次成为人们短途移动的首选交通工具。自行车经过这么多年的发展，在很多高新技术的支持下，发展出了很多新产品，运动，越野，休闲都有相适应的车型。当然最主要的变化是现代自行车越来越方便骑行，骑行者不需要费多大的力气，自行车即可 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
飞速运动，这样的变化让人们节省了大量的时间。同时，能够高速运动的自行车也将人们的安全推到了一个极度危险的地步，自行车越来越快，骑行者无法保证自身的人身安全，同时也会对交通造成很大的困扰，很容易造成交通事故。
现在自行车已经不仅仅是一种交通工具，同时也是很多市民选择的健身，休闲工具。因此自行车也需要进步，需要辅助工具来达到人们的要求，速度里程表就是其中之一。社会飞速发展，为了人们的便利生活，各大城市的公共事业也相继迅猛发展，最具标志性的就是公共自行车项目的建立。此项目既能让人们的生活得到便利，也能呼吁低碳生活。不过，公共自行车毕竟不是个人单车，人们很容易产生陌生感，这样会严重影响人们的骑行体验，易发生悲惨的交通事故。速度里程表可以帮助人们很快地掌握当前自行车的骑行数据，速度、里程、时间这些数据都将一目了然。随着科技的发展，我相信人们骑行时的身体状况，地理经纬度，天气变化等等都可以通过速度里程表反馈给骑行者。
本文主要介绍的就是如何利用霍尔传感器，单片机以及液晶显示电路等其它电路组成一个简易的速度里程表。因此，电路的设计原理，合适的元器件的选用还有整体的思路都将在本文中被介绍。外围电路以及显示电路等等一些其它电路组成了STC89C52单片机的外围电路[1]。总体上分为两大部分，一是硬件部分的设计，二是软件部分的设计。本文首先确立本设计的任务是什么，并进行总体方案的设计；其次介绍总体方案的第一部分硬件部分的设计，霍尔传感器与单片机的选择，振荡器和时钟电路、复位电路、显示模块的设计；然后阐述软件部分的设计，流程图以及部分程序。软件部分主要有初始化程序，显示子程序，中断子程序等等，软件使用C语言进行编写；最后对仿真时出现的问题进行分析，以及系统总结本次设计。 第一章 设计任务及内容
1.1设计任务要求
利用霍尔传感器，单片机等元器件设计一个能够广泛使用，适合各种型号的自行车的速度里程表，可以即时显示速度、里程等信息。
熟悉掌握速度里程表的工作原理。
1.2方案设计内容
霍尔传感器能够感知车轮的转速，并能将所感知的转速转变成脉冲信号，随机单片机处理霍尔传感器传输的数字脉冲信号，通过设计好的程序计算一个时间段内的数字脉冲信号的频率，这样自行车实时的速度与里程都将被计算出，最后通过液晶显示设备向骑行者显现[5]。
同时为了骑行者的人身安全着想，本设计将设置超速报警功能，在自行车的速度超过某一限定值时，速度里程表将触发蜂鸣器发出警告，提示骑行者应立即减速，这样在一定程度上可以保障骑行者的人身安全。
第二章 速度里程表总体方案设计
2.1总体设计方案说明
以STC89C52单片机作为核心的处理器件，霍尔传感器感知转速并收集相应的脉冲信号，这就是本设计的主要任务[6]。脉冲总数以及车轮转一圈的时间都是通过STC89C52单片机中的定时/计数器测出的，进而可以得到相应的速度与里程，最后这些数据都将通过LCD显示器反馈给骑行者。整个系统框图如图21。
在车轮的某一固定位置安装一个永久磁铁，同时在车架上也固定安置一个开关型霍尔传感器，这样当车轮开始转动时，每次磁铁划过霍尔传感器的感应区域时，一个脉冲信号将会被收集，脉冲信号每一次被收集时，霍尔传感器都会中断输入，即形成一个计数中断，每一次中断都表示车轮已经转过一圈。这样，不管车轮转了多少圈，与中断数n是相应的，每个自行车的车轮周长都是固定的，假设为L,那么n乘以L得出的就是里程的数值。计数器T1可以计算车轮每转一圈所用的时间t，用n乘以L得出的里程数值除以t，即是自行车的即时速度v[5]。本设计同时为了骑行者的人身安全着想，设置了警报系统，若自行车的速度超过了限定速度，系统将会发出警报信号，触发蜂鸣器，提醒骑行者。
图21 系统框图
2.2硬件部分设计
经过分析本设计的要求后，发现硬件部分主要分为单片机系统，霍尔传感器测量，显示信息三大部分。其中单片机系统最为重要，本设计选用STC89C52单片机。采集信息的部分选用的就是开关型霍尔传感器，显示信息部分选用的就是LCD1602显示器。
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