自行车里程速度计的设计(附件)【字数：10468】
摘 要伴随着人们生活水平的提高以及对环境保护意识的加强，越来越多的人选择自行车作为自己出行的工具，其也成为了大家休闲娱乐和锻炼的首选。自行车里程速度计也就在这个大环境的驱使下产生的，它能够显示自行车运行的速度及里程，同时还具有超速报警功能，满足了人们对于自行车使用的最基本的需求。本文设计以STC89C52RC 单片机为核心处理器，A44E 霍尔传感器来测量转数，实现对自行车速度以及里程的测量统计，采用24C02存储器来实现在系统掉电时里程信息的保存，将自行车的速度以及里程数通过LCD显示器实时显示出来。文章详细地阐述了自行车里程速度计的硬件电路部分以及软件设计部分。硬件电路部分利用霍尔传感器传输信号，通过单片机系统将信号处理过后送到显示器显示。软件部分用C语言来进行编程，分模块来设计。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的背景及意义 1
1.2自行车里程速度计的发展现状及前景 1
1.3课题研究任务及内容 2
第二章 设计器件的选择 3
2.1单片机的选择 3
2.1.1STC89C52的主要特性 3
2.1.2STC89C52的引脚功能 3
2.2传感器的选择 4
2.3显示器件的选择 5
2.3.1显示器件比较 5
2.3.2LCD1602液晶显示器介绍 5
2.3.3LCD1602的技术参数及引脚功能 5
2.3.4LCD1602的指令说明 6
2.4 24C02存储器介绍 7
第三章 硬件电路的设计 9
3.1总体设计 9
3.1.1系统的设计思想 9
3.1.2系统的工作原理 9
3.2控制电路的设计 9
3.3单片机外部电路的设计 11
3.3.1电源输入电路 11
3.3.2时钟振荡电路 11
3.3.3复位电路 12
3.3.4 LCD显示电路 13
3.3.5蜂鸣器报警电路 13
3.3.6 24C02存储电路 14
3.4整个设计的设计图 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
15
第四章 系统软件设计 16
4.1软件设计编程方案 16
4.2软件实现的功能 17
4.3系统的总流程图 17
4.4系统的子程序 18
4.4.1初始化子程序 18
4.4.2里程/速度测量子程序 18
4.4.3显示子程序 20
第五章 设计的调试与分析 21
5.1系统硬件调试 21
5.2系统软件调试 21
5.3实物的调试 21
5.4设计运行过程 23
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
附录 29
附录A 29
附录B 30
第一章 绪论
1.1课题的背景及意义
自行车问世以来距今已有200多年的历史了。法国人西夫拉克在1790年发明了最初的自行车，为人类的交通出行打开了新世界的大门。这种最初的自行车是木头做成的，结构相对简单，只有两个轮子，没有轻便带动前行的装置，人需要用两脚蹬地向前滑行，变转方向需下车搬动。而在这之后经历了100多年的改进与发展，自行车的材质由木头变为钢铁，加入了方向舵变换方向，增加了脚蹬与链条传动使得自行车骑行方便，同时也发明了自行车充气轮胎，到19世纪后期，真正现代化自行车诞生。清朝时期，自行车传入中国，但由于国情的差异，并没有得到大的发展。直至20世纪，自行车在中国得到了空前绝后的普及与发展，不论是自行车的生产消费还是出口量，都稳居世界第一。从某个方面来说，中国是一个自行车王国，每天的早晨和傍晚时分，都能看到车流在城市的每一个角落滚动，形成一条靓丽的风景线。
伴随着人们生活水平的提高以及对环境保护意识的加强，越来越多的人选择更为低碳环保的自行车作为自己代步的工具，与此同时自行车也成为人类休闲、锻炼以及娱乐的首选[1]。自行车里程速度计也就在这个大环境的驱使下应运而生，并且它的发展十分迅速，功能也变得日益多样化，稳定性也变得越来越好[2]。它能够显示自行车运行的速度及里程，同时还具有超速报警功能，满足了人们对于自行车使用的最基本的需求。
1.2自行车里程速度计的发展现状及前景
自行车的发展历史相当悠久，随之它的附属品自行车里程速度计也在不断开发和改进之中。国外对于自行车里程速度计的开发和研制生产的技术已经相对成熟了，比如像国外名气最高、适用率最广的德国自行车里程表品牌西格玛，做工精巧、外观含蓄低调，高中低档的产品都有，具有强大的功能。还有日本的西马诺和猫眼，尤其是西马诺，它制造的自行车里程速度计可以将电子里程表与自行车机械零部件连接在一起，使用者手不离开车把就能操作里程表，其比起西格玛之类的里程表必须腾出手来按按钮方便了许多[3]。
国内自行车里程速度计的发展一共经历了四个阶段，从原始的完全通过机械部件构成的机械里程表，到更改为部分电子线路取代原始机械部件的里程表，然后从由集成电路构成的里程表到现如今的由单片机系统构成的，其发展与更新离不开所有研究人员的努力。现如今国内生产的自行车里程速度计不仅能显示当前的速度里程与时间，还能测量骑行人的当前心率、显示骑行人卡路里消耗等。例如，佛山高明华劲电子公司设计研发的自行车里程表MS601不仅可以动态显示行驶的里程数，还能够检测实时速度及骑车的周期时间等[4]。
自行车里程速度计可以运用在电动自行车、摩托车以及汽车等机动车仪表上，其可以让司机准确地了解到车辆的当前所行驶速度以及行驶的里程数，车辆的行驶速度相对来说是非常重要的，有了里程速度计，常常可以避免很多交通事故。目前在摩托车和计程车上得到广泛运用[5]。
1.3课题研究任务及内容
本课题的设计任务是设计一个以单片机为主控制器，使用霍尔传感器进行自行车里程与速度测量的装置。这种装置通过霍尔传感器检测自行车在一定时间内车轮胎旋转圈数，再用单片机通过软件编程将旋转圈数转换成自行车前行的里程数和速度值，最后LCD液晶显示器显示转换后的里程数和速度值。同时这种装置还具有超速报警的功能[6]。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的背景及意义 1
1.2自行车里程速度计的发展现状及前景 1
1.3课题研究任务及内容 2
第二章 设计器件的选择 3
2.1单片机的选择 3
2.1.1STC89C52的主要特性 3
2.1.2STC89C52的引脚功能 3
2.2传感器的选择 4
2.3显示器件的选择 5
2.3.1显示器件比较 5
2.3.2LCD1602液晶显示器介绍 5
2.3.3LCD1602的技术参数及引脚功能 5
2.3.4LCD1602的指令说明 6
2.4 24C02存储器介绍 7
第三章 硬件电路的设计 9
3.1总体设计 9
3.1.1系统的设计思想 9
3.1.2系统的工作原理 9
3.2控制电路的设计 9
3.3单片机外部电路的设计 11
3.3.1电源输入电路 11
3.3.2时钟振荡电路 11
3.3.3复位电路 12
3.3.4 LCD显示电路 13
3.3.5蜂鸣器报警电路 13
3.3.6 24C02存储电路 14
3.4整个设计的设计图 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
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第四章 系统软件设计 16
4.1软件设计编程方案 16
4.2软件实现的功能 17
4.3系统的总流程图 17
4.4系统的子程序 18
4.4.1初始化子程序 18
4.4.2里程/速度测量子程序 18
4.4.3显示子程序 20
第五章 设计的调试与分析 21
5.1系统硬件调试 21
5.2系统软件调试 21
5.3实物的调试 21
5.4设计运行过程 23
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
附录 29
附录A 29
附录B 30
第一章 绪论
1.1课题的背景及意义
自行车问世以来距今已有200多年的历史了。法国人西夫拉克在1790年发明了最初的自行车，为人类的交通出行打开了新世界的大门。这种最初的自行车是木头做成的，结构相对简单，只有两个轮子，没有轻便带动前行的装置，人需要用两脚蹬地向前滑行，变转方向需下车搬动。而在这之后经历了100多年的改进与发展，自行车的材质由木头变为钢铁，加入了方向舵变换方向，增加了脚蹬与链条传动使得自行车骑行方便，同时也发明了自行车充气轮胎，到19世纪后期，真正现代化自行车诞生。清朝时期，自行车传入中国，但由于国情的差异，并没有得到大的发展。直至20世纪，自行车在中国得到了空前绝后的普及与发展，不论是自行车的生产消费还是出口量，都稳居世界第一。从某个方面来说，中国是一个自行车王国，每天的早晨和傍晚时分，都能看到车流在城市的每一个角落滚动，形成一条靓丽的风景线。
伴随着人们生活水平的提高以及对环境保护意识的加强，越来越多的人选择更为低碳环保的自行车作为自己代步的工具，与此同时自行车也成为人类休闲、锻炼以及娱乐的首选[1]。自行车里程速度计也就在这个大环境的驱使下应运而生，并且它的发展十分迅速，功能也变得日益多样化，稳定性也变得越来越好[2]。它能够显示自行车运行的速度及里程，同时还具有超速报警功能，满足了人们对于自行车使用的最基本的需求。
1.2自行车里程速度计的发展现状及前景
自行车的发展历史相当悠久，随之它的附属品自行车里程速度计也在不断开发和改进之中。国外对于自行车里程速度计的开发和研制生产的技术已经相对成熟了，比如像国外名气最高、适用率最广的德国自行车里程表品牌西格玛，做工精巧、外观含蓄低调，高中低档的产品都有，具有强大的功能。还有日本的西马诺和猫眼，尤其是西马诺，它制造的自行车里程速度计可以将电子里程表与自行车机械零部件连接在一起，使用者手不离开车把就能操作里程表，其比起西格玛之类的里程表必须腾出手来按按钮方便了许多[3]。
国内自行车里程速度计的发展一共经历了四个阶段，从原始的完全通过机械部件构成的机械里程表，到更改为部分电子线路取代原始机械部件的里程表，然后从由集成电路构成的里程表到现如今的由单片机系统构成的，其发展与更新离不开所有研究人员的努力。现如今国内生产的自行车里程速度计不仅能显示当前的速度里程与时间，还能测量骑行人的当前心率、显示骑行人卡路里消耗等。例如，佛山高明华劲电子公司设计研发的自行车里程表MS601不仅可以动态显示行驶的里程数，还能够检测实时速度及骑车的周期时间等[4]。
自行车里程速度计可以运用在电动自行车、摩托车以及汽车等机动车仪表上，其可以让司机准确地了解到车辆的当前所行驶速度以及行驶的里程数，车辆的行驶速度相对来说是非常重要的，有了里程速度计，常常可以避免很多交通事故。目前在摩托车和计程车上得到广泛运用[5]。
1.3课题研究任务及内容
本课题的设计任务是设计一个以单片机为主控制器，使用霍尔传感器进行自行车里程与速度测量的装置。这种装置通过霍尔传感器检测自行车在一定时间内车轮胎旋转圈数，再用单片机通过软件编程将旋转圈数转换成自行车前行的里程数和速度值，最后LCD液晶显示器显示转换后的里程数和速度值。同时这种装置还具有超速报警的功能[6]。
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