无线传输的里程速度计设计与实现
一 引言 1
（一） 课题来源背景 1
（二）课题选题出发点与目的 1
（三） 课题设计的指导思想，技术路线 1
（四）关键需要解决的问题 2
二 设计说明 2
（一） 原理描述 2
（a） 总体方案的设计 2
(b) 系统原理 3
(二) 方案的设计与论证 3
(a) 无线传输的设计 3
(b) MCU(Micro Control Unit)器件选型 4
(c) 传感器及信号调理电路 4
(d) 功能选择电路 5
(e) 显示电路 5
(f) 线路连接板的设计 5
三 硬件体系结构 6
（一） 最小系统电路设计 6
（a） 主控芯片 AT89S52 6
(b) 单片机最小系统 8
(二) 信号调理电路设计 9
（a） 霍尔效应 9
(b) 分频器分频霍尔传感信号 10
(c) JK触发器作分频器 11
（三）无线传输电路的设计 12
(a)RS485电平转换芯片的引脚号和功能 12
(b)工作真值表 13
(c)电路设计 13
(四)扩展存储电路设计 15
（五） 功能选择电路的设计 17
（六）数码管显示电路的设计 17
（a） 数码管的基本知识 18
（b） 数码管的显示 18
（c） 数码管的连接 19
（七）报警提醒电路的设计 20
（八）系统电路的整合 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
/> 四 软件设计 21
（一） 主程序的设计 21
（a）程序的整体结构 22
（b）主程序流程图 23
（二） 初始化程序 25
（a） 程序定义 25
（b） 初始化程序的编写 25
（三） 里程计数程序 28
（a） 里程计程序流程图（外中断0服务程序） 28
（b） 根据程序流程图编制的程序如下： 28
（四） 外部中断1服务程序 29
（a）外部中断1程序流程图 30
（b） 外部中断1主要程序 30
（五） RS485无线发射和接收程序流程 32
（六） 里程速度显示程序 34
（a） 里程显示控制 34
（b） 速度显示控制 34
（七） 数码管显示程序 36
（a） 数码管程序显示试编 36
（b） 本系统的数码管显示程序 39
（八） EEPROM存取程序 40
五 系统仿真及硬件调试 41
（一） 基于Keil uVision2仿真 41
（二） Proteus仿真 43
（三） 系统调试 44
（a） 烧录器元器件购买与焊接 44
（b） 下载器USB识别 44
（c） 程序的下载 45
（四） 实物调试 45
结 论 49
致 谢 51
参考文献 52
附录A 原理图和PCB图 53
附录B 元件清单 56
附录C 源程序 57
一 引言
（一） 课题来源背景
近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域。
随着居民生活水平的不断提高，电动车等不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。速度里程计能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。更有助于交通的管理，我们可以通过在车上安装里程速度报警反馈系统，可以直接无线监控我们开车是否超速，更能保障我们生命安全和其他人的生命安全。
（二）课题选题出发点与目的
随着社会经济的发展，越来越多的机动车辆大规模涌现。而里程计是车辆上必不可少的一种计量器件。它的存在，可以提醒主人安全驾车，提供一份安心。从保护环境和经济条件许可等因素综合来看，电动自行车目前乃至今后都有着广阔的发展空间。目前市面上电动自行车的速度表和里程表大多都是指针式的，看起来不够直观与方便。如果能用LED数码管直接显示出来里程数或速度值，就可节省用户的时间及精力处理车辆行进过程中的突发事件，而且可以报警提醒超速违规，提供安全保障。
（三） 课题设计的指导思想，技术路线
以可持续发展为指导思想，以节约元器件为基本要求，以设计的实际应用为基本目的，以自己的能力提高为最终目标，一步一个脚印，踏踏实实完成每一项设计工作，以达到预期效果。
在设计的过程中，我是采用电路化设计，然后最后整合，软件的仿真以及实物的焊接调试，达到最终所要的效果。
（四）关键需要解决的问题
（1）用霍尔传感器对外界变化的物理信号有效实现数据采集，并转化成电信号，然后经过分频器分频达到想要的脉冲信号。
（2）通过24C02存取控制，保证断电后的数据能够继续按原设置记录。
（3）通过单片机测量的数据通过RS485装置发送出去，程序编写。
（4）RS485接收的数据通过上位机再电脑上显示，并能保存数据。
二 设计说明
（一） 原理描述
本次毕业设计主要是采用电路化设计。包括传感器接收电路、功能选择电路，单片机最小系统、无线传输电路、无线接收电路、数码管显示电路以及报警提醒电路等。各个电路连在一起就构成一个基于单片机的里程速度计系统。
（a） 总体方案的设计
总体设计方案系统框图如下：
图2-1 总体设计方案系统框图
(b) 系统原理
系统以AT89S52单片机作为主控芯片，主要是无线传输数据，把数据传输到上位机的终端进行保存。利用霍尔传感器获取信号（脉冲波），采用分频器对采集到的脉冲信号进行二分频。利用中断1用于控制定时器T1的启停，当输入为0时关闭定时器，此控制信号是将轮子圈数的计数脉冲经二分频后形成，这样，每次定时器T1的开启时间刚好为转一圈的时间。利用外中断0用于对轮子圈数的计数输入，轮子每转一圈，霍尔传感器输出一个低电平脉冲。采用EEPROME进行存储控制。通过程序计算脉冲信号，对获取的信号进行里程或者速度的计算，以获得需要显示的速度或者里程。通过数码管显示电路显示扫描输出出来，用开关来确定显示的方式，当开关闭合时，显示速度；打开时显示里程。当然，考虑到安全性，用一个输出口来用于速度超速报警。
方案2：采用一个一个的开关设置，此方案比较简单，连线简单，但是占用空间较大，妨碍其他元件的布局。
（一） 课题来源背景 1
（二）课题选题出发点与目的 1
（三） 课题设计的指导思想，技术路线 1
（四）关键需要解决的问题 2
二 设计说明 2
（一） 原理描述 2
（a） 总体方案的设计 2
(b) 系统原理 3
(二) 方案的设计与论证 3
(a) 无线传输的设计 3
(b) MCU(Micro Control Unit)器件选型 4
(c) 传感器及信号调理电路 4
(d) 功能选择电路 5
(e) 显示电路 5
(f) 线路连接板的设计 5
三 硬件体系结构 6
（一） 最小系统电路设计 6
（a） 主控芯片 AT89S52 6
(b) 单片机最小系统 8
(二) 信号调理电路设计 9
（a） 霍尔效应 9
(b) 分频器分频霍尔传感信号 10
(c) JK触发器作分频器 11
（三）无线传输电路的设计 12
(a)RS485电平转换芯片的引脚号和功能 12
(b)工作真值表 13
(c)电路设计 13
(四)扩展存储电路设计 15
（五） 功能选择电路的设计 17
（六）数码管显示电路的设计 17
（a） 数码管的基本知识 18
（b） 数码管的显示 18
（c） 数码管的连接 19
（七）报警提醒电路的设计 20
（八）系统电路的整合 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
/> 四 软件设计 21
（一） 主程序的设计 21
（a）程序的整体结构 22
（b）主程序流程图 23
（二） 初始化程序 25
（a） 程序定义 25
（b） 初始化程序的编写 25
（三） 里程计数程序 28
（a） 里程计程序流程图（外中断0服务程序） 28
（b） 根据程序流程图编制的程序如下： 28
（四） 外部中断1服务程序 29
（a）外部中断1程序流程图 30
（b） 外部中断1主要程序 30
（五） RS485无线发射和接收程序流程 32
（六） 里程速度显示程序 34
（a） 里程显示控制 34
（b） 速度显示控制 34
（七） 数码管显示程序 36
（a） 数码管程序显示试编 36
（b） 本系统的数码管显示程序 39
（八） EEPROM存取程序 40
五 系统仿真及硬件调试 41
（一） 基于Keil uVision2仿真 41
（二） Proteus仿真 43
（三） 系统调试 44
（a） 烧录器元器件购买与焊接 44
（b） 下载器USB识别 44
（c） 程序的下载 45
（四） 实物调试 45
结 论 49
致 谢 51
参考文献 52
附录A 原理图和PCB图 53
附录B 元件清单 56
附录C 源程序 57
一 引言
（一） 课题来源背景
近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域。
随着居民生活水平的不断提高，电动车等不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。速度里程计能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。更有助于交通的管理，我们可以通过在车上安装里程速度报警反馈系统，可以直接无线监控我们开车是否超速，更能保障我们生命安全和其他人的生命安全。
（二）课题选题出发点与目的
随着社会经济的发展，越来越多的机动车辆大规模涌现。而里程计是车辆上必不可少的一种计量器件。它的存在，可以提醒主人安全驾车，提供一份安心。从保护环境和经济条件许可等因素综合来看，电动自行车目前乃至今后都有着广阔的发展空间。目前市面上电动自行车的速度表和里程表大多都是指针式的，看起来不够直观与方便。如果能用LED数码管直接显示出来里程数或速度值，就可节省用户的时间及精力处理车辆行进过程中的突发事件，而且可以报警提醒超速违规，提供安全保障。
（三） 课题设计的指导思想，技术路线
以可持续发展为指导思想，以节约元器件为基本要求，以设计的实际应用为基本目的，以自己的能力提高为最终目标，一步一个脚印，踏踏实实完成每一项设计工作，以达到预期效果。
在设计的过程中，我是采用电路化设计，然后最后整合，软件的仿真以及实物的焊接调试，达到最终所要的效果。
（四）关键需要解决的问题
（1）用霍尔传感器对外界变化的物理信号有效实现数据采集，并转化成电信号，然后经过分频器分频达到想要的脉冲信号。
（2）通过24C02存取控制，保证断电后的数据能够继续按原设置记录。
（3）通过单片机测量的数据通过RS485装置发送出去，程序编写。
（4）RS485接收的数据通过上位机再电脑上显示，并能保存数据。
二 设计说明
（一） 原理描述
本次毕业设计主要是采用电路化设计。包括传感器接收电路、功能选择电路，单片机最小系统、无线传输电路、无线接收电路、数码管显示电路以及报警提醒电路等。各个电路连在一起就构成一个基于单片机的里程速度计系统。
（a） 总体方案的设计
总体设计方案系统框图如下：
图2-1 总体设计方案系统框图
(b) 系统原理
系统以AT89S52单片机作为主控芯片，主要是无线传输数据，把数据传输到上位机的终端进行保存。利用霍尔传感器获取信号（脉冲波），采用分频器对采集到的脉冲信号进行二分频。利用中断1用于控制定时器T1的启停，当输入为0时关闭定时器，此控制信号是将轮子圈数的计数脉冲经二分频后形成，这样，每次定时器T1的开启时间刚好为转一圈的时间。利用外中断0用于对轮子圈数的计数输入，轮子每转一圈，霍尔传感器输出一个低电平脉冲。采用EEPROME进行存储控制。通过程序计算脉冲信号，对获取的信号进行里程或者速度的计算，以获得需要显示的速度或者里程。通过数码管显示电路显示扫描输出出来，用开关来确定显示的方式，当开关闭合时，显示速度；打开时显示里程。当然，考虑到安全性，用一个输出口来用于速度超速报警。
方案2：采用一个一个的开关设置，此方案比较简单，连线简单，但是占用空间较大，妨碍其他元件的布局。
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