基于单片机的自行车里程表设计(附件)【字数：12659】
摘 要随着社会科学的发展以及人们生活水平的提高，自行车的使用已经不仅仅只局限于出行和运输了，在娱乐，休闲，健身等方面自行车也得到广泛的应用。本文设计的自行车数字里程表能够让骑行的人清楚的知道自己骑行时的时间、速度和骑行里程，对自己的运动状况有个大致的了解。本文研究了根据人们具体需求而设计的一款基于单片机的自行车里程表。本次自行车里程表所使用的是STC公司的52单片机，然后使用A3144E 霍尔传感器来对模拟的自行车转轮进行速度和距离的测量并最后由1602LCD来反馈自行车行驶状态时的速度和里程数。本文硬件电路章节详细的介绍了本系统所使用的硬件。测量时，霍尔元件将转轮所检测到的脉冲数发送到单片机系统进行处理，最后送至显示屏显示出来。软件部分用C语言进行编程，采用模块化设计思想。本次设计的自行车里程表可以实现速度、里程、日期的显示以及超速报警更能，结构简单，便于使用。
目 录
第一章 引言 1
1.1 自行车里程表的发展 1
1.2 论文结构介绍 1
第二章 方案的设计与论证 3
2.1 控制方案的确定 3
2.2 控制方式的选择 3
2.2.1 单片机芯片的选择 3
2.2.2 显示方案的选择 4
2.2.3 报警电路方案的选择 4
2.2.4 测速模块的选择 4
2.2.5 时钟电路方案的选择 4
2.2.6 电机模块的选择 4
第三章 硬件电路设计 6
3.1 系统的功能分析及体系结构设计 6
3.2 基于STC89C52的控制电路 7
3.2.1 单片机的最小系统 8
3.3 DS1302时钟电路 9
3.4 LCD1602液晶显示电路设计 10
3.5 A3144霍尔传感器电路设计 14
3.6 按键电路设计 15
3.7 蜂鸣器报警电路设计 15
3.8 5V直流电机调速电路设计 16
第四章 软件设计 18
4.1 编程语言选择 18
4.2 keil *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
软件设计思想 18
4.3 程序流程图 18
第五章 焊接与调试 20
5.1 电路焊接 20
5.2 系统调试 21
5.2.1 系统程序调试 21
5.2.2硬件测试 22
5.3 实物测试 22
结束语 27
致 谢 28
参考文献 29
附录A 系统主程序 30
第一章 引言
随着社会的发展和进步，绿色出行的理念越来越深入人心，在出行交通工具的选择上，人们再次把目光投向自行车。自行车不仅在交通、运输上发挥着巨大的作用，还在日常的休闲娱乐、健身中被广泛应用。所以在日渐发展的社会中，自行车是否有着强大的辅助功能也成为人们关注的重点。里程表作为自行车的一大辅助工具也正是随着这个要求而迅速发展的。里程表广泛应用于各类自行车，传统的机械式里程表虽然稳定可靠，但功能单一、易受磨损、寿命不长、显示面板不清淅。随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用。
1.1 自行车里程表的发展
自行车的发展距今已有200多年的历史了，世界上第一辆自行车是在18世纪末由法国人西夫拉克发明的。在19世纪初期，人们开始陆续使用自行车，这算得上是世界上第一批自行车。20世纪，自行车在我国开始普及并得到良好的发展，因此我国也是著名的自行车大国。
在国外，自行车里程表的研究和开发已经到达很高的水平了，例如：德国的西格玛公司，该公司在2016年生产的自行车里程表迅速发展，在国外有很高的知名程度，而且被大家广泛的使用。该公司生产的里程表不仅在外观上符合现在人的满意程度，而且功能还强大，除了实现基本的测速和路程累计外，还可以与安卓智能手机连接通讯，为人们带来了很大的便利 [1] 。1981年，日本老牌的生产自行车的公司CatEye第一次发布了自行车里程表。这家公司的技术在这方面的领域属于绝对的佼佼者，将高度，心率，节奏测量结合于一体，使自行车里程表的功能变得十分强大，现在该公司的产品可以实现自动停启，计时，多车辆使用，测量心率等功能，并且还采用了无线通讯功能。
最近几年，我国的自行车制造水平和电子技术得到了飞速的发展，已近进一步缩小了和一些发达国家的差距。2012年，我国的吴翊钧提出了用单片机控制自行车里程表的设计理念。该里程表产品由单片机实现控制，通过显示模块显示自行车的速度和里程，并使用proteus软件进行了功能仿真 [3] 。2013年赵思博提出了一种带有CAN总线功能的自行车里程表，该里程表可以将数据用液晶屏显示并反馈给使用者 [4] 。2015年杨阳提出了一种基于霍尔元件的自行车里程表的设计，该里程表可以实现数据的存储功能以及显示时间 [5] 。2016年汤飞球，曹思奇，李晋源，冯旭鑫等人进一步优化了自行车里程表，使用霍尔传感器采集信号进行处理，并用Proteus 7.8进行了系统仿真 [6] 。
1.2 论文结构介绍
本文总共分为五章：
第一章：引言，介绍自行车里程表的发展历史和发展前景；
第二章：系统方案的设计与论证，介绍了各个模块中硬件的选择；
第三章：介绍硬件电路，讲解了硬件电路的连接与原理；
第四章：软件设计，介绍软件编程语言和程序流程；
第五章：硬件的焊接与系统调试，介绍焊接方法和实物调试结果。
第二章 方案的设计与论证
在确定整个系统设计方案之前，对每个模块的设计方案进行对比，确定采用的方案。
2.1 控制方案的确定
本文所采用的单片机芯片为STC89C52、日期时间由DS1302时钟电路实现、用5V直流电机调速控制电路来实现自行车的行驶状态的模拟、使用霍尔传感器实现速度和里程的测量、用蜂鸣器报警电路来实现超速报警、按键电路实现时间的调节、最后由LCD1602液晶显示电路来反应自行车的速度，里程和日期。。
目 录
第一章 引言 1
1.1 自行车里程表的发展 1
1.2 论文结构介绍 1
第二章 方案的设计与论证 3
2.1 控制方案的确定 3
2.2 控制方式的选择 3
2.2.1 单片机芯片的选择 3
2.2.2 显示方案的选择 4
2.2.3 报警电路方案的选择 4
2.2.4 测速模块的选择 4
2.2.5 时钟电路方案的选择 4
2.2.6 电机模块的选择 4
第三章 硬件电路设计 6
3.1 系统的功能分析及体系结构设计 6
3.2 基于STC89C52的控制电路 7
3.2.1 单片机的最小系统 8
3.3 DS1302时钟电路 9
3.4 LCD1602液晶显示电路设计 10
3.5 A3144霍尔传感器电路设计 14
3.6 按键电路设计 15
3.7 蜂鸣器报警电路设计 15
3.8 5V直流电机调速电路设计 16
第四章 软件设计 18
4.1 编程语言选择 18
4.2 keil *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
软件设计思想 18
4.3 程序流程图 18
第五章 焊接与调试 20
5.1 电路焊接 20
5.2 系统调试 21
5.2.1 系统程序调试 21
5.2.2硬件测试 22
5.3 实物测试 22
结束语 27
致 谢 28
参考文献 29
附录A 系统主程序 30
第一章 引言
随着社会的发展和进步，绿色出行的理念越来越深入人心，在出行交通工具的选择上，人们再次把目光投向自行车。自行车不仅在交通、运输上发挥着巨大的作用，还在日常的休闲娱乐、健身中被广泛应用。所以在日渐发展的社会中，自行车是否有着强大的辅助功能也成为人们关注的重点。里程表作为自行车的一大辅助工具也正是随着这个要求而迅速发展的。里程表广泛应用于各类自行车，传统的机械式里程表虽然稳定可靠，但功能单一、易受磨损、寿命不长、显示面板不清淅。随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用。
1.1 自行车里程表的发展
自行车的发展距今已有200多年的历史了，世界上第一辆自行车是在18世纪末由法国人西夫拉克发明的。在19世纪初期，人们开始陆续使用自行车，这算得上是世界上第一批自行车。20世纪，自行车在我国开始普及并得到良好的发展，因此我国也是著名的自行车大国。
在国外，自行车里程表的研究和开发已经到达很高的水平了，例如：德国的西格玛公司，该公司在2016年生产的自行车里程表迅速发展，在国外有很高的知名程度，而且被大家广泛的使用。该公司生产的里程表不仅在外观上符合现在人的满意程度，而且功能还强大，除了实现基本的测速和路程累计外，还可以与安卓智能手机连接通讯，为人们带来了很大的便利 [1] 。1981年，日本老牌的生产自行车的公司CatEye第一次发布了自行车里程表。这家公司的技术在这方面的领域属于绝对的佼佼者，将高度，心率，节奏测量结合于一体，使自行车里程表的功能变得十分强大，现在该公司的产品可以实现自动停启，计时，多车辆使用，测量心率等功能，并且还采用了无线通讯功能。
最近几年，我国的自行车制造水平和电子技术得到了飞速的发展，已近进一步缩小了和一些发达国家的差距。2012年，我国的吴翊钧提出了用单片机控制自行车里程表的设计理念。该里程表产品由单片机实现控制，通过显示模块显示自行车的速度和里程，并使用proteus软件进行了功能仿真 [3] 。2013年赵思博提出了一种带有CAN总线功能的自行车里程表，该里程表可以将数据用液晶屏显示并反馈给使用者 [4] 。2015年杨阳提出了一种基于霍尔元件的自行车里程表的设计，该里程表可以实现数据的存储功能以及显示时间 [5] 。2016年汤飞球，曹思奇，李晋源，冯旭鑫等人进一步优化了自行车里程表，使用霍尔传感器采集信号进行处理，并用Proteus 7.8进行了系统仿真 [6] 。
1.2 论文结构介绍
本文总共分为五章：
第一章：引言，介绍自行车里程表的发展历史和发展前景；
第二章：系统方案的设计与论证，介绍了各个模块中硬件的选择；
第三章：介绍硬件电路，讲解了硬件电路的连接与原理；
第四章：软件设计，介绍软件编程语言和程序流程；
第五章：硬件的焊接与系统调试，介绍焊接方法和实物调试结果。
第二章 方案的设计与论证
在确定整个系统设计方案之前，对每个模块的设计方案进行对比，确定采用的方案。
2.1 控制方案的确定
本文所采用的单片机芯片为STC89C52、日期时间由DS1302时钟电路实现、用5V直流电机调速控制电路来实现自行车的行驶状态的模拟、使用霍尔传感器实现速度和里程的测量、用蜂鸣器报警电路来实现超速报警、按键电路实现时间的调节、最后由LCD1602液晶显示电路来反应自行车的速度，里程和日期。。
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