自行车里程速度计.doc

设计题目：自行车里程/速度计内容摘要：本设计采用简单可靠的霍尔元件传感器和AT89C52单片机系统实现了自行车里程、速度的实时测量、显示，测得的数据由LED数码管显示，切换显示时采用发光二极管提示，超速时采用蜂鸣器报警提示。关键词： 单片机 数码管显示器 里程 速度引 言：随着居民生活水平的不断提高，自行车的使用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、锻炼的首选工具。因此，人们希望自行车的功能更强大，能给人们带来更多的方便。自行车里程、速度计作为自行车的一大辅助工具也正是随着这个趋势而迅速发展的，其功能也逐渐从单一的里程显示发展到速度、时间显示，甚至有的还具有测量骑车人的心跳显示骑车人热量消耗等功能，让人能清楚地知道当前的速度、时间、里程等物理量。本设计采用了MCS51系列单片机设计一种体积小、操作简单的便携式自行车里程速度计，它能自动地显示当前自行车行走的距离及运行的速度，本设计还带有超速声光报警提示、切换显示时蜂鸣提示，能给骑车人带来很大的方便。正文一、电路原理本设计采用简单可靠的霍尔元件传感器和AT89C52单片机系统实现了自行车里程、速度的实时测量，测得的数据由LED数码管显示，切换显示时采用发光二极管提示，超速时采用蜂鸣器报警提示。外中断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。根据脉冲信号的个数计算出里程，并送数码管显示；外中断用于控制定时器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的开启时间正好为轮子转一圈的时间，根据轮子的周长就可以计算出自行车的速度。电路如图1所示。P0口和P2口用于七段LED数码管的段码及扫描输出。P1.0口和P1.1口分别用于显示里程状态和速度状态。P1.2，P1.3，P1.6和P1.7口分别用于设置轮圈的大小。P3.0口的开关用于确定显示的方式。当开关闭合时，显示速度；断开时，显示里程。11脚（TXD）输出用于速度超速时的报警。图1 电路原理图二、硬件系统设计89C52显示电路按键控制指示灯电路报警电路里程、速度测量电路 图2 结构框图1、按键控制部分功能：自行车转圈的大小设置，速度、里程显示选择设置。2、指示灯部分功能：里程状态和速度状态显示。3、报警部分功能：超速时采用声音报警提示。4、里程、速度测量电路部分功能：速度及里程传感器采用霍尔传元件，实现对自行车里程及速度的计算。5、显示部分功能：速度、里程用数码管动态扫描显示，由P0口送出段码，P2口送出位选信号。三、软件系统设计1、程序简介（1）初始化程序:在本系统初始化程序中，主要完成以下工作：将T1设为外部控制定时器方式；外中断0及外中断1设为边沿触发方式；将部分内存单元清0；设置轮子周长值；开中断能定时器；轮圈设置出错处理程序。P1.2、P1.3、P1.6和P1.7口的开关用于设定轮子的周长，当没有设定时（至少让一个开关闭合），能从引脚11输出一个同期为0.5S的方波信号，用作发光管闪烁及蜂鸣器提醒。（2）主程序:主程序根据引脚10的开关状态选择里程显示或速度显示。 （3）里程计数程序（外中断0服务程序）:外中断0服务用于对阴极2脚输入的圈脉冲进行计数，为十六进制计数器。60H为低位，62H为高位。每计数一次后，对里程数据进行一次存储操作。（4）外中断1服务程序:外中断1服务程序用于处理轮子转动一圈后的计数数据。当标志位（00H）为1时，说明计数器溢出，放入最大时间值（为#0FFH）；当标志位为0时，将计数单元（TL1、TH1、）的值放入68H-69H单元。（5）显示子程序:当显示里程时， 先要将圈数计数器中的数据进行运算，求出总里程（km）。当要显示速率时，要将轮子的周长和转一圈的时间数相除，然后换算成Km/h单位。最后放入70H-72H，进行数据的显示。三、流程图主程序流程图（图3） 外部中断0服务程序流程图（图4）外部中断1服务程序流程图（图5）里程显示控制流程图（图6） 速度显示控制流程图（图7） 调试在调试的过程应注意单片机AT89C52第31脚要接高电平，电源电压一般在5V左右。传感器的安装与调试是一个关键，将它安装在前轮的位置，把一块小永久磁铁固定在车轮的辐条上，AH20作防潮密封后固定在前叉上，使得车轮转动时磁铁从它的前面经过，并使两者相遇时间隔尽量小。安装时，要使磁铁的S极面向AH20的正面。判定磁铁极性方法是：把磁铁的两个极分别靠近AH20的正面，当其3脚电平由高变低时即为正确的安装位置。传感器安装完成后，转动车轮，AH20的3脚应有脉冲信号输出，否则说明两者的间隔偏大，应缩小距离，直至转动时3脚有脉冲信号输出为止。一般间隔为5mm左右，如果间隔小于5mm仍无脉冲信号输出，说明磁铁的磁场强度偏小，应予以更换。参考文献书名主编出版社单片机实用技术崔华、蔡炎光清华大学出版社8051单片机彻底研究基础篇林伸茂人民邮电出版社电子爱好者实用技术手册杨崇志、康博南福建科学技术出版社附录（一）元器件选择： 元件型号数量元件型号数量开关式霍尔传感器AH201个瓷片电容27P2个分频器HCF4024BE1个晶振12M1个单片机集成块AT89C521个覆铜板BIG 1块电阻3301个LED数码管PLT75361AS1个电阻1.2K2个蜂鸣器PASSED1个电阻4.7K3个三极管901210134个电阻8.2 K3个发光二极管3个电阻1.8K7个自锁开关5个电解电容10F1个812