基于单片机自行车测速仪设计
基于单片机的测速仪的设计与实现
基于单片机的测速仪的设计与实现在现代科技飞速发展的时代，测速仪在各个领域都有着广泛的应用，比如交通管理、工业生产、运动竞技等。
而基于单片机的测速仪因其成本低、性能稳定、易于实现等优点，成为了测速领域的重要研究方向。
一、测速仪的工作原理要理解基于单片机的测速仪的设计，首先需要了解其工作原理。
常见的测速方法有多种，如激光测速、雷达测速、编码器测速等。
在本次设计中，我们采用了编码器测速的方法。
编码器是一种能够将机械运动转换为电信号的装置。
当被测物体运动时，带动编码器旋转，编码器会输出一系列的脉冲信号。
通过测量这些脉冲信号的频率，就可以计算出被测物体的速度。
二、单片机的选择单片机是整个测速仪的核心控制单元，其性能直接影响到测速仪的准确性和稳定性。
在众多的单片机型号中，我们选择了 STM32 系列单片机。
STM32 单片机具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等优点，能够满足测速仪的设计需求。
三、硬件电路设计硬件电路设计是测速仪实现的基础。
主要包括以下几个部分：1、传感器接口电路用于连接编码器，将编码器输出的脉冲信号传输给单片机。
2、单片机最小系统包括单片机芯片、时钟电路、复位电路等，为单片机的正常工作提供必要的条件。
3、显示电路用于显示测量到的速度值，可以选择液晶显示屏（LCD）或者数码管。
4、电源电路为整个系统提供稳定的电源。
四、软件设计软件设计是测速仪实现功能的关键。
主要包括以下几个步骤：1、初始化设置对单片机的各个外设进行初始化，如定时器、中断等。
2、脉冲信号采集通过定时器捕获编码器输出的脉冲信号，并计算脉冲的频率。
3、速度计算根据脉冲频率和编码器的参数，计算出被测物体的速度。
4、显示输出将计算得到的速度值通过显示电路进行显示。
五、系统调试在完成硬件和软件设计后，需要对整个系统进行调试。
调试过程中，可能会遇到各种问题，如脉冲信号丢失、速度计算不准确、显示异常等。
针对这些问题，需要仔细分析，逐步排查，找出问题的根源，并进行相应的修改和优化。
基于单片机的多功能自行车里程速度仪设计
毕业设计报告(论文) 基于单片机的多功能自行车里程速度仪设计所属系电子工程系专业自动化学号01212117姓名陆奕喆指导教师辛海燕起讫日期2016.02 ---2016.05设计地点东南大学成贤学院实验大楼502东南大学成贤学院毕业设计报告（论文）诚信承诺本人承诺所呈交的毕业设计报告（论文）及取得的成果是在导师指导下完成，引用他人成果的部分均已列出参考文献。
如论文涉及任何知识产权纠纷，本人将承担一切责任。
学生签名：日期：基于单片机的多功能自行车里程速度仪设计摘要当今社会，能源资源越来越紧缺，全世界，包括中国都在倡导绿色出行，骑车出行越来越成为一种时尚，风格，甚至一种生活态度，随着自行车的不断普及与发展，与之相关的一些配套设备也将蓬勃发展，码表就是其中之一。
一个好的码表集美观、实用、功能多样于一身，码表应该在能够正常稳定的基础上尽可能多的显示骑行者所需信息，方便骑行者调整自身。
本次设计将UBLOX- GPS芯片接收到的信息与霍尔元件接收的脉冲通过单片机处理以后传输到一块LCD12864显示芯片中，从而将定位速度信息显示出来。
本文主要介绍所用芯片的特点，并将这些芯片按照一定方式组合起来，再通过软件的编程使每个芯片发挥应有的作用。
单片机有体积小，能耗低，稳定性好的特点，可以获得理想的效果，从而产生一个优秀的自行车码表。
关键词：UBLOX- GPS；单片机；霍尔元件Design of Multifunctional Bicycle Speedmeter Based on MCUAbstractIn today's society , more and more scarce energy resources leads the world , including China,Advocating green trave . Cycling is becoming more and more fashionable, style, and even a kind of life attitude. With the popularization and development of bicycle, some related equipment will also be developed,which contains Cycle Computers. A good Cycle Computer must Contain beautiful, practical, functional diversity. Cycle Computers should be based on the stability as much as possible, and they also should display the riders the necessary information they need, to make riders adjust themselves simply.This design makes the GPS UBLOX- chip receiving the information and Holzer components receiving the pulse and then transmitted through the MCU to a LCD12864 display chip，which will display the location and speed information.This paper mainly introduces the characteristics of the used chips,and the chips are combined in a certain way. Programming through the software to play the role of each chip.MCU has a small size, low energy consumption, good stability characteristics.We can obtain ideal results,so that a great bike computer is going to be created.Keywords:UBLOX- GPS;MCU;Hall element目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2国外现状 (1)1.3国内现状 (1)1.4发展前景 (1)1.5 功能介绍 (2)1.6设计内容与预期结果 (2)第二章系统方案设计 (3)2.1系统总体设计 (3)2.2系统设计原则 (3)2.3单片机选择 (3)2.4显示模块的选择 (4)第三章系统硬件电路 (5)3.1 主控模块 (5)3.1.1 STC89C52 (5)3.1.2 STC89C52的主要特点 (5)3.2 时钟电路 (6)3.3 复位电路 (7)3.4 GPS模块 (7)3.5 霍尔测速模块 (8)3.6 LCD 12864显示模块 (9)3.7 接口转换电路 (10)第四章系统软件 (11)4.1主程序 (11)4.2 GPS数据解析程序 (12)4.3霍尔元件处理程序 (12)4.4 LCD 12864显示模块程序 (13)4.5 小结 (13)第五章心得与体会 (15)致谢 (16)参考文献（References） (17)附录：系统总体程序 (18)第一章绪论1.1研究背景随着人们生活水平提高，越来越多的人更加注重生活质量，与世界他国的接触越来越多，文化的交融，政策的变化致使一些曾经不被人们重视的东西也越来越被人重视。
基于单片机设计的自行车测速计系统设计说明
届．别． 2013届学号毕业设计基于单片机设计的自行车测速系统姓名系别、专业导师姓名、职称完成时间word格式.目录摘要 (3)Abstract (4)1 绪论 (5)1.1 课题背景 (5)1.2 课题主要任务及容 (5)1.3 任务分析与实现 (5)2 系统设计 (6)2.1 硬件方案设计 (6)2.2 软件方案设计 (7)2.3 硬件电路设计 (8)2.3.1 概述 (8)2.3.2 系统总电路图 (9)2.3.3 单片机简介 (9)2.3.4 单片机的引脚功能介绍 (10)2.3.5 单片机中断系统介绍 (10)2.3.6 传感器及其测量系统 (11)2.3.7 霍尔传感器的测温原理 (11)2.3.8 集成开关型霍尔传感器 (12)2.4 单片机外围电路的设计 (13)2.4.1 时钟电路的设计 (13)2.4.2 复位电路的设计 (14)2.4.3 显示电路的设计 (15)3 软件程序设计 (16)3.1 概述 (16)3.2 总体程序设计 (16)3.3 中断子程序设计 (18)结论 (19)参考文献 (20)致 (20)附件一：总体原理图设计 (21)摘要随着居民生活水平的不断提高，自行车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。
自行车的速度里程表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。
本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车的速度里程表的设计。
以 STC89C52 单片机为核心，A44E 霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度的测量统计，并能将自行车的里程数及速度用LED实时显示。
文章详细介绍了自行车的速度里程表的硬件电路和软件设计。
硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。
软件部分用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。
该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。
基于单片机自行车测速系统设计 (2)
基于单片机自行车测速系统设计摘要随着居民生活水平的不断提高，自行车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。
自行车的速度里程表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。
本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车的速度里程表的设计。
以 AT89C52 单片机为核心，A44E 霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度的测量统计，采用 24C02 实现在系统掉电的时候保存里程信息，并能将自行车的里程数及速度用LED实时显示。
文章详细介绍了自行车的速度里程表的硬件电路和软件设计。
硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。
软件部分用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。
该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。
关键词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LED显示Bike speed system design based on single chipABSTRACTWith the developing of people’s life, the bicycle is not only th e universal tool of transportation and substitute for walking, but becomes the first choice of entertainment and exercising. The bicycle mileage/speed can fulfill the basic need of people’s life, so that they can learn the speed and the mileage of the bicy cle. In this paper, the bicycle mileage/speed design based on the Hall element is elaborated. By AT89C52 as kernel, using A44E Hall element to measure revolution, the measure and statistic are achieved. The range information is saved by 24C02 when the power is off, the bicycle speed can be displayed on LED. In this article, the hardware circuit and software design of bicycle mileage/speed instrument are introduced in detail. About the hardware, the pulse number is transmitted of one cycle of the bicycle into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. About the software, in assemble language; the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware, common sub-program, and meets the demand of design..Keyword：Mileage / speed; Hall element; Single chip microcomputer; LED引言自行车被发明及使用到现在已有两百多年的历史，这两百年间人类在不断的尝试和研发过程中，将玩具式的木马车转换到今日各式新颖休闲运动自行车，自行车发展的目的也从最早的交通代步的工具转换成休闲娱乐运动的用途。
基于单片机的自行车里程速度计设计 精品
基于单片机的自行车里程速度计设计摘要随着自行车行业和电子技术的发展，自行车里程速度计技术也在不断进步和提高，用户对自行车里程速度计的要求也越来越高，因此设计了自行车里程速度计。
本文主要研究了以单片机为基础的自行车里程速度器的设计。
采用STC89C52单片机为主要控制芯片，运用自行车车轮上的传感器进行计数，通过一定时间间隔对信号的采集，结合自行车本身车轮参数，经过单片机对采集信号进行分析计算，最终在液晶显示器LCD 上显示车辆行驶的里程和速度，同时运用其他按键分别自行车单里程计数，瞬时速度、最大速度和平均速度显示，具有超速报警。
该设计重点阐述了系统的工作原理、硬件构成、各部分的主要功能以及软件的结构和实现。
自行车里程速度计的设计本着安全、方便、节能、人性化的原则进行，可使现代生活显著提高。
关键词：自行车,STC89C52, LCD1602IBicycle mileage velocity meter based on MCUABSTRACTAlong with the development of the bicycle industry and electronic technology, bicycle speedometer technology is also in constant progress and improve, user demand for bicycle mileage is more and more is also high, so I chose bicycle mileage speedometer This article mainly introduced take the monolithic integrated circuit as the foundation rental car fare register design. Uses the 89C52 monolithic integrated circuit for the primary control chip, using the pressed key signal imitation rental car wheel counting signal, simultaneously utilizes other pressed keys to control the rental car movement to carry passengers separately/the spatial vehicle condition, the kilometer idea regulation/waiting time and the traveling schedule expense amount to the demonstration. The system used three groups of nixietubes, the utilization dynamic display technology has demonstrated the distance in kilometer, the standby period and the expense separately. Meanwhile carries on the design using the software programming to the monolithic integrated circuit timer, produces the waiting timed pulse signal.this article elaborated with emphasis system's principle of work, the hardware constitution, various part of major functions as well as software's structure and realizes.The mileage log system with STC89C52 as control core, using sensors to detect signals, by a certain time interval signal collection, in combination with itself, bicycle wheel parameters through single chip microcomputer for the analysis of the collected signal, finally displayed on the LCD screen LCD vehicle mileage and speed, overspeed alarm。
基于单片机自行车测速系统设设计报告
单片机原理及系统课程设计基于单片机自行车测速系统设计1 设计目的实现自行车运行过程中对行驶里程、平均速度、运行时间、当前瞬时速度进展测量和显示,通过对速度的测量来控制自行车的运行，当速度超过限定值时发出报警提醒减速，以确保自行车平安的运行。
2设计方案及原理2.1系统总体设计思路和原理本系统实现自行车运行过程中对行驶里程、平均速度、运行时间、当前瞬时速度进展测量和显示，系统包括控制器模块、信号检测采集模块、显示模块、电源模块四局部组成。
系统工作时，传感器采集到信号〔用按键代表脉冲信号输入〕传输给单片机，单片机计数器统计脉冲个数，定时器记录相应时间长度，经过运算，将行驶里程、全程平均速度、运行总时间送给液晶显示器显示，当前〔瞬时〕速度送给数码管显示。
通过以下计算公式算出里程、平均速度、瞬时速度。
通过相应的显示机构显示出来。
里程=脉冲总数×车轮周长平均速度=里程÷运行总时间瞬时速度=每五秒的行程÷52.2自行车测速系统方案设计系统包括控制器模块、信号检测采集模块、显示模块、电源模块四局部，控制器模块由AT89C51组成，它运用于数据储存和外部设备管理，信号采集模块用的是模拟霍尔传感器，通过外部脉冲来控制圈数，显示模块用1602和数码管，1602显示里程、全程平均速度以及运行时间，数码管LED显示五秒的平均速度即当前瞬时速度，电源模块给整个系统提供电压，使系统可以正常工作。
系统框图如图1所示。
图1 自行车测速系统设计原理图3硬件设计3.1系统原理电路图系统中里程、速度等都是由霍尔元器件测量。
通过按钮输出脉冲，脉冲数目代表车轮转动圈数，自行车轮胎的周长为2.15m，输入一个脉冲，轮子转动一圈，里程为一个周长的距离，通过脉冲数可以算出总里程，通过单片机T0定时器和T1计数器记录时间，用5秒的前进距离除以时间5秒，得到5秒的平均速度即当前速度。
而总里程L除以总时间t得到平均速度。
基于单片机的自行车速度与里程表设计
基于单片机的自行车速度与里程表设计一、引言自行车作为一种常见的代步工具，随着人们对健康环保的追求，越来越受到青睐。
然而，骑行过程中常常会想知道自己的速度和里程，以便更好地掌握骑行状态和计划行程。
本文将介绍一种基于单片机的自行车速度与里程表设计，通过该设计可以实时获取自行车的速度和里程信息。
二、设计原理1. 速度计原理基于单片机的自行车速度计的设计原理是利用车轮旋转的次数和时间间隔来计算速度。
通过安装磁铁和霍尔传感器在车轮上，当车轮旋转时，霍尔传感器会感应到磁铁的磁场变化，并产生相应的信号。
单片机通过计算两次信号的时间间隔，然后根据车轮的周长计算出速度。
2. 里程计原理基于单片机的自行车里程计的设计原理是通过记录车轮旋转的次数，然后根据车轮的周长计算出里程。
同样地，通过安装磁铁和霍尔传感器在车轮上，当车轮旋转时，霍尔传感器会感应到磁铁的磁场变化，并产生相应的信号。
单片机每次检测到信号时，就将里程加一，并根据车轮的周长计算出实际里程。
三、硬件设计1. 单片机选择在设计中，我们可以选择一款适用的单片机作为控制核心。
常见的选择有51系列单片机、Arduino等。
根据实际需求和设计复杂度，选择合适的单片机进行编程和控制。
2. 传感器选择作为速度与里程计的关键部分，传感器的选择至关重要。
在车轮上安装磁铁和霍尔传感器，可以通过检测磁铁的旋转来计算车轮的速度和里程。
选择合适的霍尔传感器可以提高检测的准确性和稳定性。
3. 显示屏和按键为了方便用户查看速度和里程信息，可以选择合适的显示屏，如LCD液晶屏或LED数码管。
同时，可以添加按键用于用户设置和调整。
四、软件设计1. 信号检测与计算通过编程，设置单片机对霍尔传感器的信号进行检测，当检测到信号变化时，记录下时间戳，并计算时间间隔。
2. 速度计算根据时间间隔和车轮的周长，计算出实际速度。
可以选择不同的单位进行显示，如千米/小时或英里/小时。
3. 里程计算根据车轮旋转的次数，每次旋转时将里程加一，并根据车轮的周长计算出实际里程。
基于单片机的自行车测速系统设计
基于单片机的自行车测速系统设计摘要本文介绍了一种基于单片机的自行车测速系统的设计和实现，该系统能够准确地测量骑行速度、里程和骑行时间等信息，为自行车运动员提供了更加科学的训练手段。
在该系统中，使用了脉冲信号测速传感器和Infrared distance sensors 作为检测器，通过单片机控制和数据处理实现测速和数据存储功能。
实验结果表明，该系统具有精度高、稳定性好、易操作等特点，具有很好的应用前景。
关键词：单片机，自行车测速系统，脉冲信号测速传感器，Infrared distance sensorsAbstractThis paper introduces a design and implementation of a bicycle speed measurement system based on single-chip microcomputer, which can accurately measure cycling speed, mileage, and cycling time. It provides more scientific training methods for cyclists. In this system, pulse signal speed sensors and Infrared distance sensors are used as detectors, and speed measurement and data storage functions are realized through single-chip microcomputer control and data processing. The experimental results show that the system has the characteristics of high accuracy, good stability, and easy operation, and has good application prospects.Keywords: single-chip microcomputer, bicycle speed measurement system, pulse signal speed sensor, Infrared distance sensors1 引言自行车运动是一项健康、环保又方便的运动方式，越来越受到人们的关注和喜爱。
基于单片机的自行车里程速度计的设计
5.2 调试故障及原因分析 .......................................................................................... 33
第 6 章 社会经济效益分析........................................................................... 35
前 言 ............................................................................................................... 1
第 1 章 绪论 ..................................................................................................... 3
4.2 自行车里程/速度计总体程序设计 .................................................................... 26 4.3 中断子程序的设计 .............................................................................................. 27 4.4 数据处理子程序的设计 ...................................................................................... 28 4.5 显示子程序的设计 .............................................................................................. 30
(完整word版)基于单片机自行车的里程测速仪
《基于单片机的自行车里程表、测速仪》单片机大作业09电子2班薛强学号:423目录摘要第一章系统设计1.1 设计任务和要求1.1.1设计任务1.1.2 基本要求1.2 总体设计方案1.2.1系统总体设计思路1.2.2方案设计与讨论1.3功能描述1.4操作说明1.5结构框图1.6原理说明第二章硬件设计2.1 硬件电路2.2 主要元件介绍第三章软件设计3.1 系统主程序流程图3.2 仿真截图3.3 源程序代码基于80C51单片机的自行车里程表、测速仪摘要：本文介绍了一种基于单片机控制的简易自动自行车速度以及里程计算系统，包括自行车里程表的硬件构成，软件逻辑以及程序代码。
该里程测速系统以AT89C51作为系统控制核心，采用光电传感器来检测信号，通过一定时间间隔内对信号的采集，结合自行车本身车轮参数，经过单片机对采集信号进行分析计算，最终在LCD以及LED上显示车辆行驶里程、平均速度和瞬时速度，并且具有超速报警功能。
关键词：自行车测速；单片机；光电传感器，LCD/LED显示一、系统设计1.1 设计任务和要求1.1.1设计任务设计一个自行车里程表、测速仪，可以将自行车一段时间内的行驶里程，瞬时速度，平均速度在LCD上显示出来，有一个能用LCD显示的腕式自行车里程显示器，传感器采用霍尔元器件，安装在自行车的车轮上；1.1.2 基本要求能实时显示当前的车速和行驶里程；能去除或保留原先的里程数；电池供电。
1.2 总体设计方案1.2.1系统总体设计思路本系统实现自行车运行过程中对行驶里程、当前瞬时速度、平均速度进行测量和显示。
总体设计思路如图1所示。
系统包括控制器模块、信号检测采集模块、显示模块、电源模块四部分。
系统工作时，传感器采集到信号（用按键代表脉冲、或者用频率输入代表信号输入）传输给单片机，单片机计数器统计脉冲个数，定时器记录相应时间长度，经过运算，将行驶里程、平均速度送给LCD显示，当前（瞬时）速度送给7段数码管显示。
基于单片机的测速仪设计
基于单片机的测速仪设计一、测速仪的原理及需求分析测速仪的工作原理通常基于对运动物体在一定时间内经过的距离的测量，从而计算出其速度。
常见的测速方法包括激光测速、雷达测速、超声波测速等。
对于基于单片机的测速仪，我们选择使用光电传感器来检测物体的运动。
在设计之前，需要明确测速仪的性能需求。
例如，测量的速度范围、测量精度、响应时间、工作环境等。
假设我们设计的测速仪用于测量车辆在公路上的行驶速度，速度范围设定为 0 200 千米/小时，测量精度要求在±5%以内，响应时间不超过 1 秒，能够适应各种天气条件。
二、硬件设计1、单片机选型选择合适的单片机是整个系统的核心。
考虑到性能、成本和开发难度等因素，我们选用了常见的 STM32 系列单片机。
STM32 具有丰富的外设资源、较高的处理速度和良好的稳定性，能够满足测速仪的需求。
2、光电传感器光电传感器用于检测物体的运动。
当物体经过传感器时，会遮挡光线，从而产生一个电信号。
我们选用了对射式光电传感器，其检测精度高，稳定性好。
3、信号调理电路由于光电传感器输出的信号可能比较微弱或存在干扰，需要通过信号调理电路进行放大、滤波等处理，以提高信号的质量。
4、显示模块为了直观地显示测量结果，选用了液晶显示屏（LCD）。
LCD 具有低功耗、显示清晰等优点。
5、电源模块提供稳定的电源是系统正常工作的保障。
设计中采用了稳压芯片将输入的电源电压转换为单片机和其他模块所需的工作电压。
三、软件设计1、编程语言选择 C 语言作为开发语言，C 语言具有语法简洁、可移植性好等优点，适合单片机的开发。
2、主程序流程系统上电后，首先进行初始化操作，包括单片机内部资源的初始化、传感器的初始化、显示模块的初始化等。
然后进入循环，不断检测传感器的信号，计算速度，并将结果显示在显示屏上。
3、速度计算算法通过测量物体经过传感器的时间间隔，结合传感器之间的距离，就可以计算出物体的速度。
例如，假设传感器之间的距离为 L，物体经过传感器的时间间隔为 T，则速度 V ＝ L ／ T 。
基于单片机的自行车速度测试仪设计 2
毕业设计（论文）题目：基于单片机的自行车转速测试仪设计学生：陈丽君指导老师：高海莺系别：电子信息与通信工程系专业：电子信息工程班级：电子1001学号：10300101462014年5月福建工程学院本科毕业论文作者承诺保证书本人郑重承诺：本篇毕业论文的内容真实、可靠。
如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人愿承担全部责任。
学生签名：年月日福建工程学院本科毕业论文指导教师承诺保证书本人郑重承诺：我已按有关规定对本篇毕业论文的选题与内容进行了指导和审核，该同学的毕业论文中未发现弄虚作假、抄袭的现象，本人愿承担指导教师的相关责任。
指导教师签名：年月日目录摘要 (5)Abstract (6)1、绪言 (7)1.1课题背景及意义 (7)1.2课题的主要任务及内容 (7)2、系统方案选择与论证 (8)2.1系统组成 (8)2.2任务分析及实现 (8)2.3模块方案选择与论证 (9)2.3.1物理采集模块 (9)2.3.2液晶显示模块 (10)3、系统硬件设计与实现 (12)3.1转速物理量转换过程 (12)3.2波形的整形 (12)3.3显示模块 (13)3.4核心模块 (14)3.4.1 Pic系列单片机具有以下几个特点 (14)3.4.2 pic16f877a单片机的结构及物理外形 (15)3.4.3 pic16f877a单片机的引脚 (16)3.4.4 数据处理 (18)4、系统软件设计与实现 (19)4.1霍尔元件的流程图 (19)4.2 555芯片的流程图 (19)4.3 LCD软件设计及内部时序 (19)4.4 pic16f877a单片机模块 (21)5.系统仿真与调试 (23)5.1程序编译过程（用maplab软件烧写） (23)5.2 仿真软件proetous使用 (24)结束语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附件1 程序代码 (30)附件2 实物演示 (37)基于单片机的自行车转速测试仪设计摘要在社会的发展、科技的进步、人类文明不断完善的过程中，伴随着环境的污染、食品安全等一系列相关的问题产生。
基于单片机的自行车测速系统设计
２ 总 体设 计
整 个 系 统 是 以 单 片机 作 为 控 制 模 块 ， 其 工 作 原 理 是 ：Ａ ４ ４ Ｅ 霍 尔 传 感 器 检 测 自 行 车 的轮 胎
的 运 转 情 况 ， 将 不 同 的车 速 转 变 成 不 同 的 频 率 的 脉 冲 信 号 输 入 到 单 片 机 进 行 处 理 和 计 算 ， 最 后把 即 时 信 息 显 示存 Ｉ Ｃ Ｄ １ ６ ０ ２ 液 晶 显 示 器 上 ， 让 人 们 清 楚 知 道 当 前 的 速 度 、 累 计 运 动 时 间 和 路 程 等物 理 量 ， 系 统 的 总框 图 如 图 ｌ 所示 。
输 出 显 示 。 本 设讣 中 。 要 盟 示 多 个 物 理 量 ， 显 目 结 聚 屏 幕 共 有 两 行 ， ｝ ： 而 一行 鼎 永 累计 时 间， 一 行最示速度和路程 。
预期的结果 ］ ： 作 。每 部 分 程 序 都 调 试 好 后 ，将 其 合 理 组 合 并 补 充 ，编 写 完 整 的程 序 ， 写 入 芯 片 ．最 后 进 行 集 成 调 试 ， 直 到 电路 板 完 全 可 以
４ ． １显 示 电路
传感 器就放 在车 架，转 动 自行车 的转 轴 ，磁铁 也就 跟 着 一起转 动，从 而使 霍尔传 感 器周围 的磁场 发生
变化 ，传 感器 在 磁钢 经 过 时 ，产 生一 个 脉 冲低 电
压 ， 记录 自行车 转 动 ＿ 『一周 。将 霍尔 传 感 器 的输 出 引脚 与 单片机 的Ｐ ３ ． ２ 脚 相 连 。 测速 度 的 原理 ： 定 义测量 的 时 间问 隔为 自行车 车轮 转 过的 圈 数 ｇ。假设 车 轮 周长 为 Ｃ，则 速度 为 ： ｖ ＝ ｃ ｑ ／ ｔ ． ，在 中 断 子程 序 里调 用时 钟 喃数 ，实 现 时 间 的 累加 ，最 后在 中断 子程 序里输 累计 时间 ，速度 和路程 。
基于单片机的自行车里程测速仪设计
毕业论文基于单片机的自行车里程测速仪设计院系：信息工程学院姓名：学号：专业：年级：指导教师：职称：完成日期：摘要随着居民生活水平的不断提高，自行车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。
自行车测速仪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、时间等物理量。
本文介绍了一种基于单片机控制的简易自动自行车速度以及里程计算系统，包括自行车里程表的硬件构成，软件逻辑以及程序代码。
该里程测速系统以AT89C51作为系统控制核心，采用霍尔传感器来检测信号，通过一定时间间隔内对信号的采集，结合自行车本身车轮参数，经过单片机对采集信号进行分析计算，最终在LCD上显示车辆行驶里程、平均速度和瞬时速度，并且具有超速报警功能。
该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。
为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。
正文中首先简单描述系统硬件工作原理，且附以系统硬件设计框图，论述了本次毕业设计所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程, 并具体描述了AT89C51接口的软、硬件调试；其次阐述了程序的流程和实现过程。
仿真实验表明所设计的硬件电路及软件程序是正确的，满足设计要求。
关键词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LCDIAbstractWith the development of people’s life, the bicycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking, but becomes the first choice of entertainment and exercising. The bicycle speedometer can fulfill the basic need of people’s life, so that they can learn the speed, the mileage, time of the bicycle.This article describes a simple microcontroller-based control automatically bike speed and mileage calculation system, including bicycle odometer hardware structure, software logic, and program code. Velocity system of the mileage uses AT89C51 as the control core, uses the hall sensors to detect the signal within a certain time interval the signal acquisition, combined with a bicycle wheel parameters after a single-chip signal acquisition, analysis and calculation, the mileage, average speed and instantaneous speed will finally display on the LCD, and the system has speed alarm function. The system hardware circuit is simple, the subroutine is versatile, which fully meets the design requirements.For the sake of easy to expand with the design adoption mold a logic for turning construction, making procedure designing relation that change, software more shorter and more easier to understand. Make hardware control in software descended to moderate the operation. The text inside describes the system hardware work principle in brief first, and attach with the system hardware design frame diagram, discuss this graduate design a function for applied each hardware connecting a people the technique connects with each one a mold piece and work processes, combine to describe in a specific way the AT89C51 electric circuit connects oscular and soft, the hardware adjusts to try. Expatiated the process of the procedure the next in order with realizes process. The simulation results have proved that the hardware circuits design and software program is correct, and the system can meet the designing requirement completely.Keywords: Mileage / speed; Hall element; MCU; LCDII目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的目的和意义 (1)1.2 国内外的发展现状分析 (1)1.3 研究的主要内容 (2)2 系统总体设计 (3)2.1 系统总体设计思路 (3)2.2 结构框图 (3)2.3 速度测量原理 (4)2.4 传感器的选择 (4)2.5 显示模块的选择 (4)2.6 操作说明 (5)2.7 工作原理 (5)3 硬件电路设计 (6)3.1 系统总电路图 (6)3.2 AT89C51单片机简介 (7)3.3 1602LCD液晶显示模块 (9)3.4 霍尔元件 (11)3.4.1 霍尔元件简介 (11)3.4.2 霍尔传感器测量原理 (12)3.4.3 转速测量方法 (13)3.5 晶振复位电路 (13)3.6 报警电路 (14)4 软件程序设计 (15)4.1 测量算法概述 (15)4.2 主程序设计 (15)4.3 中断子程序设计 (17)5 调试与仿真 (18)III5.1 Proteus及Keil软件简介 (18)5.1.1 Proteus软件 (18)5.1.2 Keil软件 (18)5.2 应用Keil软件进行程序调试 (19)5.3 Proteus软件仿真 (19)5.4 仿真结果 (19)6 结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)IV绪论1 绪论1.1 课题研究的目的和意义中国人口众多，还是发展中国家，经济不发达制约了大多数人的消费水平，人们使用的交通工具主要还是自行车，它轻巧便捷，使用简单，很受人们的喜爱，同时也可以作为休闲运动工具，是人们锻炼身体的好工具。
基于单片机的自行车测速系统
大学毕业设计（论文）题目基于单片机的自行车测速系统设计学生指导教师所属系专业年级学号基于单片机的自行车测速系统设计摘要随着科技的迅速发展，单片机的应用也越来越广泛，并带动传统控制检测技术不断更新。
现在的里程表大多是电子式的，用数码管或液晶显示器即时显示，显示更加直观。
电子式里程表采用接触车速传感器代替软轴传动,可使里程表的安装位置不受距离限制，进一步有效地克服了机械式里程表中的诸多不足。
方案采用了一种以单片机STC89C52为主控机，使用光电传感器进行自行车里程、速度测量的装置。
传感器将不同车速产生的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用LCD液晶显示模块进行显示，使得自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。
本设计主要包括自行车轮脉冲采集、键盘输入和数据显示等部分，主程序用C 语言编写，完成各项功能及数据的处理。
本里程表的设计具有结构简单，成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。
并且可以进行扩充，更方便于使用者。
关键词光电传感器，单片机，液晶显示器，测速The Design of bicycle speed measuring systembased on single chip microputerABSTRACTWith the rapid development of technology, more and more widespread application of microputer, promote the traditional control detection technology constantly updated. Most of the current electronic odometer, and with the LED digital tube or LCD display real-time, display more intuitive. Electronic odometer flexible shaft using the contact speed sensor instead of driving, mileage tables can be installed without distance limitations, and further to effectively overe the mechanical disadvantages of mileage in the table.The plan adopts the system and configuration of bining the microcontroller STC89C52 as the main control puter ,using the photoelectric sensor bicycle odometer, speed measuring devices. when Different speed pulse signals of different frequencies produced by sensor are input into the microcontroller,after its calculation, liquid crystal will display the datas, making the bike's speed and distance data visually to the user.The design includes a bike wheel pulse acquisition, keyboard input and data display section, the main program using C language, This paper first needed to "milestones" design of equipment in detail, on the problems existing in the design, explained And then to hardware and software design and implementation of the part made earnest analysis, Then presented system modeling process and the corresponding system based on this model, the control simulation, and the simulation results are pared.KEY WORDS odometerphotoelectric senso r,MCU,LCD, Tachometer目录摘要IABSTRACT ......................................................................................................... I I 1 绪论11.1 问题由来11.2 课题现状11.3 设计任务22 方案论证与分析32.1 单片机模块论证与选择32.2显示模块论证与选择32.3电源模块论证与选择42.4光电测速模块论证与选择43 系统硬件设计43.1光电传感器模块53.2单片机系统部分73.2.1 STC89C52单片机介绍73.2.2 定时/计数器的结构及控制83.3 单片机外围电路介绍113.3.1 复位电路113.3.2 晶振电路123.4LCD显示模块133.4.1 1602字符型LCD简介133.4.2 LCD1602的基本参数及引脚功能133.5 按键模块164 系统软件设计174.1 概述174.2总体程序设计174.3 测量算法概述184.4 中断子程序的设计194.5 人机交互设计205 结束语21致22参考文献22附录1：系统原理图23附录2：源程序241绪论1.1 问题由来我国是人口大国，也是自行车大国，随着生活节奏的不断加快，自行车已经不仅仅是运输、代步的工具，现在则是代表着绿色、环保、节能。
基于单片机的自行车计速器的设计
• 110•自行车符合现代社会对绿色出行的提倡，越来越多人喜欢骑自行车出门，绿色出行的同时可以锻炼身体，可以达到健康运动和代步的最佳效果，所以才会有越来越多的自行车爱好者出现，它可以让使用者清楚地知道当前的速度，或可以同时附带其他实用的功能，而且单片机体积小、可靠性高并且价格便宜。
在这个背景下，科学、实用并且美观又价格合理的自行车计速器——这一辅助工具迅速发展起来，并有很大的使用价值。
随着电子技术的不断发展进步，传统的计速器从机械元器件组成的机械式到半电子式，再从集成电路式到目前的单片机系统设计的计速器。
并且伴随着单片机以及外围芯片的发展也进一步促进了它的发展。
由此可见，自行车计速器有着广阔的发展前景和很大的市场。
自行车发展至今已经有两百多年历史了，发展至今他从简单的代步工具，有了越来越多的附加功能。
社会经济不断提升，人们生活水平不断提高，现代社会对绿色出行水平的倡议以及全民养生图1 总体设计系统框图2 系统硬件设计2.1 单片机最小系统对于51系列单片机，一个最小系统由单片机、晶振电路和复位电路组成。
如图2所示。
基于单片机的自行车计速器的设计西北民族大学电气工程学院 王子谦图2 单片机最小系统健身意识的觉醒，自行车逐渐成为我们首选的短途代步工具，对于喜欢健身的人来说自行车的计速器就显得尤为重要。
老式传统的测速器由于是机械制造，长期使用会磨损严重，就会造成严重的误差，本次设计的自行车计速器就可以解决这一问题同时满足需求。
1 整体方案设计本设计要实现测速，报警与照明功能，据此功能可分为三个模块：测速模块、显示模块、报警模块、照明模块、外接充电模块。
采用 AT89C52 芯片，利用霍尔传感器将车轮转速转化为电信号，进而将电信号送入单片机内，利用单片机的定时器与计数器得到因车轮转动而引起的脉冲数和车轮转动一圈的时间，计算出自行车行进的速度，最后由单片机送出到外部的 LCD 显示屏上。
时速播报则是利用单片机接收到的信息，经过单片机计算后输出信号到智能语音芯片上进行解析，之后再由小喇叭进行播报，后改为蜂鸣器警报。
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基于单片机自行车测速仪的设计摘要本设计主要阐述一种基于单片机与霍尔传感器等元件的测速仪设计。
以AT89C51单片机为核心，实现对自行车里程、速度、时间、温度等参数的测量，并能简单的将里程及速度用LCD实时显示。
在本文中详细介绍了测速仪的硬件电路和软件设计。
硬件部分利用霍尔传感器将每秒内的脉冲数传入单片机系统，然后经单片机系统计算处理并将过处理结果送LCD显示。
软件的设计采用模块化结构，使程序的逻辑关系更加简洁。
使硬件在软件的控制下协调运作。
仿真，所设计的硬件电路及软件程序是正确的，实际的硬件电路中也基本上能够满足设计要求。
关键词：里程/速度，时间，温度，霍尔元件，单片机，LCDAbstractThis design mainly elaborated based on MCU and Hall element of speed instrument design. Take STC MCU as the core, Hall element speed, realizes to the bicycle mileage, speed, time, temperature measurement, and a simple bicycle mileage and speed with the LCD real time display. The hardware part using the Hall element will bike per second pulse number of incoming MCU system, and then by the single chip microcomputer system calculation processing and processing result to the LCD display. Program design in order to facilitate the expansion and the change, the software design uses the modular structure, make the logic relations more concise. Make hardware tocoordinatethe operation under the software control. Simulation experiments show that the designed hardware circuit and software program are correct, practical hardware circuit also basically can satisfy the design requirement, but due to the knowledge, in practice there are still some problems in the hardware circuit.Keywords: Mileage / speed,time, temperature, Hall element, MCU,LCD目录错误!未找到引用源。
1 绪论1.1 课题研究的目的和意义目前环保问题已经成为一个世界性的课题，保护环境也已经成为每个人的责任，汽车已经不能够满足现在环境的要求。
且在人口众多的中国，人们的经济水平与西方国家还存在着一定的差距，人们使用的交通工具主要还是自行车，它轻巧便捷、使用简单、环保，深受大多数人的喜爱，同时也可以作为休闲运动工具，是人们锻炼身体的一种重要的工具。
但随着社会的发展，人们追求的是集成更多功能于一体的自行车，它能显示当前车子行驶的速度、里程、行车时间、最高行驶速度，甚至还有GPS全球定位系统、MP3、短信、新闻播报等娱乐功能。
本文就是以此为基础，设计一款简单低成本多功能的测速仪，旨在解决自行车驾驶者在行驶时能够了解当前的行驶状态，并且根据周围环境，能够做出正确的判断和操作，提高了驾驶的安全性。
另外自行车运动需一款测速装置，以了解运动情况，特别是对于运动员，他们需要一种能对实时运动情况进行测量并记录的仪器，通过记录的数据，运动员可以分析自己的训练成绩及训练过程，根据分析结果，可以调整自己的训练步骤。
并根据外界环境如温度、风速等进行适当调节运动方式，以达到最佳运动效果。
测速装置是对运动中几个参数进行测定。
现自行车测速仪的设计种类繁多，但是多数的测速装置都是由机械式或模拟数字电路来实现的，都存在体积大、精度低、不直观、功耗大、功能少等缺点。
本文所述测速系统是以单片机为核心实现的，具有功能多、功耗小、直观准确以及可显示时间、总里程、温度、速度等优点。
1.2 课题的发展概况随着微型计算机可靠性提高和价格下降，用单片机测量电机转速技术已经成熟，但是这种技术目前主要还是用于工业生产方面，测速装置用于生活中还是少之又少。
欲提高测量精度，必须先测出准确的转速，而原先在可控硅调速电路中采用的测速发电机方式已不能满足要求，必须采用数字测速的方法。
转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法（测频法）、T法（测周期法）和MPT法（频率周期法），该系统采用了M法（测频法）。
转速检测方式采用霍尔脉冲法测量转速有两种简单的方式。
本设计采用频率法，检测的是输入脉冲数，这种方式又称频率法。
它测出一定时间内外界所输入的脉冲的个数。
在控制系统中占有非常重要的地位。
对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。
所设计的基于霍尔元件的脉冲发生器要求具有成本低、结构简单、使用方便、性能好等特点。
由于需要采用霍尔传感器的应用领域，如汽车、电机、手机和电脑都已经采用了该器件，而且这些市场在未来几年的增长较为稳定，而其他一些新的应用市场又不足以与上述几个市场相比，因此霍尔传感器在全球总的市场份额是较为稳定的，每年的增长率基本上保持在5%到10%之间。
因为各种应用电机的部件、节气门位置的检测、各种阀体位置的检测、或者电磁感应的位置都会用到霍尔传感器。
而且，在中国市场中，国外厂商为了降低成本，陆续将零部件拿到中国进行设计和生产，这也进一步提升了中国市场霍尔传感器的使用量。
随着它在电子消费市场上的应用越来越广，如何控制功耗和成本将是厂商面临的挑战。
而且，它还面临生产测试技术方面的挑战。
国内外现在已经有生产销售类似的自行车测速仪里程表，有些简单的产品功能比较单一，就是单单只有测速或里程的功能，然而一些复杂的产品除了测速和里程功能外，还集成了GPS全球定位、单次行车里程、平均速度、时钟、行车时间、车轮转数。
未来的发展趋势可能还将加入MP3和短信收发、新闻播报、通讯功能等，使得自行车测速仪更加的人性化、现代化、生活化。
相信未来的测速仪会受到更多人的青睐，也将成为人类社会生活中的必需品。
1.3 研究的主要内容设计主要任务是利用单片机、时钟芯片、温度传感器等部件设计的一个可用LCD显示时间温度，行驶里程及速度的自行车测速仪。
本文主要介绍了自行车测速仪的设计思想、电路原理、方案以及元件的选择等内容，整体上分为硬件部分和软件部分设计。
本文首先扼要的对测速仪设计进行总体的介绍；继而具体介绍了自行车测速仪的硬件设计，包括传感器的选择、时钟芯片的选择、单片机的选择、存储器的选择、显示电路的设计等；然后阐述了该自行车测速仪的软件设计，包括主程序设计，子程序的设计；最后对本次设计进行了系统的总结。
本设计的具体要求如下：(1) 对自行车进行实时速度的测量，显示出速度值。
(2) 能够计算单次使用自行车的路程。
(3) 能测量出当前环境的温度，以供使用者决定是否适宜进行运动。
(4) 显示行车里程，实时时间，并且具有断电保护的功能。
2 系统总体方案设计2.1 系统方案系统主要分成四个模块，分别是时钟模块、温度模块、速度模块、显示模块。
温度及速度模块通过外部传感器对相应参数进行测量，将物理信号转换为电信号输入单片机，单片机对输入的电信号进行处理，最后通过显示器输出显示。
本设计中用到的主要元件包括单片机、时钟芯片、温度传感器、速度传感器以及液晶显示器。
控制系统的方案计框图如图1所示。
该方案是以单片机为核心，通过速度传感器将所感应到的速度传送到单片机当中，通过单片机的处理计算并通过显示器将所计算的速度和里程显示出来。
时间和温度的显示是通过时钟芯片和温度传感器并以单片机为核心通过显示器显示而按键用于调整时间。
图2—1 系统框图2.2 单片机介绍单片机普遍认为是在一块硅片上集成了中央处理器、存储器和各种输入、输出接口，这样的一块芯片具有一台计算机的功能，因而被称为单片微型计算机。
系统所使用的是通用型单片机，它可以把可开发资源全部提供给使用者。
8 位AT89C51 CHMOS 工艺单片机被设计用于处理高速计算和快速输入/输出。
MCS51 单片机典型的应用是高速事件控制系统。
商业应用包括调制解调器，电动机控制系统，打印机，影印机，空调控制系统，磁盘驱动器和医疗设备。
汽车工业把MCS51 单片机用于发动机控制系统，悬挂系统和反锁制动系统。
AT89C51 尤其很好适用于得益于它的处理速度和增强型片上外围功能集，诸如：汽车动力控制，车辆动态悬挂，反锁制动和稳定性控制应用。
由于这些决定性应用，市场需要一种可靠的具有低干扰潜伏响应的费用-效能控制器，服务大量时间和事件驱动的在实时应用需要的集成外围的能力，具有在单一程序包中高出平均处理功率的中央处理器。
拥有操作不可预测的设备的经济和法律风险是很高的。
一旦进入市场，尤其任务决定性应用诸如自动驾驶仪或反锁制动系统，错误将是财力上所禁止的。
重新设计的费用可以高达500K 美元，如果产品族享有同样内核或外围设计缺陷的话，费用会更高。
另外，部件的替代品领域是极其昂贵的，因为设备要用来把模块典型地焊接成一个总体的价值比各个部件高几倍。
为了缓和这些问题，在最坏的环境和电压条件下对这些单片机进行无论在部件级别还是系统级别上的综合测试是必需的。
Intel Chandler 平台工程组提供了各种单片机和处理器的系统验证。
这种系统的验证处理可以被分解为三个主要部分。
系统的类型和应用需求决定了能够在设备上执行的测试类型。
2.3 时钟芯片介绍时钟芯片种类非常多，有内置晶振及充电电池类型，还有外置晶振类型，如现在流行的DS1302、DS1307、PCF8485、SB2068等等。
由于DS1302时钟芯片的电路接口简单，价格低廉、使用方便，被广泛地采用。
在系统中采用了DS1302时钟芯片，该实时时钟电路是DALLAS公司的一种具有涓细电流充电能力的电路，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能，采用普通32.768kHz晶振。