自行车里程表的设计【开题报告】

毕业设计（论文）开题报告

题目：自行车里程表的设计

专业：电子信息工程

一、选题的背景、意义

192个国家的谈判代表召开峰会，商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，即2012009年12月7日开是在丹麦首都哥本哈根召开的《哥本哈根世界气候大会》，来自2年至2020年的全球减排协议，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。气候变化已经成为全世界共同关注的焦点问题，节能减排迫在眉睫，全球各个国家都在为节能减排做进一步的努力。加之2008年爆发的经济危机的影响之深远，让每一个身处社会的人都心有余悸。但是在这经济危机爆发的时刻，人来面临的能源问题，远比经济危机要让大家头痛得许多，中国正在积极推动企业的节能减排，提高全社会节能减排的意识。

电电动自行车是绿色节能的交通工具，在城城市化发展的进程中电动自行车满足了消消费者出行半径增大的需求。经过15年的快速发展，电动自行车产业已经进入了成熟期，产品的质量不断提高，技术创新成果普遍应用。中国已成为全球电动自行车的制造、消费大国，目前中国市场年产销量超过2000万辆，整个产业链的经济规模达到1000亿以上，从业人员近500万人。整车企业1000余家、6000余家相关联配套企业、100000家经销商、市场保有量达 1.2亿辆，电动自行车成为中国一个重要的产业，也是中国老百姓主要的交通工具。目前平均每四户居民家庭中就有一辆电动自行车，电动自行车已经成为城乡人民生活中的一种重要的消费品。2009年以来，面对世界金融危机的挑战，电动自行车产业依然保持了平稳发展。中国自行车协会助力车专业委员会的统计，50家主要生产电动自行车的企业，1-8月份累计总产量为656万辆，同比增长13%。另外，根据国家统计局的统计，1-8月份行业规模以上企业电动自行车产量累计生产为445.5万辆，同比增长8.7%。两个不同口径的统计数字均说明，2009年的前8个月行业仍然是增长的态势。

1989年清华第一台电动自行车样机到现在二十年的时间，中国电动自行车行业经历了从无到有，从小到大的过程，目前年产量已达2000万辆以上，社会总需求量在5亿辆以上。随着城市扩大化的发展进程，电动自行车已经逐渐成为百姓出行不可或缺的代步工具。2009年10月，国家标准管理委员会公布了《电动摩托车和电动轻便摩托车

安全要求》、《电动摩托车和电动轻便摩托车通用技术条件》等4条关于电动摩托车和电动轻便摩托车的相关国家标准，电摩新国标将于2010年1月1日起实施。目前全国电动自行车生产企业只有100多家系原来的摩托车生产企业。电摩国标实施后，由于重获电动摩托车和电动轻便摩托车生产许可，难度偏大，除该百余家摩托车厂家，大部分企业可能退出市场。考取驾照手续的繁琐，也将使部分骑行者放弃使用电动自行车。实施电摩新国标后，产品的积压禁售，企业对产品改造的投入，对电动自行车行业将是一个沉重的打击，也将造成行业的严重衰退。对于此项标准的实施，不但企业需要通过对产品进行技术改造来积极应对，政府及行业主管部门也应采取支持企业对锂电池的研发、给予优惠政策等一系列措施帮助企业渡过难关。只有这样，电动自行车行业才能健康有序的发展。

二、相关研究的最新成果及动态

转速是旋转物体在单位时间内的转数，是描述各种旋转机械的重要技术参数。转速和频率有相同的量纲，都是单位时间内某一量值（脉冲个数、转数）出现的次数，从理论上转速类同频率值。因此测时计数是转速计量的前提和基本方法。

随着科学技术的发展，形形色色的转速测量仪不断出现。它们的结构不同，性能各异。至今没有系统的分类方法。在这里只按测量原理和主要元件性质进行分类说明。按照测量原理主要分为测频法、测周法两种基本的方法，以此提高测量精度。由于电子计数器所特有的+1个数的误差的存在，应根据转速脉冲频率的大小恰当选择测量方法。所谓测频法即使测量转速脉冲频率的方法，它用基准的脉冲进行计数。所谓测周法就是测量转速脉冲周期的方法。它用传感器的脉冲来控制技术门的开闭，在转速脉冲周期内对基准时间信号发生电路的脉冲进行计数，然后按f=1/T公式换算成转速脉冲的频率。

目前按现有产品的主要构成元件分类，可分为晶体管式、集成电路式和单片机式。晶体管式所采用的元件主要是晶体管，有的晶体管式转速测量仪设有记忆电路，其数码管无闪烁现象，显示效果较好，而且测量速度较高。顾名思义集成电路式转速测量仪，所采用的元件内设有显示电路，这使得转速测量实现小型化。单片机的出现使得这种仪表的设计变得更加灵活。

单片机89C52，集CPU(Central Process Unit)、RAM、ROM、定时器/计数器T0、T1、T2以及输入/输出（I/O）接口电路等主要计算机部件于一块芯片上。这使得这种转速测量仪的硬件的、设计变得更加简单，功能的实现变得更加灵活。它能寻址ROM64KB、片内具有数据存储区RAM256bytes，可扩展RAM至64KB。工作频率宽、

指令执行速度快，使得其应用于各种精密仪表，设计非常灵活。这使得在扩大测量范围、提高测量精度、扩展功能、缩小体积、降低成本等方面都可使转速测量仪达到一个新的水平。现有的相当一部分数字式转速测量仪的微处理器是单片机。

在用单片机设计转速测量仪而言，单片机式，又称微电脑式或智能式转速测量仪。这种转速测量仪在八十年代中期得到较快的发展。其主要元件采用单片机。如国产IZSH—2型、SZS—2型、SZS—B型和日本真空公司的DT—105型，DT—205型，EE —1型，EE—2型转速表就是这种类型。微机，尤其是单片机微机的应用，在扩大测量范围、提高测测量精度、扩展功能以及缩小体积，降低成本等方面均可使转速表提高到一个新的水平。

手持式转速测量仪的传感器和显示仪是装置在同一壳体内的。这种转速表体积很小，可以用手拿着进行临时性的测量。如国产SZG—20型，XSZ—140型，DSZ84—11型，FC—531型、Z—11型、IZSH—1，2型和日本小野测器公司的TM—2000型，HT系列转速测量仪就属于这种类型。为了缩小体积，手持式转速测量仪的主要元件采用单片机，其显示器常用数码管显示屏，其电源采用五号普通电池或钮扣电池，其传感器多用霍尔式传感器。

该设计能实时地将所测的速度与累计里程数显示出来，主要是将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率（传感器将不同车速转变成不同频率的脉冲信号）实时地测量出来，考虑到信号的衰减、干扰等影响，在信号送入单片机前应对其进行放大整形，然后通过单片机计算出速度和里程，再将所得的数据存储到串口数据存储器，并由LED显示模块交替显示所测速度与里程。本设计的里程数的算法是一种大概的算法（假设在一定时间内自行车是匀速行进，平均速度与时间的乘积即为里程数）。

设计时，应综合考虑测速精度和系统反应时间。本设计用测量脉冲频率来计算速度，因而具有较高的测速精度。在计算里程时取了自行车的理想状态。实际中，误差控制在几十米之内，相对于整个里程来说不是很大。为了保证系统的实时性，系统的速度转换模块和显示数据转BCD码模块都采用快速算法。另外，还应尽量保证其他子模块在编程时的通用性和高效性。本设计的速度和里程值采用4位显示。

三、课题的研究内容及拟采取的设计思路、难点及预期达到的目标。

自行车里程表的设计实现的主要功能有：

（1）、动态显示实时车速；

（2）、自动测量自行车单次行车总里程；

（3）、按键选择显示车速、总里程数、行车时间。