自行车测速仪论文

自行车测速仪论文

摘要

本课题实验主要是利用STC89C52RC、数码显示管，24C02E^2PROM、霍尔传感器和加速度倾角传感器来实现自行车测速功能。通过霍尔传感器来采集信号，经过单片机处理后，由数码显示管显示其总里程，分里程，速度，加速度；信号经过加速度倾角传感器读出坡度值，并在数码显示管中显示出来；然后由数学公式计算出消耗的卡路里值。按键具有调控展现的页面，清除分里程数据，保存总里程数据的功能，利用24C02实现断电不消失的功能。发光二极管模块，利用MOS管的特性可以实现在暗处自动点亮。

关键词：自行车测速仪；霍尔传感器A3144；加速度倾角传感器MMA7455；12864LCD

1．1 绪论

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都是机械的，看起来不够直观与方便。如果能用LED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自行车行进过程中的突发事件。

1.2 红外线介绍

红外线IrDA，简称IR，是一种点对点的无线通讯方式，只能进行短距离的无线数据的传输，且中间不能有障碍物。红外线又称红外光波，在电磁波谱中，光波的波长范围为0.01um —1000um;波长为0.76um —1000um的光波为红外光(线)，红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的，波长为0.76um — 1.5um;用近红外作为遥控光源，是因为目前红外发射器件与红外接收器件的发光与受光峰值波长一般为0.8um —0.94um，在近红外光波段内，二者的光谱正好重合，能够很好地匹配，可以获得较高的传输效率及较高的可靠性。目前红外线得到了很普片的应用，如红外线鼠标，红外线打印机，红外线键盘等等。

目录

１设计要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２.1 芯片的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２.2 霍尔传感器与单片机的通信．．．．．．．．．．．．．．２.3 12864液晶屏与单片机．．．．．．．．．．．．．．．．．．

２.4 单片机与24C02 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

２.5 单片机与MMA7455 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

２.6 单片机下载程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

３总体方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３.１工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３.２总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

４系统硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４.１STC89C52RC单片机最小系统．．．．．．．．．．．．．４.２各部分电路电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４.３整体电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

５系统软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

５.１主程序流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

１设计要求

1.1 发光二极管模块在暗处自动点亮功能。

1.2 利用霍尔传感器采集信号，由单片机处理后控制外围设备工作。

1.3 利用单片机控制12864液晶屏显示。

1.4 将指定的数据放入24C02中，达到断电不丢失的效果。

1.5 用Keil uVision3编写C程序，利用单片机最小系统烧写程序到单片机。

２设计方案

2.1 芯片的选择

自行车测速仪按系统功能实现要求,决定控制系统采用STC89C52RC单片机,采集信号的霍尔传感器采用A3144，保存信息的E^2PROM 24C02，计算倾角的加速度倾角传感器MMA7455，用于显示的12864液晶。

2.2 霍尔传感器与单片机之间的通信

将霍尔传感器的信号输出端和单片机的某一个I/O口相连（本板子中使用P2^3），通过检测P2^3电平的下降沿和上升沿来编写程序，以达到计数的功能。

2.3 12864液晶屏与单片机

将12864液晶屏按照其操作指南正确连接在电路中，编写程序，由单片机控制12864液晶显示各种数据。

2.4 单片机与24C02

程序编写中，要求保存功能的按键按下时，总里程的数据写入到24C02芯片中，达到断电不丢失的功能。将24C02按照操作手册正确连接到电路中，由单片机控制，当检查到按键按下时，执行程序：经总里程数据写入24C02中，保存起来。

2.5 单片机与MMA7455

此模块是用集成工艺制作好的商品。按照操作手册正确连接到电路中，根据芯片资料和示例程序可以使其输出角度值，然后在12864中显示出来。

2.6单片机下载程序

利用单片机最小系统和串口（配合MAX232转电平芯片），借助STC下载器完成程序的烧写。

3 总体方案

3.1 工作原理

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6位显示，并包含两个小数位。