自行车里程表的设计毕业论文

自行车里程表的设计毕业论文

前言 (1)

第1章绪论 (2)

1.1 课题背景 (2)

1.2 设计的主要容及技术指标 (2)

第2章自行车里程表总体方案设计 (3)

2.1 任务分析与实现 (3)

2.2 自行车里程表硬件方案设计 (3)

2.3 自行车里程表软件方案设计 (4)

第3章自行车里程表硬件模块设计 (5)

3.1 里程表的硬件设计 (5)

3.1.1 霍尔传感器电路模块设计 (5)

3.1.2 按键电路模块设计 (6)

3.1.3 电源电路模块设计 (6)

3.1.4 时钟电路模块设计 (7)

3.1.5 LCD显示模块电路模块设计 (7)

3.1.6 串口下载电路模块设计 (8)

3.1.7 复位电路模块设计 (9)

3.1.8 晶振电路模块设计 (10)

第4章软件的设计 (11)

4.1 里程表的软件设计 (11)

4.1.1 里程速度功能模块实现 (11)

4.1.2 日历时钟模块功能 (14)

4.1.3 LCD1602液晶显示模块 (17)

第5章软件调试 (21)

5.1 程序的检测与调试 (21)

5.1.1 Keil软件简介 (21)

5.1.2 编制单片机应用程序的步骤和难点 (21)

5.2 系统仿真调试 (24)

5.2.1 程序的查错手段 (25)

第6章结论 (27)

第7章谢辞 (28)

参考文献 (29)

附录1 硬件设计原理图 (30)

附录2 硬件电路仿真图 (31)

附录3 软件程序 (32)

译文 (69)

C语言 (69)

第1章绪论

单片机自从推出以来，以其超小型化、结构紧凑、可靠性高、成本低等优点被人们广泛接受，从而应用于工业、电讯、数据处理、仪器仪表等多方面。自行车里程表是自行车的重要配件，在自行车仪表中占重要位置，但几十年来其发展变化并不大，现在国外很多车中使用了数字里程表，但在国还并不多见。

1.1 课题背景

里程表的原理很简单，车轮的圆周长是恒定不变的。由此可以计算出每走一里路车轮要转多少圈，这个数也是恒定不变的。因此只要能够自动把车轮的转数积累下来，然后除以每一里路对应的转数就可以得到行驶的里程了。这样简单的原理古人就已经发现，并且开始使用了。“记里鼓车”就是这样的装置，它是利用上述原理，再加上巧妙的机构使得车轮每转一定圈数就自动敲一下鼓，此时只要有专人把它记下了，就可以得到所走里程。此装置十分巧妙无论白天、黑夜均可使用，而且盲人也可使用，体现出了我国古代劳动人民的聪明才智。不过，如果车上没有人默记鼓声数目的话，单靠记里鼓车本身还不能累计一共走了多少里。而且车停下来之后谁也不知道这车曾经走过多少里路，这是美中不足之处。

从保护环境和经济条件许可等因素综合来看，自行车目前乃至今后都有着广阔的发展空间。目前市面上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LCD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 设计的主要容及技术指标

单片机软件设计程序主要包括里程设计模块；存储历史里程数据设计模块；里程的显示设计模块；里程公里数的累计设计模块；里程公里数的清0设计模块。里程计数时有一盏指示灯闪烁；用LCD1602进行显示公里数；用个开关实现对里程公里数的清0功能；用霍尔传感器实现对里程车轮圈数的累计功能。

主要技术指标：

一. 完成里程的显示功能

二．能存贮历史里程数据

三．能够清除历史数据

四．有一盏指示灯

第2章自行车里程表总体方案设计

2.1 任务分析与实现

本设计的任务是：以STC89C52单片机为处理核心，用传感器将车轮的转数转换为电脉冲，进行处理后送入单片机。里程及速度的测量，是经过STC89C52测出总的脉冲数和每一秒所转的圈数，再经过单片机的计算得出，其结果通过1602LCD显示屏显示出来。

本系统总体思路如下：假定车轮的周长为L，在车轮上安装m个磁钢，则测得的里程值最大误差为L/m。经综合分析，本设计中取m=1。车轮每转一圈，开关型霍尔传感器就会采集到一个脉冲信号，并从引脚端输入，传感器每获取一个脉冲信号代表车轮转动一圈，即圈数qs加1，圈数qs与设置的自行车车轮的周长L的乘积即为当前所走里程。同时可以从定时器TI知道在1秒单片机收到的脉冲个数，即车轮所转的圈数，而自行车车轮周长与车轮所转圈数的乘积即为这1秒自行车所走的距离，距离除以1秒的时间，即为瞬时速度。平均速度的计算大体上与瞬时速度一样，从计数器T1知道在t秒车轮所转的圈数后，与自行车车轮周长相乘得到t秒自行车所走的距离，距离除以t即为平均速度。另一个定时器T0则可以用来实现秒表的计时。最后LCD显示屏显示容的切换可以由键盘的输入来实现，而秒表计时的开始、暂停、清零及里程的清零也可以用键盘的输入来实现。

设计时，应综合考虑测速精度和系统反应时间。本设计采用的脉冲计数方法，用来计算速度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，相对于整个里程来说不是很大。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。

最终实现目标：采用单片机作控制，自行车里程表具有里程、速度与秒表计时显示功能。通过不同按键的按下切换里程、速度、秒表三者之间的显示，也可以实现秒表计时的开始、暂停、清零及里程清零的功能，方便地实现了智能化、高精度、高可靠性、高效率的自行车里程表的设计，并且使用方便。2.2 自行车里程表硬件方案设计

根据本设计的要求，经研究和分析，硬件部分主要分为信息采集、信息处理、键盘输入和信息显示四大模块，其中的核心是信息处理，所用芯片为