电子信息工程毕业设计：基于单片机的自行车测速系统优化设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）基于单片机的自行车测速系统优化设计所在学院 专业班级 电子信息工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - I -本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名： 日 期： 毕业论文（设计）- II -目 录摘 要 .IABSTRACT .II第一章 绪论 .11.1 研究背景 .11.2 课题的总体设计及思路 .2第二章 硬件电路设计 .42.1 概述 .42.2 单片机的简介

2、.42.2.1 单片机的引脚功能介绍 .52.2.2 单片机的中断系统介绍 .62.3 传感器以及测量系统的介绍 .72.3.1 霍尔传感器的测温原理 .72.3.2 集成开关型霍尔传感器 .82.4 其他器件的介绍 .92.4.1 存储器的介绍 .92.4.2 74LS74 芯片 .102.4.3 74LS244 芯片 .11第三章 电路设计 .123.1 硬件电路的设计思路 .123.1.1 硬件电路设置 .123.2 单片机模块 .123.3 时钟电路的设计 .133.3.1 时钟芯片介绍 .133.3.2 电路设计 .133.4 显示电路的设计 .143.5 液晶显示原理电路的设计 .

3、153.5.1液晶显示的原理 .153.5.2液晶显示器的分类 .15毕业论文（设计）- III -3.5.4 DS1302 功能： .183.6 温度模块 .203.6.1 DS18B20 的概述 .202.6.2 DS18B20 的应用 .203.7 日历模块 .233.7.1 DS1302 时钟芯片的概述 .23第四章 自行车的速度里程表软件程序设计 .254.1 概述 .254.2 自行车的速度里程表总体程序设 .254.3 时间程序设计思路 .274.4 温度程序设计思路 .27温度传感器与单片机通讯时序 .274.5 日历程序设计 .274.6 中断子程序的设计 .284.7 数据

4、处理子程序的设计 .294.7.1 里程计算子程序 .294.7.2 速度计算子程序 .294.8 显示子程序的设计 .30第五章 系统调试与分析 .325.1 系统仿真调试 .325.2 调试故障及原因分析 .32第六章 结论 .346.1 结论 .34参考文献 .35致 谢 .36附录 .37毕业论文（设计） I基于单片机的自行车测速系统优化设计摘 要我国乃是泱泱大国，人们的生活水平的提高，自行车已经不不单单是运输、代步的工具了，成为人们保持健康的首选。一个简单、功能全面的速度里程表已经成为人们的需求，能让人们清楚地看到此刻的速度、里程等。这些功能给人们带来了极大的方便，让人们切实感受到科

5、技带来的好处，能合理的设计出科学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。用 AT89C52 单片机为核心部件，用 A44E 霍尔传感器测转数，采用 24C02 来满足在断电的情况下储存里程的信息，自行车的里程数及速度用 LED 显示。本次设计很详细的陈述自行车的速度里程表的硬件电路和软件设计。硬件部分采用霍尔元件将自行车转了一圈传入单片机系统的每一个脉冲数，再由单片机系统处理将发送显示软件编程与汇编语言信号，模块化设计硬件电路简单，与一般的子程序，符合设计的要求关键词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LED 显示毕业论文（设计） IIBike Speed System Desi

6、gn Based On Single ChipABSTRACTWith the developing of peoples 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 mileage/speed can fulfill the basic need of peoples life, so that the

7、y can learn the speed and the mileage of the bicycle. 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

8、 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. The

9、n 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.Key Words：Mileage / speed；Hall element；Si

10、ngle chip microcomputer； LED毕业论文（设计） 第 1 页第一章 绪论1.1 研究背景我国作为人口最多的国家，这已成为一个自行车大国，随着人民生活水平的不断提高，使用自行车不仅交通和出行，它是绿色，环保，健康，自由的象征和代表。人们自行车娱乐、休闲、锻炼的意识更加的强烈，在使用自行车的同时更希望了解自己每天或一段时间的运动情况，这样的心里需求能更加的去了解自己的健康状况，有此种种,能够给人们带来更加健康的、更加便捷的、拥有更加强大的功能的自行车，成为了人们迫切的要求及期望。在未来的自行车配置里，自行车里程速度表不仅仅是自行车发展进程的一个象征，更作为人们使用自行车的一

11、大辅助工具也正是随着这个要求而迅速发展的，其功用也必将由原来的单一显示里程而逐渐涵盖骑行速度、骑行时间甚至可以实时的检测汽车人的身体健康状况，譬如说骑车人的心跳状况以及热量消耗情况等等.速度里程表本设计采用了便携式自行车+ STC89C54RD 系列单芯片设计具有体积小，操作简便等优点，它可以自动显示距离和运行当前的自行车的运行的速度。自行车速度测量仪从简单的显示速度，时间等功能，甚至一些发展到可以监测骑车人的心跳，显示骑车所消耗的能量等功能，因此，它可以给人们带来极大的方便。因此本设计采用系列 STC89C54RD 单片机设计了一种体积小，便携自行车速度里程表的操作简单，可自动显示自行车行驶

12、距离和运行速度。给人们设计出一种多功能的自行车测速仪，让人们感受到科技给人们带来的方便。能合理的设计出科学、美观、智能的自行车测速系统有着现实的社会意义。由于设计需要使用霍尔传感器，目前在国内水平还有很缺乏，虽然现在有生产和销售类似的自行车车速里程表，但产品功能单一只是速度测试和功能的里程数。在国外除了外来功能还集成 GPS 全球定位，单里程，平均速度，时钟，驱动时间，车轮旋转。未来的发展趋势，也可以加入到 MP3 和短信收发，新闻广播，通信功能，使得车速表更人性化，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。毕业论文（设计） 第 2 页1.2 课题的总

13、体设计及思路（一）设计内容本设计主要是使用霍尔速度计元件，单片微机设计自行车里程的可用LCD液晶实时显示和速度。本文主要介绍车速里程表的设计，电路原理，方案论证和组件等的选择，总体上分为硬件设计和软件设计。在本文中，该任务的任务是简要地表明，包括硬件和软件的设计；然后介绍了自行车的速度里程表的硬件设计，包括传感器，MCU的选择，显示电路设计的选择;然后介绍车速里程表的软件设计，包括展示设计，数据处理子程序子程序设计；最后是在模拟过程中遇到的问题，具体的描述和分析，这样的设计对系统进行汇总。具体硬件电路包括单片机 STC89C54RD 外围电路和液晶显示电路等。软件设计包括：芯片的初始化，定时器

14、中断子程序采样，显示子程序，软件采用汇编语言，软件设计理念主要是自上而下的模块化设计，每个模块设计一个接一个。控制系统的方案设计框图如图1.1所示。速度传感器时钟芯片温度传感器单片机显示器按键图1.1系统框图（二）设计思路自行车测速仪系统设计由单片机、霍尔元件、等部件设计一个可用 LCD 液晶显示器实时显示里程和速度的自行车的速度里程表。为了完成这个任务，一定要仔细检查，并再次组织相关资料，阅读文献后，结合个性化需求设计的具体要求，作出初步总体流程图。在方案设计，尽可能按照流程图的设计，让思想保持清醒，考虑到实际需求可能会有所不同，因此，必须保留为以后的扩展可能相应的接口。自行车车速表设计，电

15、路原理图，要使用的方案都要加以论证、使用组件的选择也是要主要考虑，总体上毕业论文（设计） 第 3 页分为硬件设计和软件设计。进行系统设计时应考虑如下问题：1、在深入了解过单片机的自行车测速系统优化设计，所以本次设计将需要阅读大量的相关书籍、文章文献，这个可以通过校图书馆、省市图书馆、书店、网上书店、网上电子图书馆和导师指导等多渠道获得帮助。2、本次设计，需要用到计算机、绘图设计软件、Linux 等不同平台的操作系统，本系统主要 LCD 显示提示、温度传感和外机按键等功能，其中本设计的中心系统是由单片机 STC89C54RD 完成的，主要硬件电路是单芯片微计算机，时钟和复位电路中，选择键输入电路

16、，传感器电路等，并给出了其完整的硬件电路和软件的设计和实施方法。毕业论文（设计） 第 4 页第二章 硬件电路设计2.1 概述自行车速度里程表设计和最核心的部分是硬件电路部分的设计 主要包含了信号采集，放大，整形，处理芯片，数码管显示和单片机，传感器和 MCU 的基本电路设计是用于两个主要的装置。传感器是检测装置中，可以感觉到所测量的信息，并能够感觉到的信息，按照法律必须转换成电信号或其他信息中输出的，以满足信息的传输，处理的需要所要求的形式，存储，显示，记录和控制等，是现代信息系统的信息收集和各种设备的磁传感器的一个不可缺少的工具的磁信号到该设备或装置的电信号，磁传感器是磁信号到该设备或装置随

17、着信息产业化和工业自动化程度高，医疗设备和其他与计算机应用的快速发展的电信号是高度流行，将需要大量的传感器的将被用于检测或被控一系列非电信号的被转换成电信号可与兼容计算机软件相关联，这些信号被整合后，作为输入信号输入到计算机的处理系统，这提供了一个机会，使磁传感器的快速发展，形成磁传感器行业的霍尔传感器作为磁传感器的典型代表，信号的自动检测系统，采用霍尔传感器测量速度是最基本的测量工作之一。单片机为使用的核心部件，它是一个信号到桥的从集合的输出，而且还包括计算，定时，信息处理和其他功能。2.2 单片机的简介AT89S52 作为一种微型控制器，具有性能高和耗功率低的特点，同时也具有存储器Flash 的编程。当我们使用 Atmel 公司的存储器技术制造的时候，和关于工业的 80C51产品的指令和引脚是兼容的。片上的闪存可以在系统进行编程，程序员常规使用比较。在单芯片中，有 8 个 CPU 和闪存编程程序更加灵活。然后就可以使 AT89S52 控制器为众多的系统提供更多有效便捷灵活的可行方案。 STC89C52RC 在系统里面采用的是 8051 核的 ISP(In System Programming)可以进行编程的单芯片，工作时最高的频率可以达到 80MHz，存储器芯片包含 8K 字节反复擦写 1000 闪存可编程只读程序，以及 8 位的芯片中央处理器和 ISP 闪存单元，同时也有