DOC《毕业设计[论 文]》

毕业设计[论 文] 题目: 自行车测速仪设计 学院: 电气与信息工程学院 专业: 电气工程及其自动化 姓名:索亚楠 学号:091410135 指导老师:刘晓芳 完成时间:2014年5月23日 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、温度等物理量.本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车测速仪的设计. 本文以STC89C52单片机为核心,霍尔传感器测转数,实现对自行车里程、速度、时间、温度的测量统计,能将自行车的里程及速度用LCD实时显示.文章详细介绍了自行车测速仪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LCD显示.软件部分用C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,已达到设计目标. 关键词:速度;

温度;

霍尔元件;

单片机 ABSTRACT As people living standard unceasing enhancement, the bike is no longer just the ordinary transport, instead of walking tool, but as people entertainment, leisure, exercise of choice. Bicycle speedometer can satisfy people'

s most basic needs, make people can know clearly the current speed, distance, time, temperature and other physical quantities. This thesis mainly expounds a hall element based on the design of the bicycle speedometer. Taking STC89C54RD + single-chip microcomputer as the core, the hall sensor revolution, implementation of bicycle mileage, speed, time, temperature measurement, can use bicycle mileage and speed LCD real-time display. The article introduces in detail the bicycle speedometer hardware circuit and software design. Hardware part USES hall element cycling number of pulses per round into the single chip microcomputer system, the signal is processed and single chip microcomputer system to send the LCD display. Software part in C language programming, using modular design thought. The system hardware circuit is simple, the subroutine is versatile, has reached the design target. Key words: speed;

Temperature;

Hall element;

Single chip 目录1绪论

1 1.1 国内外自行车测速仪的发展现状及趋势

1 1.2 本论文的研究内容

2 2 总体设计

3 2.1 单片机选型

3 2.1.1 单片机介绍

3 2.1.2 单片机性能比较

3 2.1.3 最终方案

4 2.2 测速传感器选型

4 2.2.1 测速传感器的介绍

4 2.2.2 测速传感器的比较

5 2.2.3 最终结论

5 2.3 温度传感器选型

5 2.3.1 温度传感器介绍

5 2.3.2 温度传感器性能比较

6 2.3.3 最终方案

7 2.4 显示器选型

7 2.4.1 显示器介绍

8 2.4.2 显示器性能

8 2.4.3 最终方案

9 2.5 时钟芯片的选型

9 3 硬件设计

11 3.1 单片机外围电路

11 3.1.1 单片机的介绍

11 3.1.2 单片机外围电路图

12 3.2 速度模块的设计

13 3.2.1 霍尔元件的介绍

13 3.2.2 霍尔传感器硬件电路图

15 3.3 温度模块的设计

15 3.3.1 温度传感器的介绍

15 3.3.2 DS18B20硬件电路图

19 3.4 时钟模块的设计

19 3.4.1时钟芯片的介绍

20 3.4.2 DS1302硬件电路图

22 3.5 显示模块的设计

23 3.5.1 LCD芯片介绍

23 3.5.2 LCD硬件电路图

24 4 软件设计

25 4.1 主程序设计

25 4.2 计算速度里程程序设计

25 4.3 温度显示程序设计

26 4.4 时钟芯片程序设计

27 4.5 LCD1602软件设计

28 4.5.1 LCD1602时序介绍

29 4.5.2 LCD1602具体软件设计

30 5 测试

32 5.1 Proteus及Keil软件简介

32 5.1.1 Proteus软件

32 5.1.2 Keil软件

32 5.2 应用Keil软件进行程序调试

33 5.3 Proteus软件仿真

33 5.4 硬件软件联合调试

34 5.4.1 联调步骤

34 5.4.2 硬件静态调试

34 5.4.3 仿真结果

36 6 结论与展望

37 参考文献

38 致谢

39 附录A Protreus仿真图

40 附录B源程序

41 1 绪论 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与研发过程中,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.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.因此,人们希望自行车的功用更强大,能给人们带来更多的方便.自行车里程速度表作为自行车的一大辅助工具也正是随着这个要求而迅速发展的,其功能也逐渐从单一的里程显示发展到速度、时间显示,甚至有的还具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量消耗等功能.本设计采用了STC89C52系列单片机设计一种体积小、操作简单的便携式自行车的速度里程表,它能自动地显示当前自行车行走的距离及运行的速度. 1.1 国内外自行车测速仪的发展现状及趋势 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). 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. 1.2 本论文的研究内容 本课题主要是利用霍尔元件、单片机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.本文主要介绍了自行车的速度里程表的设计思想、电路原理、方案论证以及元件的选择等内容,整体上分为硬件部分设计和软件部分设计. 本文首先扼要对该课题的任务进行方案论证,包括硬件方案和软件方案的设计;

继而具体介绍了自行车的速度里程表的硬件设计,包括传感器的选择、单片机的选择、显示电路的设计;

然后阐述了该自行车的速度里程表的软件设计,包括数据处理子程序的设计、显示子程序的设计;

最后针对仿真过程遇到的问题进行了具体说明与分析,对本次设计进行了系统的总结. 具体的硬件电路包括STC89C52单片机的外围电路以及LCD显示电路等.软件设计包括:芯片的初始化程序、定时中断采样子程序、显示子........