基于单片机的多功能自行车里程表的设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

基于单片机的多功能自行车里程表的设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

L，在车轮上安装 1 个永久磁铁，当车轮每转一周，通过开关霍尔元件可以采集到一个脉冲信号，并从引脚 中断 O 端输入，霍尔元件每获取一个脉冲信号就对系统提供一次计数中断，每次中断则表示车轮转动一周，所以自行车的里程为中断数 n 和车轮周长 L 的乘积；通过计数器 T1 计算出车轮每转一周所用的时间 t，就可以计算出速度 v。 当测量里程按键被按下时，里程指示灯亮， LED 显示为里程数；当测量速度按键被按下时，速度指示灯亮， LED 显示为速度值。 硬件设计 测速首先要解决的问题是采样，使用单片机进 行测量，可以可以使用脉冲计数法，车轮每转一周可以产生数量固定的脉冲，并送入单片机中进行计算，就可以获得速度的信息。 因 霍尔传感器 不受天气、光线等影响，也不会受到灰尘的影响，所以本文 采用霍尔传感器。 霍尔传感器机械结构较为简单，可以在转轴齿轮上粘几粒永久磁钢，霍尔传感器固定在前叉上面。 当车轮转动时，霍尔传感器接触到永久磁钢时就会有信号输出，当车轮不停转动时就会有连续信号输出。 粘磁钢的时候要注意，霍尔传感器对磁场的方向十分敏感，粘上磁钢后如果没有信号输出，则可以换个方向试试。 霍尔传感器是磁敏元件，常用的采集信号的有 A44E，该传感器与三极管很相似，有三个管脚，只要接上电源和地就可以工作，工作电压较宽，其外形如图 21 所示。 大庆师范学院本科毕业论文（设计） 3 A44E1 2 3 1VCC 2GND 3OUT 图 21 A44E 外形图 本文的设计是以单片机为核心，主要是因为单片机将 CPU、内存和一些主要的接口集中在了一个芯片上面，而且它功耗低、功能强、体积小、重量轻、运行速度快等特点，所以我的设计是以单片机为核心。 本文中的设计用的单片机是 AT89C52单片机，系统原理图如图 22 所示。 图 22 系统原理图 软件设计 程序的设计要考虑合理性和可读性，循环模块设计的原则是采用自顶向下的方法，模块化设计可以使程序的可读性良好，修改方便。 软件设计包括主程序、行车途 中 速度 和 里程 计算子程序、延时子程序、中断服务子程序、显示子程序等等。 中断子程序是将传感器产生的信号接入外部中断 O，将经过 74LS74 分频后的信号接入外部中断 1，利用中断和定时器对分别对里程进行累加、 车轮 每转一周的时间进行测量 ； 数据处理子程序是将进入单片机的脉冲信号与实际要显示值之间 形成 对应关 系，经过软件 的 编程显示所需要的值。 显示子程序是将数据处理 后 的结果送 往显示装置，通过 LED 显示 出来。 系统软件总体流程图如图 23 所示 ， 其中 A 为系统判断条件，即测量速度或者里程，现实中用按键实现此项功能。 外部信号 霍尔传感器 外部存储器 AT89C52单片机 里程显示 速度显示 报警部分 大庆师范学院本科毕业论文（设计） 4 图 23 软件系统流程图 初始化 =1? 计算里程 显示里程 计算速度 显示速度 A 开始 大庆师范学院本科毕业论文（设计） 第三章 自行车里程表的电路设计 测量系统 测量系统的作用就是捕捉信号，将捕捉到的信号通过电路传送走。 测量系统所应用 的器件就是霍尔传感器，本次设计所利用的就是霍尔传感器磁敏的特性： 置于磁场中的导体或者半导体 通入 与磁场方向垂直的电流，就会产生一个与磁场和电流都垂直的电势。 如图 31 所示，利用霍尔效应制成的元件就成为霍尔元件。 霍尔元件的灵敏性很高，符合本次设计的要求，所以测量系统选择霍尔传感器。 XYZBILU hbd 图 31 霍尔效应原理图 根据 设计的要求，我们选择 霍尔传感器中的 霍尔开关器件。 A44E 就是霍尔开关器件，如图 32（ a）所示， 其中 A 为稳压器， B 为霍尔电势发生器， C 为差分放大器， D 为施密特触发器， E 为 OC 门输入， 图中的（ 1）、（ 2）、（ 3）为三个引出端。 在电源端加电压 Vcc，经 由 稳压器稳压后加在霍尔电势发生器的两端， 由于霍尔元件的特性，会产生一个电势差，该电势差经过放大器的放大后送往施密特触发器，由施密特触发器对信号进行整形形成方波，然后送往 OC 门输出。 当施加的磁场达到工作点时，触发器输出高电压 ， 使三极管导通，此时 OC 门输出端输出低电压，通常称这种状态为开 ； 当施加的磁场达到释放点时，触发器输出低电压，三极管截止，使 OC 门输出高电压，这种状态为关 ， 这样随着磁场变化霍尔开关就完成了一次开关动作。 工作点与释放点的差值 就是 磁滞，在此差值内， V0 保持不变，因而使开关输出稳定可靠，这也就是集 成霍尔开关传感器优良特性之一。 传感器主要特性是它的输出特性，即输入磁感应强度 B 与输出电压 V0 之间的关系。 A44E 集成霍尔开关是单稳态型，由测量数据作出的输出特性曲线如图 32(b)。