文档介绍：课程单片机原理及应用课程设计
题目自行车里程表的设计
主要内容、基本要求、主要参考资料等
1、主要内容:
根据单片机课程所学内容,结合其他相关课程知识,设计一个自行车里程表,以加深对单片机知识的理解,锻炼实践动手能力,为以后的毕业设计和工作打下坚实基础。
2、基本要求:
以AT89C2051型单片机为核心,实时测量并显示自行车行驶过程中两项运动参数:速度和里程。所测量各值可单独显示,测量值误差小于1%。超速行驶(设置两各可选择的限速参数:10m/s,8m/s)时,能自动发出声光报警。
3、主要参考资料:
[1] 张毅坤,:西安电子科技大学出版社,2002.
[2] 张友德,赵志英,:复旦大学出版社,2000.
[3] 伟福Lab2000P系列单片机仿真实验系统说明书.
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指导教师
专业负责人
2010年3 月 13日
目录
第一章概述 2
第二章硬件设计 3
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AT89C2051单片机简介 4
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6
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4位串行静态显示电路 7
第三章软件设计 8
8
外中断0和 T1定时溢出中断服务子程序设计 8
速度/里程显示控制子程序设计 8
9
总结 10
参考文献 11
附录 12
附录1 整体电路图 12
附录2 源程序 13
第一章概述
本设计介绍的速度与里程表设计以单片机和光电传感器为核心。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算,再采用LED模块进行显示,使得电动自行车的速度与里程数据能直接的显示给使用者。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)。
本系统由信号预处理电路、单片机AT89C2051、系统化LED显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形。对待测信号进行放大的目的是降低对待测信号的幅度要求;波形变换和波形整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机相连的TTL信号;通过单片机的设置可使内部定时器T1对脉冲输入引脚T0进行控制,这样能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数;设计中速度显示采用LED模块,通过速度换算得来的里程数采用I2C总线并通过E2PROM来存储,既节省了所需单片机的口线和外围器件,同时也简化了显示部分的软件编程。
    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。
第二章硬件设计
根据功能要求,首先要进行的是总体方案的设计于论证,构思一个符合实际要求的系统,。
系统由测量模块、功能选择模块、显示模块、供电模块和单片机小系统构成。功能选择后启动测量,大片及实时采集、处理后显示。
霍尔传感器
开关功能选择
显示
功能指示灯
2051 单片机
稳压器
+5V电池组
充电电路
发电机
系统组成结构框图
。
系统硬件电路原理图
速度和里程由开关型霍尔传感器测量,已知自行车轮子的周长(,设为L),轮子每转动一圈,传感器采样一个下降沿信号并送到单片机的外中断0产生一次中断,全书加1,两个相邻下降沿信号的时间由单片机定时器1计时(设为T),哪么计算当前速度(设为V)和行驶里程(设为S)的公式为:
V=, S=*所行驶的圈数
S1是单片机的复位开关,系统采用按键电平复位开关;S2是电源开关,并由