1．目的及意义

1.1 研究目的及意义

随着人们生活水平的提高，不管是在衣食还是在住行等方面的认识都有一定的提高，在出行方面，我们基本上出行时主要采用的是公交车，地铁，小轿车等出行方式，随着时代的进步，更加环保的自行车出行也逐渐变成一种潮流，成为人们日益喜欢的出行方式之一。其中的缘由有自行车使用简易方便，环保安全，所以才会被越来越多的人所接受和喜欢。

本次毕业设计所研究的课题是基于51单片机的自行车码表报警系统的设计，说起自行车的码表，就不得不提到小轿车里面的转速里程表了，轿车的里程表的功能可有两个，一是用码表指针指示现在的瞬时速度；二是记录下目前的行车里程。现代汽车正在向高速化方向发展，随着车速的提高，用软轴驱动的传统车速里程表受到前所未有的挑战，这是因为软轴在高速旋转时，会受到钢丝交变应力极限的限制而容易断裂，同时，软轴布置过长会出现形变过大或运动停滞等现象。自行车一样也会出现这种情况，所以说，基于非接触式转速传感器的电子里程表得到了迅速发展，但是自行车码表有时也会和汽车里程表一样，出现一些问题，比如超速后码表的显示，或者骑行中出现故障时的码表提示。这些问题的出现自然就对码表的报警系统提出了一定的要求，所以对自行车码表的开发以及如何改善报警系统也逐渐成为行内的热门课题。

1.2 国内外研究现状

在自行车码表报警系统的设计上，国外的研究这方面比较先进的团队有德国的西格玛（SIGMA）研究团队，西格玛是德国著名的码表品牌，也是中国大陆知名度最高，适用率最广的码表品牌，以外形含蓄，做工精细和报警灵敏而著称，在欧洲，几乎2/3的环法自行车赛的选手信任西格玛品牌，它展现出德国高度科技层次结合创新设计和精密工业，而且在实验室里以最严肃苛刻的条件来进行产品检测，以确保生产线上所有产品的品质,而其的报警系统更是以精细著称。另外比较有名的制造商是CatEye猫眼，成立于1954年，总部在日本大阪，1981年猫眼发布了第一个自行车码表，猫眼凭着其优异的续航成为了不少年轻人喜欢的产品。在国内方面，有名的便是总部设在台湾的百瑞腾码表（Bryton），百锐腾是由一群GPS资深研发与全球品牌销售团队所组成，在台湾和内地都有设厂。旗下GPS产品覆盖多个运动领域，包括单车运动、健身运动、户外运动和专业训练等。百锐腾旗下的产品常年保持着高超的竞争力，从最开始的Rider系列码表到如今的R系列码表，从单色屏到彩屏再到单色屏，对报警系统一代又一代的跟进，从近两年大热的R310、R330、R530等型号可以看出百锐腾一直在小步快跑的前进。
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2. 研究的基本内容与方案

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本次毕业设计所研究的课题的基本要求是码表能显示出瞬时速度和里程，并能对超速的情况进行报警。所以根据设计的要求，本次设计所需要的设计元件和方案便是STC 公司生产的一种低功耗高性能CMOS8位微控制器STC89C51单片机.其内部集成4k字节ROM，512字节RAM，32 个I/O口线，两个16 位定时/计数器，五个中断源，一个全双工串行口，40 个引脚。复位电路是由1个电容，1个电阻和1个开关按钮组成。当按下开关按钮时，STC89C51的第 9引脚RST电平升高，如果高电平持续一段时间，单片机就可以复位。时钟电路是1个12MHz 的晶振和2个30PF的电容组合构成，其中晶振要尽可能靠近STC89C51的第18、19引脚。此外还需要蜂鸣器来提供报警，当行驶速度大于所设定的安全速度时，蜂鸣器就会蜂鸣报警，霍尔元件来测量转速，进而测量自行车的时速，显示方面则采用LCD1602液晶显示器，测量时速及里程的原理是，在做圆周运 动的车轮上装两个相对称位置小磁铁，当车轮 转圈时，小磁铁每次经过霍尔传感器，霍尔传 感器便产生电脉冲。如此往复，利用单片机记 录一段时间内脉冲变化的次数，在已知车轮半 径的前提下，间接求出周长，计算出车辆的速度和里程。总的来说便是单片机负责处理霍尔传感器传来的电脉冲，并且将处理好的数据传给显示器，在显示器上显示结果。采集车轮转动圈数的信息是由霍尔传感器来负责，并且把采集到的数据发送给单片机。独立按键会负责单片机的复位操作，设定时间，设定安全速度，里程数清零等。蜂鸣器就是负责提示用户已超过设定的安全速度的报警响铃。具体的系统结构见下面框图：

3. 参考文献

[1]宋雪松，李冬明，崔长胜.手把手教你学51单片机。北京：清华大学出版社，2014，5

[2]张有德.单片微机原理、应用与实验.上海：复旦大学出版社，1997，8