摘 要

随着社会的进步，人们对绿色出行的愿望越来越强烈，外出游玩或者工作时更多地去选择公交、地铁、走路、骑自行车等的方式。其中骑行出行更是大多数人的选择。在共享单车大行其道的今天，设计一个可以测试自行车行驶速度以及距离的测速系统显得尤为重要。自行车测速系统可以使驾驶者更好的观察当前自行车的行驶状态，提升行驶安全性。

本文旨在设计一个可测试自行车行驶过程中的速率以及行驶总路程的自行车测速的系统，并在速度达到设置值时，进行语音以及光报警提示。在这个系统之中，使用霍尔传感器进行测速并传送到STC89C52RC单片机中进行处理，以计算其行驶速度以及行驶路程，处理后通过LCD1602进行显示。里程数据将储存在AT24C02芯片中，以保证使用者在系统掉电重新使用时能累积上次行走的路程。

本设计的主要模块包括单片机模块、显示模块、测试速度模块、按键模块和超速报警模块。其中单片机模块、测试速度模块和显示模块的整个系统设计的核心，三个模块共同构成了核心功能，实现对速度以及路程的测试及显示。此设计克服了以往的机械式测速系统的诸多缺点，而且对提升行驶过程的安全性起到了非常显著的作用，价格非常低廉，操作简便。

关键词：霍尔传感器；单片机；LCD1602；测速；

Abstract

With the progress of society, people's desire for green travel more and more intense, go out to play or work more to choose the bus, subway, walking, cycling and other ways. Bicycle,which is the choice of most people. It is particularly important to design a speed system that can test the speed and distance of bicycles today as the sharing bicycles full of our city. Bicycle speed system allows the driver to better observe the current state of the bike driving and improve driving safety.

The purpose of this paper is to design a system that can test the speed of cycling and the speed of the bike that travels the total distance and perform voice and light alarm when the speed reaches the set value. In this system, the use of Hall sensors for speed and sent to the STC89C52RC microcontroller for processing to calculate the speed and travel distance, after processing through the LCD1602 display. The mileage data will be stored in the AT24C02 chip to ensure that the user can accumulate the last walking distance when the system is powered down.

The main modules of this design include the microcontroller module, the display module, the test speed module, the key module and the overspeed alarm module. One of the microcontroller module, test speed module and display module of the entire system design core, three modules together constitute the core function, to achieve the speed and distance of the test and display. This design overcomes the shortcomings of the previous mechanical speed system, but also to enhance the safety of the driving process has played a very significant role, the price is very low, easy to operate.

Key Words:Hall Sensor;Single-Chip Microcontroller;LCD1602;Measurement;

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景、目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 基本内容和预期目标 3

1.4 小结 3

第2章 方案选择与论证 4

2.1 主控芯片选择 4

2.2 霍尔传感器型号的选择 4

2.3 测速方式的选择 5

2.4 语音芯片的选择 5

2.5 小结 6

第3章 硬件方案设计 7

3.1 概述 7

3.2 单片机的原理 7

3.3 霍尔传感器及其测速原理 9

3.3.1 霍尔传感器 9

3.3.2 测速原理 10

3.4 数据存储电路 10

3.5 按键电路 11

3.6 显示电路 12

3.7 报警电路 13

3.7.1 光报警电路 13

3.7.2 语音报警电路 13

3.8 整体硬件电路 13

3.9 小结 14

第4章 软件设计 15

4.1 概述 15

4.2 Keil uVision 15

4.3 总体程序设计 15

4.4 速度路程计算模块 16

4.5 LCD1602显示模块 17

4.6 模式判断 18

4.7 报警程序 19

4.8 小结 19

第5章 仿真及调试 20

5.1 Proteus 20

5.2 Proteus仿真 20

5.2.1 系统原理图 20

5.2.2 整体仿真 21

5.2.3 功能切换仿真 22

5.2.4 超速报警仿真 23

5.3 实物焊接及调试 24

5.4 小结 25

第6章 总结与展望 26

参考文献 27

附件1 整体电路图 28

附件2 程序 29

致谢 39

第1章 绪论

1.1 研究背景、目的及意义

与其他国家相比，中国的自行车使用量一直居于前列。早在上个世纪的80年代末，我国所拥有的自行车数量就已经达到了5亿部。而在我国经济社会迅猛发展的同时，机动车数量以超出人们预料的速度迅速增加，然而随之而来的是交通堵塞、环境污染以及出行成本的增加。人们越来越意识到低碳出行，绿色生活理念的重要性，自行车也越来越成为人们出行时优先选择的工具。不论是个人拥有的自行车或是ofo、摩拜等共享单车都有了极大的发展空间，共享单车不仅可以激励人们使用自行车，同时是最可持续和最经济的模式之一，而且在运输以及在健康、城市交通和环境方面都能提供许许多多的益处^[1]。

在这个人们对生活品质的要求越来越高的时候，自行车在逐渐成为了人们低碳生活的代步工具的同时也成为了许多人进行锻炼的工具。许多人通过自行车进行减肥、提高身体素质等。对于这些通过自行车进行锻炼的用户，实时显示当前自行车的基本数据能帮助他们更好地了解他们锻炼的情况，例如记录行驶总路程，天气状况，环境温度等等，使用者通过这些数据再决定如何进行骑行，以帮助改善锻炼的效果。

但是在现代生活中，人们对生活的品质有着更高的要求，他们追求的是集多种功能为一体的智能自行车。例如可以在自行车上安装能实时显示当前的行驶速率、行驶的路程、行驶总时间、以及当前环境的温度等等，并在超过一定速度时对自行车操控者发出一定程度的警报，使自行车用户能更好地判断当前的行驶状况并做出相应的正确的操作，以此提高使用自行车时的简便性以及安全性。