摘 要

随着人民经济水平的提高以及越来越多的城市实行禁摩令，私有自行车和摩托车逐渐消失在人们的视野中，方便快捷的电动自行车车开始逐渐取代它们作为主要交通工具。为了方便骑行者清楚的了解当前速度和里程，速度里程表应成为电动车的基本配置。本文主要讲述了以霍尔传感器作为信号获取元件所设计的电动车速度里程计。速度里程表以AT89C52微控制器为核心，A3144霍尔传感器为测量元件，完成电动自行车实时速度以及总里程的测量和显示，AT24C02外部存储器用于存储里程信息，LCD1602实时显示电动汽车的里程和速度。并且当速度超过25km/h时进行报警。本文详细介绍了电动车速度里程计的硬件设计和软件设计，最终结果成功实现要求功能，符合任务设计要求。

关键词：里程/速度；霍尔元件；单片机

ABSTRACT

With the improvement of people's economic level and the increasing number of cities implementing the ban on motorcycle, private bicycles and motorcycles gradually disappear in people's field of vision. Small, fast and high-safety electric vehicles have become the main means of transportation for people to replace walking. In order to make it easier for cyclists to have a clear understanding of the current speed and mileage, speed odometer should be the basic configuration of electric vehicles. This paper mainly expounds the electric vehicle speed odometer based on hall element design. This design takes at89c52 single chip microcomputer as the core and 3144 hall sensor as the measuring element to measure the driving range and speed of the electric vehicle. the system adopts at24c02 memory to save the mileage information when the system is powered down, and LCD 1602 displays the driving range and speed of the electric vehicle in real time, and alarms when the speed exceeds 25 km /H. This paper introduces in detail the hardware design and software design of the speed odometer of electric vehicle, and the final result successfully realizes the required functions and meets the design requirements.

Keywords: :Speed / Mileage; Hall element; Single chip microcomputer

目录

第一章 绪论 1

1.1论文的背景及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.3论文主要研究内容 2

第二章 系统设计方案的确定 3

2.1电动车里程速度计原理分析 3

2.2元器件的选用确定 3

2.2.1 MCU芯片确定 3

2.2.2 显示模块确定 4

2.2.3 测速传感器确定 4

2.2.4 存储芯片的确定 5

2.2.5最终方案的确定 5

第三章 系统硬件设计 7

3.1单片机最小系统 7

3.1.1时钟电路 7

3.1.2 复位电路 8

3.2 霍尔测速电路 9

3.3 存储模块电路 10

3.4 LCD显示电路 12

3.5 报警电路 13

3.6电源电路 13

3.7 按键电路 14

3.8 pcb原理图 14

第四章 系统软件设计 16

4.1 主程序流程框图 16

4.2 里程速度计算子程序 18

4.3 显示模块程序流程框 19

4.4 存储模块程序流程框图 21

4.5 键盘模块程序流程框图 23

第五章 系统调试 24

第六章 总结 30

参考文献 31

附录A：电路总图 32

附录B：程序 33

致谢 45

第一章 绪论

1.1论文的背景及意义

自从90年代电动自行车的出现，经过二十余年的发展，电动自行车已成为重要的人民生活交通工具，用于居民日常上班代步和出游休闲娱乐随着人们生活水平和消费水平的不断提高，电动自行车因其环保，经济，快捷，便利而倍受人们的欢迎。

随着电动自行车越来越成熟和实用的技术，电动自行车除了环保和经济之外，还有较高速行驶的特点，节省了时间和精力。符合如今中国消费者的消费需求，在近十年内发展迅速并且便拥有庞大的消费群。电动自行车发展到现在，中国已经成为全球最大电动自行车的生产和消费国^[1]。

随着近两年“共享”概念的出现，如共享单车，共享充电宝，共享雨伞，共享汽车，共享电动自行车等各种共享产品雨后春笋般的出现在市场上，虽说共享电动自行车出现的较晚，但因其不受道路限制，省时省力，速度较快等优点，发展较为迅速，现在已经可以在大城市的大街小巷，校园街头随处可见，无疑是进一步扩大了电动自行车的市场。面对如此巨大的市场，不少厂商纷纷都来分杯羹，但如何打出品牌效应，赢得用户的信赖，电动自行车的功能，外观，质量以及骑行舒适度等需求越来越重要，电动自行车设计研发实力的强弱对于企业的长期可持续性发展具有至关重要的意义。

在一些高端自行车上，作为辅助工具的里程速度表的功能越来越强大，除了基本的里程、速度显示功能外，还有测量骑行者的心跳，显示骑行者热量消耗等高级功能，让骑行者能够实时清楚地了解速度，里程，时间等信息以及人体的相关数据，能够让骑行者合理安排骑行速度。然而在普通的消费级别的电动自行车上，在过去一直以来，市场上的大多数电动自行车里程表采用机械式结构，价格较贵并且容易出现故障。在最近出现的一些共享电动自行车上，可能是成本原因，我甚至没有看见里程计，这给骑行者多少意义上带来一些不便，所以设计出具有结构简单，成本低廉，稳定可靠的并且可以扩充功能的电子里程计具有很大的实际意义，给厂商节约了成本，给使用者提供简单明了的骑行数据。

1.2国内外研究现状

从环境保护、本身经济条件和健身人群发展壮大等综合原因来考虑，电动自行车当前甚至于将来都有着广阔的发展空间，电动自行车不使用汽油，十分节能，速度不高比较安全，适合多类人群骑行。经通过对市场的一些了解，初期的速度里程计仅仅只能显示速度，现在，国内外都有厂商去生产自行车速度里程计，其中一些简单的产品可以显示速度和里程；一些比较高级的产品，还加入了 GPS定位，行驶时间等功能^[2]。在未来的发展过程中有可能还会加入人体机能信息显示和路况预报等功能，那么将来电动自行车速度里程计的功能会更齐全，不管远近距离出行人们觉的会更加方便。大多数的速度里程计的设计原理都是用传感器来测量车轮的转数信号，然后送入单片机中去进行信号处理计算，最后显示出实时速度和总里程值，当然不同的产品选用的单片机芯片和传感器型号也都不一样，可以用LED数码管来显示，也可以用液晶显示屏来显示。随着电动自行车销量的增加，人们对其会有更高的要求，速度里程计的研究工作也会随之被推进，未来电动自行车速 里程计的功能会更全面，价格更低廉。

1.3论文主要研究内容

本次设计的内容为实现最基本功能的电动自行车里程速度计，能够实时测量和显示自行车实时速度和行驶总里程，并根据国家标准提示超速。

本设计初始，首先确定系统设计方案，对电动车测速原理进行分析，然后确定本次设计所需要的具体元器件型号。需要确定的核心元器件有MCU芯片，显示模块，传感器类型以及存储方案和芯片。然后根据所选器件确定最终方案。其次就是对以上器件的外围电路进行设计，使其功能能够稳定实现任务要求。硬件电路设计完成后，进行软件设计，这是驱动硬件电路正常工作所必需的。由于硬件功能较多，本次软件编写采用模块化方式进行。上述任务完成后，就需要进行系统调试，使软件能够正确驱动硬件以实现功能要求。本次系统调试分为软件仿真和实物测试两部分，实物最终实现要求功能。最后对设计内容进行总结，已及对未来电动自行车显示功能的展望。

第二章 系统设计方案的确定

2.1电动车里程速度计原理分析

以单片机为核心，利用传感器将车轮转数转换为电信号脉冲，并将其处理后发送给单片机。里程和速度的测量是基于脉冲的总数和单片机的定时器/计数器的定时，然后由单片机计算和处理。 将其结果显示出来，并存入存储器中，断电后信息继续保存以便下次启动显示^[2]。