论文总字数：30894字

摘 要

在目前国民经济迅速发展的情况下，居民的生活水平处在不断提高的趋势，自行车不再仅仅是普通的代步、运输的工具，它俨然已经成为了人们娱乐休闲以及锻炼的首要之选。自行车的智能测速器能够满足人们最基本的需求，让人们能够清楚地知道当前实时的骑行速度、里程等物理量。

对于本次设计，主要做的是一种能够对骑行者骑行速度进行监测的智能测速器。主要以STC89C52单片机为主控芯片，通过A44E霍尔传感器对车轮进行非接触式检测，将不同的车速转换成不同的频率脉冲信号，经过信号处理电路，可将当前的骑行速度及里程通过1602LCD显示器实时的显示出来。为了人生安全考虑，设置了报警功能，当检测到速度超过设定值时，能够对骑行者进行预警提示。此外，对测速器还加了日期显示功能，旨在让使用者能知道目前的骑行时长情况。本设计主要包含两个部分：一是硬件电路，二是软件设计。软件部分采用C语言进行编程，通过仿真和实验表明，硬件能够在软件的控制下进行运作，符合本次设计任务。

关键字：速度；里程；单片机；霍尔元件；LCD显示

Design of Intelligent Speedometer Based on Single Chip Microcomputer

Abstract

In the current rapid development of the national economy, the living standards of the residents are constantly improving. Bicycles are no longer just ordinary means of transportation and transportation. It has become the first choice for people to entertain and relax. The intelligent speedometer of the bicycle can meet the most basic needs of people, so that people can clearly know the physical quantity such as the current real-time riding speed and mileage.

For this design, the main thing to do is a smart speedometer that can monitor the rider's riding speed. The STC89C52 single-chip microcomputer is mainly used as the main control chip. The A44E Hall sensor is used for non-contact detection of the wheels. Different speeds are converted into different frequency pulse signals. After the signal processing circuit, the current riding speed and mileage can be passed through 1602LCD. The display is displayed in real time. For the sake of life safety, an alarm function is set, and when the detected speed exceeds the set value, the rider can be alerted. In addition, a date display function is added to the tachometer to allow the user to know the current riding time. This design mainly consists of two parts: one is the hardware circuit, and the other is the software design. The software part is programmed in C language. Through simulation and experiment, the hardware can be operated under the control of software, which is in line with this design task.

Keywords：Speed；Mileage； Single Chip Microcomputer； Hall Element； LCD Display

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 课题应用现状 1

1.3 课题主要研究内容 2

1.4 课题结构安排 2

第二章 系统总体方案论证 3

2.1 系统总体方案设计 3

2.2 主要元器件选型 4

2.2.1 主控芯片选型 4

2.2.2 测速传感器选型 4

2.2.3 时钟芯片选型 4

2.2.4 显示器选型 4

2.2.5 报警模块选型 5

2.3 本章小结 5

第三章 系统硬件设计 6

3.1 单片机及外围电路设计 6

3.2 测速传感器电路设计 6

3.3 时钟电路设计 7

3.4 按键电路设计 7

3.5 复位电路设计 8

3.6 显示电路设计 8

3.7 报警电路设计 9

3.8 本章小结 10

第四章 系统软件设计 11

4.1 概述 11

4.2 主程序设计 11

4.3 速度及里程测量程序设计 12

4.4 时钟芯片程序设计 13

4.5 超速报警设计 14

4.6 本章小结 14

第五章 系统仿真与软硬件联调运行结果分析 15

5.1 系统仿真 15

5.2 软硬件联调及运行结果分析 16

5.2.1硬件调试的方式 16

5.2.2软件调试的方式 16

5.2.3运行结果 17

5.3 本章小结 18

第六章 结束语 19

致 谢 20

参考文献 21

附 录 22

第一章 引 言

1.1 课题研究背景及意义

如今，环保问题不仅仅存在于中国，它俨然已经成为了世界性的难题。对于如何保护环境，它是我们每个人必须要承担的责任。汽车现在已经不能够完全满足目前我们所处于的环境要求。就在人口发达的中国而言，我国的经济水平与西方国家相比，还存在着一定的差距。自行车发展历程十分悠久。截止到目前为止，已经有两百多年。在此期间，人们一直在不断的进行改造。将以前的木马车转换成了可供人们根据需求来选择不同的车型。人们目前使用的交通运输工具主要还是自行车，它具有结构简单、轻巧方便、保护环境等特点。得到了大多数人的喜爱，同时它也能够可以作为人们平时休闲运动的工具，能够锻炼人们的身体。随着社会的进步，人们追求的更多的是能够具有更多功能，将其结合为一体的自行车，它不仅能显示目前自行车行驶的速度、里程、行车时间、最高行驶速度，甚至还能够具有GPS全球定位系统、收发短信、电台收听等娱乐功能。本次课题就是以上述问题为基础，设计一款简单低成本并且具有多功能的自行车智能测速器，旨在能够解决人们在骑自行车时能够了解当前的骑行状态，提高人们骑行的安全性。

相对于自行车运动而言，需要一款自行车智能测速装置，能够了解当前的运动情况，特别是运动员，他们在训练时，需要一种能对他们实时的运动情况进行测量并且记录的仪器装置，通过记录下来的数据。运动员能够依靠这些数据，对自身目前的状态进行合理的分析。之后对自身的计划进行下一步的调整，以此就可以达到最好的状态。对于外界的环境影响，也在我们的考虑范围。比如可根据温度、风速等。采用机械式的测速器存在着很多的缺点。如体积较大、精度低、功耗大、功能少等。本此课题所述的自行车智能测速器主要是以STC89C52单片机为核心来实现的，自行车测速系统主要具有实时显示当前骑行速度、里程和时间的功能并可查看当前的日期。并且当检测到速度超过设定值时，能够对骑行者进行预警提示。

1.2 课题应用现状

目前，微型计算机可靠性越来越高并且价格也在逐渐下降，使用单片机来测量电机转速的技术已经十分成熟，但是就目前而言，这种技术主要还是应用于工业生产等方面，智能测速的装置在生活中的应用还是十分少见的。为了提高测量精度，首先必须能够先测出电机的准确转速，对于原先能在可控硅的调速电路中通过采用的测速发电机的方式来测量的话已经不能满足其要求，必须通过数字测速的方式来实现。就目前社会发展的形势来看，对于转速测量方式有很多。通过对比，这次课题选用的转速测量方法是测M法。通过安装在自行车车轮一侧所的霍尔传感器接受到的车轮转动的次数，即脉冲数。它能测出在一定的时间内接受外界所输入的脉冲个数。在整个系统里，霍尔传感器其实占有一定的地位的。对于自行车测速装置而言，我们要求它必须达到以下几个要求。一是分辨能力必须要强，二是要具有高精度，三是检测反应要快即时间短。本次设计的基于霍尔元件的脉冲发生器必须要求具有成本低、结构简单、性能好等优点。

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