自行車里程表的設(shè)計(基于2051)

目      錄

第一章  概 述 2
第二章 硬件設(shè)計 3
2.1系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖 3
2.2具體硬件電路及工作原理 3
2.3 AT89C2051單片機簡介 4
2.3.1芯片概述 4
2.4其他外圍硬件電路 6
2.4.1電源電路 6
2.4.2霍爾傳感器 6
2.4.3 4位串行靜態(tài)顯示電路 7
第三章 軟件設(shè)計 8
3.1主程序設(shè)計 8
3.2 外中斷0和 T1定時溢出中斷服務(wù)子程序設(shè)計 8
3.3 速度/里程顯示控制子程序設(shè)計 8
3.4系統(tǒng)完整源程序 9
總 結(jié) 10
參考文獻 11
附錄 12
附錄1 整體電路圖 12
附錄2   源程序 13

第一章  概 述
本設(shè)計介紹的速度與里程表設(shè)計以單片機和光電傳感器為核心。傳感器將不同車速轉(zhuǎn)變成的不同頻率的脈沖信號輸入到單片機進行控制與計算，再采用LED模塊進行顯示，使得電動自行車的速度與里程數(shù)據(jù)能直接的顯示給使用者。該設(shè)計能實時地將所測的速度與累計里程數(shù)顯示出來，主要是將傳感器輸入到單片機的脈沖信號的頻率（傳感器將不同車速轉(zhuǎn)變成不同頻率的脈沖信號）實時地測量出來，考慮到信號的衰減、干擾等影響，在信號送入單片機前應(yīng)對其進行放大整形，然后通過單片機計算出速度和里程，再將所得的數(shù)據(jù)存儲到串口數(shù)據(jù)存儲器，并由LED顯示模塊交替顯示所測速度與里程。本設(shè)計的里程數(shù)的算法是一種大概的算法（假設(shè)在一定時間內(nèi)自行車是勻速行進，平均速度與時間的乘積即為里程數(shù)）。
本系統(tǒng)由信號預(yù)處理電路、單片機AT89C2051、系統(tǒng)化LED顯示模塊、串口數(shù)據(jù)存儲電路和系統(tǒng)軟件組成。其中信號預(yù)處理電路包含信號放大、波形變換和波形整形。對待測信號進行放大的目的是降低對待測信號的幅度要求；波形變換和波形整形電路則用來將放大的信號轉(zhuǎn)換成可與單片機相連的TTL信號；通過單片機的設(shè)置可使內(nèi)部定時器T1對脈沖輸入引腳T0進行控制，這樣能精確地算出加到T0引腳的單位時間內(nèi)檢測到的脈沖數(shù)；設(shè)計中速度顯示采用LED模塊，通過速度換算得來的里程數(shù)采用I2C總線并通過E2PROM來存儲，既節(jié)省了所需單片機的口線和外圍器件，同時也簡化了顯示部分的軟件編程。
    設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮測速精度和系統(tǒng)反應(yīng)時間。本設(shè)計用測量脈沖頻率來計算速度，因而具有較高的測速精度。在計算里程時取了自行車的理想狀態(tài)。實際中，誤差控制在幾米之內(nèi)，相對于整個里程來說不是很大。為了保證系統(tǒng)的實時性，系統(tǒng)的速度轉(zhuǎn)換模塊和顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)BCD碼模塊都采用快速算法。另外，還應(yīng)盡量保證其他子模塊在編程時的通用性和高效性。本設(shè)計的速度和里程值采用6位顯示，并包含兩個小數(shù)位。