自行车速度与里程表的设计.doc

目录 1 绪论 2 1.1 设计的概述 2 1.2 设计的组成 2 1.3 设计的工作原理 2 2 硬件电路设计 4 2.1 信号采集电路 4 2.3 显示电路 8 2.4 超速报警电路 17 2.5 串行数据储存电路 17 2.6 总电路图 22 3 软件设计 23 3.1 单片机初始模块 23 3.2 频率测量模块 24 3.3里程与速度的计算 28 3.4 数据的外部存储 30 3.5 显示程序 32 3.6 超速报警程序 33 3.7 仿真结果 34 4 收获与总结 35 1 绪论 1.1 设计的概述 从保护环境和经济条件许可等因素综合来看，自行车目前乃至今后都有着广阔的发展空间。速度里程表用LD直接显示出来里程数或速度值本文介绍的速度与里程表设计以单片机和为核心。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用LD模块进行显示，使得自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者本由信号电路、单片机AT8951、LD显示模块、串数据存储电路和系统软件组成。系统软件包括单片机初始化模块、模块、测量模块、速度里程计算模块、数据存储模块。该设计能实时地将所测的速度显示出来，同时也能够累计显示总里程数。该速度里程表能将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率（传感器将车速转变成相应频率的脉冲信号）实时地测量出来，然后通过单片机计算出速度和里程，再将所得的数据存储到E2PROM数据存储器，并由显示模块实时显示出所测速度。设计时，应综合考虑测速精度和系统反应时间。本由信号电路、单片机AT8951、LD显示模块、串数据存储电路光电传感器的构成光电开关是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器，接收器和检测电路。 发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管（LED）和激光二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管或光电三极管组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电传感器的结构元件中还有发射板和光导纤维。三角反射板是结构牢固的反射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。光纤（又称光导纤维LWL），它扩大了光电传感器的使用范围，形成了特殊的嵌装式收发装置。它可以在特殊的环境中使用，检测微小的物体。反光板反射式光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式（或反射镜反射式）光电开关。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到；一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。槽开光电开关对射式光电开扩散反射式光电开关光纤式光电开关2.2 单片机AT89S51 AT89S51提供以下标准功能：4K字节闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗（WDT），两个数据指针，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89S51可降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中到内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有工作部件直到下一个硬件复位。 引脚功能说明： Vcc:电源电压 GND:地 P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。 在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。 P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作为输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。 Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。 P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输出口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会