基于单片机的自行车码表的设计.doc

国家职业资格全国统一鉴定 维修电工技师论文 （国家职业资格二级） 论文题目: 基于单片机的自行车码表设计 姓 名： 陈常东 身份证号： 准考证号： 所在省市： 山东省日照市 所在单位： 日照市工业学校 基于单片机的自行车码表设计 陈常东 日照市工业学校 摘要：随着人们生活水平的提高，健身又环保的户外运动成为一种时尚，自行车骑行就是其中老少咸宜的运动。在骑行中，骑行者都希望知道当前的时间、天气，和自己的骑行速度、里程、骑行时间等信息，本设计采用干簧管检测、单片机进行数据处理、系统扩展DS1302时钟芯片提供时间数据、DS18B20芯片提供温度数据，采用1602液晶屏作为显示器，可以综合显示上述信息，并设有按键进行设置，以适应不同的车辆，同时留出来部分I/O接口可升级系统或后续开发。 关键字：单片机 干簧管 液晶 程序 当前，人们的生活水平普遍提高，休闲时间越来越充裕，城市建设也越来越注意环境的保护，这就为休息日人们出行消遣提供了条件。在路途不是很远，交通比较顺畅，而又风和日丽的日子里，相当一部分人会选择既能健身又倡导环保主题的自行车骑行作为娱乐方式。在骑行中，骑行者都希望知道当前的时间、温度、自己的骑行速度、骑行时间、骑行里程以及能量消耗等信息，当然市场上有各种码表出售，功能有简单也有很复杂的，使用上也很方便。但如果能自己制作一块码表，无疑更能增加骑行的乐趣。 本文介绍了一款采用STC单片机、扩展DS1302时钟芯片、DS18B20温度检测和转换芯片，采用干簧管做速度检测，16*2字符型液晶显示屏LCD1602显示的码表。 一、系统总体设计方案 1、设计要求 总里程——9999，单位km，占4个显示位，可以轮流显示或选择显示（用十进制数）： 本次骑行里程——9999，单位km，占4个显示位，可以轮流显示或选择显示（用十进制数）；测量间隔60分钟以上视为新的骑行里程； 当前骑行速度—— 99，单位km/h，2个显示位，选择显示或一直显示； 最大速度——99，单位km/h，2个显示位，选择显示或一直显示； 骑行时间——当前行驶累计时间，XX时XX分XX秒方式； 时间温度——当前的时间和环境温度，时间XXhXXm只显示时分，24小时制，温度为XX℃； 电源使用一节手机锂电池，体积小、结构可靠，便于安装及使用。 2、方案分析 1）速度测量原理 假设车轮周长为c，测量自行车车轮转过一圈的时间t，则速度V=c/t。也可以测量转过多圈（如5圈）所用的时间取平均值。 2）传感器的选择 速度传感器有三种选择： 一是红外对管，其优点是测量精度高，缺点是安装比较复杂和容易受外来光线、灰尘等的影响；二是开关型霍尔传感器，霍尔传感器的优点是稳定和安装简易，缺点是成本较高；三是干簧管，干簧管的优点是成本低廉和安装简易，缺点是比较脆弱和不够稳定。 本里程表选用干簧管作为传感器。给干簧管套上热缩管，可克服其脆弱的缺点；软件设计采用防抖可克服其不够稳定的缺点。 3）显示模块的选择 里程表的显示内容以数字为主，但同时显示时间、温度、总里程、速度和骑行时间，显示信息量较大。 利用LED数码管可基本满足使用要求，且成本较低。但数码管的动态扫描的方式驱动数码管，亮度太低，在阳光下几乎看不见显示内容，失去使用价值，数码管的静态显示，又需要庞大的单片机I/O口开销，或者需要扩展芯片，增加的系统的复杂程度。且采用数码管显示的功耗高不适合以电池作为电源的设备。 本设计采用LCD液晶显示模块。1602液晶显示器在单片机设计中使用率较高，其具有体积小、功耗低、显示内容丰富等特点，可以同时显示2行各10个字符，基本可以满足码表的显示需要。 3、功能和操作描述 以AT89S52型单片机为核心，实时测量并显示自行车行驶过程中的各项参数，包括当前时间、环境温度，当前骑行累计时间、当前骑行累计里程、总骑行里程、当前速度、最大速度、平均速度等，各参数同时或分屏显示。可设置选择自行车轮胎直径，适应不同的自行车，通用性好。 同时设计了时钟和温度计功能，不安装在自行车上时也可作为时钟使用，升级设计可以增加闹钟或其他定时提醒功能，系统实用性高。 1）操作说明 码表板面如上图所示，包括电源2pin排针、干簧管3pin排针、液晶显示器、液晶背光开关、电源开关、电源LED指示灯、功能按钮SW1-SW5、Reset按钮。 ①接通电源或按Reset后，显示欢迎界面： ②2秒后进入设置界面，或者长按sw1进入设置界面： 从时间设置的小时设置开始，小时数字闪烁（可短按sw1切换下一