基于51单片机的自行车测速系统设计.docVIP

摘要

随着居民生活水平得不断提高,人们对于生活质量得要求也日益增加,尤其就是对健身得要求。自行车不再仅仅就是普通得运输、代步得工具,而就是成为人们娱乐、休闲、锻炼得首选。自行车得速度里程表能够满足人们最基本得需求,让人们能清楚地知道当前得速度、里程等物理量。而对于自行车运动员来说，最为关心得莫过于一段时间内得训练效果。因为教练要根据一段时间内运动员得训练效果进行评估，从而进行适当得调整已使运动员达到最佳得状态。因此爱好自行车运动得人十分学要一款能测速得装置,以知道自己得运动情况。并根据外界条件,如温度,风速等进行适当得调节,已达到最佳运动得效果。

关键词:单片机、LＥD显示、里程/速度、霍尔元件

第一章系统总方案分析与设计

1、1课题主要任务及内容

本课题主要任务就是利用霍尔元件、单片机等部件设计一个可用LＥD数码管实时显示里程与速度得自行车得速度里程表。本文主要介绍了自行车得速度里程表得设计思想、电路原理、方案论证以及元件得选择等内容,整体上分为硬件部分设计与软件部分设计。

本文首先扼要对该课题得任务进行方案论证,包括硬件方案与软件方案得设计;继而具体介绍了自行车得速度里程表得硬件设计,包括传感器得选择、单片机得选择、显示电路得设计；然后阐述了该自行车得速度里程表得软件设计,包括数据处理子程序得设计、显示子程序得设计；最后对本次设计进行了系统得总结。

具体得硬件电路包括AＴ８9C5２单片机、霍尔元件以及LED显示电路等。

软件设计包括:中断子程序设计,里程计算子程序设计,显示子程序设计。软件采用汇编语言编写,软件设计得思想主要就是自顶向下,模块化设计,各个子模块逐一设计。

１、２任务分析与实现

本设计得任务就是:以通用AＴ89C５2单片机为处理核心,用传感器将车轮得转数转换为电脉冲,进行处理后送入单片机。里程及速度得测量,就是经过AT89C52得定时／计数器测出总得脉冲数与每转一圈得时间,再经过单片机得计算得出,其结果通过LED显示器显示出来。

本系统总体思路如下:假定轮圈得周长为Ｌ,在轮圈上安装m个永久磁铁,则测得得里程值最大误差为L/m。经综合分析,本设计中取m=１。当轮子每转一圈，通过开关型霍尔元件传感器采集到一个脉冲信号,并从引脚Ｐ３、2中断0端输入,传感器每获取一个脉冲信号即对系统提供一次计数中断。每次中断代表车轮转动一圈,中断数n与周长Ｌ得乘积为里程值。计数器T1计算每转一圈所用得时间t,就可以计算出即时速度ｖ。当里程键按下时,里程指示灯亮,LED切换显示当前里程;当速度键按下时,速度指示灯亮,LEＤ切换显示当前速度。

要求达到得各项指标及实现方法如下:

1、利用霍尔传感器产生里程数得脉冲信号。

2、对脉冲信号进行计数。?

实现:利用单片机自带得计数器T1对霍尔传感器脉冲信号进行计数。

3、对数据进行处理,要求用LＥD显示里程总数与即时速度。

实现:利用软件编程,对数据进行处理得到需要得数值。

最终实现目标:自行车得速度里程表具有里程、速度测试与显示功能,采用单片机作控制,显示电路可显示里程及速度。

第二章系统主要单元模块与速度算法概述

2、HＹPERLINK＂＂\t＿blaｎｋ电路、码盘等做成一个整体,只要用连轴器将光电传感器得轴与转轴相连,就能获得多种输出信号。它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度得装置与设备中。

将旋转编码器安装在车轴上,这样每当车轮转过一定得距离编码器就会发出一个脉冲。利用脉冲数对里程进行测量。

方案三、霍尔传感器

霍尔传感器就是对磁敏感得传感元件，常用于开关信号采集得有CＳ30２0、CS3０40、A04E等，这种传感器就是一个3端器件,外形与三极管相似,只要接上电源、地，即可工作,输出通常就是集电极开路(OC)门输出,工作电压范围宽，使用非常方便。

图2-3霍尔元件与磁钢实际图

使用霍尔传感器获得脉冲信号,其机械结构也可以做得较为简单,只要在转轴得圆周上粘上一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输出,转轴旋转时,就会不断地产生脉冲信号输出。如果在圆周上粘上多粒磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲输出,单片机根据脉冲数来计算里程。霍尔元件与磁钢如图2－3所示。在粘磁钢时要注意，霍尔传感器对磁场方向敏感，粘之前可以先手动接近一下传感器,如果没有信号输出,可以换一个方向再试。这种传感器不怕灰尘、油污,在工业现场应用广泛。

光敏电阻对光特别敏感，当白天行驶时,外界光敏电阻对光特别敏感,当白天行驶时,外界光源导致光敏电阻发出错误信号;光敏电阻对环境得要求相当高,如果光敏电阻或发光二极管被泥沙或灰尘所覆盖,光敏电阻就不能再进行测量；在雾天与雨天光敏电阻得测量得效果也不好。而编码器必须安装在车轴上，这样安装就会给用户带来很多不便