重庆三峡学院
毕业设计（论文）
题目  基于单片机的自行车里程表及速度仪的设计                                                         
院    系                                                         
专    业    电  子  信  息  工  程                               
年    级          2 0 1 0 级                             
学生姓名                                           
学生学号                                                         
指导教师                  职称    副教授             
完成毕业设计（论文）时间  2013  年  12  月


基于单片机的自行车里程表及速度仪的设计
摘要 本文介绍了基于单片机控制的简易自动自行车里程以及速度的计算系统，包括自行车里程表的硬件构成、软件逻辑以及程序代码。该自行车测速系统以AT89C51作为系统控制核心，采用霍尔传感器来检测信号，通过一定时间间隔内对信号的采集，结合自行车本身车轮参数，经过单片机对采集信号进行分析计算，最终在LCD以及LED上显示车辆行驶里程、平均速度和瞬时速度，并且具有超速报警功能。
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关键字：自行车测速  单片机  霍尔传感器  LCD显示  LED显示
    第一章 绪论   
1.1选题背景与研发意义
中国人口众多，还是发展中国家，经济不发达制约了大多数人的消费水平，人们休闲时使用的交通工具主要还是自行车，它便捷轻巧，使用简单，深受人们的喜爱，作为休闲运动工具，
是人们锻炼身体的好工具，好伙伴。但随着时间的推移，人们追求的是具有更多功能的自行车 它能显示当前车子行驶的速度，里程，行驶时间，最高行驶速度，甚至还有GPS定位系统。本次论文就是以这个作为出发点，尝试设计一款低成本多功能的测速仪，旨在解决自行车驾驶者在驾驶时能够准确的知道车子的行驶状态，根据周围环境，做出正确的判断和操作，提高了驾驶者的安全性。 另外自行车运动需一款测速装置，以了解实时情况,特别是对于运动员，他们需要一种能对实时运动情况进行测量并记录的仪器，通过记录的数据，运动员可以分析自己的训练过程及训练成绩，根据分析的结果，可以调整自己的训练步骤及计划。根据外界的条件，如温度、风速等进行适当调节，达到最佳运动效果。测速装置是对运动中各种参数进行测定。现测速表的设计已很多, 多数由机械式或模拟数字电路来实现的，都存在精度低、不直观、体积大、功能少、功耗大等缺点。本文所述测速系统是以单片机为核心来实现的，具有功能多、直观准确、功耗小以及可显示总里程、速度、时间等优点。
1.2课题的发展情况
随着微型计算机可靠性的提高和价格的下降，用单片机测量电机转速已日趋普遍。我们知道，欲提高测量精度，必须先测出准确的转速，而原先在可控硅调速电路中采用的测速发电
机方式已不能满足要求，必须采用数字测速的方法。转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法（测频法）、T法（测周期法）、和M/T法（频率周期法），该系统采用了M法（测频法）。所谓M法（测频法）就是在规定的检测时间内，检测光电脉冲发生器所产生的脉冲信号的个数来确定转速。虽然检测时间一定，但检测的起止时间具有随机性，因此M法测量转速在极端情况下会产生士1个转速脉冲的误差。当被测转速较高或电机转动一圈发出的转速脉冲信号的个数较大时，才有较高的测量精度，因此M法适合于高速测量。转速检测方式采用霍尔脉冲法测量转速。本文采用频率法，检测的是输入脉冲数，这种方式又称频率法。它测出一定时间内输入的脉冲的个数。在控制系统中占有重要的地位。对测速装置的要求是：分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。所设计的基于霍尔元件的脉冲发生器要求成本低，性能好，构造简单。在电气控制系统中存在着较为恶劣的电磁环境，因此要求产品本身要具有较强的抗干扰能力。所以需要采用霍尔传感器来做测速装置。国内外现在都有生产销售类似的自行车测速仪里程表，有些简单的产品就是单单只有测速或里程的功能比较复杂的产品除了测速和里程功能外，还加入了GPS全球定位，自行车里程，当前速度，时钟，行车时间，使得自行车测速仪更加的人性化相信会受到更多人的青睐。
1.3  研究的主要内容
本课题主要任务是利用单片机等部件设计的一个可用LCD显示时间，行驶里程及速度的自行车测速仪。本文主要介绍了自行车测速仪的设计思想，电路原理，方案论证以及元件的选择等内容，整体上分为硬件部分和软件部分设计。本文首先扼要的对该课题的自行车测速仪设计进行总体的介绍，继而具体介绍了自行车测速仪的硬件设计，包括传感器的选择，时钟芯片的选择，单片机的选择，存储器的选择，显示电路的设计，传输电路的设计等，然后阐述了该自行车测速仪的软件设计，包括主程序设计，子程序的设计，最后对本次设计进行了系统的总结。
第二章 开发工具介绍
2.1  KEIL介绍
Keil公司是一家业界领先的微控制器（MCU）软件开发工具的独立供应商。Keil公司由两家私人公司联合运营，分别是德国慕尼黑的Keil Elektronik GmbH和美国德克萨斯的Keil Software Inc。Keil公司制造和销售种类广泛的开发工具，包括ANSI C编译器、宏汇编程序、调试器、连接器、库管理器、固件和实时操作系统核心（real-time kernel）。有超过10万名微控制器开发人员在使用这种得到业界认可的解决方案。其Keil C51编译器自1988年引
入市场以来成为事实上的行业标准，并支持超过500种8051变种。keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部份组合在一起。运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。下面介绍Keil C51开发系统基本知识。
（1）系统概述
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。

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