速度里程表課程設(shè)計(jì)報(bào)告

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1、河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題目：電動(dòng)自行車速度里程表課程名稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用系部：電子系班級(jí)：電信082小組組長(zhǎng)：姚利濤小組成員：姚利濤01王鵬飛21許鵬飛王素貞28指導(dǎo)教師：張亞華設(shè)計(jì)時(shí)間：2010.12.10---12.24電動(dòng)自行車速度里程表一、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1．檢測(cè)并顯示電動(dòng)自行車實(shí)時(shí)速度2．檢測(cè)、顯示并累計(jì)電動(dòng)自行車行駛里程3．技術(shù)參數(shù)i.電動(dòng)自行車最高速度：35km/hii.電動(dòng)自行車輪胎直徑：14英寸iii.電動(dòng)自行車電池電壓：24Viv.檢測(cè)精度：±1%v.顯示：8位LED4．設(shè)計(jì)要求（1）電路圖（2）設(shè)計(jì)說明書（不少于250

2、0字）（3）程序清單（4）運(yùn)行結(jié)果二、方案設(shè)計(jì)與討論1．速度測(cè)量原理測(cè)量一定時(shí)間間隔T內(nèi)自行車轉(zhuǎn)過的圈數(shù)Q。假設(shè)車輪的周長(zhǎng)為L(zhǎng)，則速度V=Q*L/T2．開關(guān)型霍爾傳感器霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)把磁輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件。把開關(guān)型霍爾傳感器安裝在自行車貼近車輪的支架上，磁鋼安裝在輻條上，當(dāng)磁鋼靠近霍爾傳感器的時(shí)候，傳感器輸出一個(gè)無抖動(dòng)的低電平，單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)可計(jì)算里程、速度等。霍爾傳感器的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定和安裝簡(jiǎn)易，缺點(diǎn)是成本較高。本設(shè)計(jì)采用開關(guān)型霍爾傳感器，但由于實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)所限，實(shí)際測(cè)速時(shí)并未采用，而是直接從信號(hào)發(fā)生器中產(chǎn)生低頻脈沖代替霍爾傳感器向單片

3、機(jī)輸入脈沖信號(hào)，從而顯示相應(yīng)的速度。3．LED八段數(shù)碼管顯示8位LED顯示。其中低3位顯示速度，要求保留1位小數(shù)。高5位顯示里程，同樣要求保留1位小數(shù)。速度即時(shí)顯示，最大顯示位35.0，里程每走100米計(jì)數(shù)一次，最高顯示9999.9。三、系統(tǒng)概述及工作原理1．本系統(tǒng)由信號(hào)預(yù)處理電路、單片機(jī)８０５１Ｆ４１０、系統(tǒng)化ＬＥＤ顯示模塊、串口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路和系統(tǒng)軟件組成。其中信號(hào)處理電路包含信號(hào)放大、波形變換和波形整形、對(duì)待測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大的目的是降低對(duì)待側(cè)信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換成可與單片機(jī)相連的ＴＴＬ信號(hào)；通過單片機(jī)的設(shè)置可使

4、內(nèi)部定時(shí)器Ｔ０對(duì)脈沖輸入引腳進(jìn)行控制，這樣能精確地算出加到引腳的單位時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到的脈沖數(shù)；設(shè)計(jì)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(chǔ)，既節(jié)省了所需單片機(jī)的口線和外圍器件，同時(shí)也簡(jiǎn)化了顯示部分的軟件編程。流程圖系統(tǒng)軟件包括單片機(jī)和ＬＥＤ顯示模塊的初始化模塊、速度里程技術(shù)模塊、速度顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)ＢＣＤ碼模塊、演示模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊以及及時(shí)終端服務(wù)模塊等。1．該設(shè)計(jì)能實(shí)時(shí)地將所測(cè)的速度顯示出來，該速度里程表能將傳感器輸入到單片機(jī)的脈沖信號(hào)的頻率實(shí)時(shí)地測(cè)量出來，并由串口晶體管顯示模塊實(shí)時(shí)顯示。單片機(jī)利用系統(tǒng)時(shí)鐘的計(jì)

5、時(shí)中斷功能，并利用定時(shí)器Ｔ０的計(jì)數(shù)脈沖，然后通過計(jì)算在晶體管上即時(shí)顯示。為了方便計(jì)算要顯示數(shù)據(jù)段碼，可再將其轉(zhuǎn)換成壓縮ＢＣＤ碼，然后通過查表將要顯示的數(shù)據(jù)值中每一位的壓縮ＢＣＤ碼轉(zhuǎn)換成８段碼送到顯示緩沖區(qū)，最后經(jīng)串口送至晶體管顯示模塊顯示所測(cè)的速度或里程。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮測(cè)速精度和系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間。本設(shè)計(jì)用測(cè)量脈沖頻率來計(jì)算速度，因而具有較高的測(cè)速精度。為了保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)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(shí)的通用性和高效性。本設(shè)計(jì)的速度和里程分別采用３位和５位數(shù)碼顯示。二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)1．４１

6、０單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板C8051F410原理框圖C8051F410單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板原理圖1．霍爾傳感器速度檢測(cè)電路霍爾檢測(cè)電路1．5v降壓電路由于自行車提供的電壓是24V直流電壓，單片機(jī)供電電壓為5v。故需要給電路提供5v的降壓電路。本設(shè)計(jì)采用LM2576S-ADJ集成塊降壓電路：LM2576降壓集成塊二、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件框圖如圖所示，本系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)方法。整個(gè)系統(tǒng)由初始化模塊、頻率測(cè)量模塊、速度，里程計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)ＢＣＤ碼模塊、速度顯示模塊、里程顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，讀取模塊、定時(shí)器中斷服務(wù)模塊以及其他功能模塊組成。系統(tǒng)軟件框圖三、心得體會(huì)本設(shè)計(jì)以

7、8051F410單片機(jī)為核心，通過霍爾傳感器來檢測(cè)自行車的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)自行車的速度，里程的計(jì)算及里程的累計(jì)，存儲(chǔ)，最后用8位的LED能直觀的將速度與里程顯示給用戶，并且在速度高于一定的值時(shí)LED可自動(dòng)關(guān)掉，從而達(dá)到智能速度里程表。在此課程設(shè)計(jì)之前，我們都懷著一種好奇而又焦急的心情，急切的想知道做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是多么有意義且有用的。所以我們每個(gè)人都積極主動(dòng)地投入的設(shè)計(jì)之中，在兩個(gè)周的時(shí)間內(nèi)我們要完成的工作看起來很少，但是老師說不容樂觀。在組長(zhǎng)的帶領(lǐng)下我們認(rèn)真的走好每一步。其間的歡欣與苦楚這里我就不在此敘述了，我們真的都學(xué)到了很多東西，知道了知識(shí)的

8、重要性，為什么高科技才具有價(jià)值，因?yàn)楦冻龅暮芏嗪芏唷Ｎ以诖耸紫纫兄x張亞華老師，是他在我們一籌