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自行车里程监测仪的嵌入式设计与实现(含Proteus仿真程序,原理图)

来源:  资料编号:TH252841121  文件类型:  资料等级: %D7%CA%C1%CF%B1%E0%BA%C5%A3%BATH252841121
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自行车里程监测仪的嵌入式设计与实现(含Proteus仿真程序,原理图)(论文17900字,Proteus仿真,程序,原理图,流程图)
Embedded design and implementation of bicycle mileage monitor
本设计主要实现了:利用C51单片机对自行车的速度和里程进行实时的采集和显示,同时对骑行速度进行预警提示,设计中包含电路电源设计,程序设计,系统组合,软件仿真等分部设计。
进过前期的学习和设计最终利用STC89C51单片机作为核心控制器件,利用AH3503开关型霍尔传感器进行数据采集,利用LCD1602作为显示器件,LED和蜂鸣器作为提示元素,独立按键作为复位清除按键。完成了本次设计。经过前期的仿真和后期的实物检验可以得知本设计是完整可靠的系统。
进过实际的测试可以得知本设计不但具有研究意义,同时具有市场推广的潜力,如果能进行后续的功能改进和提升,用于市场推广是完全可行的。
关键词:C51;单片机;AH3503;霍尔元件
 
要任务以及思路
本设计主要任务为:采用宏晶科技生产的STC89C51单片机作为系统的大脑,利用AH3503开关型霍尔传感器来获取车轮的圈数,在霍尔传感器输出脉冲数据之后将数据送到单片机的外部中断口进行数据的采集,在单机获得数据进行计算后,利用LCD1602进行实时的显示,同时在综合判断目前的车速后,与设定的预警车速进行比较,如果超过了预定的车速,那就使用蜂鸣器和LED进行提醒,直到恢复了正常的骑行速度。
本设计的主体思路如下:首先从理论上分析,我们要计算出自行车的速度和行车里程,我们就需要知道车轮的周长,以及在我们的采集时间内,车轮转过的圈数。我们可以令车轮的直径为D,通过圆周率公式:L=π*D,就可以计算出车轮的周长。我们再假设转过的圈数为N,那么行驶的速度V=S/T就有:V=N*π*D/T;总的里程就为S+=V*T;经过分析后我们可以得知,我们只需要采集到N就可以知道所有的数据了,因为车的直径是已经知道的。采集时间也是我们可以控制的。所以只需要使用霍尔传感器获得脉冲,然后利用单片机的外部中断0的下降沿触发功能进行计数就可以达到目的。得到数据之后,就只需要计算和显示了,然后进行预设值比较进行报警和提示就可以了。
经过上面的理论分析,我们可以把设计总结为这样几个部分:
1. 使用3503霍尔传感器获得脉冲数据。
2. 单片机利用中断得到脉冲数。
3. 单片机对数据进行计算然后显示。
4. 蜂鸣器和LED根据情况进行提示和闪烁提示。   
进过这样几个部分,我们的主要设计目的就可以得到实现,至于对数据的清除复位,我们就只需要额外增加一个按键就可以实现了。
2.2  系统的总体组成   
在前面的理论分析中已经可以看出本设计的总体框图应该是怎么样的了。其中应该包括核心的控制器件单片机,脉冲的转换器件霍尔传感器,数据的清除和复位功能所用到的独立按键,用于速度和里程显示的LCD1602液晶显示,作为提示和预警的蜂鸣器和LED是本设计的几大组成部分,但是我们还要考虑到系统的供电问题,所以供电设计也应该是系统整体框架设计的一个部分,

 

自行车里程监测仪的嵌入式设计与实现(含Proteus仿真程序,原理图)
自行车里程监测仪的嵌入式设计与实现(含Proteus仿真程序,原理图)
自行车里程监测仪的嵌入式设计与实现(含Proteus仿真程序,原理图)
自行车里程监测仪的嵌入式设计与实现(含Proteus仿真程序,原理图)
自行车里程监测仪的嵌入式设计与实现(含Proteus仿真程序,原理图)



目 录
第1章  绪 论    1
1.1  设计的目的    1
1.2  国内外研究现状    1
1.3  设计的任务和内容    2
第2章  系统的总体设计方案    3
2.1  主要任务以及思路    3
2.2  系统的总体组成    3
2.3  系统的硬件组成    4
2.4  系统的软件组成    5
第3章  控制器件选择    6
3.1  单片机的组成和特点    6
运算器    6
控制器    6
主要寄存器    7
3.2  STC89C51单片机介绍    8
3.2.1 STC89C51单片机特点    9
3.3  STC89C51单片机资源介绍    10
3.4  STC89C51单片机定时器介绍    12
3.5  STC89C51单片机外部中断介绍    12
第4章  数据采集器选择    14
4.1  可用传感器的介绍和对比    14
4.2  霍尔传感器介绍    15
4.2.1 霍尔传感器原理    15
4.2.2 霍尔传感器分类    15
4.3  AH3503集成线性型霍尔传感器介绍    16
4.4  AH3503霍尔传感器的检测原理    17
第5章  系统电路设计    18
5.1  STC89C51单片机系统电路    19
5.1.1复位电路的设计    19
5.1.2  STC89C51单片机的晶振电路    20
5.2  霍尔传感器电路    21
5.3  系统电路的设计    21
5.4  液晶显示电路的设计    22
5.4.1  LCD1602的特点    22
5.4.2  LCD1602的功能参数表    24
5.4.3  LCD1602引脚介绍    25
5.5  蜂鸣器和LED报警电路的设计    25
第6章 单片机软件设计    27
6.1  系统软件设计所使用的编程环境介绍    27
6.2  主程序模块设计    27
6.3  定时中断函数的设计    28
6.4  计算函数设计    28
6.5  显示函数程序流程    29
6.6  蜂鸣器和LED预警流程图    29
6.7  数据采集流程图    30
6.7  按键清除流程图    30
第7章 系统仿真    32
7.1  仿真软件介绍    32
7.2  本次设计的仿真图设计    33
主要参考文献    34
附 录 一 设计电路图    35
附 录 二 仿真电路图    35
附 录 三 系统源程序    36
致 谢    45

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