自行車里程監測儀的嵌入式設計與實現(含Proteus仿真程序,原理圖)

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資料介紹

自行車里程監測儀的嵌入式設計與實現(含Proteus仿真程序,原理圖)(論文17900字,Proteus仿真,程序,原理圖,流程圖)
Embedded design and implementation of bicycle mileage monitor
本設計主要實現了:利用C51單片機對自行車的速度和里程進行實時的采集和顯示,同時對騎行速度進行預警提示,設計中包含電路電源設計,程序設計,系統組合,軟件仿真等分部設計。
進過前期的學習和設計最終利用STC89C51單片機作為核心控制器件,利用AH3503開關型霍爾傳感器進行數據采集,利用LCD1602作為顯示器件,LED和蜂鳴器作為提示元素,獨立按鍵作為復位清除按鍵。完成了本次設計。經過前期的仿真和后期的實物檢驗可以得知本設計是完整可靠的系統。
進過實際的測試可以得知本設計不但具有研究意義,同時具有市場推廣的潛力,如果能進行后續的功能改進和提升,用于市場推廣是完全可行的。
關鍵詞:C51;單片機;AH3503;霍爾元件
 
要任務以及思路
本設計主要任務為:采用宏晶科技生產的STC89C51單片機作為系統的大腦,利用AH3503開關型霍爾傳感器來獲取車輪的圈數,在霍爾傳感器輸出脈沖數據之后將數據送到單片機的外部中斷口進行數據的采集,在單機獲得數據進行計算后,利用LCD1602進行實時的顯示,同時在綜合判斷目前的車速后,與設定的預警車速進行比較,如果超過了預定的車速,那就使用蜂鳴器和LED進行提醒,直到恢復了正常的騎行速度。
本設計的主體思路如下:首先從理論上分析,我們要計算出自行車的速度和行車里程,我們就需要知道車輪的周長,以及在我們的采集時間內,車輪轉過的圈數。我們可以令車輪的直徑為D,通過圓周率公式:L=π*D,就可以計算出車輪的周長。我們再假設轉過的圈數為N,那么行駛的速度V=S/T就有:V=N*π*D/T;總的里程就為S+=V*T;經過分析后我們可以得知,我們只需要采集到N就可以知道所有的數據了,因為車的直徑是已經知道的。采集時間也是我們可以控制的。所以只需要使用霍爾傳感器獲得脈沖,然后利用單片機的外部中斷0的下降沿觸發功能進行計數就可以達到目的。得到數據之后,就只需要計算和顯示了,然后進行預設值比較進行報警和提示就可以了。
經過上面的理論分析,我們可以把設計總結為這樣幾個部分:
1. 使用3503霍爾傳感器獲得脈沖數據。
2. 單片機利用中斷得到脈沖數。
3. 單片機對數據進行計算然后顯示。
4. 蜂鳴器和LED根據情況進行提示和閃爍提示。   
進過這樣幾個部分,我們的主要設計目的就可以得到實現,至于對數據的清除復位,我們就只需要額外增加一個按鍵就可以實現了。
2.2  系統的總體組成   
在前面的理論分析中已經可以看出本設計的總體框圖應該是怎么樣的了。其中應該包括核心的控制器件單片機,脈沖的轉換器件霍爾傳感器,數據的清除和復位功能所用到的獨立按鍵,用于速度和里程顯示的LCD1602液晶顯示,作為提示和預警的蜂鳴器和LED是本設計的幾大組成部分,但是我們還要考慮到系統的供電問題,所以供電設計也應該是系統整體框架設計的一個部分,

 

自行車里程監測儀的嵌入式設計與實現(含Proteus仿真程序,原理圖)
自行車里程監測儀的嵌入式設計與實現(含Proteus仿真程序,原理圖)
自行車里程監測儀的嵌入式設計與實現(含Proteus仿真程序,原理圖)
自行車里程監測儀的嵌入式設計與實現(含Proteus仿真程序,原理圖)
自行車里程監測儀的嵌入式設計與實現(含Proteus仿真程序,原理圖)



目 錄
第1章  緒 論    1
1.1  設計的目的    1
1.2  國內外研究現狀    1
1.3  設計的任務和內容    2
第2章  系統的總體設計方案    3
2.1  主要任務以及思路    3
2.2  系統的總體組成    3
2.3  系統的硬件組成    4
2.4  系統的軟件組成    5
第3章  控制器件選擇    6
3.1  單片機的組成和特點    6
運算器    6
控制器    6
主要寄存器    7
3.2  STC89C51單片機介紹    8
3.2.1 STC89C51單片機特點    9
3.3  STC89C51單片機資源介紹    10
3.4  STC89C51單片機定時器介紹    12
3.5  STC89C51單片機外部中斷介紹    12
第4章  數據采集器選擇    14
4.1  可用傳感器的介紹和對比    14
4.2  霍爾傳感器介紹    15
4.2.1 霍爾傳感器原理    15
4.2.2 霍爾傳感器分類    15
4.3  AH3503集成線性型霍爾傳感器介紹    16
4.4  AH3503霍爾傳感器的檢測原理    17
第5章  系統電路設計    18
5.1  STC89C51單片機系統電路    19
5.1.1復位電路的設計    19
5.1.2  STC89C51單片機的晶振電路    20
5.2  霍爾傳感器電路    21
5.3  系統電路的設計    21
5.4  液晶顯示電路的設計    22
5.4.1  LCD1602的特點    22
5.4.2  LCD1602的功能參數表    24
5.4.3  LCD1602引腳介紹    25
5.5  蜂鳴器和LED報警電路的設計    25
第6章 單片機軟件設計    27
6.1  系統軟件設計所使用的編程環境介紹    27
6.2  主程序模塊設計    27
6.3  定時中斷函數的設計    28
6.4  計算函數設計    28
6.5  顯示函數程序流程    29
6.6  蜂鳴器和LED預警流程圖    29
6.7  數據采集流程圖    30
6.7  按鍵清除流程圖    30
第7章 系統仿真    32
7.1  仿真軟件介紹    32
7.2  本次設計的仿真圖設計    33
主要參考文獻    34
附 錄 一 設計電路圖    35
附 錄 二 仿真電路圖    35
附 錄 三 系統源程序    36
致 謝    45

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