【34页】毕业论文_自行车里程表系统设计(原理图+PCB+程序).doc源文档全文在线看 ㊣ 精品文档 值得下载

污染，价位低廉，老少皆宜。

而且在运动过程中可以充分享受到大自然，对于忙碌的现代人来说，无疑是种较好的放松方法。

在中国这种情况也在慢慢发生变化。

因此爱好自行车运动的人十分需要款装置，以知道自己的运动情况。

并根据外界条件，如温度等进行适当的调节，已达到最佳运动的效果。

随着自行车里程表的发展，其功能也逐渐从单的里程显示发展到速度时间显示，甚至有的还具有测量骑车人的心跳显示骑车人热量消耗等功能，让人能清楚地知道当前的速度时间里程等物理量。

如佛山高明华劲电子公司的自行车里程表，能动态显示行驶里程骑车时间实时车速等。

设计概述本设计中，我们以公司单片机为控制核心，采用霍尔传感器检测自行车轮胎的运转情况，通过定的抗干扰处理和计算后，由显示自行车的里程。

本设计中，计数的正确性决定了本装置的精度，如何在复杂的环境中得到正确的计数脉冲，是本设计的难点，初步的解决办法是在硬件上进行合理的滤波，软件上进行定的算法处理。

其原理很简单，因为车轮的直径已知，车轮的圆周长便是恒定不变的。

由此可以计算出每走里路车轮要转多少圈，这个数也是恒定不变的。

因此只要能够自动把车轮的转数积累下来，然后除以每里路对应的转数就可以得到行驶的里程了。

本里程表的设计具有结构简单，成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。

并且可进行扩充，加入时速表的功能，更加方便的了解你现在所处的情况。

设计目标基本要求设计个自行车车轮半径可以在定范围内由人工设定，用霍尔传感器测定出自行车的里程和平均速度，并通过数码管显示出来的自行车里程表系统。

主要性能指标可测定自行车里程。

可测定自行车的平均速度，并通过数码管显示出来。

第页技术路线要实现该设计，就应把整个电路分为几大模块。

分别是单片机控制模块，显示模块，键盘输入模块，报警模块和串口下载模块。

先通过对各个模块进行设计调试之后再将其组合起来进行整机调试。

实施计划首先就是要理清实现设计的框图，在总体框图的指导下，作出具体的电路图，由要设计实现的功能，计算出各个电路元件的值，并逐对各个元件进行选择。

最后用仿真软件对设计进行仿真操作，调试软件，并对照出设计有误的地方进行必要的修正，确保设计的正确。

必备条件要实现该电路的设计，首要的就是要制定出设计的原理框图，并在老师的指导和参照资料的条件下作出具体电路图，选定实现实现该设计的各种元器件。

另外，还应由必要的软件帮助设计的完成。

第页总体方案设计对同种目的的实现，可以用不同的方案，下面就着重介绍以下各种不同方案对同目的的实现方法。

并比较他们的优劣，最终确定本次设计要采用的方案。

总体方案设计及论证总体方案这种方案采用显示模块供电模块信号采集模块报警模块组成。

通过霍尔传感器将采集到的信号送到单片机，通过软件编程对单片机进行控制后，再通过液晶显示模块显示出自行车里程和平均速度。

系统框图如图所示。

图方案原理框图总体方案二方案二以单片机为核心，采用个按键来控制外部脉冲信号，通过单片机编程处理后去控制自行车车轮半径，并通过软件来实现自行车里程和平均速度的计算。

最终在数码管上显示出自行车的里程及其平均速度。

系统框图如图所示。

图方案二的系统框图方案设计的论证与选择方案与方案二相比，方案更加简单，且所用的器件更少。

方案用液晶显示器来作为显示模块，而方案二采用八段数码管。

液晶显示器比数码管更贵，且对其进行编程控制也更难。

数码管显示更加直观，控制也更容易。

在方案中选择霍尔传感器来实现信号的采集，但霍尔传感器的成本较高。

在方案二中选择用个按键来代替，单片机外部信号霍尔传感器报警部分速度显示里程显示单片机控制系统报警部分键盘脉冲信号显示电路第页当按键按下时就开始采集信号，当第二次按下按键时就停止采集信号。

这样即降低了成本同时也更方便对先好进行采集。

综合以上所述，我们决定选择方案二作为本次课程设计的方案。

单元模块设计本节主要介绍系统各单元模块的具体功能电路结构工作原理以及各个单元模块之间的联接关系同时本节也会对相关电路中的参数计算元器件选择以及核心器件进行必要说明。

第页各单元模块功能介绍及电路设计供电电路电源总是电路设计不可缺少的部分，本次设计采用了电源供电。

接口可以向外提供电源，且是的电压，非常适合于信号的系统，特别是单片机系统。

可以使用这个电源为供电，这样便减少了电源设计，简化了系统结构。

在总线系统中，主机和集线器可以通过和两根电源线向外提供电源，电源般。

协议中规定，每个端口最大数据电流为。

端口具有高输出功率和低输出功率之分，同样，设备可以按照电流的消耗分为高功率消耗设备和低功率消耗设备。

高功率消耗设备般需要的电流，低功率消耗设备般需的电流。

电路图如图所示。

新建文件夹接口供电电路按键电路键盘在单片机应用系统中，实现输入数据传送命令的功能，是人工干预的主要手段。

键盘是单片机系统设计中种主要的信息输入接口，合理的设计，不仅可以节省系统的设计成本，更可使仪器设备的操作变得更为简单方便，很大程度上提高系统综合性能。

本次设计中通过按键来更改自行车车轮半径，并控制显示自行的车里程和平均速度。

电路图如图所示。

图供电电路第页新建文件夹按键电路蜂鸣器显示电路显示模块可以采用液晶显示器或者数码管显示器，但数码管具有低功耗，容易控制，占用资源少这些优点，考虑到成本原因，选择了位的七段数码管显示已经完全足够。

电路图如图所示。

新建文件夹显示电路串口下载电路串行通信是指使用条数据线，将数据位位地依次传输，每位数据占据个固定的时间长度。

其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别使用于计算机与计算机计算机与外设之间的远距离通信。

单片机的串行通信可用于与计算机之间传送数据，般采用接口，但是由于电平和电平不兼容，所以两者对接时，必须进行电平转换，其原理图如图。

与电平转换最常用的芯片有和，各厂家生产的此类芯片虽然不同，但原理都样。

在本次设计选用的是美国公司的芯片，引脚如图，由此构成程序下载电路，以便调图按键电路图显示电路第页试烧写程序。

它是双工发送器接收器接口电路芯片，由于芯片内部有自升压的电平倍增电路，将转换成，满足标准对逻辑和逻辑的电平要求，工作时仅需要单的电源。

新建文件夹显示电路串口下载电路复位电路复位是单片机的初始化操作，它是由外部的复位电路来实现，只需给单片机的复位引脚加上大于个机器周期的高电平就可使其复位。

电路图如图所示。

新建文件夹复位电路显示电路串口下载电路晶振电路晶振电路用于产生单片机工作时所需的时钟控制信号。

通过单片机的引脚，跨接石英晶体振荡器和微调电容，构成个稳定的自激振荡器。

时钟频率直接影响单片机的速度，晶振电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。

晶振电路电路图如图所示。

图串口下载电路图复位电路第页新建文件夹晶振电路电路参数的计算及元器件的选择供电电路供电电路选用了个发光二极管，个按键，个的电解电容和个的电阻组成。

按键电路按键电路用了个的电阻和个按键构成。

显示电路显示电路是个位的七段数码管。

串口下载电路串口下载电路用于串口通信，选用了芯片，个串口个电解电容，个无极电容。

电阻值选和，个电容为，电解电容为。

复位电路复位电路用于单片机复位，是单片机的初始化操作。

选用了个的电解电容，个的电阻，个的电阻和个按键。

晶振电路晶振电路选用了个石英晶体振荡器和个的微调电容。

特殊器件介绍单片机如图所示，该图为的引脚图。

使用单片机，对于单片机的选择，可以考虑与系列，由于没有内部，系统又需要大量内存存储数据，因而不适用。

是美国公司生产的低功耗高性能位单片，片内含的可反复擦写的只读程序存储器和的随机存取数据存储器，器件采用公司的高密度非易失性存储技术生产，兼容标准指令系统，片内置通用位中央处理器和存储单元，功能强大的图晶振电路第页单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。

有个引脚，个外部双向输入输出端口，同时内含个外中断口，个位可编程定时计数器，个全双工串行通信口，个读写口线，可以按照常规方法进行编程，但不可以在线编程系列的才支持在线编程。

其将通用的微处理器和存储器结合在起，特别是可反复擦写的存储器可有效地降低开发成本。

新建文件夹数码管如图所示，为数码管引脚图。

这类数码管可以分为共阳极与共阴极两种，共阳极就是把所有的阳极连接到共同接点，而每个的阴极分别为及小数点。

个数码管共用这根数据线，作为段码线，为人们的使用提供了方便，因为里面有个数码管，所以它有四个公共端，加上，共有个引脚。

数码管使用条件段及小数点上加限流电阻使用电压段根据发光颜色决定，小数点根据发光颜色决定使用电流静态总电流每段，动态平均电流，峰值电流。

图的引脚图第页新建文件夹芯片如图所示，该图为芯片引脚图。

芯片是专门为电脑的标准串口设计的单电源电平转换芯片，实用单电源供电。

数据从输入转换成数据从送到电脑插头，插头的数据从输入转换成数据后从输出。

其主要特点有符合所有的技术标准只需要单电源供电片载电荷汞具有升压电压极性反