基于单片机的自行车测速系统设计与实现论文Word文档下载推荐.docx

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职称：

副教授

√

题目类型：

理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发

2014年5月20日

桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第65页

摘要

随着社会的进步发展和环保意识的增强，能够锻炼身体，且能环保出行的自行车成了大众的宠儿。

随自行车的快速发展，人们对自行车的功能要求也越来越高。

自行车测速仪通过测量并显示出行时的日期、时间、温度、速度和里程数，能够较好的满足人们对自行车的基本需求。

本设计通过分析自行车测速仪的原理，基于STC89C52单片机和C语言，设计和实现了一种自行车测速系统。

该系统主要包括单片机数据处理、电机测速、温度测量、时钟计时、显示数据、按键控制七大功能模块。

在系统实现中，硬件部分以STC89C52单片机为处理核心，用红外对管传感器将车轮的转数转换为电脉冲，进行处理后送入单片机，通过测量电机转的圈数，经过数据处理得到速度和路程数。

软件部分采用C语言进行编程，实现系统的控制与显示。

本系统的实现达到了预期的设计目标。

关键词：

自行车测速；

STC89C52单片机；

红外对管传感器；

C语言

Abstract

Withthedevelopmentofsocialprogressandenvironmentalprotectionconsciousness,canphysicalexercise,andgreentravlbicycle,becamethedarlingofthepublic.Withtherapiddevelopmentofbicycle,thebicyclefeaturespeopleareincreasinglyhighrequirements.Bicyclespeedometercandisplaythetraveldate,time,temperature,speedandmileagebymeasuring,tobettermepeople'

sbasicneedsforbicycle.

Thisdesignthroughtheanalysisofprinciplesofbicyclespeedometer,basedonSTC89C52singlechipandClanguage,designandimplementationofabicyclespeedsystem.ThesystemincludesaSCMdataprocessing,motorspeed,temperaturemeasurement,timing,datashows，keycontrolthatsevenmajorfunctionmodule.Inthesystemrealization,ThehardwarepartwithSTC89C52SCMascoreprocessor.Usingtheinfraredtubesensorwillwheelspeedisconvertedintoelectricalpulses,processedintothemicrocontroller.Bymeasuringthemotorcycles,afterdataprocessing,wecanknowthespeedanddistance.ThesoftwareusingClanguageprogramming,torealizethesystemcontrolanddisplay.Therealizationofthissystemreachestheexpecteddesigngoal.

Keywords:

BicycleTachometer;

STC89C52singlechipmicrocomputer;

Infraredtubesensor;

Clanguage

65

目录

引言 2

1设计要求 2

1.1毕业设计题目 2

1.2设计的主要功能 2

2工作原理和系统结构 3

3硬件设计 4

3.1系统总电路图 4

3.2单片机控制处理模块 4

3.3红外对管测速模块 8

3.4DS1302时钟芯片模块 10

3.5DS1302温度采集模块 12

3.6LCD显示模块 14

3.7电机驱动模块 15

3.8按键功能、供电和串口下载模块 15

4软件设计 18

4.1KeiluVision4软件介绍 18

4.2程序设计思想与开发环境 18

4.3主程序设计 19

4.4各个模块程序设计 19

4.4.1红外对管测速模块程序设计 19

4.4.2DS18B20温度测量模块程序设计 21

4.4.3DS1302时钟芯片模块程序设计 24

4.4.4LCD12864显示模块程序设计 27

5系统测试 28

5.1硬件调试 28

5.2软件调试 29

5.3对实际电路进行测试 29

6总结 31

致谢 32

参考文献：

33

附录 34

引言

自行车是传统产业，具有100多年的历史，由于环保以及交通的问题，自行车再度成为世界各国特别是发达国家居民喜爱的交通、健身工具。

在美国、欧洲、日韩等发达国家，自行车深受人们的喜爱，是一种比较普遍的运动、休闲和娱乐性产品。

每年全世界自行车需求量巨大，日本CYCLEPRESS的数据统计显示，全世界自行车需求规模保持在1.06亿台的水平，自行车年交易额约为50亿美元。

数据显示，世界自行车行业的重心正从传统的代步型交通工具向运动型、山地型、休闲型转变，随着自行车功能类型的转变和行业的需求日益增大，自行车的辅助功能配件市场也越来越火热[1]。

虽然自行车出行环保健康，但是也存在着许多安全隐患。

在骑自行车的过程中想要知道时间要看手表或者手机，骑车过程东张西望很容易发生交通事故，停车下来查看又不不能便利出行。

虽然自行车的车速没有机动车快，但是在一些特殊路况中也要安全减速。

在以往的自行车对于行驶的路程没有一个准确的数值，达不到一些以锻炼身体的目的的出行者的要求。

大众的需求和环境的变化促使了自行车辅助配件的诞生，自行车测速仪则很好的解决这些难题，本设计的自行车测测速仪不仅能简单明了的现实当前的时间日期，还能显示出当前的车速，为我们的安全出行带来了保障。

当车停下来还可以知道自己骑行的里程数，为自己锻炼身体提供了便利。

测速仪还能实时显示当前环境的温度，为我们的健康出行提供了有利参考。

自行车测速仪不仅为出行带来便利，也为安全出行提供了保障。

1设计要求

1.1毕业设计题目

自行车测速系统设计与实现

1.2设计的主要功能

本设计以STC89C52单片机为核心，用红外对管传感器和DS18B20温度传感器测量数据，使用DS1302作为时钟芯片，由LCD12864显示其数据，制作而成的一个自行车测速系统。

其主要的实现功能如下：

（1）实现自行车的测速功能，当自行车在行驶时，能显示自行车行驶的速度；

（2）测量当前的温度，自行车行驶过程中能实时显示当前环境的温度值；

（3）显示当前时间，自行车行驶过程中能显示当前的日期和时间；

（4）当自行车车停止行驶时，显示自行车总行驶的里程数。

2工作原理和系统结构

根据设计的要求自行车测速系统设计与实现[2]主要分为七大模块：

单片机控制处理模块、红外对管传感器检测模块、DS1302时钟芯片模块、DS18B20温度采集模块、电机驱动模块、LCD12864显示模块、按键控制模块。

系统结构如图2-1所示。

图2-1系统结构框图

（1）单片机控制处理模块

采用STC89C52单片机芯片作为本模块的控制处理核心[3]，主要负责对其他部分进行数据处理和控制;

（2）红外对管传感器检测模块

红外对管传感器将车轮的转数转换为电脉冲，然后将所测得数据送入单片机，通过测量电机转的圈数，经过数据处理得到当前速度和里程数；

（3）DS1302时钟芯片模块

DS1302可以对年、月、周、日、时、分、秒进行记时，具有闰年补时等多种功能，能让系统实时显示日期和时间;

（4）电机驱动模块

模仿自行车的车轮，用于红外对管传感器采集车轮转速;

（5）DS18B20温度采集模块

采用数字DS18B20的温度传感器负责测量当前室内空气的温度，并输送到单片机由其进行数据处理;

（6）LCD12864显示模块

LCD12864液晶屏显示单片机处理所得当前速度、时间、日期、温度、里程数的数据。

3硬件设计

3.1系统总电路图

系统总电路由STC89C52单片机[4]构成的单片机控制处理模块、红外对管传感器构成的测量电机转速模块、电机构成的模仿车轮转动模块、DS18B20构成的温度测量模块、DS1302构成的时间日期计数模块、串口下载模块和四个按键组成功能按键控制模块组成，系统总电路图如图3-1所示。

图3-1系统总电路图

3.2单片机控制处理模块

本设计控制和数据处理模块由STC89C52芯片构成，STC89C52单片机通用性强，可利用多种软件编程，不仅算术运算能力强，而且具有低功耗、高性能、I/0端口丰富、占用体积小、成本低廉等优点。

只要外部电源给电源部分提供+5电压供电，控制和数据处理模块就可以正常工作。

当单片机外接RE232DB9串口字母接口可连接电脑，可实现程序的下载支持在线调程序。

通过外接端口连接电路可实现对红外对管检测脉冲的计数，从而计算出电机转速和里程数，还具有时间日期显示、温度显示、控制数据检测与清零等众多功能。

单片机控制处理模块电路图如3-2所示。

图3-2单片机控制处理模块电路图

STC89C52是STC公司推出的一款低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，内核采用的是经典的MCS-51，而且做了许多优良的改进，在51单片机的基础上增添了许多实用功能。

其主要的功能和性能参数[5]如下：

（1）在51单片机内核基础增强，可以任意选择机器周期为6时钟或12时钟，所使用的指令代码适用于传统的51单片机；

（2）拥有8位CPU和在系统可编程Flash,8K字节Flash:

（3）内置4KBEEPROM,MAX810复位电路；

（4）32个通用I/O接口；

（5）共有T0/T1/T23个16位定时器

（6）4路外部中断；

（7）工作电压：

3.3V~5.5V

（8）工作频率：

0~40MHZ，实际可达48MHZ：

（9）工作温度：

-40°

C~+85°

C

（10）内部存储空间为：

512B