51单片机速度里程表.docx
《51单片机速度里程表.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《51单片机速度里程表.docx（101页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
51单片机速度里程表
防灾科技学院
毕业设计
题 目
基于单片机的智能速度里程表的设计
学生
吴建胜
学 号
105031305
系别
防灾仪器系
专业
电气工程与其自动化
班 级
1050313
开题时间
2013年11月29日
辩论时间
2014年6月8日
指导教师
敬松
职称
副教授
基于单片机的智能速度里程表的设计
作者吴建胜
指导教师敬松
摘要行车里程表广泛应用于各类机车，虽然以前的机械里程表稳定可靠，然而功能单一，且易受磨损。
随着微电子技术的快速开展，数字行车里程表得到了广泛应用，现在不少轿车的仪表已经逐渐使用数字车速里程表。
本文介绍一种基于单片机的智能里程表，该里程表是一种数字式仪表，不但可以显示机车的车速和行驶的总里程，而且可以显示阶段里程，还能显示温度和时间，同时具有超速报警功能。
本设计采用A3144e霍尔传感器，通过单片机处理数据计算出机车的车速和里程，再由LCD显示器显示出来。
关键词：
里程表;单片机;霍尔传感器;测速
Abstract:
Odometeriswidelyappliedinallkindsofmotorcycle.Themechanicalodometerissimpleandreliable,but function of a singleandvulnerable to wear.Asthe evolution of electronic technology,electronic speedometerwidelyusedintheprivatecar.Thispaperintroducesamicro-controllerbased smart speedometer.The table is a digital meter,the total mileage of thevehicle speed and drivingcannotonlyreal-timedisplaycanalsodisplaythespeedalarmfunction.UsingtheHallsensorA3144E,bymicro-controllerrecordanddealwiththisleveltheamountofchangewecanknowthespeedandmileage,thesedatawilldisplaybyLCD.
Keywords:
speedometer;SCM;Hallsensor;tachometer
................................................................................................8
.........................................................................................................9
键盘单元....................................................................................................................10
显示单元....................................................................................................................11
报警电路....................................................................................................................12
......................................................................................................12
引言
随着现代交通工具的普与，人们使用不同手段外出的机会逐渐增多，像单车，摩托，轿车，公共交通等。
然而这些各不一样的交通工具由于应用场合和自身结构设计的不同产生了各种各样的车速里程表，即使同一种类的交通工具也因测速方法和生产厂家的不同产生了不同型号的车速里程表。
种类繁多的行车里程表，不仅减小了里程表的适用围，降低了器件的通用性，更给这些交通工具的维护更换带来不小困难，而且由于量产规模的减小增加了单个里程表的价格。
同时市场上销售的很多里程表功能单一，无法满足不同用户对单里程、总里程、超速报警等各种功能的需求。
在这种背景下，这次毕设希望通过设计出一种精度高、可靠性高、价格适宜、功能丰富且应用围广的里程表，以此改善这种局面。
在本毕设中，利用安装在汽车转轴上的磁铁，在汽车行驶中，磁铁随着车轮做圆周运动，从而使霍尔元件产生脉冲，这些脉冲可由单片机外中断INT0记录，再通过相关公式计算得到车速与里程信息，用一个LCD1602显示，从而得到车速和里程等信息。
在里程信息的存储功能上，采用了广泛使用的串行EEPROM芯片AT24C02，每隔将芯片的里程信息更新一次，掉电情况下也不会丢失数据。
本作品可以安装于不同类型不同型号的交通工具上，通过按键调整周长值，就可以准确测量。
通过按下相应按键，就可以实现显示单里程、总里程、温度时间、报警时速、车轮周长等功能。
通过测试，本作品完全实现了设计要求，LCD1602显示出来的各值同理论值相比误差在1%以。
由于结构简单，并采用低价芯片，因此本钱较低。
如果合理开发使用该里程表，是有一定价值的。
1.系统概述
1.1系统原理介绍
系统主要有七局部组成：
霍尔A3144E传感器、STC89C52RC单片机、独立键盘、LCD1602显示器、EEPROM芯片AT24C02、DS18B20温度传感器、DS1302时钟芯片。
系统图如图
图系统结构图
本毕设测量时速与里程的原理如〔图1.2〕。
图1.2测速原理图
如如下图，装在轮上的圆形磁铁在随车轮而做圆周运动，霍尔传感器便处于一个强弱变化的磁场中，当磁铁远离霍尔元件时，A3144第三脚输出5V电平，当磁铁南极靠近A3144时，输出0V电平，由此产生脉冲。
由上述分析可知，在车轮转动一圈中，霍尔电路只能导通一次，即输出一个脉冲。
如果知道车轮的周长，利用单片机记录假设干时间脉冲变化的次数，然后就可以算出汽车的车速和所行使的里程了，计算如下：
设汽车单位时间车轮转动圈数为num
汽车单位时间行驶路程为mile（m）
汽车车速为speed（km/h）
汽车车轮周长为cricle（m）
mile=num*cricle；（式1.1）
speed=num*cricle*3600/1000；（式1.2）
用外中断INT0做为计数器，定时器T0定时一秒钟，当一秒钟到了以后，在相应程序中计算出车速送到LCD显示并将行驶的里程送到存储器中存储。
1.2系统和按键的功能
本设计可以实现如下功能：
1实时显示车速。
每两秒钟更新一次车速。
2显示自安装使用以来车辆行驶的总里程。
为车辆的定期保养维护和零部件更换提供依据。
3显示自系统上电到任意时刻的单个路程的里程。
用户可以了解单次行驶的里程。
4可以显示驾驶环境的温度。
5不同车速的报警。
可以通过相关按钮调整报警速度值，围是：
0~250km/h。
6过相关按键改变车轮周长。
调节围是：
0~250厘米
7显示时间，并且可以用按键调整时间值。
这些不同的显示值和各值的调整是通过七独立按键来实现的，现将其表示如下：
Key1:
复位按钮。
Key2：
短按Key1键，单次里程清零；长按Key1键（约8秒），总里程清零。
Key3：
按一次Key2键，显示速度和单次里程；按两下Key2键，显示时间和温度；
按三次Key2键，显示车轮周长和报警速度值；按四下Key2键，返回初始
状态，显示速度和总里程，再按以此循环。
Key4：
显示时间和温度时，按一下Key3键，时间秒值可以调整，按两次Key3
键，时间分值可以调整，以此类推。
当显示车轮周长和报警速度值，按一下
Key3键，可以调整车轮周长，按两下Key3键，可以调整报警速度值，再按
以此循环。
Key5：
当时间、车轮周长和报警速度值可以调整时，按一次Key4键，相应值加一。
Key6:
当时间、车轮周长和报警速度值可以调整时，按一次Key5键，相应值减一。
Key7:
按一次背光亮，按两次循环显示，按三次背光灭，按四次停止循环显示，再按以此循环。
相关参数和应用围
各参数和测量围如下：
总里程:
0~999999km；
单里程：
0~999km；
温度：
-55~125摄氏度
车速：
本产品对于不同对象需使用不同的安装方法，实际应用时，还需要进一步的开发。
考虑到本产品造价低，测速环境要求稍高，在健身设备、自行车、摩托车等震动小且系统结构简单的设备上安装较有前景。
2硬件设计
单片机与时钟复位电路
C单片机介绍
在这次设计使用的单片机芯片是STC公司的型单片机，其中字符表示的意义如下：
STC—前缀，表示STC公司的产品；
8—表示芯片是8051核芯片；
9—表示部含FlashEEPROM存储器；
C—表示器件是S产品；
5—固定不变值；
2—表示能存储8KB的程序。
RC—STC单片机部RAM为512B；
40—表示支持最高为40MHz的晶振；
I—表示工业级产品，温度围：
-40~+85℃；
PDIP—产品封装类型，双列直插，间距；
1412—表示芯片生产日期是14年第12周；
C1G22.9C—此标号为芯片制造或处理工艺。
其芯片引脚和实际图像如图：
图芯片引脚图
STC89C52RC引脚〔见图〕主要分为三类：
1.电源和晶振引脚，如VCC、GND、XTAL1、XTAL2
2.功能控制引脚，如RST、PSEN、ALE/PROG、EA/Vpp
3.I/O口，如P0、P1、P2、P3，四组八位I/O口
XTAL1〔19脚〕、XTAL2〔18脚〕外接晶振引脚。
RST〔9脚〕复位引脚。
PSEN〔29脚〕默认即可，不需要接器件或电源。
EA/Vpp（31脚）一般接2K上拉电阻即可。
P0，P1，P2，P3为I/O口，功能各有其别。
STC89C52RC功能强大，价格低廉，可靠耐用，拥有很强的功能。
这为其应用于各行业设记带来方便。
图2.2单片机引脚编号
时钟复位电路
复位电路由两个电阻一个电容和一个点动按钮构成，当按下该按钮时，STC89C52RC第九脚RST变为高电平，只要高电平持续两个时钟周期以上，即可使单片机复位。
构建复位电路时要合理选择电容电阻的大小。
时钟电路由一个12MHz的晶振和两个33PF的电容组成，晶振要尽可能靠近18、19引脚，并且连接线要尽可能短，详细接法〔见图与〕。
图复位电路
图晶振电路
测速传感器
传感器的选择
1.红外对管。
红外对管需要分别安装在车轮两侧，当车轮转动时，辐条会阻挡红外对管的光路，接收管输出低电平，单片机根据此信号可计算里程、速度等。
红外对管的优点是测量精度高，缺点是安装比拟复杂和容易受外来光线、灰尘等的影响。
2.开关型霍尔传感器。
霍尔3144是利用霍尔效应把强弱交替的磁信
升级会员 