基于单片机的自行车测速仪答辩.ppt

1.2系统的开发目的和意义 转速是工程中应用非常广泛的一个参数，其测量方法较多，随着大规模及超大规模集成电路的发展，全数字测量仪器越来越普及，其转速测量仪器也可以用全数字化处理。在测量范围和测量精度方面都有很大提高。 本设计以单片机为中心，设计全数字化测速仪器，这在工业控制和民用电器中都有较高的使用价值。本设计利用AT89C52单片机设计一种全数字化测速仪器，并从实际角度出发，为今后的实际使用提供参考。 总之，转速测量仪器的研究是一个非常有意义的课题。 * * 基于单片机的自行车测仪的设计 第一章 绪论 1.1系统开发背景 自行车功能单一，没有任何的电子设备，不像摩托车和汽车。我们可以知道机动车工的行驶速度，里程，发动机转速和温度，甚至还可以知道轮子是否打滑。自行车不能获知一些行车状态的信息，使用起来有时会觉得美中不足。 本文从最贴近人们生活出发，旨在解决人们使用自行车时无法获取行车状态的问题，尝试设计一款低成本多功能的里程表，它集平均速度，温度，显示当前时间，里程于一身。考虑到自行车的使用人群涵盖了所有年龄段，所以经济性、易操作性、易安装性也是本作品的一大特点。 第二章 系统方案论证与选择 2.1方案论证 要测速，首先要解决是采样的问题。在使用模拟技术制作测速表时，常用测速发电机的方法即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。 在本方案中，测量转速的霍尔传感器固定在自行车上，被测磁钢固定在车轴上，在车子行驶过程中，车轮带动被测磁钢旋转，当霍尔传感器检测到磁钢时输出电压产生变化，经单片机处理后，在LCD上显示出来。 2.2 测速装置的比较与选择 1．光电开关具有体积小，高可靠性，抗干扰，分辨率高，响应速度快，使用寿命长等优点。但其透镜容易受到粉尘和油污的污染，因此在恶劣环境下使用，必须采取保护措施。 2．光电编码器具有结构简单，计算精度高，寿命长，多类型等优点。在国内外受到推广，在速度等方面应用广泛，但其成本相对较高。 3．红外对管。把红外对管分别安装在自行车车轮的两侧，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，缺点是安装比较复杂和容易受外来光线、灰尘等的影响。 4．干簧管。干簧管是一种磁敏的有触点无源电子开关元件，应用在里程表上的原理与开关型霍尔传感器类似。干簧管的优点是成本低廉和安装简易，缺点是比较脆弱和不够稳定。 5．开关型霍尔传感器。霍尔传感器是利用霍尔效应把磁输入信号转换成电信号的器件。把开关型霍尔传感器安装在自行车贴近车轮的支架上，磁钢安装在辐条上，当磁钢靠近霍尔传感器的时候，传感器输出一个无抖动的低电平，单片机根据此信号可计算里程、速度等。霍尔传感器的优点是稳定和安装简易，缺点是成本相对较高。 通过比较，霍尔传感器更适用于本设计，故选用其做为本设计的测速装置。 第三章 工作原理 3.1 平均速度计算原理 自行车速度检测的原理是在自行车前轮叉上安装一个霍尔传感器，靠近前轮叉的前轮上安装一个永久性磁钢。在车子行进的过程中，轮子不停的转动，当磁钢经过霍尔传感器时，产生中断，这时计数器的值加1，在一个特定的时间T内进行速度计算，设一个计数值N，接收信号中断一次N就加1，在时间T内产生信号中断几次N的值就为多少。这样就可计算出时间T内的平均速度。如公式2-1所示。 V=2ΠRN/T （2-1） 为自行车车轮周长，T为自行车行驶时间，N为自行车车轮转动圈数。于T为常数，程序只要检测N即可。 3.2 里程计算原理 设里程为S，刚开始使用时S1=0。在一个特定的时间T内进行里程计算和刷新，S0为一个周期内刷新的里程。程序只要检测计数值N即可计算出里程。如公式2-2和2-3。 S0=2πRN （2-2） S=S1+S0 （2-3） 3.2系统结构图 自 行 车 测 速 仪 控 制 系 统 霍尔传感器 温度传感器 时钟芯片 LCD显示 按键 3.4 系统硬件框图 AT89C52 P0.0~P0.7