河南大学本科毕业生学士学位论文
编号：
河南大学2011届本科毕业论文
自行车里程速度计的设计
The Design Of The Bicycle trip /speed tester
论文作者姓名： 高兵
作 者 学 号： 070440055
所 在 学 院： 计算机与信息工程学院
所 学 专 业： 自动化
导师姓名职称： 肖兴达(副教授)
论文完成时间： 2011年5月20日
2011年5月20日
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目 录
摘 要 ................................................................. I Abstract ................................................................ II 第1章 绪 论 ............................................................ 1 1.1 课题研究的目的 .................................................... 1 1.2 课题的主要任务及内容 .............................................. 1 第2章 自行车里程速度计总体方案设计 ..................................... 2 2.1 任务分析与实现 .................................................... 2 2.2 自行车里程速度计硬件方案设计 ...................................... 2 2.2.1 整体方案论证 .................................................. 2 2.2.2 系统的组成 .................................................... 3 第3章 单片机AT89C51简介 ............................................... 4 3.1 单片机的组成和特点 ................................................ 4 3.2 AT89C51的主要特性和实物图 ......................................... 4 3.3 AT89C51的引脚功能介绍 ............................................. 6 3.4 单片机定时/计数功能介绍 ........................................... 8 第4章 测速传感器的选型 ................................................ 10 4.1 开关型霍尔传感器的工作原理 ....................................... 10 4.2 A44E集成开关型霍尔传感器介绍 ..................................... 11 4.3 传感器的检测原理和检测电路 ....................................... 12 第5章 整体硬件电路设计 ................................................ 13 5.1 单片机最小系统设计 ............................................... 13 5.1.1复位电路的设计 ................................................. 13 5.1.2 时钟晶振电路的设计 ............................................ 14 5.2 传感器检测电路的设计 ............................................. 16 5.3 电源电路的设计 ................................................... 17 5.4 键盘电路的设计 ................................................... 18 5.5 外部存储电路的设计 ............................................... 19 5.5.1 存储器CAT24WC32概述 ......................................... 19 5.5.2 CAT24WC32引脚功能介绍 ........................................ 20 5.5.3 I2C总线协议介绍 .............................................. 21 5.5.4 CAT24WC32和AT89C51的硬件连接设计 ............................ 23 5.6 显示电路的设计 .................................................... 23 5.6.1 EDM1190A的特点 ................................................ 24 5.6.2 主要技术参数 .................................................. 24 5.6.3 引脚介绍 ...................................................... 24 5.6.4 EDM1190A的数据传输原理 ....................................... 25 5.7 声光报警电路的设计 ............................................... 27
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第6章 软件设计 ........................................................ 29 6.1 软件设计概述 ..................................................... 29 6.2 主程序设计 ....................................................... 29 6.3 中断子程序的设计 ................................................. 31 6.4 键盘子程序的设计 ................................................. 32 6.4.1 功能选择键S1程序的设计 ....................................... 32 6.4.2 增加键S2程序的设计 .......................................... 32 6.4.3 减少键S3程序的设计 .......................................... 33 6.5 数据处理子程序的设计 ............................................. 34 6.5.1 速度计算子程序的设计 ......................................... 34 6.5.2 里程计算子程序的设计 ......................................... 35 6.6 显示子程序的设计 ................................................. 36 6.7 I2C协议下读/写E2PROM程序的设计 ................................. 36 结论与展望 .............................................................. 37 致 谢 ................................................................. 39 主要参考文献 ............................................................ 39 附 录 一 元器件清单 ..................................................... 40 附 录 二 系统原理图......................................................41 附 录 三 系统源程序 ..................................................... 42
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摘 要
目前自行车已成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选，尤其是对于用来锻炼的人们，自行车速度里程计让他们清楚地知道当前的速度、里程等物理量，更好的用于锻炼。本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车速度里程计设计。以 AT89C51 单片机为核心，A44E 霍尔传感器测转数，实现对自行车速度里程计测量统计。该速度里程计将传感器输入到单片机的脉冲信号的宽度实时地测量出来，然后通过单片机计算出速度和行程，再将所得的数据存储到串口数据存储器，采用CAT24WC32 实现在系统掉电的时候保存速度和行程信息，并由串口液晶显示模块实时显示出所测速度和行程。本设计介绍了自行车速度/里程测试仪的硬件电路和软件设计。硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。软件部分用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。
关键词：速度/里程；霍尔元件；单片机；LCD液晶显示
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Abstract
Now the bicycle has become the first choice of entertainmenting and exercising. Especially for people to exercise，The bicycle speed/trip can fulfill the basic need of people’s life, so that they can learn the speed and the mileage of the bicycle. In these paper, the bicycle speed/trip design based on the Hall element is elaborated. By AT89C51 as kernel, using A44E Hall element to measure revolution, the measure and statistic are achieved. The range informations are saved by CAT24WC32 when the power is off, the bicycle speed can be displayed on LCD. In this article, the hardware circuit and software design of bicycle speed/trip instrument are introduced in detail. About the hardware, the pulse number is transmitted of one cycle of the bicycle into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip
Microcomputer system is sent to display scream. About the software, in assemble language, the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware, common sub-program, and meet the demand of design.
Key words: speed/trip; Hall element; Single Chip Microcomputer; LCD
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