精品-基于单片机的自行车里程表的设计.pdfVIP

设计分析 · 基于单片机的自行车里程表的设计 郝敏钗(石家庄职业技术学院电气电子工程系，河北 石家庄 050081) 摘 要本文以单片机为核心计一种的自行车里程速度表，里程和速度显示可进行切换，采用三位数码管显示；最大可显示里程为99.9km，显 示最高速度可为99.9km/h。该里程速度表也可以用在电动自行车和速度不超过100km/h的摩托车上。 关键词：单片机；里程表；传感器；自行车 自行车锻炼的好处是不限时间、不限速度。骑自行车不但 可以减肥，而且还可使身材匀称。由于自行车运动是需要大量 氧气的运动，所以还可以强化心脏功能。同时还能防止高血压， 有时比药物更有效。踩自行车压缩血管，使得血液循环加速，大 脑摄入更多的氧气，再加上吸入大量新鲜空气，会觉得脑筋更 清楚。骑在车上，你会感觉十分自由且畅快无比。如果在自行车 上加装一个里程速度表，就可以知道自己骑车的速度和行程， 从而很好地控制运动量。 1 自行车里程表的设计 图1 整体设计框图 自行车里程表用指针指示车辆行驶的瞬时车速，用机械计 序、延时子程序等模块组成。主程序主要完成程序初始化和键 数器记录车辆行驶的累计里程。用软轴驱动的传统车速里程表 盘处理，外部中断朋及务程序由测量、计算、读数等部分组成， 存在着很多的缺陷，因为软轴在高速旋转时，由于受钢丝交变 TO中断服务程序由计时、动态扫描显示、自行车停车判断等部 应力极限的限制而容易断裂，同时，软轴布置过长会出现形变 分组成。从P3.4口输人的脉冲信号作为外中断0的中断请求信 过大或运动迟滞等现象，而且，对于不同的车型，转速里程表 号，采用沿触发方式。在测量速度时，由于车轮转动脉冲信号的 的安装位置也会受到软轴长度及弯曲度的限制。本文利用霍尔 频率很低，不适宜使用计数的方式进行测量，所以采用测脉冲 型非接触式转速传感器对里程进行测量。将霍尔元件安装在车 周期的方法进行测量，用脉冲信号系统来控制计时信号，通过 前叉的一侧，在轮圈侧面贴一个磁片。当磁片经过霍尔元件时， 计时数计算出脉冲周期，用车轮的周长除以周期便可得到自行 霍尔元件输出端会产生脉冲输出，单片机根据脉冲数计算里 车的行驶速度。在测量里程时，用脉冲信号个数乘以车轮的周 程。而如果光敏电阻的话，光敏电阻对光特别敏感，当白天行驶 长便可获得行驶里程。需要说明的是：脉冲信号周期和个数是 时，外界光源将导致光敏电阻发出错误信号；光敏电阻对环境 同时测量的，要做的只是用按钮开关S1切换显示。定时器TO的 的要求相当高，如果光敏电阻或发光二极管被泥沙或灰尘所覆 中断定时时间为5ms，每中断一次计时变量n加1，因此n的单位 盖，光敏电阻就不能再进行准确测量；在雾天和雨天光敏电阻 为5ms。例如：自行车车轮转一周对应的n值为100，则对应的时 的测量的效果也不好。而编码器必须安装在车轴上，安装较为 间为0.5s，由此可得自行车的速度为14.9km/li。如果n的值达到 复杂，这样就会给用户带来很多不便。而霍尔元件不但不受天 1000，即5秒钟仍没有发生外部中断，即表示自行车没有前进，n 气的影响，即使被泥沙或灰尘覆盖对测量也不会有影响。而且 也被清零，速度显示为0。读数采用三位显示，TO中断一次显示 安装方便，不受光线、泥水等因素影响的优点。 一位数，中断3次就可以刷新一次数据，即巧ms刷新一次数据。 设计的总体思路假定轮圈的周长为L，在轮圈上安装m个永 3 安装与调试 久磁铁，则测得的里程值最大误差为L/m。取m=1。当轮子每转 传感器的安装与调试是一个关键。将它安装在前轮的位 一圈，通过开关型霍尔元件传感器采集到一个脉冲信号，并从