测试课程设计--自行车里程测量仪.docVIP

目 录 一、设计背景及目的 2 二、设计任务和要求 3 2.1设计任务 3 2.2设计方案 3 2.2.1控制器选择 3 2.2.2显示器的选择 3 2.2.3传感器的选择 4 三、系统的概述 4 3.1工作原理 5 3.1.1系统的硬件设计 5 3.1.2信号预处理电路 6 3.2 E2ROM AT24C02的应用 7 3.3显示模块 8 3.4系统的软件设计 9 3.4.1软件设计概述 9 3.4.2 软件程序 9 四、结论 21 五、改进及不足之处 21 六、设计心得体会 22 参考文献 23 课程设计作品：自行车里程测量仪 一、设计背景及目的 我国是一个人口大国，随着人们生活水平的逐渐提高，人们对生活性能的要求也日益增加。随着人们的环保意识的增强，自行车减少噪声污染等优点，从保护环境和经济条件许可等因素综合来看，自行车目前乃至今后都有着广阔的发展空间。的里程表设计以单片机和光电传感器为核心。传感器将，使得电动自行车的里程数据能直观的显示给使用者。CPU（中央处理器），存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要与适当的软件及外部设备相结合，便可以成为一个单片机控制系统。单片机因为其体积小、功能强，可靠性高，灵活方便等优点，所以可以用于各个领域，对各行各业的技术改造和产品更新换代起到重要的推动作用。 2.2.2显示器的选择 极低的工作电压，只要2V-3V即可工作，而工作电流仅几个微安即每个显示字符只有几个微安。一个小小的钮扣电池也可以用一两年，这是其他任何显示器件无法比拟的。在工作电压和功耗上液晶显示正好与大规模的集成电路的发展相适应。液晶显示器件的基本结构是由两片玻璃基板制成的薄形盒。这种结构最利于用作显示窗口，而且它可以在有限的面积上容纳最大量的显示内容，显示内容的利用率最高。这种结构还便于大批量、自动化生产。液晶材料是有机高分子合成材料，具有极高的纯度，其他材料也都是高纯物质，在极净化的条件下制成，液晶的驱动电压又很低，驱动电流更是很微小，这种器件的劣化几乎没有，寿命很长。 2.2.3传感器的选择 光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。本系统由信号预处理电路、单片机430G2553、系统化LD显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形。对待测信号进行放大的目的是降低对待测信号的幅度要求；波形变换和波形整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机相连的TTL信号；通过单片机的设置可使内部定时器T1对脉冲输入引脚T0进行控制，这样能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数系统的原理框图如图所示, 在闸门时间内计数输入的脉冲个数。使用单片机进行自行车里程的测量, 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,即可获得里程信息。该设计能实时地将所测的累计里程数显示出来，考虑到信号的衰减、干扰等影响，在信号送入单片机前应对其进行放大整形，然后通过单片机计算出里程，再将所得的数据存储到串口数据存储器，并由LCD显示模块显示所测里程。本设计的速度和里程值采用8位显示，并包含两个小数位。 3.1.1系统的硬件设计 本设计采用了ST1101红外光电传感器，进行非接触式检测。当有物体挡在红外光电发光二极管和高灵敏度的光电晶体管之间时，传感器将会输出一个低电平，而当没有物体挡在中间时则输出为高电平，从而形成一个脉冲。该系统在自行车后轮的轴处保持着与轮子旋转切面平行的方向延伸附加一个铝盘，在这个铝盘的边沿处挖出若干个圆形过孔，把传感器的检测部分放在圆孔的圆心位置。每当铝盘随着后轮旋转的时候，传感器将向外输出若干个脉冲。把这些脉冲通过一系列的波形整形成单片机可以识别的TTL电平，即可算出轮子即时的转速。铝盘的圆孔的个数决定了测量的精度，个数越多，精度越高，而自行车所需记录的里程远大于车轮转一圈所走的路程，故只需要在铝盘上打两个过孔就可以满足精度。本设计在铝盘过孔的设计上采用2个过孔，从而车轮每转过一圈，便会产生两个脉冲。这样在以后的软件设计中能够较为方便的计算出里程。 3.1.2信号预处理电路 信号预处理电路 系统的信号预处理电路由二级电路构成，第一级是由开关三极管组成的零偏置放大器，采用开关三极管可以保证放大器具有良好的高频响应。当输入信号为零或负电压时，三极管截止，电路输出高电平；而当输入信号为正电压时，三极管导通，此时输出电压随着输入电压的上升而下降，这使得速度里程表既可以测量任意方波信号的频率，也可以测量正