自行车测速仪设计报告Word文档格式.docx

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Bicylespeedometer；

Hallsensors；

Angleaccelerationsensor；

目　　录

１　设计要求　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

２　设计方案　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

２.1　芯片的选择　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

２.2　霍尔传感器与单片机的通信　．．．．．．．．．．．．．．

２.3　12864液晶屏与单片机　．．．．．．．．．．．．．．．．．．

２.4　单片机与24C02　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

２.5　单片机与MMA7455　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

２.6　单片机下载程序　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

３　总体方案　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

３.１　工作原理　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

３.２　总体设计　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

４　系统硬件设计　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

４.１　STC89C52RC单片机最小系统　．．．．．．．．．．．．．

４.２　各部分电路电路图　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

４.３　整体电路　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

５　系统软件设计　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

５.１　主程序流程　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

参考文献　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

附录　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

１设计要求

1.1发光二极管模块在暗处自动点亮功能。

1.2利用霍尔传感器采集信号，由单片机处理后控制外围设备工作。

1.3利用单片机控制12864液晶屏显示。

1.4将指定的数据放入24C02中，达到断电不丢失的效果。

1.5用KeiluVision3编写C程序，利用单片机最小系统烧写程序到单片机。

1.6利用传感器模块计算倾角（坡度），由12864液晶显示。

２设计方案

2.1芯片的选择

自行车测速仪按系统功能实现要求,决定控制系统采用STC89C52RC单片机,采集信号的霍尔传感器采用A3144，保存信息的E^2PROM24C02，计算倾角的加速度倾角传感器MMA7455，用于显示的12864液晶。

2.2霍尔传感器与单片机之间的通信

将霍尔传感器的信号输出端和单片机的某一个I/O口相连（本板子中使用P2^3），通过检测P2^3电平的下降沿和上升沿来编写程序，以达到计数的功能。

2.312864液晶屏与单片机

将12864液晶屏按照其操作指南正确连接在电路中，编写程序，由单片机控制12864液晶显示各种数据。

2.4单片机与24C02

程序编写中，要求保存功能的按键按下时，总里程的数据写入到24C02芯片中，达到断电不丢失的功能。

将24C02按照操作手册正确连接到电路中，由单片机控制，当检查到按键按下时，执行程序：

经总里程数据写入24C02中，保存起来。

2.5单片机与MMA7455

此模块是用集成工艺制作好的商品。

按照操作手册正确连接到电路中，根据芯片资料和示例程序可以使其输出角度值，然后在12864中显示出来。

2.6单片机下载程序

利用单片机最小系统和串口（配合MAX232转电平芯片），借助STC下载器完成程序的烧写。

3总体方案

3.1工作原理

本实验主要是利用STC89C52RC、12864液晶、24C02E^2PROM、霍尔传感器和加速度倾角传感器来实现自行车测速功能。

3.2　设计总体框图

4系统硬件设计

4.1STC89C52RC单片机最小系统

4.1.1　最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。

4.2各部分电路

4.2.1主要控制部分（STC89C52RC）

4.2.212864液晶部分

4.2.324C02部分电路

4.2.4串口及MAX232部分

4.2.5倾角传感器MMA7455

4.2.6霍尔传感器部分

4.2.7发光二极管独立显示模块

4.3整体电路

5系统软件设计

主程序流程图

参考文献

[1]沈红卫《基于单片机结构的智能系统设计与实现》电子工业出版社

[2]黄惠媛《单片机原理与接口技术》海洋出版社

[3]周平伍云辉《单片机应用技术》电子科技大学出版社

[4]吴金戌沈金阳郭庭吉《8051单片机实践与应用》清华大学出版社

[5]黄正谨等《电子设计竞赛赛题解析》东南大学出版社

附录

程序：

/*************河北大学电信学院***********/

/*******************李炜*****************/

/***********自行车测速仪程序**************/

#include<

reg52.h>

intrins.h>

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

/**********液晶屏相关部分*****************/

#definelcd_portP0//液晶屏指令、数据通信接口

sbitrs=P2^7;

//液晶屏寄存器选择接口（rs=0时选择指令寄存器，rs=1时选择数据寄存器）

sbitrw=P2^6;

//液晶屏读写选择接口（rw=0时选择写入，rw=1时选择读出）

sbiten=P2^5;

//液晶屏使能接口（en=0时通信接口中断，en=1时通信接口接通）

sbitret=P2^4;

//液晶屏主复位引脚

/*********子函数部分*****************/

voiddelayms_lcd（uintms）;

//延时子函数,时间为1ms

voiddelay_n10_us（uintn）;

//10微秒延时函数（n*10us）

voidlcd_wr_command（ucharcom）;

//向液晶屏输入命令子函数

voidlcd_wr_data（uchardat）;

//向液晶屏输入数据单字节子函数

voidlcd_int（）;

//LCD初始化

voidpicture_show0（）;

//12864画面0

voidpicture_show1（）;

//12864画面1

voidpicture_show2（）;

//12864画面2

voidpicture_select（）;

//12864画面选择

voidkey_select（）;

//按键相关判断

voidinterrupt_set（）;

//中断函数参数设定

voidstart_24C02（）;

//24C02起始信号

voidwrite_one_char（ucharx）;

//写入一个字节

voidwait_ack（）;

//等待应答

ucharread_one_char（）;

//读出一个字节

voidstop_24C02（）;

//24C02终止信号

voidread_total_distance（）;

//读出24C02中数据并且赋值给total_distance

voidwrite_total_distance（）;

//写入24C02中total_distance数据

voidwrite_total_distance1（）;

voidforbid_data（）;

//限制所有变量的取值

/*********24C02相关部分****************/

sbitSCL=P1^5;

//串口时钟引脚

sbitSDA=P1^4;

//串口数据引脚

/**********相关数组部分***********/

ucharcodedata1[]="

欢迎使用"

;

ucharcodedata2[]="

自行车测速仪"

ucharcodedata3[]="

制作人"

ucharcodedata4[]="

李炜"

ucharcodedata5[]="

赵向辉"

ucharcodedata6[]="

总里程"

ucharcodedata7[]="

分里程"

ucharcodedata8[]="

速度"

ucharcodedata9[]="

加速度"

ucharcodedata10[]="

坡度"

ucharcodedata11[]="

卡路里"

ucharcodedata12[]="

请注意安全"

ucharcodedata_show[]="

0123456789"

;

/***********相关变量部分************/

uintnew_total_distance=0,old_total_distance=0;

//四位数据

uintnew_part_distance=0,old_part_distance=0;

//三位数据

uintold_speed=0,new_speed=0;

//两位数据

uintold_acceleration=0,new_acceleration=0;

uintold_ascent=0,new_ascent=0;

uintcalorie=0;

ucharold_j=0,new_j=0,part_flag=0,write_flag=0,show_flag=0,control_flag=0;

staticuinttime=0;

/*******按键相关**************/

sbitkey1=P1^0;

//页面上翻

sbitkey2=P1^1;

//手动保存

sbitkey3=P1^2;

//页面下翻

sbitkey4=P1^3;

//清除分里程数据

/*********霍尔传感器相关部分**********/

sbitA3145_OUT=P2^3;

/***********************************/

voidmain（）

{

read_total_distance（）;

lcd_int（）;

picture_show0（）;

delayms_lcd（2000）;

picture_show1（）;

picture_show2（）;

interrupt_set（）;

A3145_OUT=1;

while

（1）

{

key_select（）;

picture_select（）;

if（control_flag==0）

new_total_distance=new_part_distance;

if（show_flag==1）

{

if（old_j==1）

picture_show1（）;

if（old_j==2）

picture_show2（）;

}

if（part_flag==1）

while（A3145_OUT==0）;

ET0=0;

TR0=0;

new_speed=250/time;

new_acceleration=（new_speed-old_speed）*50/time;

time=0;

ET0=1;

TR0=1;

new_part_distance+=5;

calorie=（calorie+5）;

part_flag=0;

show_flag=1;

forbid_data（）;

}

}

/************限制所有变量的取值************/

voidforbid_data（）

if（（old_total_distance+new_total_distance）>

9999）

{

new_total_distance=old_total_distance=0;

if（new_part_distance>

999）

new_part_distance=0;

write_total_distance（）;

read_total_distance（）;

if（new_speed>

99）

new_speed=0;

if（new_acceleration>

new_acceleration=0;

if（calorie>

calorie=0;

/***********LCD显示画面0********************/

voidpicture_show0（）

{

uchari;

i=0;

lcd_wr_command（0x82）;

//设置液晶屏的显示位置

while（data1[i]!

=0）

lcd_wr_data（data1[i]）;

i++;

lcd_wr_command（0x91）;

while（data2[i]!

lcd_wr_data（data2[i]）;

lcd_wr_command（0x8A）;

while（data3[i]!

lcd_wr_data（data3[i]）;

lcd_wr_command（0x99）;

while（data4[i]!

lcd_wr_data（data4[i]）;

lcd_wr_command（0x9C）;

while（data5[i]!

lcd_wr_data（data5[i]）;

/**************LCD画面1********************/

voidpicture_show1（）

uchari,flag=0;

uinttemp;

i=0;

lcd_wr_command（0x81）;

while（data6[i]!

lcd_wr_data（data6[i]）;

i++;

lcd_wr_command（0x84）;

temp=（new_total_distance+old_total_distance）;

if（temp/1000==0）

lcd_wr_data（'

'

）;

else

lcd_wr_data（data_show[temp/1000]）;

//显示数据（字符）

flag=1;

temp%=1000;

if（（temp/100）!

=0||flag==1）

lcd_wr_data（data_show[temp/100]）;

else

temp%=100;

if（（temp/10）!

lcd_wr_data（data_show[temp/10]）;

temp%=10;

lcd_wr_data（data_show[temp]）;

lcd_wr_command（0x86）;

lcd_wr_data（'

m'

flag=0;

lcd_wr_command（0x91）;

while（data7[i]!

lcd_wr_data（data7[i]）;

lcd_wr_command（0x94）;

temp=new_part_distance;

if（temp/100==0）

lcd_wr_command（0x96）;

lcd_wr_command（0x89）;

while（data8[i]!

lcd_wr_data（data8[i]）;

lcd_wr_command（0x8B）;

temp=new_speed;

if（temp/10==0）

temp%=10;

lcd_wr_command（0x8C）;

/'

s'

old_speed=new_speed;

lcd_wr_command（0x99）;

while（data12[i]!

lcd_wr_data（data12[i]）;

/**************LCD画面2********************/

voidpicture_show2（）

i=0;

lcd_wr_command（0x81）;

while（data9[i]!

lcd_wr_data（data9[i]）;

temp=new_acceleration;

lcd_wr_data（data_show[temp/10]）;

lcd_wr_da