基于单片机的自行车速度里程表设计1
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资料介绍：
摘要：
给出了以AT89C2051为核心,利用单片机的运算和控制功能,并采用串口液晶显示模块实时显示所测速度和里程的速度里程表设计方案。该方案由于使用了串口液晶显示模块和 E2PROM,以及高效快速算法,因而可在节约系统资源和简化程序设计的基础上保证测量精度和系统实时性。(优秀毕业设计网 www.2bysj.cn)
关键词：
速度里程测量；单片机；串行液晶显示；串行数据存储；实时数据处理
设计一个自行车里程/速度表，以单片机AT89C51为核心，实现实时测量并实时显示自行车行驶过程中的两项运动参数：速度和里程。课题的具体要求如下：
1、 总体方案的设计及论证。
2、 系统的基本结构及性能。
3、 硬件电路设计，包括：单片机系统电路、电源电路、测量电路、功能选择电路和显示电路等。
4、 软件程序设计，包括:主程序设计、中断服务子程序、显示控制子程序和采样子程序等。
5、 功能选择后启动测量，单片机实时采集，处理后显示。
6、 速度和里程值可单独显示，测量值误差小于1%。超速行驶（设置限速参数）时，能自动发出声光报警。
7、 毕业设计小结。
系统组成
本速度里程表由信号预处理电路、AT89C2051单片机、报警蜂鸣器、监测传感器、掉电检测电路，串口液晶显示电路、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。系统硬件框图如图1所示。信号预处理电路中的放大器用于对待测信号进行放大，以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接口的TTL信号；通过单片机的设置可使INT0引脚能够对内部定时器T0的工作进行控制，这样能精确地测出加到INT0引脚的正脉冲宽度(即测出脉冲信号的周期)；速度显示部分采用串口液晶显示模块，所得的数据采用I2C总线，并通过E2PROM来存储，因而节省了所需单片机的口线和外围器件，同时也简化了显示部分的软件编程。
系统软件包括单片机和液晶模块的初始化模块、液晶模块的写数据/命令子模块、周期测量模块、速度里程计算模块、数据存储模块、速度和里程显示数据转BCD码模块、显示数据消多余零模块、数据显示模块以及实时中断服务模块等。
系统工作原理
该设计能实时地将所测的速度显示出来，同时也能够累计显示总里程数。该速度里程表能将传感器输入到单片机的脉冲信号的宽度(传感器将车速转变成相应宽度的脉冲信号)实时地测量出来，然后通过单片机计算出速度和里程，再将所得的数据存储到串口数据存储器，并由串口液晶显示模块实时显示出所测速度。
本设计用两个按键来控制显示速度或里程。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，然后再输入到单片机进行测速。单片机利用定时器T0的控制功能测出输入信号的周期后，再利用单片机的算术运算功能将周期转换成速度，同时每秒钟进行一次里程累计，从而计算出总里程。最后将得出的速度、里程值存储在E2PROM中，并根据两个按键的选择情况来显示速度或里程。为了方便计算要显示数据值的段码，可再将其转换成压缩的BCD码，然后通过查表将要显示的数据值中每一位的压缩BCD码转换成8段码送到显示缓冲区，最后经串口送至液晶显示模块以显示所测的速度或里程。
设计时，应综合考虑测速精度和系统反应时间。本设计用测量脉冲频率来计算速度，因而具有较高的测速精度。为了保证系统的实时性，系统的速度转换模块和显示数据转BCD码模块都采用快速算法。另外，还应尽量保证其它子模块在编程时的通用性和高效性。本设计的速度和里程值采用8位显示，并包含两个小数位。
1 引言 18
2 方案比较、设计与论证 19
2.1 方案一 19
2.2方案二 19
3 电源模块的设计 20
4 系统概述 21
4.1系统组成 21
4.2系统工作原理 21
5 系统硬件设计 22
5.1 数据采集模块 22
5.2信号预处理电路 23
5.3数据处理模块 23
5.4单片机的选择 24
5.5 LCD液晶显示电路 27
5.5.1 LCM0825特点及功用 28
5.5.2 引脚说明 28
5.5.3 接口应用方块图 29
5.6 数据存储电路 30
5.6.1液晶显示接口电路 30
5.6.2 24C02芯片介绍 30
5.7 数据显示电路 31
5.7.1 74LS164的引脚简介 32
5.7.2 74LS244简介 32
6软件设计 34
6.1 数据处理过程 34
6.2 系统软件框图 34
6.3 主程序设计 35
6.4 液晶显示子程序 36
6.4.1 液晶显示初始化 36
6.4.2 液晶显示流程图 37
6.4.3 液晶显示源程序 37
(优秀毕业设计网 www.2bysj.cn)
7 系统硬件调试与抗干扰设计 39
7.1 系统硬件调试 39
7.2 系统抗干扰设计 39
8 结束语 40
9 毕业设计总结 41
10 附录 42
11 参考文献 43
给出了以AT89C2051为核心,利用单片机的运算和控制功能,并采用串口液晶显示模块实时显示所测速度和里程的速度里程表设计方案。该方案由于使用了串口液晶显示模块和 E2PROM,以及高效快速算法,因而可在节约系统资源和简化程序设计的基础上保证测量精度和系统实时性。(优秀毕业设计网 www.2bysj.cn)
关键词：
速度里程测量；单片机；串行液晶显示；串行数据存储；实时数据处理
设计一个自行车里程/速度表，以单片机AT89C51为核心，实现实时测量并实时显示自行车行驶过程中的两项运动参数：速度和里程。课题的具体要求如下：
1、 总体方案的设计及论证。
2、 系统的基本结构及性能。
3、 硬件电路设计，包括：单片机系统电路、电源电路、测量电路、功能选择电路和显示电路等。
4、 软件程序设计，包括:主程序设计、中断服务子程序、显示控制子程序和采样子程序等。
5、 功能选择后启动测量，单片机实时采集，处理后显示。
6、 速度和里程值可单独显示，测量值误差小于1%。超速行驶（设置限速参数）时，能自动发出声光报警。
7、 毕业设计小结。
系统组成
本速度里程表由信号预处理电路、AT89C2051单片机、报警蜂鸣器、监测传感器、掉电检测电路，串口液晶显示电路、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。系统硬件框图如图1所示。信号预处理电路中的放大器用于对待测信号进行放大，以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接口的TTL信号；通过单片机的设置可使INT0引脚能够对内部定时器T0的工作进行控制，这样能精确地测出加到INT0引脚的正脉冲宽度(即测出脉冲信号的周期)；速度显示部分采用串口液晶显示模块，所得的数据采用I2C总线，并通过E2PROM来存储，因而节省了所需单片机的口线和外围器件，同时也简化了显示部分的软件编程。
系统软件包括单片机和液晶模块的初始化模块、液晶模块的写数据/命令子模块、周期测量模块、速度里程计算模块、数据存储模块、速度和里程显示数据转BCD码模块、显示数据消多余零模块、数据显示模块以及实时中断服务模块等。
系统工作原理
该设计能实时地将所测的速度显示出来，同时也能够累计显示总里程数。该速度里程表能将传感器输入到单片机的脉冲信号的宽度(传感器将车速转变成相应宽度的脉冲信号)实时地测量出来，然后通过单片机计算出速度和里程，再将所得的数据存储到串口数据存储器，并由串口液晶显示模块实时显示出所测速度。
本设计用两个按键来控制显示速度或里程。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，然后再输入到单片机进行测速。单片机利用定时器T0的控制功能测出输入信号的周期后，再利用单片机的算术运算功能将周期转换成速度，同时每秒钟进行一次里程累计，从而计算出总里程。最后将得出的速度、里程值存储在E2PROM中，并根据两个按键的选择情况来显示速度或里程。为了方便计算要显示数据值的段码，可再将其转换成压缩的BCD码，然后通过查表将要显示的数据值中每一位的压缩BCD码转换成8段码送到显示缓冲区，最后经串口送至液晶显示模块以显示所测的速度或里程。
设计时，应综合考虑测速精度和系统反应时间。本设计用测量脉冲频率来计算速度，因而具有较高的测速精度。为了保证系统的实时性，系统的速度转换模块和显示数据转BCD码模块都采用快速算法。另外，还应尽量保证其它子模块在编程时的通用性和高效性。本设计的速度和里程值采用8位显示，并包含两个小数位。
1 引言 18
2 方案比较、设计与论证 19
2.1 方案一 19
2.2方案二 19
3 电源模块的设计 20
4 系统概述 21
4.1系统组成 21
4.2系统工作原理 21
5 系统硬件设计 22
5.1 数据采集模块 22
5.2信号预处理电路 23
5.3数据处理模块 23
5.4单片机的选择 24
5.5 LCD液晶显示电路 27
5.5.1 LCM0825特点及功用 28
5.5.2 引脚说明 28
5.5.3 接口应用方块图 29
5.6 数据存储电路 30
5.6.1液晶显示接口电路 30
5.6.2 24C02芯片介绍 30
5.7 数据显示电路 31
5.7.1 74LS164的引脚简介 32
5.7.2 74LS244简介 32
6软件设计 34
6.1 数据处理过程 34
6.2 系统软件框图 34
6.3 主程序设计 35
6.4 液晶显示子程序 36
6.4.1 液晶显示初始化 36
6.4.2 液晶显示流程图 37
6.4.3 液晶显示源程序 37
(优秀毕业设计网 www.2bysj.cn)
7 系统硬件调试与抗干扰设计 39
7.1 系统硬件调试 39
7.2 系统抗干扰设计 39
8 结束语 40
9 毕业设计总结 41
10 附录 42
11 参考文献 43