【摘 要】本文介绍的速度与里程表设计以单片机最小系统和霍尔传感器为核心。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用LED模块进行显示，使得电动自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。本系统由霍尔传感器、RC滤波电路、单片机AT89S51、系统化LED显示模块、数据存储电路和键盘控制组成。其中霍尔传感器包含信号放大和波形整形。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；设计中速度显示采用LED模块，通过速度换算得来的里程数采用I2C总线并通过E2PROM来存储，既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本文先对里程表设计当中所需设备作了详细介绍，对设计中存在的问题进行了说明；而后对硬件和软件部分的设计和实现作了认真的分析；然后给出了系统的建模过程及相应的系统模型，在此基础上进行了控制仿真，并对仿真效果进行了比较。本里程表的设计具有结构简单，成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。并且可进行扩充，加入时速表的功能，更加方便的了解你现在所处的情况。关键词：单片机最小系统，LED数码管，霍尔传感器，RC滤波器,EEPROM存储器Bicycle Mileage Count Table Abstract: This paper describes the design speed and Odometer to SCM system and the smallest Hall sensor at the core. Different speed sensor into different frequency pulse signal input to the microprocessor control and calculation adopt LED modules, making the speed of electric bicycles and mileage data can be directly displayed to the user.The system consists of Hall sensor, RC filter circuit, SCM AT89S51, systematic LED display modules, data storage and keyboard control circuit components. Hall sensor which contains signal amplification and waveform shaping. Deal signals measured amplification of the treatment is to reduce the rate of measured signals; Waveform transform and waveform shaping circuit will be used for amplification of the signal can be converted into SCM connected with TTL signals; SCM through the setup will enable the internal timer T1 pulse input pin T0 control, This can be accurately calculated foisted T0 pin unit time detection of the pulse; Design LED display modules, through a conversion rate of mileage using I2C bus through E2PROM to storage, saved for SCM mouth lines and external devices, but also simplify the show part of the software programThis article first right Odometer designs required equipment, details of the design issues of; Later on hardware and software design and implementation carefully analyzed; Then the system modeling process and the corresponding model, based on the control simulation, Simulation results also were compared. Odometer the design of the structure is simple, low cost, showing clear, stable and reliable results. And can be expanded to speed the function table and more convenient understand you are now stand.Keywords: SCM minimum system, LED digital control, Hall sensor, RC filter, EEPROM memory.目录第一章 绪论11.1 课题背景、发展及意义11.2 系统设计概述11.3 各章节的安排2第二章 自行车里程表的设计方法与基本原理32.1 霍尔传感器32.2 单片机最小系统32.3 频率测量法52.4 LED数码管62.5 存储器EEPROM72.6 键盘控制72.7 RC滤波器8第三章 硬件实现的设计方法与原理93.1 系统概述93.2 系统总框图103.3 各部分硬件图103.3.1 显示部分10第四章 自行车里程表软件实现方法124.1 软件编程实现124.1.2 数据处理124.1.3 键盘控制134.2 部分程序14第五章 制作电路板335.1 绘制电路原理图335.2 制作PCB板34第六章 总结366.1 实现功能366.2 心得体会36参考文献37致 谢38第一章 绪论1.1 课题背景、发展及意义我国是自行车大国，随着人们生活水平的不断提高，自行车已经不仅仅是运输、代步的工具，其辅助功能也变得越来越重要。因此，人们希望自行车的娱乐、休闲、锻炼的功能越来越多，能带来大家更多的健康与快乐。在这个背景下，自行车里程表作为自行车的一大辅助工具迅速发展起来.科学、美观、合理设计自行车里程表有一定的实用价值.它能合理计算出速度及公里数,使运动者运动适量,达到健康运动与代步的最佳效果。随着自行车里程表的发展,其功能也逐渐从单一的里程显示发展到速度、时间显示，甚至有的还具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量消耗等功能，让人能清楚地知道当前的速度、时间、里程等物理量。如佛山高明华劲电子公司的自行车里程表MS-601,能动态显示行驶里程、骑车时间、实时车速等。1.2 系统设计概述本设计中，我们以ATMEL公司AT89S51单片机为控制核心，采用霍尔传感器检测自行车轮胎的运转情况，通过一定的抗干扰处理和计算后，由LED显示自行车的里程。本设计中，计数的正确性决定了本装置的精度，如何在复杂的环境中得到正确的计数脉冲，是本设计的难点，初步的解决办法是在硬件上进行合理的滤波，软件上进行一定的算法处理。本装置中，还可用上届毕业生的成果：人体脉搏测量仪的设计与实现，本装置将不仅能测量自行车的里程，还能测量骑车人的心脏工作情况，从这个角度上，本设计更符合用户的需要。本里程表的设计具有结构简单，成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。并且可进行扩充，加入时速表的功能，更加方便的了解你现在所处的情况。1.3 各章节的安排第一章叙述了自行车里程表的背景、发展、意义以及本自行车里程表的概述。第二章介绍了自行车里程表的设计方法与研究，主要是对设计中所需设备的详细介绍，包括霍尔传感器、单片机最小系统、频率测量算法、数据存储器EEPROM及LED数码管。具体为：介绍霍尔传感器的基本原理,及其应用和发展；单片机最小系统的基本结构,工作原理及其性能；频率测量的算法及其实现；数据存储器EEPROM的引脚极其性能，LED数码管的工作原理。 第三章是本论文的自行车里程表的硬件设计部分，介绍了自行车里程表的总体设计思想,电路图及其原理,硬件实现。第四章是自行车里程表的软件实现部分，主要介绍单片机编程实现频率测量的功能。第五章是绘制电路原理图，制作PCB图。第六章为总结和展望，介绍了本论文实现的功能，阐述本课题的现实意义，以及对未来自行车里程表技术的展望。第二章 自行车里程表的设计方法与基本原理2.1 霍尔传感器霍尔传感器是一种能实现磁电转换的传感器，用它们可以检测磁场及其变化。霍尔传感器具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，寿命长，安装方便，功耗小，频率高，耐震动，不怕灰尘、油污及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔开关器件具有无触点、输出波形清晰、无抖动、位置重复精度高等优点。 霍尔效应：在一块半导体薄片上，其长度为，宽度为，厚度为，当它被置于磁感应强度的磁场中，如果在它的相对的两边通以控制电流，且磁场方向与电流方向正交，则在半导体另外两端将产生一个大小与控制电流方向和磁感应强度乘积成正比的电势h，即Uh=KhIB，其中Kh为霍尔元件的灵敏度。该电势就称为霍尔电势，半导体薄片就是霍尔元件。由于霍尔元件具有在静止状态下感受磁场的能力，且结构简单，形小体轻，频带宽(可从直流到微波)，动态特性好、动态范围大，寿命长和可进行非接触测量等优点，故在检测技术、自动控制技术和信息处理等方面得到日益广泛应用。霍尔传感器在未来发展中的趋势将是高灵敏度、高精度和高稳定度，它将在微电子技术发展的基础上更加飞速的发展。 2.2 单片机最小系统单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路。（1）单片机最小系统的结构单片机要正常运行，必须具备一定的硬件条件，其中最主要的就是三个基本条件：1.电源正常；2.时钟正常；3.复位正常。在AT89S51单片机的40个引脚中：电源引脚2根，晶振引脚2根，控制引脚4根，可编程输入输出引脚32根。工作电源：电源是单片机工作的动力源泉，对应的接线方法为：40脚（VCC）电源引脚，工作时接+5V电源，20脚（GND）为接地线。 复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合电容电压不能突变的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位。一般教科书推荐C取10u,R取8.2K。当然也有其他取法的,原则就