速度里程表课程设计报告

河南机电高等专科学校单片机课程设计题目：电动自行车速度里程表课程名称：单片机原理及应用系 部：电子系 班 级：电信 082 小组组长：姚利涛 小组成员：姚利涛 01 王鹏飞 21 许鹏飞 王素贞 28 指导教师：张亚华 设计时间：2010.12.10-12.24 电动自行车速度里程表1、设计内容及要求1检测并显示电动自行车实时速度2检测、显示并累计电动自行车行驶里程3技术参数i. 电动自行车最高速度： 35km/hii. 电动自行车轮胎直径： 14 英寸iii. 电动自行车电池电压： 24Viv. 检测精度： 1%v. 显示： 8 位 LED 4设计要求（1）电路图（2）设计说明书（不少于 2500 字）（3）程序清单（4）运行结果2、方案设计与讨论1速度测量原理测量一定时间间隔 T 内自行车转过的圈数 Q。假设车轮的周长为 L，则速度V=Q*L/T2开关型霍尔传感器霍尔传感器是利用霍尔效应把磁输入信号转换成电信号的器件。把开关型霍尔传感器安装在自行车贴近车轮的支架上，磁钢安装在辐条上，当磁钢靠近霍尔传感器的时候，传感器输出一个无抖动的低电平，单片机根据此信号可计算里程、速度等。霍尔传感器的优点是稳定和安装简易，缺点是成本较高。本设计采用开关型霍尔传感器，但由于实验室设计所限，实际测速时并未采用，而是直接从信号发生器中产生低频脉冲代替霍尔传感器向单片机输入脉冲信号，从而显示相应的速度。3LED 八段数码管显示8 位 LED 显示。其中低 3 位显示速度，要求保留 1 位小数。高 5 位显示里程，同样要求保留 1 位小数。速度即时显示，最大显示位 35.0，里程每走 100 米计数一次，最高显示 9999.9。3、系统概述及工作原理1本系统由信号预处理电路、单片机、系统化显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。其中信号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侧信号的幅度要求；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信号；通过单片机的设置可使内部定时器对脉冲输入引脚进行控制，这样能精确地算出加到引脚的单位时间内检测到的脉冲数；设计中速度显示采用模块，通过速度换算得来的里程数采用 总线并通过 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。流程图系统软件包括单片机和显示模块的初始化模块、速度里程技术模块、速度显示数据转码模块、演示模块、数据显示模块以及及时终端服务模块等。2该设计能实时地将所测的速度显示出来，该速度里程表能将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率实时地测量出来，并由串口晶体管显示模块实时显示。单片机利用系统时钟的计时中断功能，并利用定时器的计数脉冲，然后通过计算在晶体管上即时显示。为了方便计算要显示数据段码，可再将其转换成压缩码，然后通过查表将要显示的数据值中每一位的压缩码转换成段码送到显示缓冲区，最后经串口送至晶体管显示模块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码模块都采用快速算法。另外，还应尽量保证其他子模块在编程时的通用性和高效性。本设计的速度和里程分别采用位和位数码显示。4、系统硬件设计1单片机实验板C8051F410 原理框图1 2 3 4ABCD4321DCBA TitleNumber RevisionSizeA4Date: 18-Oct-2010 Sheet of File: L:410SYB实实SCH实实实.ddb Drawn By:1 118 18191920 2021 21222223 2324 247 78 89 910 1011 11121213 1314 142233 556644 15151717 CH42【162738495【 1122 3344 5566 7788 9 9101011 1112 12131314 1415 151616MAX232112233RF0038【1 1223 34 4556 67 7889910101111121213131414151516161717 18181919 20202121 22222323 2424 25252626272728282929303031313232ADP11VREFP13P14P15P16P17DAP01P02P03P04P05P06P07P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27VIOC2CKVBAKX4X3GNDVDDVREGINC8051F41012345678910111213141516LCD1602 1234567891011121314151617181920LCD128648050LED LED LED LED LED LED LED LED510 510 510 510 510 510 510 5101 122DA-OUT51010410K112233DS18B2010uF4.7uF10uF10uF10uF10uF10uF10uF1 122 3344 5 5667 788 991010【1234USB104LED实510112233111732.768K22p22p3VDCaa bbcc ddee ffgg hh 1122334455667788【+5V1N41482K22K2【27ka bcd e fgh+5V+5V104 +5V3.3v3.3v1K3.3v1K+5V+5V1041K 1K270270270270270270270270P1.6P1.7P1.5P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.11N4148 10+5VP1.6P1.7P1.5P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7+5V+5V+5VC8051F410 单片机实验板 原理图2霍尔传感器速度检测电路霍尔检测电路35v 降压电路由于自行车提供的电压是 24V 直流电压，单片机供电电压为 5v。故需要给电路提供 5v 的降压电路。本设计采用 LM2576S-ADJ 集成块降压电路：LM2576 降压集成块5、系统的软件设计系统软件框图如图所示，本系统软件采用模块化设计方法。整个系统由初始化模块、频率测量模块、速度，里程计算模块、数据转码模块、速度显示模块、里程显示模块、数据存储，读取模块、定时器中断服务模块以及其他功能模块组成。系统软件框图6、心得体会本设计以8051F410单片机为核心，通过霍尔传感器来检测自行车的运转情况进而实现电动自行车的速度，里程的计算及里程的累计，存储，最后用8位的LED能直观的将速度与里程显示给用户，并且在速度高于一定的值时LED可自动关掉，从而达到智能速度里程表。在此课程设计之前，我们都怀着一种好奇而又焦急的心情，急切的想知道做单片机课程设计是多么有意义且有用的。所以我们每个人都积极主动地投入的设计之中，在两个周的时间内我们要完成的工作看起来很少，但是老师说不容乐观。在组长的带领下我们认真的走好每一步。其间的欢欣与苦楚这里我就不在此叙述了，我们真的都学到了很多东西，知道了知识的重要性，为什么高科技才具有价值，因为付出的很多很多。我在此首先要感谢张亚华老师，是他在我们一筹莫展的时候给了我们提醒，致使我们顺利地完成了本课程设计。同时感谢设计过程中组员们的相互配合及鼓励，使我们坚决的走下去7、参考文献 单片机原理及应用 夏路易 主编 电子工业出版社 C8051F410/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器数 据 手 册 潘 琢 金 译 Rev 0.7 2006.02 版 网站：/article/art_101_3869.htm8、附录1组员工作安排姚利涛：设计方案的论证；程序的调试；C 语言编程及 410 单片机的初始化王鹏飞：设计方案的论证；程序的调试；C 语言编程；课程设计报告的纂写王素贞：设计方案的论证；程序的调试；课程设计报告的纂写许鹏飞：设计方案的论证；程序的调试；相关的材料收集2速度里程表显示程序#include “C8051F410.h“void Init_Device(void); /完成void delayms(unsigned char i);/搞定void delayus(void);/搞定void toch452(unsigned int cmda);/搞定void display(void);/显示函数 void Flash_PageErase (unsigned int addr);/Flash 字节擦除函数void Flash_ByteWrite (unsigned int addr,char byte);/Flash 字节写函数unsigned char Flash_ByteRead (unsigned int addr);/Flash 字节读函数unsigned char i,dispbuff8=0,0,0,0,0,0,0,0; /显示缓冲 全零sbit CH452_SCL = P13;sbit CH452_SDA = P14; sbit CH452_KEY = P15;unsigned int CMD,DAT,DAT1;bit flag,mark;unsigned int n,ss;/定时器 0 溢出中断次数unsigned long v,mile,count;unsigned char code hex21=0xFC,0x60,0xDA,0xF2,0x66,0xB6,0xBE,0xE0,0xFE,0xF6, /01234567890xFD,0x61,0xDB,0xF3,0x67,0xB7,0xBF,0xE1,0xFF,0xF7,0x00; /..8.9.main() float SP;Init_Device(); /初始化delayms(100);P1=P1CMD = 0x9103; /设置 CH452 系统参数toch452(CMD);CMD = 0x9500; /设置 CH452 显示参数 toch452(CMD);display();for (i=0;i38)SP=340.28/n;v=SP*4032;dispbuff2=v/10000;dispbuff1=v%10000/1000+10;dispbuff0=v%1000/100;display();elsefor (i=0;i=0x8000 ) CH452_SDA = 1;elseCH452_SDA = 0;CH452_SCL = 1;delayus();CH452_SCL = 0;cmda = cmda 99999) count=0;n=ss;/ss 送给全局变量 nflag=1;ss=0;void timer0() interrupt 1 /定时中断（T0）服务if(ss65535)ss+; void display(void) /显示程序unsigned char i;DAT1 = 0xA100;for (i=0;i8;i+)DAT = DAT1 + hexdispbuff i;toch452(DAT);DAT1 = DAT1 + 0x0400;void Flash_PageErase (unsigned int addr)/Flash 字节擦除函数 bit EA_SAVE=EA;/保存 EAchar xdata*data pwrite;/Flash 写指针EA=0; /禁止中断VDM0CN=0x80;/使能 VDD 控制RSTSRC=0x02;/VDD 监控器作为复位源pwrite=(char xdata*)addr;/指向地址FLKEY=0xA5;/输入关键字FLKEY=0xF1;/输入关键字PSCTL|=0x03;/使能擦除与写入 PSWE=1;PSEE=1VDM0CN=0x80;/使能 VDD 监控器RSTSRC=0x02;/VDD 监控器作为复位源*pwrite=0;/页擦除PSCTL/禁止擦除EA=EA_SAVE;/恢复中断void Flash_ByteWrite (unsigned int addr,char byte)/Flash 字节写函数bit EA_SAVE=EA;/保存 EAchar xdata*data pwrite;/Flash 写指针EA=0;/禁止中断VDM0CN=0x80;/使能 VDD 监控器RSTSRC=0x02;/使能 VDD 监控器作为复位源pwrite=(char xdata*)addr;FLKEY=0xA5;/写关键字FLKEY=0xF1;/写关键字PSCTL|=0x01;/使能写 PSWE=1VDM0CN=0x80;/使能 VDD 监控器RSTSRC=0x02;/使能 VDD 作为复位源*pwrite=byte;/写一个字节PSCTL /禁止写 PSWE=0EA=EA_SAVE;/恢复中断unsigned char Flash_ByteRead (unsigned int addr)/Flash 字节读函数bit EA_SAVE=EA;/保存 EAchar code*data pread;/指向 Flash 读指针unsigned char byte;EA=0;/禁止中断pread=(char code*)addr;byte=*pread;/读一个字节EA=EA_SAVE;/恢复中断return byte;3硬件电路连接图1 2 3 4ABCD4321DCBA TitleNumber RevisionSizeA4Date: 18-Oct-2010 Sheet of File: L:410SYB实实SCH实实实.ddb Drawn By:1 118 18191920 2021 21222223 2324 247 78 89 910 1011 11121213 1314 142233 556644 15151717 CH42【162738495【 1122 3344 5566 7788 9 9101011 1112 12131314 1415 151616MAX232112233RF0038【1 1223 34 4556 67 7889910101111121213131414151516161717 18181919 20202121 22222323 2424 2