基于单片机自行车码表系统设计

**单片机设计介绍,基于单片机自行车码表系统设计

文章目录

  • 一 概要
  • 二、功能设计
  • 三、 软件设计
    • 原理图
  • 五、 程序
  • 六、 文章目录

一 概要

  基于单片机自行车码表系统设计主要涵盖了硬件设计、软件设计以及功能实现等多个方面。以下是对该设计概要的详细描述:

一、系统概述与目标

该系统利用单片机作为核心控制器,结合多种传感器和执行机构,实现对自行车速度、里程、时间等关键数据的实时监测和显示。设计目标是提供一个准确、可靠且易于使用的自行车码表系统,为骑行者提供更好的骑行体验和数据管理功能。

二、硬件设计

单片机选型:选用具有足够计算能力和接口资源的单片机,作为系统的核心控制器,负责数据处理和指令控制。
传感器选择:
速度传感器:通过安装在车轮上的磁铁和车架上的传感器来检测自行车的速度。当车轮转动时,磁铁经过传感器产生信号,进而计算速度。
里程传感器:结合轮胎周长和速度信号来计算自行车的行驶里程。
时间传感器:用于记录骑行时间,可以通过内置时钟模块实现。
显示模块:采用LCD显示屏,用于实时显示自行车的速度、里程、时间等数据。
其他硬件:包括电源模块、按键模块等,用于提供电源、接收用户输入等。
三、软件设计

数据采集与处理:通过编写程序实现传感器数据的采集和处理,将模拟信号转换为数字信号,并进行必要的滤波和校准,以提高数据的准确性。
控制逻辑实现:根据用户需求,编写控制逻辑,实现对显示内容的切换、数据的存储和传输等功能。
用户界面设计:设计友好的用户界面,方便用户查看数据、设置参数以及进行其他操作。
四、功能实现

实时显示:系统能够实时显示自行车的速度、里程、时间等关键数据,方便骑行者随时了解骑行状态。
数据存储与传输:系统可以将骑行数据存储在内部存储器中,并支持通过蓝牙等无线方式将数据传输到手机或其他设备上,方便用户进行后续的数据分析和管理。
报警功能:当自行车的速度超过设定的阈值时,系统可以发出报警信号,提醒骑行者注意安全。此外,还可以集成超声波检测功能,实时监测前方的障碍物,并在距离自行车一定范围内时发出报警,提高骑行安全性。
五、总结与展望

基于单片机自行车码表系统设计是一个集硬件、软件于一体的综合性项目。通过选用合适的单片机、传感器和执行机构等硬件,结合高效的数据处理和控制逻辑设计,能够实现自行车关键数据的实时监测和显示。未来,随着传感器技术和控制算法的不断发展,该系统可以进一步优化和完善,提高数据的准确性和实时性,增加更多的智能化功能,为骑行者提供更加便捷、安全的骑行体验。

需要注意的是,具体的设计实现可能因应用场景、硬件选型和系统要求等因素而有所不同。因此,在实际设计过程中,需要根据具体需求进行定制和优化。

二、功能设计

基于单片机自行车码表系统设计,实现的功能是按键切换设定校准时间,LCD上显示的时间、踏频、公里数、速度。速度通过输入不同频率方波来实现速度检测模拟,同时有报警功能。包含的电路有单片机控制电路,时钟电路,按键电路,速度采集电路,蜂鸣器电路,液晶显示电路。## 设计思路

设计思路
文献研究法:搜集整理相关单片机系统相关研究资料,认真阅读文献,为研究做准备;

调查研究法:通过调查、分析、具体试用等方法,发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法;

比较分析法:比较不同系统的具体原理,以及同一类传感器性能的区别,分析系统的研究现状与发展前景;

软硬件设计法:通过软硬件设计实现具体硬件实物,最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19,具体如图。在本科单片机设计中,设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus,由于Altium Designer功能强大,可以设计硬件电路的原理图、PCB图,且界面简单,易操作,上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境,用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术,能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计,具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一,通过设计出硬件电路图,及写入驱动程序,就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外,protues还能实现PCB的设计,在仿真中也可以与KEIL实现联调,便于程序的调试,且支持多种平台,使用简单便捷。
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原理图

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五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计,具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言,C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然,由于其功能强大,C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中,C语言已经逐步完全取代汇编语言,因为相比于汇编语言,C语言编译与运行、调试十分方便,且可移植性高,可读性好,便于烧录与写入硬件系统,因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计,能够实现快速调试,并生成烧录文件,被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25

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