**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
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
