基于單片機(jī)的自行車?yán)锍瘫O(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計

陳艷榮 周瀚良

摘? 要：本設(shè)計是一種基于單片機(jī)的自行車?yán)锍瘫O(jiān)測系統(tǒng)，采用STC89C52RC單片機(jī)為核心處理芯片，液晶顯示器使用LCD1602，速度測量使用霍爾傳感器，溫度傳感器使用DS18B20，時間由時鐘芯片DS1302進(jìn)行計算，報警聲音提示采用了無源蜂鳴器，并設(shè)有按鍵進(jìn)行操作。本系統(tǒng)可以顯示自行車騎行速度、行駛的總里程數(shù)、當(dāng)前的溫度和時間，超速報警，功能全面，價格低廉，實用性強。

關(guān)鍵詞：單片機(jī);顯示器;霍爾感器

中圖分類號：TP368? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）34-0088-02

Abstract： This design is a kind of bicycle mileage monitoring system based on single-chip microcomputer， which uses STC89C52RC single-chip microcomputer as the core processing chip， LCD1602 as the liquid crystal display， Hall sensor for speed measurement， DS18B20 as the temperature sensor， clock chip DS1302 for time calculation， passive buzzer for the alarm， and keys are equipped for operation. The system can display bicycle speed， total mileage， current temperature and time， overspeed alarm， comprehensive function， low price and strong practicability.

Keywords： single chip microcomputer; monitor; Hall sensor

1 概述

隨著人類科技的發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求也日益增加，自行車不再僅僅是普通的代步、運輸?shù)墓ぞ?，而是成為人們鍛煉、休閑，近距離上班等活動的首選。自行車碼表作為自行車行駛的監(jiān)測系統(tǒng)，是自行車的重要輔助工具。騎行者不僅能夠根據(jù)碼表上顯示的數(shù)據(jù)及時調(diào)整自己的騎行狀態(tài)，也可以使用戶集中精力處理行進(jìn)過程中的突發(fā)事件。自行車走過了200多年的發(fā)展歷程，自行車碼表也隨之蓬勃發(fā)展。目前市面上的自行車碼表款式很多，但大部分自行車碼表價格非常高，或者功能不夠齊全，所以設(shè)計一個功能齊全而且價格低廉的自行車監(jiān)測系統(tǒng)非常有必要。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計

本設(shè)計是一種基于單片機(jī)的自行車?yán)锍瘫O(jiān)測系統(tǒng)，它由控制系統(tǒng)、傳感器模塊、溫度檢測系統(tǒng)、時間檢測系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、按鍵系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動電路構(gòu)成?？傮w設(shè)計框圖如圖1所示。

3 硬件設(shè)計

此設(shè)計中，所監(jiān)控的信號由霍爾傳感器轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號，然后將數(shù)字脈沖信號的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶诵膯纹瑱C(jī)進(jìn)行處理，其它各個模塊也將所監(jiān)測到的信號傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，單片機(jī)將根據(jù)軟件設(shè)計的程序計算出當(dāng)前速度、公里數(shù)、溫度、時間，并通過終端顯示設(shè)備顯示出來，且附加報警功能。如果速度超過所設(shè)定的速度值之后，蜂鳴器開始發(fā)聲報警，提示需要減速。綜合電路設(shè)計，最終PCB如圖2所示：

4 軟件設(shè)計

程序首先進(jìn)行寄存器初始化、定時器初始化，然后進(jìn)行定時器中斷，再進(jìn)行判斷是否達(dá)到中斷，如果是顯示器開始亮起，若為否則繼續(xù)判斷。接下來通過按鍵設(shè)置當(dāng)前時間和報警速度，溫度傳感器通過感應(yīng)直接顯示在顯示屏上。然后進(jìn)行超速判斷，若超過設(shè)置的速度則蜂鳴器開始報警。如圖3所示：

5 實物調(diào)試

通過一系列的軟件、硬件調(diào)試之后本設(shè)計的各項功能都如期實現(xiàn)。如圖4所示，顯示屏上顯示有速度、時間、溫度、行駛路程。

當(dāng)按下S4按鍵時進(jìn)入設(shè)計模式，可以進(jìn)入設(shè)計報警速度、設(shè)置時間以及所有數(shù)據(jù)清零的界面，如圖5、6所示。

6 結(jié)束語

本設(shè)計主要是通過電機(jī)轉(zhuǎn)動來模仿自行車的車輪轉(zhuǎn)動情況，通過霍爾傳感器、DS18B20溫度傳感器、DS1302時鐘芯片接收到的信號傳輸至單片機(jī)，最終在LCD1602液晶顯示屏上顯示出騎行速度、總里程、當(dāng)前天氣溫度、當(dāng)前時間，而且可以通過按鍵進(jìn)行設(shè)置部分功能數(shù)值，實現(xiàn)了價格便宜、測量精確、可靠性強的自行車?yán)锍虣z測系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)。

本設(shè)計如期實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)，但是科技是不斷發(fā)展的，各項電子設(shè)備都在向智能化、綜合化、無線化發(fā)展，自行車碼表的設(shè)計不止于此。自行車碼表的供電系統(tǒng)完全可以通過太陽能板供電，且可通過藍(lán)牙、WIFI等無線設(shè)備與手機(jī)等移動設(shè)備進(jìn)行連接互動，可以實現(xiàn)導(dǎo)航功能。自行車監(jiān)測系統(tǒng)也可以聯(lián)合心臟監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測騎行者的身體相關(guān)指標(biāo)，加入語音播報系統(tǒng)，讓騎行者更好地了解相關(guān)數(shù)據(jù)，調(diào)整騎行狀態(tài)。

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