自行车码表的原理

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1、自行车码表的原理在自行车上加上一个里程速度表，你不仅可以掌握自己寄车的速度，而且可以知道自己寄车的里程，从而控制运动量。本文介绍一种用单片机制作的自行车里程速度表，里程和速度显示可进行转换，采用三位数码管显示，里程最大可显示99.9km，速度最大可显示99.9km/h。它也可以安装在电动自行车和速度不超过100km/h的摩托车上使用。电路工作原理电路见图1，由检测传感器、单片机电路和数码显示电路等部分组成。下载(15.08KB)2009-9-217:11图1检测传感器由永久磁铁和开关型霍尔集成电路UGN3020组成

2、。UGN3020由霍尔元件、放大器、整形电路及集电极开路输出等部分组成，其功能是把磁信号转换成电信号，图2a是其内部框图，霍尔元件H为磁敏元件，当垂直于霍尔元件下载(9.79KB)2009-9-217:11的磁场强度发生变化时，其两端的电压就会发生变化，经放大和整形即可在3脚输出脉冲电信号。工作特性见图2b，工作特性有一定的磁滞，使开关无抖动，Bop为工作点“开”的磁场强度，Brp为释放点“关”的磁场强度。永久磁铁固定在车轮的辐条上，UGN3020固定在车轮的叉架上。检测传感器的工作原理如下，车轮每转动一周，磁铁就

3、经过UGN3020一次，从而其3脚就输出一个脉冲信号。UGN3020输出的脉冲信号作为单片机集成电路AT89C2051的外部中断信号，从P3.2口输入。由单片机测量脉冲信号的个数和脉冲周期。测量脉冲信号的个数可计算出里程，测量脉冲信号的周期可计算出速度，当然这此计算都是由单片机完成的，我们看到的是数码管上的显示结果。按钮开关S1用来对显示里程和速度进行切换，电路的初始状态为显示速度。数码管DS1~DS3、VT1~VT3、R4~R13等组成数码显示电路。本机采用动态扫描显示的方式，使用共阳数码管，P3.3-P3.5口

4、作三个数码管的动态扫描位驱动码输出，通过三极管驱动数码管。P1.0-P1.6口作数码显示七段笔划字形码的输出，用以驱动数码管的各字段。程序设计程序用C语言编写，由主程序、外部中断0服务程序、定时器T0中断服务程序、延时子程序等模块组成。主程序主要完成程序的初始化和键盘处理，外部中断0服务程序由测量、计算、读数等部分组成，定时器T0中断服务程序由计时、动态扫描显示、自行车停车判断等部分组成。从P3.2口输入的脉搏脉冲信号作为外部中断0的请求中断信号，外部中断采用边沿触发的方式。在测量速度时，由于车轮转动脉冲信号的频率

5、很低，因此不适宜使用计数的方法测量，而是采用测脉冲周期的方法进行测量，用脉冲信号系统来控制计时信号，通过计时数计算出脉冲周期，把车轮的周长除以周期即可得到自行车的行驶速度；在测量行驶里程时，通过对脉冲信号个数的计数，用计数值乘以车轮的周长即可获得行驶里程。需要说明的是：测量脉冲信号周期和个数是同时进行的，我们要做的事情只是用按钮开关切换显示不同的量。本文对应程序是针对车轮直径为26英寸的自行车编写的，对于其它规格的自行车只要改写程序第54行“spm=14904/n;”和第58行“spm=207*c;”。这里说明一下

6、：为了避免使用浮点数，程序中的运算结果长度是以百米为单位的，数据读出时在第三位数加了小数点就换算成千米了。为了便于读者制作我列出了各种规格的轮径和轮周长、程序第54行、58行常量的对应表供大家参考。轮径（英寸）1618202224262828.5轮周长（cm）128144160176192207223227程序54行常量921610368115201267213824149041605616344程序58行常量128144160176192207223227定时器T0的中断定时时间为5mS，每中断一次计时变量n加1

7、，因此n的单位为5mS，例如自行车车轮转一周对应的n的值为100，则对应的时间为0.5S，由此可得自行车的速度为14.9km/h。如果n的值达到1000即5秒钟仍没有发生外部中断，即自行车没有前进，则n也被清零，速度显示为0。读数采用三位显示，定时器T0每中断一次显示一位数，因此3次中断就可以刷新一次数据，即15mS刷新一次数据。安装与调试安装前用编程器将HEX文件写入AT89C2051芯片。电源使用4节5号充电电池。传感器的安装与调试是一个关键，我们把它安装在前轮的位置，把一块小永久磁铁固定车轮的辐条上，UGN3

8、020作防潮密封后固定前叉上，使得车轮转动时磁铁从它的前面经过，并使两者相遇时间隔尽量的小。安装时要使磁铁的S极面向UGN3020的正面，判定磁铁极性方法是把磁铁的两个极分别靠近UGN3020的正面，当其3脚电平由高变低时即为正确的安装位置。传感器安装完成后，转动车轮，UGN3020的3脚应有脉冲信号输出，否则说明两者的间隔偏大，应缩小距离，直至有脉冲信号输