基于STC15单片机的自行车码表设计-论文.pdf

《基于STC15单片机的自行车码表设计-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机械管理开发总第145期MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTTotalof1452015年第3期No．32015试验研究基于STC15单片机的自行车码表设计杨凯，周岳斌(1．湖北文理学院机械与汽车工程学院，湖北襄阳441053；2．汽车零部件制造装备数字化湖北省协同创新中心，湖北襄阳441053)摘要：以STCI5系列单片机为主控芯片，采用$49E线性霍尔传感器，设计了一种可以实时显示骑行速度和里程的自行车码表，使用灵活、安装方便、可靠性高，配用新颖的OLED显示

2、，可以满足自行车运动的测速需求。关键词：单片机；霍尔传感器；测速系统；0LED中图分类号：TM932文献标识码：A文章编号：1003．773X(2015)03-0013-03DoI：10．16525／1．cnki．cn14．1134／th．2015．03．004引言本设计系统结构框图如图1所示。利用随着半导体技术的发展，微控制器的集成度STC15F2K60S2单片机作为主控芯片，将传感器也越来越高，性能也越趋强劲，体积小、可靠性高、安装在自行车前车架上，传感器输出的电压信号功耗低的单片机产品种类

3、也是多种多样，以单片经过比较器电路后输出高低电平脉冲，通过信号机作为主控芯片可以满足绝大多数测试系统的要线将电平信号传递给单片机。单片机通过外部计求，在很多空间狭小、环境恶劣的场合和便携设备数功能统计脉冲数，通过统计在单位时问内脉冲上得到了广泛应用。的数量进而计算出自行车当前的转速，再将自行骑行运动由于它自然健康、简单环保的特点，车前轮周长加入计算即可得到当前的车速，将每越来越受到大众的亲睐，逐渐成为现代健身运动的个周期的距离累加即可得到总里程数，然后通过一种流行趋势。骑行者通过自行车码表可以知

4、道OLED显示屏显示实时速度和里程数L】]。消耗多少能量，骑行了多少里程，同时还有安全提示按作用。市面上的码表，有的价格较贵且功能单一，有键电——压的价格便宜但质量不可靠。有必要研制一款携带——比电方便、功能多样、价格便宜、性能可靠的码表。较源器1码表设计1．1码表测速原理及系统结构图1系统结构框图速度测量一般分为机械式计数法和电子计数1．2码表硬件电路设计法，其中电子计数法可用霍尔元件、光电对管或者码表设计的最终目的是让使用者可以直观地光电编码器来采集脉冲信号，通过控制芯片统计了解当前速度、行

5、驶距离等信息。硬件电路设计脉冲数。的关键在于传感器信号处理电路、单片机计数电路、显示器电路和按键电路的设计。收稿日期：2015-01—101．2．1传感器的选型与安装第一作者简介：杨凯(1992一)，男，湖北孝感人，自行车的速度不高，可使用霍尔元传感器采本科在读，现就读于湖北文理学院机械设计制造及集信号，霍尔传感器具有体积小、重量轻、适应性其自动化专业。强、测量精度高等特点。$49E线性霍尔传感器有机械管理开发jxglkfbjb@126．con·14·第30卷着更低的工作电流，低功耗，较高耐压值

6、，输出特性也满足使用要求，故选用$49E线性霍尔传感器作为自行车测速传感器。Vcc8—7lGND自行车前后轮均可作为测速部位，但考虑到6oUT纛显示器部分要安装在车把上便于使用者随时查S49E看，将霍尔传感器安装于前轮位置则可减少信号卜。∞01F传递的距离，有助于减少干扰，具体安装形式如图GND2所示。在自行车的前轮辐条上装上强磁铁。前图3传感器与比较器电路轮的运动使强磁铁做接近和远离霍尔传感器的运动。磁铁在前轮每一圈的最高点都会与霍尔传感器有一个最近距离，此时霍尔传感器输出的电压IIIR710

7、kDnNr值最高，当转过最高点后，输出电压回落到低点电压输出值。GND

8、霍尔元件lVCCLI}==‘RES‘。。一I旦广OLED12864图4显示、按键与单片机电路墓～了较少的I／O口。其与单片机的连接分别对应单片机的P0．0、P0．1、P0．2、P0．34个I／O口引脚。OLPEPDP显P示屏接上电源就可以进行数据的显示，0123图2传感器安装示意图o．包括开机显示时间，速度和里程数等信息。卜．n0n1．2．2传感器与比较器电路1．2．4按键电路如图3所示，电压比较器采用LM393双电压DD∞

9、码C眦表设置了3个按键，按键功能与常见码表比较器，其INA一引脚连接可调电阻R，INA+引类似，有查看和更改数据的作用，可根据需要更改脚连接霍尔元件的电压输出OUT引脚。将霍尔程序参数来实现更多样化的按键组合功能。按键元件的输出电压与基准电压比较，当输出电压值输出端分别接单片机的P3．6、P3．7和P2．0引脚，高于基准电压时，比较器OUTA输出引脚将输出并通过上拉电阻接高电平，这样可增强灌电流，使高电平，低于基准电压时，OUTA引脚输出低电按键具有高可靠性。默认的设置KEY1为功能平。基准电压