原创《简易自行车数字里程表的设计》
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一、总体设计方案
本系统的构成部分主要包括数据采集、信号处理以及LCD 显示等,其中,CS3144 是用于实现数据采集的重要工具,将CS3144 霍尔传感器所采集到的关于车轮转动的脉冲信号经调理传输给AT89C52 单片机,能够有效实现各种运算的处理及其逻辑控制等,最终这些速度、总里程等的运算结果会在LCD1602 液晶显示器中显示出来.总体设计方案如下图1 所示：
二、 硬件电路设计
2.1 信号检测模块
2.1.1 电机驱动模块
从某种意义来讲,电机驱动的作用就在于让小车的轮子实现正常的前进、后腿、转弯等功能.本次设计所使用的模拟自行车车轮的电机为直流电机,通过将镶嵌有小磁钢的圆硬纸片放在电机上面,让其伴随电机一同旋转,致力于实现对直流电机（等同于实际中的自行车）速度的调整.
2.1.2 霍尔传感器
霍尔传感器可谓是检测信号的有效器件之一,并且在现代信息系统以及各种设备信息采集中发挥着不可小觑的作用.霍尔传感器是磁传感器中最具代表的一种,其具有单稳态型的集成开关.在测量时,通过在端口1 和端口2 的两端加入5V 左右的直流电压,并在输出端口3 与输出端口1 之间接入一个电阻为2 kΩ 的负载电阻,能够检测出圆硬纸片的小磁钢在靠近传感器时,其输出端口的电平.
2.2 显示控制模块
从某一层面来看,键盘输入模块最大的功能就在于显示内容的切换以及对电机启动、调速、停止运转等的控制.在简易自行车数字里程表的里程与速度的设计中,所采用的显示控制模块主要为LCD-1602 模块,并选用 24c02 芯片以及EEPROM,将里程数存储起来,以避免因断电而导致里程数据丢失现象的发生,从而达到里程速度的实时显示目的.
三、软件功能设计
本系统主要采用模块化设计来设计简易自行车数字里程表.本次设计的主程序流程图就在于对EEPROM 所显示数据中有无键按下进行判断.首先将LCD 显示器设定为初始化状态,然后按键启动电机,并将电机调速到合适的档位,并将与之相对应的速度档位在LCD 液晶显示屏中显示出来；接着以P3.2 口脉冲指示灯为依据,就是否接收脉冲加以判断,倘若检测到接收脉冲信号,则继续进行里程、平均速度及瞬时速度的计算,（在此期间,秒表是否需要计时也应充分考虑在内,如果需要计时,则要先对秒表的计时里程加以计算,再存到EEPROM 中去）；反之,如果显示不接收脉冲信号,则指示灯灭.
3.1 电机转速子程序
为方便测量,并实现自行车里程速度的实时监测,本次设计主要采用直流电机旋转来替换自行车车轮的转动,以H桥作为电机的主要驱动,并将定时器0 作为PWM 波进的模拟手段,进而实现电机的实时调速.与此同时,为更有效的达到调速电机的目的,还需要对PWM 波高低电平持续时间的长短加以控制.当PEM 波处于高电平状态,且持续时间远远大于低电平的持续时间时,电机保持整体运转态势,高电平的持续时间越长,电机转速越快；而当PEM 波处于低电平状态,电机则停止运转.
3.2 脉冲检测子程序
脉冲检测子程序属于脉冲采集部分,在转速里程表的设计过程中占据着核心地位.其具体设计思路如下：当待检测信号经过开关型霍尔传感器的处理后所输出到单片机的引脚为低电平状态时,接收脉冲的信号指示灯亮,其接收参数加1；反之则指示灯灭,脉冲接收参数不加1.
结束语：综上所述,在设计简易自行车数字里程表时,通过采用采用直流电机旋转来替换自行车车轮的转动,并将CS3144 霍尔传感器所采集到的关于车轮转动的脉冲信号经调理传输给AT89C52 单片机,不仅能够有效实现各种运算的处理及其逻辑控制等,对于自行车所走里程、速度及其总里程等的实时监测的实现也有很大的益处.
自行车论文参考资料：
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