基于单片机的自行车智能测速器的设计开题报告

1. 研究目的与意义

现如今，随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的代步、运输的工具，而是成为了人们休闲、娱乐、锻炼的首选。它俨然已经成为一项十分受欢迎的健身运动。因为它无污染、价格低廉、老少皆宜，而且在运动过程中可以充分享受到大自然，对于忙碌的现代人来说，无疑是一种较好的放松方法。因此，人们希望自行车的功能作用更强大，能给人们带来更多的方便。对于爱好自行车运动的人十分需要一款智能测速的装置以知道自己的运动情况，自行车的速度里程表能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。自行车里程速度表作为自行车的一大辅助工具也正是随着这个要求而迅速发展的，其功能也逐渐从单一的里程显示发展到速度、时间显示，甚至有的还具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量消耗等功能。本人所述的自行车测速系统主要具有实时显示当前骑行速度、里程和时间的功能并可查看日期。并且当检测到速度超过设定值时，能够对骑行者进行预警提示。

2. 课题关键问题和重难点

1.面对本次课题的设计，应考虑到如何去对自行车的实时骑行速度进行测量以及总里程的计算；

2.对于自行车而言，其类型也是多种多样的，那么它的车轮直径也就会存在差异，因此在实验过程中，则需考虑到应如何来设置不同的车轮直径以此来满足实验的要求；

3.在骑行期间，人们可能不太会注意当时的骑行速度，此时则需考虑到应如何让人意识到当前的骑行速度是否存在危险；

3. 国内外研究现状（文献综述）

里程表是数字式仪表，它从霍尔传感器获取里程信号；车速表则是利用了霍尔效应作用，使霍尔传感器产生的信号与车辆行驶速度成比例，通过单片机处理，数值结果在数码管上显示。为了使用方便，现在的车速里程表同时设有总里程和单程里程两项，总里程用来记录车辆累计行驶的路程，单程里程用来记录车辆单程行驶路程。单程里程还可以通过复位置零^[1]。

传统的自行车里程表一般使用于基于磁电式传感器和单片机。磁电式转速传感器结构简单、成本低，但是存在以下缺点：一是其输出信号的幅值会随着转速的变化而变化。如果车速过慢，其输出信号低于1v，电控单元就不能检测。如果车速过快，其输出信号电压值过高，则会出现次脉冲，检测结果与真实转速不符合；二是抗电磁波干扰能力较差。所以这种里程表受到磁电式传感器的影响，不能克服以上缺点。基于霍尔效应式转速传感器和单片机的里程表则能克服上述两个缺点。自行车工作环境较为恶劣，震动性大，油污较多，而霍尔传感器具有无触点、高寿命、高可靠性、无火花、无自激振荡、温度性好、抗污染力强、构造简单、坚固、体积小、耐冲击等优点，凭着这些特点从而决定了选择新型的自行车里程表是个很好的选择^[2]。

霍尔效应传感器里程表装置具有诸多优点，它们减少了质量触点，结构坚固，质量轻，寿命长，安装方便，功耗小，耐震动。同时，装置当中的器件的耐温范围高、抗震能力强，而且传感器当中的磁场的存在不受介质的影响，所以霍尔器件能暴露在空气中，所以能在环境因素不太好的地方进行工作。另外此传感器中的变换器能与处理信号的电路集成在同一片硅片上，体积较小，成本较低，同时具有较好的抗电磁干扰性能^[3]。

4. 研究方案

本次设计主要由传感器模块、时钟模块、按键模块、显示模块构成。选取STC89C52单片机作为核心，利用A44E霍尔传感器,进行非接触式检测，将不同车速转换成不同频率的脉冲信号，信号处理电路将传感器的输出信号整形成单片机可以识别的TTL电平，单片机根据输入脉冲信号的频率计算出当前骑行速度和里程，走过的里程送单片机内部EEPROM中存储，通过显示器将当前的速度、里程显示出来。并可查看当前的时间。且当检测到速度超过设定值时，能够对骑行者进行预警提示。

5. 工作计划

第 1 周 基本资料查阅、相关资料阅读学习，并完成不少于3000字的外文文献翻译；

第 2 周 继续查阅相关资料，论证设计的可行性，研究设计方案和设计思路。确定设计方案和关键技术，拟定采取的解决措施，完成毕业设计开题报告；

第 3 周 指导教师审阅开题报告，提出修改意见，学生整改毕业设计开题报告，同时开始设计系统组成原理框图，进行系统电路原理图设计，用protel绘制电路原理图；