论文总字数：19504字

摘 要

：随着国民经济水平的普遍提高，低碳环保交通的倡导，电动自行车已不再是仅仅作为交通工具出现在大家的视野，而是作为电力能源交通中一种最为轻便、环保、节能、普通民众最为依赖的一种小型交通方式。所以出于此原因，电动自行车需要更多的改善以满足人们的各种需求。传统的转盘式速度里程表看起来不太直观，操作起来不太方便，这给很多民众带来苦恼。本文针对此问题。研发出一种以MCS-51单片机为内核，A44E霍尔传感器为测速辅助工具，AT24C02为存储器，LED数码管显示为最终显示的数字式电动车速度与里程表。

关键词：电动自行车，单片机，霍尔元件，LED

Abstract：With the general improvement of the national economy level and the advocacy of low-carbon environmental transport, electric bicycle is no longer just a vehicle in the public"s vision, but as a light, environmentally friendly, energy-saving, ordinary people most dependent on a small mode of transportation. So for this reason, electric bicycles need more improvement to meet people"s various needs. The traditional rotary speed odometer does not seem intuitive and easy to operate, which brings distress to many people. This paper aims at this problem. A digital electric vehicle speed and odometer with MCS-51 single chip computer as the core, A44E Hall sensor as the speed measuring assistant tool, AT24C02 as the memory and LED digital display tube as the final display is developed.

Key words：electric bicycle，Singlechip，hall sensor，LED

目 录

1 绪 论 4

1.1 课题背景及意义 4

1.2 课题任务及内容 4

2 系统方案设计 5

2.1 总体流程框图设计 6

3 硬件电路设计 7

3.1 传感器电路设计 7

3.2 单片机外围电路的设计 8

4 软件程序设计 13

4.1 概述 13

4.2 总体程序设计 13

4.3 中断子程序的设计 15

4.4 数据处理子程序的设计 16

4.5 显示子程序的设计 18

5 实物调试与分析 19

结论 20

参考文献 21

致谢 22

附 录 23

1 绪 论

1.1 课题背景及意义

电动车作为电力能源交通，以低污染排放，且比自行车更加省力的原因，受到普通民众的普遍爱戴，直到今日，厂家也在不断地在电动车功能上做文章，例如加以很多的功能，比如夜灯，调速系统等，电动自行车也因为种种的优点保持较高的销量与口碑。

不过随着经济与科学的发展，国民幸福度的提高，传统功能的电动自行车已经不能满足国民的各种需求。从保护环境和经济条件许可等因素综合来看，电动自行车目前乃至今后都有着广阔的发展空间。最传统的电动自行车速度里程表采用的均为机械式转盘指示，看起来不是特别的直观与方便。如果可以用LED显示出速度与里程，就可以节省骑手的分心时间，保障骑行的安全。

另外，在二十一世纪，倡导绿色出行，低污染物排放的今天，对于电力交通的改善也有相当高的战略意义，可以激起人民的环保意识。在私家车日益增多，道路拥堵日益严重的今天，小巧便利的电动车的存在也可以稍微改善这一问题。

1.2 课题任务及内容

本课题最终目标是以软件编程为基础，加以单片机作为中央处理单元进行一系列定时计数相关的操作，而外部加一个集成霍尔传感器型号为A44E为信号获取单元，24C02为数据存储器，LED数码管为显示器，蜂鸣器提示超速信号等设计一种可以实现测速，报警，显示实时速度和里程的数字式里程表。

本文严格遵循设计顺序，首先是定出了要实现的具体目标，以及实现目标要做的操作。然后是具体方案的设计，可分为硬件和软件，然后对硬件的具体电路的设计，介绍了传感器的测速原理，传感器电路的具体接线图，然后是单片机的选择，以及单片机外围其他器件的电路设计接线图。具体有时钟电路，复位电路，存储电路，报警电路，以及LED显示、驱动显示电路等电路相关的设计。之后阐述了与硬件单元相匹配的软件程序设计，流程图。具体又可分为软件总体程序流程，数据处理子程序（里程计算，速度计算），显示子程序。最后进行的实物演示，并得到实物的演示结果，针对实物演示出现的问题进行处理。最后得到结论。

元件清单如下图所示：

89C52单片机，A44E集成霍尔传感器，AT24C02存储器，蜂鸣器，LED数码管，发光二极管等

图1.1元件清单

2 系统方案设计

采用集成开关型霍尔传感器，集成开关型霍尔传感器接受电动车转动的信号，电动车每转一圈，霍尔传感器就可以输出一个电脉冲信号，经过处理后给予单片机。定时/计数器开始工作，计数器计算脉冲总数，定时器测得车轮转动一圈的时间。最后经过显示驱动电路在LED上面显示数据。

总体操作步骤如下:首先要进行误差分析，测量误差主要是里程值，而里程值取决于速度误差，则测量误差等于轮周长除以s（s为放置的磁片数）。在本设计中我们假定轮周为a，设定S为1。

当车轮圆盘转动过一圈时，霍尔传感器可以接受到一个低电平脉冲信号。 从MCU端子引脚P3.2的外部中断0输入，传感器将在每次接收到电脉冲时对系统进行计数。中断一次既代表着车轮转动了一圈。 里程值为中断数N乘以a。 当前速度可以由周长除以计数器得到的转动周期时间得到。当开关选择速度显示，则LED显示当前的速度。开关选择里程显示。液晶LCD显示里程数。如果速度达到了之前设置的最高的速度。则系统会给予报警的提示。相应的蜂鸣器会响。

指标及实现操作如下表2-1：

表2-1具体实现操作

霍尔传感器得到脉冲信号。	实现操作：AT89C52单片机自带的计数器计算脉冲数。
对脉冲信号进行计数处理。
对数据进行处理，要求用LCD显示里程总数和即时速度	实现操作：利用软件编程，对数据进行处理得到需要的数值。

图2-1硬件框图

2.1 总体流程框图设计

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