测试课程设计--自行车里程测量仪

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1、 目 录 一、设计背景及目的 2 二、设计任务和要求 2 2.1 设计任务. 2 2.2 设计方案. 2 2.2.1 控制器选择 . 3 2.2.2 显示器的选择 . 3 2.2.3 传感器的选择 . 3 三、系统的概述 4 3.1 工作原理. 4 3.1.1 系统的硬件设计 . 5 3.1.2 信号预处理电路 . 5 3.2 E2ROM AT24C02 的应用. 6 3.3 显示模块. 7 3.4 系统的软件设计. 8 3.4.1 软件设计概述 . 8 3.4.2 软件程序. 9 四、结论. 21 五、改进及不足之处. 21 六、设计心得体会. 21 参考文献. 22 课程设计作品：自行车里

2、程测量仪 一、设计背景及目的 我国是一个人口大国，随着人们生活水平的逐渐提高，人们对生活性能的要 求也日益增加。随着人们的环保意识的增强，自行车以其特有的轻型、环保、 方便、快捷为优势及减少噪声污染等优点，受到广大消费者的喜爱。自行车是 一项十分受欢迎的健身运动。自行车锻炼的好处是不受时间的限制、不受速度的 限制。骑自行车不但可以减肥，而且还可使身材匀称。由于自行车运动是需要大 量氧气的运动，所以还可以强化心脏功能。同时还能防止高血压，有时比药物更 有效。踩自行车压缩血管，使得血液循环加速，大脑摄入更多的氧气，再加上吸 入大量新鲜空气，会使人精神气爽。骑在车上，你会感觉十分自由且畅快无比。 如

3、果在自行车上加装一个里程表，就可以知道自己骑车的行程，从而很好地控制 运动量。随着石油危机波及全球，油价上涨，受到经济能力的限制，自行车迅 速激起消费者的购买欲望，并且在中国逐步成为人们的代步工具，特别是学 生群体对自行车的需求量很大。 从保护环境和经济条件许可等因素综合来看， 自行车目前乃至今后都有着广阔的发展空间。 二、设计任务和要求 2.1 设计任务 设计一个自行车里程测量仪，要求设计出完整的自行车里程测量系统，并且 能够显示出自行车的里程。 2.2 设计方案 本设计中的里程表设计以单片机和光电传感器为核心。 光电传感器将自行车 车轮的运转情况经过一定的抗干扰和运算处理后，输出到LCD显

4、示里程，使得电 动自行车的里程数据能直观的显示给使用者。 2.2.1 控制器选择 单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，特别适用于控制领域。通常单 片机由单块集成电路构成，内部包含有计算机的基本部件：CPU（中央处理器） ， 存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要与适当的软件及外部设备相结合， 便可以成为一个单片机控制系统。单片机因为其体积小、功能强，可靠性高，灵 活方便等优点，所以可以用于各个领域，对各行各业的技术改造和产品更新换代 起到重要的推动作用。 2.2.2 显示器的选择 极低的工作电压，只要2V-3V即可工作，而工作电流仅几个微安即每个显示 字符只有几个微安。一个小小的钮扣

5、电池也可以用一两年，这是其他任何显示器 件无法比拟的。 在工作电压和功耗上液晶显示正好与大规模的集成电路的发展相 适应。液晶显示器件的基本结构是由两片玻璃基板制成的薄形盒。这种结构最利 于用作显示窗口，而且它可以在有限的面积上容纳最大量的显示内容，显示内容 的利用率最高。这种结构还便于大批量、自动化生产。液晶材料是有机高分子合 成材料，具有极高的纯度，其他材料也都是高纯物质，在极净化的条件下制成， 液晶的驱动电压又很低，驱动电流更是很微小，这种器件的劣化几乎没有，寿命 很长。 2.2.3 传感器的选择 光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件， 它是把光信号 （红外、 可见及紫外光

6、辐射） 转变成为电信号的器件。 光电检测方法具有精度高、 反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样， 因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。遮光是光电传感器对于检测 自行车车轮转过的圈数，具有结构简单、性能稳定、传感器小及方便的优点。 三、系统的概述 本系统由信号预处理电路、单片机MSP430G2553、系统化LCD显示模块、串口 数据存储电路和系统软件组成。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和 波形整形。对待测信号进行放大的目的是降低对待测信号的幅度要求；波形变换 和波形整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机相连的TTL信号；通过单 片机的设置可使内部定时器T1对脉冲输入引脚T0进行控制， 这样能精确地算出加 到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数。系统的原理框图如图所示 3.1 工作原理 里程测量通常可以用计数法来进行测量。 所谓计数法就是给定一个闸门时间, 在闸门时间内计数输入的脉冲个数。 使用单片机进行自行车里程的测量, 可以使 用简单的脉冲计数法,只要转轴每旋转一周,产生一个或固定的多个脉冲, 并将 脉冲送入单片机中进行计数,即可获