智能自行车数字里程表设计
摘 要：随着自行车的普及，人们越来越追求拥有功能丰富的自行车，智能化、安全化成为自行车的进化方向。文章介绍了一款应用于自行车的简易自行车数字里程表的设计，实现可以测量并且可以显示自行车的当前行驶速度、里程，行驶时间计时和超速报警的功能，让骑行者可以清晰直观地知道当前的行驶状况，还可以通过简单的按键操作来修改时间参数和报警速度，本设计具有实用性。 关键词：智能；数字里程表；单片机；霍尔传感器 引言 随着禁摩令和绿色环保公交的推行，汽车和自行车渐渐成为主要的代步工具。其中，自行车的灵活性使得它成为主要的短途代步工具，在人们生活中的地位愈加重要，同时，人们对自行车的功能要求也有所提高，传统只有单一骑行功能的自行车已经不再满足人们的需求。自行车将会是智能汽车之后的下一个智能化领域，相信有朝一日自行车会和汽车一样，许多电子设备都可以应用在自行车上，使得骑行更方便、更安全。 本设计可灵活安装在自行车上后，骑行者就可以在骑行时随时看到现在的时间以及当前行驶的速度、行驶了的里程和行驶了的时间，还有超速提醒，行驶更加安全，通过对里程和时间的计算骑车者可以选择最优路线，节省时间。而且本设计成本不高，容易安装拆卸、可靠性还可以、功耗低，本设计可以普遍应用在自行车上。 1 系统设计总体方案 本设计由硬件部分和软件部分组成，采用模块化设计思想，硬软件结合，电路简单，制作方便。硬件部分由单片机最小系统、时钟电路、测速电路、报警电路、显示电路、按键电路各功能电路组成，以STC89C52单片机作为主控芯片，3144霍尔传感器作为测速元件将速度这个物理量转化为电信号脉冲的形式，通过程序控制单片机进行计算处理实现测速，蜂鸣器作为报警元件，1602LCD作为显示元件，DS1302作为时钟芯片；软件部分用C语言编写，实现各功能。 2 系统硬件设计方案 以STC89C52作为主控芯片。根据脉冲计数法通过霍尔传感器将自行车行驶的速度即车轮的转速转化为脉冲信号输出到单片机进行数据处理，在车轮上和霍尔传感器相对应的位置安装一颗磁钢，单片机每接收到一个从霍尔传感器输出的脉冲信号代表车轮转了一圈，对脉冲进行计时即是对车轮转1圈进行计时，即可通过计算得到速度、里程；将里程数和速度值通过1602显示出来。当速度超过设定的固定值后，蜂鸣器响。在硬件电路的基础上通过软件编程，实现以上功能。 系统硬件电路主要分成四个模块，分别是单片机最小系统、测速模块、钟模块、显示模块、报警模块。 3 系统软件电路设计 程序采用C语言编写，设计的思想主要是自顶向下，模块化设计。通过判断标志位是否为1，如果为1，说明要求对数据进行计算处理，同时将标志位清零，以保证下次能正常判断。 3.1 传感器安装 将磁钢粘在自行车的辐条上，将霍尔传感器用胶布粘贴在自行车前叉的内侧，霍尔传感器到前轮轴心的距离必须等于磁钢到前轮轴心的距离。除了安装位置，还要注意磁钢和霍尔传感器的安装方向，粘之前可以先手动让磁钢接近一下传感器，如果显示速度为0，可以换一个方向再试，直到确认霍尔传感器能感应的是磁钢的哪一面为止，再进行安装，如图1。 3.2 测试与分析 为了方便表达，这里选用近距离测量做测试。在图2中的两棵树之间的距离约为10m，把本设计安装好在自行车上后，从第一棵树处出发，到第二棵树时显示的里程为0.010km，即为10m，说明可靠性还是挺高的。 4 结束语 系统的调试与仿真结果达到预设要求。经过测试发现，在误差允许的范围，无论转速高或转速低，可靠性还是比较高的。 参考文献 [1]杨继生，刘芬.霍尔传感器A44E在车轮测速中的应用研究[J].电子测量技术，2009，32（10）：100-102. [2]路国庆，赵晓博，胡立强，等.脉冲检测方法在霍尔传感器在里程表中的应用[J].机械设计与制造，2009（1）：87-89. [3]赵树磊，谢吉华，刘永峰.基于霍尔传感器的电机测速装置[J].江苏电器，2008，28（10）：53-56. [4]黄无双.微机控制电机实时测速系统[J].仪器仪表用户，2005，12（2）：24-25. [5]何勇，王生泽.光电传感器及其应用[M].北京：化学工业出版社，2004. 作者简介：谭穗妍，女，汉族，广东省罗定人，硕士，实验师，研究方向：电子工程。