自行車里程速度表的電路原理及程序設計

簡介：

現(xiàn)在，很多人都把騎自行車作為一項鍛煉身體的運動項目，如果在自行車上加裝一個里程速度表，就可以知道自己騎車的速度和行程，從而很好地控制運動量。本文介紹一種用單片機制作的自行車里程速度表。里程和速度顯示可進行切換，采用三位數(shù)碼管顯示，最大可顯示里程為99.9km。顯示最高速度可為99.9km/h。該里程速度表也可以用在電動自行車和速度不超過100km/h的摩托車上。

電路原理：

電路如圖l所示。由檢測傳感器、單片機電路和數(shù)碼顯示電路等組成。

檢測傳感器由永久磁鐵和開關型霍爾集成電路UGN3020.組成。

UGN3020由霍爾元件、放大器、整形電路及集電極開路輸出電路等組成。

其功能是把磁信號轉換成電信號。圖2a是其內部框圖?；魻栐﨟為磁敏元件，當垂直于霍爾元件的磁場強度隨之變化時，其兩端的電壓就會發(fā)生變化，經放大和整形后，即可在③腳輸出脈沖電信號。其工作特性如圖2b所示。由于有一定的磁滯效應。可保證開關無抖動。Bop為工作點“開”的磁場強度，Brp為釋放點“關”的磁場強度。永久磁鐵固定在車輪的輻條上，UGN3020固定在車輪的叉架上。

檢測傳感器的工作原理如下：車輪每轉一周，磁鐵經過UGN3020一次，其③腳就輸出一個脈沖信號。UGN3020輸出的脈沖信號作為單片機AT89C2051的外中斷信號。從P3.2口輸入。單片機測量脈沖信號的個數(shù)和脈沖周期。根據(jù)脈沖信號的個數(shù)計算出里程，根據(jù)脈沖信號的周期計算出速度并送數(shù)碼管顯示。Sl用來進行里程和速度顯示的切換，在初始狀態(tài)下顯示的是速度。數(shù)碼管DSl～DS3、VTl～VT3、R4～R13等組成顯示電路。使用共陽數(shù)碼管。P3.3～P3.5為數(shù)碼管的動態(tài)掃描位驅動。P1.0～P1.6作數(shù)碼段碼輸出。

程序設計：

程序用C語言編寫，由主程序、外中斷O服務程序、11D中斷服務程序、延時子程序等模塊組成。主程序主要完成程序初始化和鍵盤處理。

外部中斷O服務程序由測量、計算、讀數(shù)等部分組成，TO中斷服務程序由計時、動態(tài)掃描顯示、自行車停車判斷等部分組成。

從P3.2口輸入的脈沖信號作為外中斷O的中斷請求信號。采用沿觸發(fā)方式。在測量速度時，由于車輪轉動脈沖信號的頻率很低，不適宜使用計數(shù)的方式進行測量，所以采用測脈沖周期的方法進行測量。用脈沖信號系統(tǒng)來控制計時信號，通過計時數(shù)計算出脈沖周期，用車輪的周長除以周期便可得到自行車的行駛速度。在測量里程時，用脈沖信號個數(shù)乘以車輪的周長便可獲得行駛里程。需要說明的是：脈沖信號周期和個數(shù)是同時測量的。要做的只是用按鈕開關Sl切換顯示。

定時器TD的中斷定時時間為5ms，每中斷一次計時變量n加l，因此n的單位為5ms。例如：自行車車輪轉一周對應的n值為100。則對應的時間為0.5s。由此可得自行車的速度為14.9km/h。如果n的值達到1000，即5秒鐘仍沒有發(fā)生外部中斷，即表示自行車沒有前進。n也被清零，速度顯示為O。讀數(shù)采用三位顯示，TD中斷一次顯示一位數(shù)。中斷3次就可以刷新一次數(shù)據(jù)。即15ms刷新一次數(shù)據(jù)。

責任編輯：wv