基于手機(jī)APP結(jié)合單片機(jī)和采用霍爾傳感器的自行車速度里程表設(shè)計(jì)13000字論文

第1頁(yè)共25頁(yè)基于手機(jī)APP結(jié)合單片機(jī)和采用霍爾傳感器的自行車速度里程表設(shè)計(jì)近年來(lái)自行車不單單是一個(gè)簡(jiǎn)單的代步交通工具，而逐漸演變成人們娛樂(lè)、鍛煉的休閑工具?，F(xiàn)在人們普遍使用的自行車?yán)锍田@示器只能顯示速度、路程可以實(shí)現(xiàn)人們的最簡(jiǎn)單的需求。但隨著人們的生活水平的提高，傳統(tǒng)的里程表設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足人們的需求。因此，本論文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于手機(jī)APP的自行車速度里程表。論文講述的是基于手機(jī)APP的自行車速度里程表設(shè)計(jì)。采用霍爾傳感器把自行車車輪脈沖信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)信號(hào)處理，計(jì)算出自行車路程、速度。單片機(jī)測(cè)算出結(jié)果傳送給LCD1602液晶顯示器顯示。論文使用藍(lán)牙通信技術(shù)連接單片機(jī)獲得自行車的里程、速度通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞絺魉偷绞謾C(jī)上。本論文詳細(xì)說(shuō)明自行車的速度里程表的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)的電路簡(jiǎn)潔，程序運(yùn)行效率高，滿足本次設(shè)計(jì)的要求。關(guān)鍵詞：霍爾傳感器；單片機(jī)；LCD顯示器；藍(lán)牙通信 2 21.1系統(tǒng)要求 21.2系統(tǒng)概述 31.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路 3 52.1單片機(jī)模塊 52.2顯示模塊 62.3霍爾傳感器模塊 72.4時(shí)鐘模塊 92.5藍(lán)牙模塊 2.6按鍵模塊 3.1整體程序設(shè)計(jì) 3.2顯示模塊 3.3速度里程模塊 3.4仿真模塊 3.5藍(lán)牙模塊 4.1硬件安裝與測(cè)試 4.2軟件調(diào)試與測(cè)試 25 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。引言從自行車的出現(xiàn)到今天在已有200多年的歷史，從1971年第一輛不能轉(zhuǎn)向的木輪自行車，發(fā)展到可用于運(yùn)動(dòng)、休閑、娛樂(lè)的自行車。在這200多年的時(shí)間里人們不斷的探索與創(chuàng)新，自行車行業(yè)的發(fā)展也日新月異。曾經(jīng)的自行車人只把它當(dāng)做代步的交通工具，近年來(lái)人民日常生活水平的穩(wěn)步提高，自行車不在是單純的交通工具，而逐漸成為人們玩樂(lè)、休閑、健身的首要選擇。因此，大家都渴望自行車的設(shè)備功能越來(lái)越成熟，能夠給大家生活上帶來(lái)許多的便利。簡(jiǎn)單自行車速度路程表應(yīng)運(yùn)而生成為自行車的主要輔助裝備。傳統(tǒng)的速度里程表只能簡(jiǎn)單的顯示路程和速度。在運(yùn)行的過(guò)程中還容易卡斷，死機(jī)，給人們的體驗(yàn)感差。經(jīng)常有些熱愛運(yùn)動(dòng)的伙伴喜歡騎車跑公路，山路。他們?cè)隍T車的時(shí)候無(wú)法掌握自行車的速度，導(dǎo)致在公路上速度過(guò)快遇到突發(fā)事件沒(méi)能反應(yīng)過(guò)來(lái)導(dǎo)致事故的發(fā)生。為此，本次設(shè)計(jì)了款全新的基于手機(jī)APP的自行車速度里程表。本次設(shè)計(jì)主要有霍爾傳感器、stc89c52單片機(jī)、藍(lán)牙hc-05芯片，蜂鳴器等器件，設(shè)備還設(shè)計(jì)了超速報(bào)警功能，當(dāng)速度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲。超速報(bào)警能提醒騎行者降低行駛速度保障出行安全。該里程表的路程和速度可以通過(guò)LCD1602液晶屏顯示，數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)并將時(shí)速度和路程的數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)上。單片機(jī)制作的自行車的速度里程表的優(yōu)點(diǎn)是體型小巧、便于攜帶，運(yùn)作快，工作效率高。該速度里程表能夠全自動(dòng)地更新顯示實(shí)時(shí)自行車行駛的路程和速度，并把實(shí)時(shí)顯示的數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙模塊發(fā)送到手機(jī)端。1.1系統(tǒng)要求①自行車速度相對(duì)誤差小于5%;里程相對(duì)誤差小于8%。②使用DS1302芯片提供一個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)間，設(shè)備能實(shí)時(shí)顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。通過(guò)無(wú)線方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)上。在手機(jī)APP上，它能夠?qū)崟r(shí)顯示目前自行車時(shí)速和路程。③設(shè)備能存儲(chǔ)重要數(shù)據(jù)，掉電時(shí)，數(shù)據(jù)不丟失。電路板布局合理，作品必須節(jié)能，功自行車的功能、設(shè)備有了更高的要求。傳統(tǒng)的自行車設(shè)備只能簡(jiǎn)單的顯示速度和路程。設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)為設(shè)計(jì)的核心芯片，用霍爾傳感器把輪脈沖信號(hào)傳送到單片機(jī)。路程和速速的測(cè)算是根據(jù)單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器測(cè)算出實(shí)際脈沖信號(hào)的總數(shù)以及旋轉(zhuǎn)一周期的時(shí)長(zhǎng)，脈沖信號(hào)總數(shù)×自行行駛路程÷脈沖總數(shù)×單個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)長(zhǎng)=速度。設(shè)備添加了DS1302芯片為速度里程表提供實(shí)時(shí)時(shí)間。通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)計(jì)算得出結(jié)果，最后的數(shù)據(jù)通過(guò)LCD1602液晶顯示本系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為幾個(gè)模塊：①霍爾傳感器模塊：假設(shè)輪胎的圓周長(zhǎng)為L(zhǎng),然后給輪胎配置了A個(gè)永磁體，因此路程測(cè)量值誤差為L(zhǎng)/A。通過(guò)整體分析，此次實(shí)驗(yàn)輪胎永磁體設(shè)A=1。若輪胎旋轉(zhuǎn)一周，采用開關(guān)型霍爾元件接收到脈沖信號(hào)，然后在p3.2處中斷處理，在0端接入輸入信號(hào)，霍爾傳感器元件只要檢測(cè)到一次脈沖信號(hào)就會(huì)對(duì)單片機(jī)給予1個(gè)計(jì)數(shù)中斷。每1次中斷表示車胎就旋轉(zhuǎn)一次。中斷次數(shù)設(shè)為N和車胎周長(zhǎng)L的乘積就是路程。自行車車輪旋轉(zhuǎn)一周期就記運(yùn)動(dòng)的耗時(shí)TIME。因此，通過(guò)此計(jì)②藍(lán)牙模塊：本設(shè)計(jì)添加了連接手機(jī)藍(lán)牙功能。通過(guò)藍(lán)牙模塊能將LCD1602液晶顯示的數(shù)據(jù)發(fā)送到手機(jī)端的藍(lán)牙APP。在手機(jī)端藍(lán)牙APP和lcd1602顯示器同步顯示數(shù)據(jù)。在手機(jī)藍(lán)牙APP上我們也可以設(shè)置限制速度。③按鍵模塊：按鍵模塊一共有7個(gè)按鍵，分別是電源開關(guān)按鍵，電機(jī)啟停按鍵，④時(shí)鐘模塊：本設(shè)計(jì)采用DS1302芯片提供準(zhǔn)確的時(shí)間，使設(shè)備能實(shí)時(shí)顯示相關(guān)數(shù)記充電導(dǎo)致設(shè)備使用途中斷電。因此，為了保障設(shè)備擇LCD1602液晶顯示器。它在節(jié)能和功耗方面表現(xiàn)良好，并且能夠全面的顯示本設(shè)計(jì)序中換算出固定時(shí)間內(nèi)的脈沖頻率，最后從計(jì)數(shù)值中得出路程、速度，然后把數(shù)據(jù)傳送到LCD液晶顯示器顯示。本設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘由DS1302芯片提供。另外附加無(wú)線藍(lán)牙功能，將實(shí)時(shí)速度里程發(fā)送到手機(jī)。設(shè)計(jì)額外增添超速警報(bào)功能，在時(shí)速已經(jīng)超過(guò)設(shè)定的值后，蜂鳴器就會(huì)響起，從而達(dá)到提醒用戶要及時(shí)減速的效果。 2硬件電路設(shè)計(jì)2.1單片機(jī)模塊本次設(shè)計(jì)對(duì)于核心控制模塊的處理芯片所用型號(hào)的選型，主要是以下面這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行參考。技術(shù)性：主要從處理器芯片的技術(shù)指標(biāo)對(duì)芯片進(jìn)行選擇，能夠保證系統(tǒng)在特定的環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，有較大的存儲(chǔ)空間，并且芯片所具備的其他第二功能應(yīng)用資源。實(shí)用性：以處理器芯片的供貨渠道和開發(fā)成本等角度進(jìn)行考慮，對(duì)芯片供應(yīng)商進(jìn)行選擇，例如國(guó)內(nèi)宏晶科技或艾德梅爾公司所研發(fā)的芯片，從而保證LED旋轉(zhuǎn)顯示屏系統(tǒng)有較好的持久性和抗干擾性；開發(fā)性：從芯片開發(fā)手段來(lái)考慮，如集成的開發(fā)環(huán)境、在線仿真和調(diào)試環(huán)境、封裝功能等方面進(jìn)心全方面性質(zhì)的選擇。經(jīng)濟(jì)性：從開發(fā)成本和后期的維護(hù)成本作為前提，所選擇的芯片價(jià)格不宜過(guò)高，否則會(huì)提高整個(gè)的研發(fā)成本。在市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)性也會(huì)下降。復(fù)位電路是單片機(jī)系統(tǒng)中最不能缺少的部分，它主要是對(duì)單片機(jī)進(jìn)行一個(gè)復(fù)位操作，同時(shí)也確保整個(gè)系統(tǒng)可以穩(wěn)定和可靠的進(jìn)行工作。在電路當(dāng)中構(gòu)成上電自動(dòng)復(fù)位電路的元器件是C4,R13和C1。C2,Y1構(gòu)成單片機(jī)晶振電路。傳統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)，能夠正常工作的電壓都在5V左右，大概在4.75~5.25之間。在單片機(jī)的電路系統(tǒng)當(dāng)中，它需要一個(gè)穩(wěn)定的電壓，所以在單片機(jī)進(jìn)行上電時(shí)，電源所提供的電壓要超越4.75V和低于5.25V這個(gè)值。晶體的振蕩器也需要進(jìn)行一個(gè)穩(wěn)定的工作，只有這些條件都達(dá)成以后，單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)才會(huì)被撤銷，整個(gè)電路系統(tǒng)才能進(jìn)行工作。否則單片機(jī)會(huì)一直因?yàn)殡娏鞑蛔愣恢碧幱趶?fù)位的狀態(tài)。根據(jù)上述所提到的幾個(gè)方面并結(jié)合研發(fā)所需的成本高低，最終本設(shè)計(jì)所采用的是由宏晶科技生產(chǎn)的stc89c52芯片之所以選用該芯片作為微控制器不僅是因?yàn)槠湫阅軡M足項(xiàng)目需求，還因?yàn)榈谝凰谐瑥?qiáng)的抗干擾能力，高抗靜電、能輕松過(guò)KV/4KV快速脈沖干擾、寬電壓，不怕電源抖動(dòng)、能適應(yīng)的溫度范圍，-42℃-85℃。第二是它能降低單片機(jī)時(shí)鐘對(duì)外部電磁輻射。第三是功耗低，正常工作模式下電流4mA-7mA。第四在可系統(tǒng)編程，無(wú)需編程器和仿真器，所以本設(shè)計(jì)選擇stc89c52芯片。2.2顯示模塊為了節(jié)能和降低功耗本設(shè)計(jì)選用的是LCD1602液晶顯示器。LCD1602液晶顯示器同時(shí)稱為lcd1602字符液晶顯示器。它是由點(diǎn)陣液晶模塊組成的，專業(yè)使用于顯示特殊字符、數(shù)字信號(hào)、英文字母。是由5X11/5X7點(diǎn)列矩陣顯示字符位組合而成，任何一個(gè)點(diǎn)矩陣，任何一個(gè)字符位都能逐一顯示一位字符數(shù)據(jù)。并且每一點(diǎn)與每一行之間都有一個(gè)間隙，間隙的作用就是隔開字符的間距以及行距的作用。所以，其不可以完美的展示圖畫。LCD1602的意思是顯示的為16X2的樣式顯示，所以展示的時(shí)候分為上下兩行，并且兩行有16個(gè)數(shù)字字符液晶控制模塊(每個(gè)液晶模塊顯示一個(gè)字符或者數(shù)字)。市場(chǎng)很多字符LCD都是以HD44780LCD芯片為基礎(chǔ)，他們的操作原理是幾乎一摸一樣的。因此，在hd44780的基礎(chǔ)上編寫的控制子程序能夠很輕松地適用于市場(chǎng)上絕大多數(shù)字符LCDLCD1602有兩種不同的發(fā)光形式分為帶背光和不帶背光，背光的粗很多過(guò)不背光的，但是，相對(duì)背光來(lái)說(shuō)背光和不背光在使用場(chǎng)合中無(wú)明顯差別。本設(shè)計(jì)采用的是不帶背光的LCD1602液晶顯示器，顯示器一共設(shè)計(jì)了四個(gè)顯示界面分別是，速度、路程、時(shí)間顯示界面，日期、星期、時(shí)間設(shè)置界面，限速設(shè)置和總里程界面，設(shè)置自行車車輪直徑界面。LCD1昌會(huì)警吾獸獸善2K_G如圖2-4所示，LCD1602顯示器第一行顯示的是速度、時(shí)間，第二行顯示的是路如圖2-5所示，LCD1602顯示器第一行顯示的是具體的時(shí)間、星期，第二行顯示的是當(dāng)前的年月日。如圖2-6所示，LCD1602顯示器第一行顯示的是限制的速度，第二行顯示的總里程如圖2-7所示，LCD1602顯示器第二行顯示的是自行車車輪的直徑2.3霍爾傳感器模塊(1)霍爾效應(yīng)左右兩邊會(huì)產(chǎn)生一個(gè)工作電壓，這一現(xiàn)象是人們所說(shuō)的霍爾效應(yīng)片的側(cè)面，從而生成做為霍爾電場(chǎng)。霍爾傳感器感侖茲力是不同的，兩個(gè)力能持續(xù)妨礙電子載流子的運(yùn)器電場(chǎng)的電場(chǎng)力和洛侖茲力的電場(chǎng)力一樣。此時(shí)，在薄膜(2)霍爾開關(guān)電路霍爾傳感器開關(guān)控制電路設(shè)計(jì)同時(shí)也叫做霍爾數(shù)字系成部件有霍爾傳感器片、差分放大器、斯密特觸發(fā)器、穩(wěn)定電壓器以及輸出級(jí)。當(dāng)作用力來(lái)自外來(lái)磁場(chǎng)時(shí)，如果電磁感應(yīng)強(qiáng)度大于傳導(dǎo)通電流并且輸出低電平。然后，電磁場(chǎng)c再加強(qiáng)，霍爾傳感器電路仍處于導(dǎo)通態(tài)。如果霍爾傳感器磁場(chǎng)再加一個(gè)磁場(chǎng)B,電壓值下降到BRP時(shí)，則輸出管處于截止?fàn)顟B(tài)，霍爾開關(guān)電路輸出信號(hào)為高電平。BOP叫做工作節(jié)點(diǎn)，同時(shí)我們稱BRP是釋放點(diǎn)，然鎖定形的霍爾傳感控制開關(guān)電路的優(yōu)勢(shì)：若外加電磁場(chǎng)c沿正方向加大并且達(dá)到BOP時(shí)，電路接通。然后，無(wú)論電場(chǎng)c加強(qiáng)或減弱或者電場(chǎng)c被移除，電路都始終在on狀態(tài)。唯有當(dāng)電場(chǎng)c到達(dá)負(fù)BRP時(shí)，霍爾傳感開關(guān)電路才會(huì)處于關(guān)閉狀態(tài)，所以我(3)旋轉(zhuǎn)傳感器霍爾傳感開關(guān)相互融合，組成不同種類的旋轉(zhuǎn)傳感器。號(hào)。所以，可以檢驗(yàn)旋轉(zhuǎn)樣本的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)、旋轉(zhuǎn)在轉(zhuǎn)軸中放置整體葉輪與電磁體，用液態(tài)流體或者氣態(tài)流體動(dòng)，由此通過(guò)組成不同流速、流量的傳感器。在輪軸上安旋轉(zhuǎn)傳感器里面配置了有電磁體的葉輪，電磁體側(cè)邊配置霍路，可以由需要測(cè)量的流體從管道的一端流入，從而推動(dòng)磁體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電磁體流過(guò)霍爾傳感器元器件時(shí)，硬件電路作電壓，通過(guò)脈沖的數(shù)量，從而計(jì)算得出流體的流動(dòng)速度。如果可以根據(jù)管道的速度和直徑來(lái)計(jì)算流量?；魻杺鞲衅髟娐冯妷簛?lái)源是由電纜35提式、傳輸數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)源和目標(biāo)進(jìn)行指針和輸管理模式)使用DMA測(cè)算符在數(shù)據(jù)內(nèi)存每一個(gè)位置進(jìn)行配置。(sreg)或閃存控制器(SFAM)之間傳輸。定時(shí)器1是一個(gè)十六位的定時(shí)器，它能用過(guò)程中如果數(shù)據(jù)信號(hào)的內(nèi)容很多，因此這些數(shù)據(jù)信號(hào)的傳送通過(guò)不斷減少鏈接時(shí)間，從而提升減少能耗的能力有較好的效果傳送很少的程序來(lái)講，數(shù)據(jù)信號(hào)的鏈接傳送的時(shí)間就少，可以用4p3.04圖2-9藍(lán)牙模塊電路圖選擇按鍵，加按鍵，減按鍵。電源開關(guān)和電機(jī)開關(guān)按鍵對(duì)頂口粉十計(jì)行幣K清屏按鍵的作用是將顯示器初始化，以前顯示的速保護(hù)功能所以就算按下清屏按鍵，設(shè)備的總里程和限速設(shè)置一直可以切換LCD1602顯示器的顯示界面。選擇按鍵，當(dāng)菜單按鍵按到編輯界面時(shí)，選擇按鍵就能對(duì)需要調(diào)節(jié)的項(xiàng)目進(jìn)行選擇。當(dāng)確定選擇的項(xiàng)目時(shí)就能按鍵對(duì)頂口粉十計(jì)行幣KsDsD122.7蜂鳴器模塊蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母"H"或"HA"(舊標(biāo)準(zhǔn)用"FM"、"ZZG"、"LB"、"JD"等)表示。蜂鳴器還分為有源蜂鳴器和無(wú)源蜂鳴器，兩者的區(qū)別兩種蜂鳴器的引腳都朝上放置時(shí)，可以看出有綠色電路板的一種是無(wú)源蜂鳴器，沒(méi)有電路板而用黑膠封閉的一種是有源蜂鳴器。迸一步判斷有源蜂鳴器和無(wú)源蜂鳴器，還可以用萬(wàn)用表電阻檔Rxl檔測(cè)試：用黑表筆接蜂鳴器"-"引腳，紅表筆在另一引腳上來(lái)回碰觸，如果觸發(fā)出咔、咔聲的且電阻只有8Ω(或16Ω)的是無(wú)源蜂鳴器；如果能發(fā)出持續(xù)聲音的，且電阻在幾百歐以上的，是有源蜂鳴器。本論文采用的是有源蜂鳴器，蜂鳴器在本設(shè)計(jì)中的主要作用是，當(dāng)實(shí)時(shí)自行車速度超過(guò)系統(tǒng)設(shè)置的限制速度時(shí)蜂鳴器響起，提醒騎行者速度過(guò)快應(yīng)減速。蜂鳴器電路圖如圖2-11所示。言蜂鳴器報(bào)警電路3.1整體程序設(shè)計(jì)本論文使用的是uVision5軟件進(jìn)行編寫代碼。美國(guó)Keilsoftware軟件公司生產(chǎn)的Keilc51是C語(yǔ)言編譯軟件。匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言比較在結(jié)構(gòu)、可讀性、可維護(hù)性以及功能方面匯編語(yǔ)具有顯著的特長(zhǎng)，所以容易學(xué)習(xí)與使用。以前使用過(guò)匯編程序語(yǔ)言開的人，再來(lái)應(yīng)用C語(yǔ)言開發(fā)，感覺(jué)會(huì)比沒(méi)有用過(guò)匯編言語(yǔ)更具有深刻性。Keilc51軟件內(nèi)包括了大量的庫(kù)函數(shù)，以及功能超強(qiáng)的windows使用者開發(fā)界面。要看到編程后得到的匯編語(yǔ)言代碼，就能夠感受到由KeilC51所產(chǎn)生的代碼具有極高的在研發(fā)特大的軟件系統(tǒng)時(shí)，也可以很好地體現(xiàn)高級(jí)編程語(yǔ)言的特點(diǎn)。單片機(jī)系統(tǒng)除開特定的電路硬件，其他不能脫離軟件程序的編程，因此，不能沒(méi)有編程軟件?，F(xiàn)在所編輯的匯編程序源代碼會(huì)通過(guò)處理器運(yùn)行到單片機(jī)。編寫代碼有兩種方法，一個(gè)是Keil軟件所設(shè)計(jì)的主要是人工編程的，另一種是匯編系統(tǒng)編程。最早的A51匯編系統(tǒng)軟件語(yǔ)言就是用在MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)里編寫的，單片機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)水平隨著社會(huì)的進(jìn)步持續(xù)更新，從日常應(yīng)用的匯編系統(tǒng)語(yǔ)言慢慢變成用高級(jí)系統(tǒng)語(yǔ)言現(xiàn)今最常用的研發(fā)MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)的軟件是Keil,近些以年來(lái)所有的仿真機(jī)企業(yè)統(tǒng)統(tǒng)無(wú)條件支持Keil。Keil軟件供給包含連接器、庫(kù)管理、匯編輯器、C語(yǔ)言編譯器和具有功能很不錯(cuò)的仿真測(cè)試器，包含在內(nèi)全面的軟件系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)方案，經(jīng)過(guò)集成技術(shù)一起研發(fā)的工作環(huán)境(uVision)將各個(gè)模塊結(jié)合一起。同時(shí)運(yùn)行keil軟件系統(tǒng)要奔騰或者更高的處理器，16MB或者更好的RAM、超過(guò)20M的應(yīng)用硬盤存儲(chǔ)內(nèi)存、WINXP、NT、WIN2000、Win98和其他操作系統(tǒng)。keil軟件的實(shí)用性，對(duì)開發(fā)者、使用五十一系列系統(tǒng)和單片機(jī)愛好者們而言是非常重要的，但是若你采用了C語(yǔ)言系統(tǒng)進(jìn)行編譯，則Keil就應(yīng)該是你的不二首選(現(xiàn)今在中國(guó)你能自己可以買到Keil軟件、而且你所購(gòu)買的仿真機(jī)，也應(yīng)該會(huì)兼容該軟件系統(tǒng)的運(yùn)行)就算沒(méi)有C語(yǔ)言，或者用匯編語(yǔ)言系統(tǒng)進(jìn)行編譯，其簡(jiǎn)單方便的集成電路配置以及超強(qiáng)的軟件仿真測(cè)試功能，同樣會(huì)讓你工作簡(jiǎn)單輕松。數(shù)據(jù)連機(jī)測(cè)試是在測(cè)試中以最好的狀態(tài)啟動(dòng)軟件，考察分析系統(tǒng)安全運(yùn)行的狀況，然后根據(jù)運(yùn)行情況可以調(diào)整修改控制技術(shù)的數(shù)據(jù)，或者對(duì)軟件系統(tǒng)、硬件電路方案改出更好的設(shè)計(jì)，反復(fù)測(cè)試研究，到最后系統(tǒng)能夠達(dá)到各課性能指標(biāo)的要求。綜上所述，為了更愛好的達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，本次設(shè)計(jì)采用keil5編寫程序代碼，在編寫代碼時(shí)，詳細(xì)的備注了每個(gè)參數(shù)的意思，并且解析了每行代碼的意思與功能。通過(guò)不斷的反復(fù)與修改。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求編寫出了完整的程序。下面開始介展示整體程序流程圖，如圖3-1所示。Y圖3-1整體程序流程圖據(jù)，E=高脈沖，輸出：無(wú)。再通過(guò)調(diào)用一個(gè)延時(shí)程序，然后他P2.2□配置為0,P2.0端口配置為1,再寫命令，把P2.2端口設(shè)置1,P2.0端口設(shè)置1,再寫信LCD液晶顯示器上。顯示流程圖如圖3-2所示。開始開始(2)手機(jī)藍(lán)牙APP顯示設(shè)備開始初始化，進(jìn)行藍(lán)牙連接，藍(lán)牙連接成功，單片機(jī)計(jì)算出數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)，把數(shù)據(jù)傳送到手機(jī)藍(lán)牙APP端。手機(jī)藍(lán)牙app能夠查看當(dāng)前速度、里程和報(bào)警速度。手機(jī)藍(lán)牙APP顯示流程圖如圖3-3所示。Y本設(shè)計(jì)的速度和路程通過(guò)在keil5軟件內(nèi)編寫代碼，將代碼下載到單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。路程的數(shù)學(xué)計(jì)算公式：霍爾傳感器產(chǎn)生脈沖信號(hào)數(shù)×車輪周長(zhǎng)=路程；速度的數(shù)學(xué)計(jì)算公式：路程÷計(jì)算脈沖的時(shí)間。經(jīng)過(guò)單片機(jī)的處理得出速度。系統(tǒng)添加了限速模塊：人們?cè)谑褂媒煌üぞ叩臅r(shí)候難免為了追求刺激而不斷提高車的行駛速度。考慮到安全隱患本設(shè)計(jì)為了保障人們行駛安全，給速度里程表添加了限制速度功能。我們可以設(shè)置一個(gè)速度，如果實(shí)時(shí)速度大于設(shè)定的速度時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)將觸動(dòng)警報(bào)信號(hào)，蜂鳴器NY3.4仿真模塊(1)仿真軟件簡(jiǎn)介Proteus工具從開始的原理圖布局設(shè)計(jì)到代碼測(cè)試修改，再到單片機(jī)與外圍硬件電路的仿真，全自動(dòng)轉(zhuǎn)換至PCB的仿真布局設(shè)計(jì)，Proteus仿真是從設(shè)計(jì)到成品的完美過(guò)程.是地球上獨(dú)一無(wú)二的能夠?qū)﹄娐贩抡娴能浖?。PCB硬件電路設(shè)計(jì)、虛擬模塊設(shè)計(jì)和仿真技術(shù)，把三個(gè)技術(shù)的設(shè)計(jì)完全融合成一個(gè)軟件平臺(tái)。Proteus的CPU結(jié)構(gòu)可以運(yùn)行DSPIC33、AVR、ARM、8051、PIC10/12/16/24/8086以及MSP430等一系列的處理器。Proteus將繼續(xù)發(fā)展添加不同系列的CPU。Proteus在編程方式還兼容KEIL、IAR、MPLAB和其他編程工具。英國(guó)Labcenter公司發(fā)明的PROTEUS系統(tǒng)仿真軟件技術(shù)與開發(fā)控制平臺(tái)，是現(xiàn)今地球上擁有完整體系的系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)以及仿真平臺(tái)。Proteus不僅可以完成數(shù)字模擬電路、虛擬設(shè)計(jì)硬件電路、小微操控系統(tǒng)，還可以完成混合電路設(shè)計(jì)、軟硬件電路的仿真、系統(tǒng)軟件相互容通的仿真、PCB電路的模擬繪制、PCB實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在世界上不同的CPU都能用PROTEUS實(shí)行數(shù)據(jù)仿真。Proteus軟件系統(tǒng)能調(diào)試EDA工具，因此，就算沒(méi)能找到設(shè)計(jì)需要的元器件，仍然能夠用PROTEUS軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)出元器件并進(jìn)行調(diào)試和檢驗(yàn)。按設(shè)計(jì)把原理圖接線完成后，使用ProteusIsis編輯提供電路檢測(cè)指令，檢測(cè)設(shè)計(jì)，然后按照系統(tǒng)提示的錯(cuò)誤，并且修改檢查報(bào)告的原理圖。反復(fù)修改原理圖一直改到能通過(guò)電路電器的審核規(guī)則檢查。單片機(jī)控制系統(tǒng)的軟件仿真技術(shù)是PROTEUSVSM軟件系統(tǒng)的獨(dú)特之處。而且，本軟件系統(tǒng)的仿真能夠?qū)⒃创a編程與編譯集合到一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作內(nèi)容中，這種設(shè)計(jì)能夠讓用戶在設(shè)計(jì)的過(guò)程中進(jìn)行代碼編譯，而且能夠簡(jiǎn)單的查到使用者對(duì)原來(lái)的程序代碼修正后對(duì)仿真研究的效果以及檢查有沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤。在沒(méi)有錯(cuò)誤地編譯源代碼之后，可以進(jìn)行模擬。在電路仿真過(guò)程中，能夠持續(xù)的修改電路的設(shè)計(jì)和程序功能的提升，最終實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的目的。(2)仿真過(guò)程在Proteus里面找到實(shí)驗(yàn)所需要的各種元器件，把他們按照模塊分布來(lái)擺放好，排放完成后把每個(gè)相關(guān)引腳連接起來(lái)，鏈接好之后開始模擬調(diào)試，對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)反復(fù)的調(diào)試和排除，一步一步的把錯(cuò)誤和毛病修改完善。仿真過(guò)程最怕的就是搭錯(cuò)線和搭重線。(3)仿真結(jié)果仿真圖如下所示，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，把各個(gè)元器件合理排版完成，給單片機(jī)下載進(jìn)編寫好的代碼，接著模擬啟動(dòng)電源按下開關(guān)，設(shè)置好輪胎的直徑和限制速度。檢查超速是蜂鳴器是否響起，如果數(shù)據(jù)計(jì)算運(yùn)行成功，蜂鳴器正常響起，則模擬電路仿真(4)PCB自行車?yán)锍瘫韴D制作完成電路仿真之后，證明電路能正常通電，程序也能正常運(yùn)行，接著開始了PCB圖的制作，PCB圖制作需要用到的軟件AltiumDesignerSunner軟件。通過(guò)軟件制作元器件圖紙，如果在軟件元器件庫(kù)有就能直接使用，沒(méi)有要自己制作。當(dāng)把所有元器件都集全后就開始布線，布線不能重線和漏線否則會(huì)導(dǎo)致焊少打孔，以至于銅線布置不到位，焊板焊不上結(jié)果電路不能成功通路導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。3.5藍(lán)牙模塊得先進(jìn)入inventor的網(wǎng)站，然后以QQ的用入用戶界面。對(duì)APP的界面布局也就是對(duì)藍(lán)牙的組件設(shè)計(jì)。每個(gè)組件的功能和樣式不一樣，本設(shè)計(jì)選擇了比較合適的組件來(lái)組成藍(lán)牙APP,組件如下：藍(lán)牙app的布局：①速度：0(實(shí)時(shí)顯示自行車的速度)。②報(bào)警速度：0(顯示設(shè)置的報(bào)警速度)。③里程：0(實(shí)時(shí)顯示已走的路程)。④設(shè)置報(bào)警速度：(可以在下面的欄目設(shè)置所需要設(shè)定的報(bào)警速度)。⑤搜索藍(lán)牙(點(diǎn)擊搜索藍(lán)牙會(huì)彈出一個(gè)窗□,里面會(huì)顯示所掃描到的藍(lán)牙)。⑥斷開鏈接(點(diǎn)擊斷開鏈接后已經(jīng)鏈接的藍(lán)牙會(huì)斷開鏈接);⑦鏈接狀態(tài)(當(dāng)手機(jī)與設(shè)備鏈接成功后鏈接狀態(tài)會(huì)亮紅光，若沒(méi)鏈接成功或者沒(méi)有鏈接者不亮)。實(shí)際手機(jī)顯示的藍(lán)牙app如下圖3-4所示。藍(lán)牙app的組件設(shè)計(jì)完成之后，開始對(duì)藍(lán)牙的邏輯設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)定。邏輯設(shè)計(jì)的方式跟組件的設(shè)計(jì)方式有些相似，都是從菜單欄拉出自己需要的模鏈接狀態(tài)●4系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試4.1硬件安裝與測(cè)試完成仿真模擬后開始實(shí)物的組裝，對(duì)照這模擬仿真的圖形元件焊穩(wěn)并且不浪費(fèi)材料。經(jīng)過(guò)一個(gè)星期時(shí)間首先打開電源，LCD1602液晶顯示器亮起，藍(lán)牙芯片HC-05指示燈亮起，路連通，接著按下電機(jī)開關(guān)按鈕，電機(jī)(本設(shè)計(jì)假設(shè)電機(jī)圈旋轉(zhuǎn)一周相當(dāng)于自行車車輪旋轉(zhuǎn)一周)開始工作，顯示器開始記錄里程，顯示當(dāng)前的速度和時(shí)間。然后按下菜單設(shè)置鍵從速度、里程時(shí)間界面變成時(shí)間、日期、星期設(shè)置界面，按以選擇需要設(shè)置的項(xiàng)目，再按菜單切換鍵變成限速設(shè)置和總里程界面。的行駛速度。最后還給設(shè)備添加了初始化按鍵，當(dāng)自據(jù)在里面，這時(shí)只需要按下初始化鍵，所有的數(shù)據(jù)就會(huì)重使用設(shè)備放心我們給設(shè)備添加了掉電保護(hù)功能，比如設(shè)備，沒(méi)動(dòng)的數(shù)據(jù)，或者設(shè)備被自己運(yùn)動(dòng)時(shí)不小心關(guān)機(jī)了，這時(shí)我們重新打開，前面的數(shù)然后打開藍(lán)牙APP連接設(shè)備的藍(lán)牙，啟動(dòng)電機(jī)，我們?cè)谑謾C(jī)的藍(lán)牙APP上可以看到自行車的實(shí)時(shí)速度、里程和報(bào)警速度。同時(shí)在手機(jī)的藍(lán)牙APP上也可以設(shè)置報(bào)警速最后就是超速報(bào)警調(diào)試：首先我們可以通過(guò)界面，接著設(shè)置一個(gè)速度值20km/h,然后調(diào)節(jié)自行車的輪胎直徑也就是自行車的速度，然后開啟電機(jī)當(dāng)自行車的速度超過(guò)20km/h時(shí)蜂鳴器響起則設(shè)計(jì)成功。通過(guò)實(shí)物設(shè)計(jì)蜂鳴器能在超速響起所以設(shè)計(jì)成功。超速設(shè)定在藍(lán)牙app也能設(shè)計(jì)，打開手機(jī)藍(lán)牙app在報(bào)警速度的下方有一個(gè)欄目，在上面填上需要限定的報(bào)警速度。當(dāng)自行車超速時(shí)(1)設(shè)備誤差測(cè)試方案，設(shè)計(jì)用電機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)代替自行車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在葉輪邊緣放置一個(gè)磁體，磁體每經(jīng)過(guò)一次霍爾傳感器則發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)給單片機(jī)，計(jì)數(shù)自行車車輪旋轉(zhuǎn)一周，自行車周長(zhǎng)×脈沖數(shù)=自行車的路程。路程÷計(jì)脈沖數(shù)的時(shí)間=速度。由此可以計(jì)算出自行車實(shí)際的速度和路程。再與本設(shè)計(jì)的速度里程表所顯示的速度和路程比較，算出誤差。為了避免測(cè)試的偶然性，設(shè)計(jì)了三次測(cè)試如下表4-1所示。次數(shù)表顯速度實(shí)際速度誤差實(shí)際路程誤差報(bào)警速度鏈接狀態(tài)●斷開連接圖4-4車輪直徑60cm的速度路