基于89C52單片機(jī)的多功能自行車碼表

1、引言
在從前，自行車是我國(guó)最基本的交通工具，我國(guó)也被譽(yù)為“自行車王國(guó)”，但是隨著社會(huì)的發(fā)展，越來(lái)越多的現(xiàn)代化交通工具取代了我們以往的出行方式，越來(lái)越多的人擁有自己的交通工具，例如汽車、摩托車等等，自行車的使用在我們的生活中的使用越來(lái)越少，可是我們?cè)诜奖懔俗约旱耐瑫r(shí)卻忽略了這些現(xiàn)代化交通工具的尾氣對(duì)周圍環(huán)境的影響，導(dǎo)致了我們周圍的環(huán)境的污染越來(lái)越嚴(yán)重，空氣質(zhì)量越來(lái)越差，人居環(huán)境大不如從前。
所以在現(xiàn)在人們對(duì)生活品質(zhì)要求也不斷提高的時(shí)候，人們要求的不光是方便、快捷，同時(shí)我們也考慮到環(huán)境和自身的體質(zhì)鍛煉，所以自行車又漸漸成了我們低碳生活的最好的代步和鍛煉工具。不管是在中國(guó)還是在外國(guó)，越來(lái)越多的人加入了使用自行車的行列，不管是鍛煉還是代步。所以這些人就會(huì)需要一款比較全能的測(cè)速裝置，來(lái)時(shí)時(shí)了解自己的行駛狀況，同時(shí)也可以通過(guò)它對(duì)外界條件，如溫度、風(fēng)速等等，來(lái)對(duì)自己的行駛狀況進(jìn)行一定的調(diào)整，使自己達(dá)到最好的行駛狀況。同時(shí)對(duì)鍛煉的人來(lái)說(shuō)，一款提示自己在訓(xùn)練時(shí)的各方面參數(shù)的裝置也是必不可少的。
2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)選用STC89C52單片機(jī)為控制核心，功能模塊包括霍爾傳感器、溫度傳感器、功能按鍵、LED顯示模塊和聲光報(bào)警模塊組成，如圖1所示。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有自行車的速度測(cè)量、里程的計(jì)算和顯示。這些功能主要通過(guò)霍爾傳感器和單片機(jī)進(jìn)行控制，同時(shí)通過(guò)DS18B20溫度傳感器進(jìn)行溫度信號(hào)的采集和顯示；利用單片機(jī)的編程和按鍵電路進(jìn)行時(shí)鐘的顯示和調(diào)整；速度、溫度的聲光報(bào)警和上下限調(diào)整等。
2.1霍爾傳感器測(cè)速控制
霍爾傳感器其實(shí)是一種對(duì)磁敏感的傳感元件，在測(cè)速中的速度信號(hào)實(shí)際上是由傳感器和測(cè)速裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用產(chǎn)生的。它的測(cè)速結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，只要在轉(zhuǎn)軸的周圍固定一粒磁鐵，當(dāng)霍爾器件靠近磁鐵就能產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)。當(dāng)轉(zhuǎn)軸不停地轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)有連續(xù)不斷的脈沖信號(hào)產(chǎn)生，再經(jīng)過(guò)單片機(jī)的采集和分析處理后就可以得出相應(yīng)的速度值[1]。
在使用霍爾原理測(cè)速是通過(guò)霍爾元件采集類似信號(hào)，這類傳感器是一種三端器件，外形類似于三極管，輸出通常是集電極開(kāi)路（OC）門輸出，適用電壓很廣，只要接上電源就能工作，使用極為方便。
2.2溫度信號(hào)的采集和處理
溫度的測(cè)量要實(shí)現(xiàn)的功能有溫度信號(hào)的采集、處理和最后的顯示。系統(tǒng)選用了DS18B20溫度傳感器。這種傳感器相對(duì)于傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件，它可以直接測(cè)量溫度，只需要通過(guò)簡(jiǎn)單的編程變可以通過(guò)單片機(jī)和LCD顯示裝置來(lái)顯示所測(cè)量的溫度[2]。
在編程時(shí)，由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，有著嚴(yán)格的時(shí)隙問(wèn)題，因此在編程讀寫程序時(shí)按照時(shí)序來(lái)編是很重要的，編程時(shí)對(duì)DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。具體的操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)，從而完成讀寫的操作。
2.3速度、溫度的聲光報(bào)警
本系統(tǒng)中，除了測(cè)速和溫度測(cè)量?jī)纱笾饕K，速度和外界溫度的聲光報(bào)警模塊也是主要主要模塊之一。在系統(tǒng)的使用中我們通過(guò)按鍵模塊來(lái)設(shè)置速度和溫度的限制，當(dāng)速度或者溫度超過(guò)這個(gè)限制就會(huì)產(chǎn)生聲光報(bào)警。在功能的實(shí)現(xiàn)上，測(cè)速使用的霍爾傳感器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)被單片機(jī)接受并經(jīng)過(guò)一系列的分析和處理，產(chǎn)生相應(yīng)的速度值，將這個(gè)值和之前設(shè)定的限制值比較來(lái)實(shí)現(xiàn)；同理通過(guò)溫度傳感器和單片機(jī)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)前溫度和限定溫度比較來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的報(bào)警，提醒運(yùn)動(dòng)者注意休息[3]。
3、結(jié)語(yǔ)
本文設(shè)計(jì)了基于STC89C52單片機(jī)為核心的多功能自行車碼表。它使得我們?cè)趯?duì)自行車使用時(shí)實(shí)現(xiàn)測(cè)速、測(cè)溫、里程記錄和速度、溫度提示報(bào)警等功能。它使使用者在自行車的使用中能更好的了解到自身和周圍行駛環(huán)境，對(duì)我們平時(shí)的使用中或者鍛煉中起到很好的幫助作用，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
致謝：本文得到了李祖欣博士的細(xì)心指導(dǎo)，在此表示感謝！
參考文獻(xiàn)
[1]李娟.一種廉價(jià)的基于霍爾元件的電機(jī)測(cè)速裝置的實(shí)現(xiàn)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2002(1):36-37.
[2]吳健,侯文,鄭賓.基于STC89C52單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2011,(7):902-904.