51单片机自行车里程表与超速报警系统设计完整教程

资源摘要信息:本项目为基于51单片机的自行车里程表和超速报警系统的设计与实现。系统设计的目的是为了能够实时监测自行车的行驶状态，包括时间和里程的显示、速度的计算以及超速状态下的报警提示，同时允许用户通过按键设置报警阈值和人机交互界面。 系统主要功能包括： 1. 时间显示：通过单片机控制，实时显示当前时间。 2. 里程显示：累计并显示自行车行驶的总里程。 3. 设置报警阈值：允许用户自定义超速的报警阈值。 4. 实时速度显示：计算并展示自行车的即时速度。 5. 声学、光学报警：超速时触发声光报警装置，以视觉和听觉的方式提醒骑行者。 6. 继电器控制：通过继电器实现对声光报警系统的控制。 7. 按键控制人机交互：通过按键输入来设置系统的各项功能参数，并进行人机交互。 提供的资料包括： 1. 原理图工程文件：详细记录了系统电路设计的原理图，为系统搭建提供蓝图。 2. 源代码KEIL4：使用KEIL4软件编写的51单片机源代码，实现了上述功能。 3. 仿真工程文件：在Proteus仿真环境下构建的工程文件，用于验证原理图设计的正确性。 4. 物料清单EXCEL：列出了构成系统的所有电子元件及其规格，方便采购和生产。 5. PCB工程文件：提供了用于电路板设计的PCB布局文件，可以用于实际电路板的制造。 【知识点详细说明】 1. 51单片机知识：AT89C51是基于51单片机架构的一款微控制器，广泛应用于嵌入式系统的开发。它具备定时器、中断系统和一定的I/O端口，适合用于实现本项目中的多功能控制。 2. Proteus仿真软件：该软件允许用户进行电路仿真和PCB设计，可以模拟真实电路的工作状态，是学习电子电路设计和单片机应用的有效工具。 3. 原理图设计：原理图是电路设计中用来表示电子元件之间连接关系的图表。在本项目中，原理图展示了如何将各种电子元件如单片机、显示屏、按钮、报警器等物理连接起来。 4. PCB布局：在完成原理图设计后，需要将原理图转化为PCB布局，这涉及到电子元件的物理放置和电路板走线。PCB布局文件允许将这些设计落实到实体电路板上。 5. Keil C51开发环境：这是开发51单片机应用程序的集成开发环境，提供编译、调试和仿真功能。通过Keil C51可以编写、编译和调试单片机的源代码。 6. 外部中断：在本项目中，外部中断用于速度检测，当自行车速度超过预设阈值时，中断会触发报警系统。 7. 按键控制：用户通过按键输入来设置报警阈值或与系统进行交互。这要求在硬件设计中提供适当的去抖动处理，并在软件设计中实现相应的功能逻辑。 8. 声光报警系统：该系统包括声音报警器和灯光报警器，是超速报警的重要组成部分，能够有效地提醒用户注意速度。 9. 继电器控制：继电器用于在超速报警时切断电源或连接报警装置，是一种常见的电路控制元件。 10. 时间和速度计算：涉及到定时器的使用和速度算法的实现，需要利用单片机的定时器/计数器功能来准确计算时间间隔和速度。 11. 人机交互：在本设计中通过按键和显示屏实现，要求编写相应的界面程序，使用户能够方便地进行设置和操作。 整个项目实现了一个集时间、里程显示与超速报警功能于一体的自行车里程表系统，具有实际应用价值，可以作为电子工程和计算机工程等相关专业的毕业设计项目。通过该项目的实践，学生可以加深对单片机系统设计、电路仿真、PCB设计和编程的理解和应用能力。