.基于单片机与光电传感器的电动自行车速度与里程表设计
技术分类: 嵌入式系统 微处理器与 DSP | 2006-12-02
来源:今日电子 | 作者:张怀强 周通 陆坤 何为民
从保护环境和经济条件许可等因素综合来看,电动自行车目前乃至今后都有着广阔的
发展空间。目前市面上电动自行车的速度表和里程表都是机械的,看起来不够直观与方便。
如果能用 LED 直接显示出来里程数或速度值,就可节省用户的时间及精力处理自行车行进
过程中的突发事件。
本文介绍的速度与里程表设计以单片机和光电传感器为核心。传感器将不同车速转变
成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算,再采用 LED 模块进行显示,使得
电动自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。
系统概述
本系统由信号预处理电路、单片机 AT89C2051、系统化 LED 显示模块、串口数据
存储电路和系统软件组成。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形。对
待测信号进行放大的目的是降低对待测信号的幅度要求;波形变换和波形
整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机相连的 TTL 信号;通过单片机的设置可
使内部定时器 T1 对脉冲输入引脚 T0 进行控制,这样能精确地算出加到 T0 引脚的单位时
间内检测到的脉冲数;设计中速度显示采用 LED 模块,通过速度换算得来的里程数采用
I2C 总线并通过 E2PROM 来存储,既节省了所需单片机的口线和外围器件,同时也简化了
显示部分的软件编程。系统的原理框图如图 1 所示。
图 1 系统的原理框图
工作原理
该设计能实时地将所测的速度与累计里程数显示出来,主要是将传感器输入到单片机
的脉冲信号的频率(传感器将不同车速转变成不同频率的脉冲信号)实时地测量出来,考
虑到信号的衰减、干扰等影响,在信号送入单片机前应对其进行放大整形,然后通过单片
机计算出速度和里程,再将所得的数据存储到串口数据存储器,并由 LED 显示模块交替显
示所测速度与里程。本设计的里程数的算法是一种大概的算法(假设在一定时间内自行车
是匀速行进,平均速度与时间的乘积即为里程数)。
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