基于89C52單片機的多功能自行車碼表

1、引言
在從前，自行車是我國最基本的交通工具，我國也被譽為“自行車王國”，但是隨著社會的發(fā)展，越來越多的現(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越少，可是我們在方便了自己的同時卻忽略了這些現(xiàn)代化交通工具的尾氣對周圍環(huán)境的影響，導(dǎo)致了我們周圍的環(huán)境的污染越來越嚴重，空氣質(zhì)量越來越差，人居環(huán)境大不如從前。
所以在現(xiàn)在人們對生活品質(zhì)要求也不斷提高的時候，人們要求的不光是方便、快捷，同時我們也考慮到環(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。不管是在中國還是在外國，越來越多的人加入了使用自行車的行列，不管是鍛煉還是代步。所以這些人就會需要一款比較全能的測速裝置，來時時了解自己的行駛狀況，同時也可以通過它對外界條件，如溫度、風(fēng)速等等，來對自己的行駛狀況進行一定的調(diào)整，使自己達到最好的行駛狀況。同時對鍛煉的人來說，一款提示自己在訓(xùn)練時的各方面參數(shù)的裝置也是必不可少的。
2、系統(tǒng)設(shè)計
系統(tǒng)選用STC89C52單片機為控制核心，功能模塊包括霍爾傳感器、溫度傳感器、功能按鍵、LED顯示模塊和聲光報警模塊組成，如圖1所示。
系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容有自行車的速度測量、里程的計算和顯示。這些功能主要通過霍爾傳感器和單片機進行控制，同時通過DS18B20溫度傳感器進行溫度信號的采集和顯示；利用單片機的編程和按鍵電路進行時鐘的顯示和調(diào)整；速度、溫度的聲光報警和上下限調(diào)整等。
2.1霍爾傳感器測速控制
霍爾傳感器其實是一種對磁敏感的傳感元件，在測速中的速度信號實際上是由傳感器和測速裝置產(chǎn)生的磁場作用產(chǎn)生的。它的測速結(jié)構(gòu)也比較簡單，只要在轉(zhuǎn)軸的周圍固定一粒磁鐵，當霍爾器件靠近磁鐵就能產(chǎn)生相應(yīng)的信號。當轉(zhuǎn)軸不停地轉(zhuǎn)動時，就會有連續(xù)不斷的脈沖信號產(chǎn)生，再經(jīng)過單片機的采集和分析處理后就可以得出相應(yīng)的速度值[1]。
在使用霍爾原理測速是通過霍爾元件采集類似信號，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溫度信號的采集和處理
溫度的測量要實現(xiàn)的功能有溫度信號的采集、處理和最后的顯示。系統(tǒng)選用了DS18B20溫度傳感器。這種傳感器相對于傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件，它可以直接測量溫度，只需要通過簡單的編程變可以通過單片機和LCD顯示裝置來顯示所測量的溫度[2]。
在編程時，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，有著嚴格的時隙問題，因此在編程讀寫程序時按照時序來編是很重要的，編程時對DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進行。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、溫度的聲光報警
本系統(tǒng)中，除了測速和溫度測量兩大主要模塊，速度和外界溫度的聲光報警模塊也是主要主要模塊之一。在系統(tǒng)的使用中我們通過按鍵模塊來設(shè)置速度和溫度的限制，當速度或者溫度超過這個限制就會產(chǎn)生聲光報警。在功能的實現(xiàn)上，測速使用的霍爾傳感器產(chǎn)生的脈沖信號被單片機接受并經(jīng)過一系列的分析和處理，產(chǎn)生相應(yīng)的速度值，將這個值和之前設(shè)定的限制值比較來實現(xiàn)；同理通過溫度傳感器和單片機的組合來實現(xiàn)當前溫度和限定溫度比較來實現(xiàn)溫度的報警，提醒運動者注意休息[3]。
3、結(jié)語
本文設(shè)計了基于STC89C52單片機為核心的多功能自行車碼表。它使得我們在對自行車使用時實現(xiàn)測速、測溫、里程記錄和速度、溫度提示報警等功能。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，對我們平時的使用中或者鍛煉中起到很好的幫助作用，具有一定的實用價值。
致謝：本文得到了李祖欣博士的細心指導(dǎo)，在此表示感謝！
參考文獻
[1]李娟.一種廉價的基于霍爾元件的電機測速裝置的實現(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單片機的溫度控制系統(tǒng)[J].電腦知識與技術(shù),2011,(7):902-904.