北工大自行车里程表

北京工业大学数字电路实验报告

电控

自动化

设计题目：自行车里程表

一、实验要求

（一）设计任务

设计、制作一个根据车轮周长、辐条数等参数来记录行驶里程的简易里程表。要求具有可调整的手段，以适应不同车型。

（二）参考设计方案

1、首先使用红外光电传感器对转动的车轮辐条进行测量，产生基本技术脉冲。若以0.1公里作为里程表的计数单位，则需测量出车轮的周长、一周有多少根辐条、没走0.1 公里要有多少根辐条通过传感器。若将此计数值转化为里程表的一个计数脉冲，提供给一个多位十进制里程计数器，则记录分辨率就为0.1公里，最后由多位数码管显示出来。

2、框图：

（三）设计要求

1、显示数字为3位，精度为0.1公里，即（00.0——99.9公里）。

2、数码管要有小数点显示，即个位与十位间的小数点要亮起来。

3、要标明你所设计的条件（轮周长、辐条数等），给出根据条件不同进行调整的方法。

4、结构简单、所用芯片尽量少、成本低、易于制作。

5、所用芯片与元件尽量在参考元器件范围内选择（实验室没有的需自行解决）

6、要制作一个模拟的（或真实的）测试模型，以便进行实际的测试。尽量做到结构合理、可靠，结构设计要作为考核的重要部分。

（四）发挥部分

从实用角度考虑，尝试加上你认为可以完善、改进的功能（如节电功能、显示清零等）。

（五）参考元器件和芯片

CD40106；CD4518(或CD4017,74LS161等)；74LS21,74LS08,CD4011(或

74LS00)；CD4553,CD4543；共阴（共阳）数码管；NPN(PNP)开关管；

红外光电传感器等；电阻，电容若干

二、设计方案

此实验分为4个部分：光控电路设计及脉冲整形、轮辐计数电路、0.1公里计数电路、数码管显示电路（包括译码驱动）。

首先将红外传感器接收到的轮辐脉冲整形成规则的方波，然后接入轮辐计数器中。脉冲整形电路选用CD40106。

在考虑轮辐计数分频器的时候，想到了CD4518和161两种芯片。由于CD4518是十进制的计数器，比161的二进制计数器更加方便。因此决定选用CD4518作为轮辐计数分频器。

所以我们打算以CD40106为脉冲整形，若干CD4518作为轮辐计数分频器，CD4553作为三数字BCD译码器的数位显示部分，CD4543作为7段共阴数码管驱动芯片。

（一）元件清单

74LS21（1）

74LS00（1）；

40106（1）；

CD4553（1）；

CD4518（2）；

CD4543（1）；

三位共阴八位数码管（1）；

1K欧姆电阻（14）

10uf电容（1）

（二）光控电路及脉冲整形部分

1．当轮辐扫过红外传感器后，接收到的信号通过施密特触发器进行脉冲整形，得到标准的方波信号，然后将信号输入轮辐计数器中。

施密特触发器输入脉冲由红外对管（光偶）来提供，通过光偶将信号记录下来然后将信号输入到CD40106中进行整形得到规则的信号。

2．光控电路及脉冲整形芯片

CD40106芯片资料

CD40106引脚图

引脚功能：

2 4 6 8 10 12 数据输出端

1 3 5 9 11 13 数据输入端

14 电源正

7 接地

CD40106由六个斯密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有斯密特触发器功能的反相器。触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。上升电压(V T+)和下降电压(V T-)之差定义为滞后电压。

（三）轮辐计数电路

1．此部分设计要求：当电路接收到方波信号后开始计数，当计数达到车轮走过0.1公里所需的轮辐数时，此计数电路进位输出一并自动清零，开始进入下一个计数周期。最初设定车轮（风扇代替）直径为7.7cm则传感器处每通过3820个轮辐，车轮走过0.1公里，由此确定此计数器应为3820进制

根据所给元件，可以用2片CD4518组成3820进制计数器，

2．轮辐计数器电路芯片简介：

CD4518引脚图

CD4518的控制功能

CD4518有两个时钟输入端CP和EN，若用时钟上升沿触发，信号由CP输入，此时EN端为高电平（1），若用时钟下降沿触发,信号由EN输入，此时CP 端为低电平（0），同时复位端Cr也保持低电平（0），只有满足了这些条件时，电路才会处于计数状态，否则没办法工作。

（四）0.1公里计数电路

此部分设计要求：通过轮幅计数器的进位输出，每0.1公里输出一高电平，此计数电路记录一次，要求可记录0.1公里到99.9公里，所以此计数电路需要一

个1000进制的计数器。

所给元器件中CD4553能够实现3位十进制输出，但只有1个输出端，要完成3位输出，采用扫描输出方式，通过它的选通脉冲信号，依次控制3位十进制的输出，从而实现扫描显示方式。

芯片资料：

CD4553是3位十进制计数器，但只有1个输出端，要完成3位输出，采用扫描输出方式，通过它的选通脉冲信号，依次控制3位十进制的输出，从而实现扫描显示方式。

引脚功能：

CLOCK：计数脉冲输入端，下调沿有效。

CIA、CIB：内部振荡器的外界电容端子。

MR：计数器清零（只清计数器部分），高电平有效。

LE：锁定允许。当该端为低电平时，3组计数器的内容分别进入3组锁存器，当该端为高电平时，锁存器锁定，计数器的值不能进入。

DIS：该端接地时，计数脉冲才能进行计数。

DS1、DS2、DS3：位选通扫描信号的输出，这3端能循环地输出低电平，供显示器作为位通控制。

Q0、Q1、Q2、Q3：BCD码输出端，它能分时轮流输出3组锁存器的BCD码。

CD4553内部虽然有3组BCD码计数器（计数最大值为999），但BCD的输出端却只有一组Q0～Q3通过内部的多路转换开关能分时输出个、十、百位的BCD码，相应地，也输出3位位选通信号。例如：当Q0～Q3输出个位的BCD 码时，DS1端输出低电平；当Q0～Q3输出十位的BCD码时，DS2端输出低电平；当Q0～Q3输出百位的BCD码时，DS3端输出低电平时，周而复始、循环不止。

图1 CD4553引脚图

电路介绍：

CD4553能够实现1000进制计数，只需正常输入输出即可。CD4553的输入就是轮幅计数电路的进位输出，由于CD4553由下降沿控制计数，因此其时钟输入应将轮辐计数电路的进位输出经过非门充当。此部分电路的输出直接连接下一步的译码驱动。由于CD4553同时控制下部分数码显示的三位显示顺序，所以还要将cd4553的数据选择输出端与数码显示的三位数码管连接。

(五)译码驱动电路及数码管显示电路

此部分设计要求：0.1公里计数器的输出信号经本级电路译码驱动后由数码管显示输出。

根据参考元件，译码驱动器可选用CD4543，经三极管放大后与数码管相连。

芯片介绍：

管脚图

电路介绍：

将CD4543的输入端与CD4553的输出端连接，七段数码管连接CD4543输出端，由于数码管对电流大小有要求，所以要在数码管与芯片连接时加入限流电阻，阻值约为1K欧。CD4553的DS1,DS2,DS3经过三极管分别与数码管三位控制端与相连，小数点控制端与DS2经非门相连，以控制其点亮。

（六）电路图

三、实验过程

（一）轮辐计数电路的接线

通过对轮辐计数器的设定，使其达到3820进制时，通过门电路产生一个脉冲来驱动下一部分的里程计数器。

脉冲信号进行整形后，产生规则的方波脉冲信号，将此信号接入到轮辐计数器，轮辐计数器计到3820进制之后，再由三个74LS芯片系列的门电路对之后的0.1公里计数器（即芯片CD4553）产生脉冲。

知道车轮的辐条数n=9,半径D=7.5 cm。

则:车轮周长C=πD=3.1416×7.5 cm≈0.25562m

设轮辐计数器为N进制。那么：C/n×N=100m

解之，得： N=3820

所以，脉冲计数器为3820进制

这部分电路要用到的器件为CD4518、74LS21、74LS00。

我们采用两片双十进制的CD4518，它是一个同步加数器，一个封装里有两个

加数器，可实现二/十进制互换，其功能管脚为1～7和9～15。该计数器是单脉冲输入（1或2，9或10），4路BCD码输出（3到6，11到14）。

从其真值表得知，CD4518由两个时钟输入端：enable和clock ,当时钟上升沿触发，则脉冲从CP(clock)端输入，此时EN端接高电平。当时钟的下降沿触发，则脉冲从EN端输入，此时CP端接低电平。此外，CD4518清零端为高电平有效，所以在不清零时，应接低电平。这样接线之后，CD4518就可以实现计数功能。

如图所示，将CD4518转变成四位十进制计数器。从下图可看出，第一片计数器用的是时钟上升沿触发，从CP端输入脉冲。由于CD4518没有进位端，所以利用EN端，利用第四位输出与EN端相连，作为信号输入端，接到EN端时用下降延触发，又由于CD4518计数是十进制的，所以用输出的第四位能体现出它在从9到0时从高电位到低电位，得以实现进位功能。

此外，将计算好的3820按个，十，百，千的顺序分别从四个十进制计数器中连出，通过74LS21与门联在一起，再将74LS21的输出反馈给两片CD4518的四个十进制计数器的清零端，从而实现计完3820个脉冲CD4518就重新计数。因为CD4553时低电平触发的，所以应另外将输出信号转为低信号，所以我们用74LS08与非门完成这个作用。在实际操作中，将二输入的与非门的一个输入接高电平。这样就实现了非的运算。再通过与非门74LS00将结果输送给CD4553。

四、实验调试

（一）计数电路的调试

将该部分电路接线完成后，先进行3820进制的调试。将输出端接示波器，风扇每转过3820圈示波器上将显示一高电平。通过观察，该部分电路能够正常实现计数功能，原设计方案可行。

（二）0.1公里计数电路及驱动电路与数码管的调试

将该部分电路与上级电路连接，观察数码管的变化。

（三）调试中的问题

第一次连完电进行调试过程时，发现数码管有乱码情况。后来检查排线发现有些地方接触不实，以后连接电路时要注意插紧，可以通过万用表来插线。

五、心得体会

本实验是数字电路实验，通过这个实验，让我们自己去验证一下书上的理论，自己去设计，培养了我们的实际设计能力和动手能力。在实验的过程中，我们遇到了各种问题，比如线路不通，我们就可以运用逻辑笔去检查导线是否可用；我们也得到了不少经验教训，当实验过程中若遇到问题，不要盲目的把导线全部拆掉，然后又重新连接一遍，此时，我们应该静下心来，冷静地分析问题的所在，有可能存在哪一环节，在实际连线中，我们发现三极管并不起作用，所以我们放弃了三极管的计划，改用40106的反向作用将小数点的输出信号反向，从而实现了个位小数点的正常工作。所以在实验过程中，要学会分工协作，不能一味的停留在理论层面。

通过光控电路及脉冲整形部分电路的实验设计，了解了CD40106施密特触发器芯片的具体用法，通过实践经验验证了施密特触发器的脉冲整形功能，加深了对施密特触发器的认识。在遇到两种技术器（CD4518和161）都可以进行使用时，自己通过芯片的数据手册，对芯片进行分析，最终使用最优芯片。整个实验中我也意识到了做学问的严谨，学会了面对困难的态度，发现了自己对知识掌握的局限性，锻炼了个人对自己电子设计的能力，同时通过实验的计数模块，也对以前学的数字电路有了一定的巩固。再有一点，那就是要学会多思考，不论做什么事情都要学会思考，不要遇到问题就想着别人或问老师，首先应该是自己进行分析。这样，不但可以提高学习的兴趣，同时还能够提高对知识的掌握，学会了独立思考问题的能力，在以后的学习的过程中都会对我们有很大的帮助。

自行车里程表的设计【开题报告】

毕业设计（论文）开题报告 题目：自行车里程表的设计 专业：电子信息工程 一、选题的背景、意义 192个国家的谈判代表召开峰会，商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，即2012009年12月7日开是在丹麦首都哥本哈根召开的《哥本哈根世界气候大会》，来自2年至2020年的全球减排协议，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。气候变化已经成为全世界共同关注的焦点问题，节能减排迫在眉睫，全球各个国家都在为节能减排做进一步的努力。加之2008年爆发的经济危机的影响之深远，让每一个身处社会的人都心有余悸。但是在这经济危机爆发的时刻，人来面临的能源问题，远比经济危机要让大家头痛得许多，中国正在积极推动企业的节能减排，提高全社会节能减排的意识。 电电动自行车是绿色节能的交通工具，在城城市化发展的进程中电动自行车满足了消消费者出行半径增大的需求。经过15年的快速发展，电动自行车产业已经进入了成熟期，产品的质量不断提高，技术创新成果普遍应用。中国已成为全球电动自行车的制造、消费大国，目前中国市场年产销量超过2000万辆，整个产业链的经济规模达到1000亿以上，从业人员近500万人。整车企业1000余家、6000余家相关联配套企业、100000家经销商、市场保有量达 1.2亿辆，电动自行车成为中国一个重要的产业，也是中国老百姓主要的交通工具。目前平均每四户居民家庭中就有一辆电动自行车，电动自行车已经成为城乡人民生活中的一种重要的消费品。2009年以来，面对世界金融危机的挑战，电动自行车产业依然保持了平稳发展。中国自行车协会助力车专业委员会的统计，50家主要生产电动自行车的企业，1-8月份累计总产量为656万辆，同比增长13%。另外，根据国家统计局的统计，1-8月份行业规模以上企业电动自行车产量累计生产为445.5万辆，同比增长8.7%。两个不同口径的统计数字均说明，2009年的前8个月行业仍然是增长的态势。 1989年清华第一台电动自行车样机到现在二十年的时间，中国电动自行车行业经历了从无到有，从小到大的过程，目前年产量已达2000万辆以上，社会总需求量在5亿辆以上。随着城市扩大化的发展进程，电动自行车已经逐渐成为百姓出行不可或缺的代步工具。2009年10月，国家标准管理委员会公布了《电动摩托车和电动轻便摩托车

电动车里程表设计

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)。 设计时，应综合考虑测速精度和系统反应时间。本设计用测量脉冲频率来计算速度，因而具有较高的测速精度。在计算里程时取了自行车的理想状态。实际中，误差控制在几米之内，相对于整个里程来说不是很大。为了保证系统的实时性，系统的速度转换模块和显示数据转BCD码模块都采用快速算法。另外，还应尽量保证其他子模块在编程时的通用性和高效性。本设计的速度和里程值采用6位显示，并包含两个小数位。 系统的硬件设计 脉冲发生源 本设计采用了ST1101红外光电传感器，进行非接触式检测。当有物体挡在红外光电发光二极管和高灵敏度的光电晶体管之间时，传感器将会输出一个低电平，而当没有物体挡在中间时则输出为高电平，从而形成一个脉冲。 该系统在自行车后轮的轴处保持着与轮子旋转切面平行的方向延伸附加一个铝盘，在这个铝盘的边沿处挖出若干个圆形过孔，把传感器的检测部分放在圆孔的圆心位置。每当铝盘随着后轮旋转的时候，传感器将向外输出若干个脉冲。把这些脉冲通过一系列的波形整形成单片机可以识别的TTL电平，即可算出轮子即时的转速。

电子车速里程表的设计

电子车速里程表的设计 摘要 随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用，现在很多轿车仪表已经使用电子车速里程表。本设计介绍一种基于AT89C51单片机的智能电子里程表。该电子式里程表是一种数字式仪表，主要由车速表和里程表两部分组成，其传感器采用霍尔传感器的脉冲信号检测与转换。此里程表不仅可显示车辆行驶的总里程，也可显示一段时间的阶段里程，还可显示车速，以及实现超速报警等功能，并具有较强的再开发能力。 本文详细描述了利用霍尔传感器和AT89C51单片机开发测速系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍，该系统可以方便的实现实时速度、里程的采集和显示，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，有利于我们日常生活和汽车生产业的发展，也可以当作测速处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行速度里程测量，有广泛的应用前景。 关键词：AT89C51，数码管显示器，霍尔传感器，速度里程表

目录 1 绪论 (1) 1.1 课题描述 (1) 1.2 基本工作原理及框图 (1) 2 相关芯片及硬件电路设计 (2) 2.1 AT89C51芯片 (2) 2.1.1 AT89C51的主要特性 (2) 2.1.2 AT89C51的管脚说明 (3) 2.2 霍尔速度传感器 (4) 2.2.1 霍尔传感器工作原理 (4) 2.2.2 霍尔效应 (4) 2.2.3 霍尔元件 (4) 2.3 单片机最小系统及电路 (5) 2.4 车速信号处理电路 (6) 2.5 显示电路 (8) 2.5 系统原理图 (9) 3 系统的软件及程序设计 (9) 3.1 主程序程序框图 (9) 3.2 调试及仿真 (11) 总结 (12) 致谢 (13) 参考文献 (14) 附录 (15)

基于单片机的电动车里程表设计说明

《基于单片机的电动车里程表设计》 目录 引言 (1) 1.总体设计 (2) 2.设计任务及要求 (2) 3.电路原理 (2) 4.硬件系统模块 (3) 4.1芯片的选择 (6) 4.2结构框图 (7) 5.软件系统设计 (7) 5.1控制系统源程序 (11) 6.调试 (13) 7.参考文献 (13)

引言 里程表广泛应用于各类机车，传统的机械式里程表虽然稳定可靠，但功能单一、易受磨损。随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用，现在很多轿车仪表已经使用电子车速里程表，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。如果能用液晶显示屏直接显示出来里程数和速度值，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。 本设计介绍一种基于单片机的智能电子里程表。该电子式里程表是一种数字式仪表，主要由车速表和里程表两部分组成，其传感器采用无接触测量的光电传感器。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，再采用液晶显示器模块进行显示，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。它不仅可显示车辆行驶的总里程，还可显示当前车速，以及实现超速报警等功能，并具有较强的再开发能力。它的实现方式是，通过安装在汽车转轴上的测量盘，用光电式转速传感器检测转速的脉冲信息，在脉冲状态下，将转速的变化转换成光通量的变化，再通过光电转换元件将光通量的变化转换成电量的变化，接着通过频率测量电路将脉冲信号输入到单片机中，然后依据电量与转速的函数关系实现转速测量，再通过计算，从而得出里程、车速的信息，并由液晶显示器显示出来。

自行车码表

出口澳大利亚/加拿大自行车码表 MULTI-FUNCTION CYCLECOMPUTER OEM , W/O BATTERY BLISTER CARD 马表说明书 请在使用时仔细阅读以下说明： FUNCTIONS 功能 1.Current Speed流速 2.24Hour Clock二十四小时计时器 3.Total Distance (ODO)全行程 4.Trip Time(TM)单次骑行时间 5.Maximum Speed (MXS) 最大时速 6.Average Speed(AVS)平均速度 7.Trip time (TM) 单次行程时间 8.Scan(SCAN)浏览 9.Kilometer/Mile conversion公里/英里转换 1O.Wheel Circumeference Setting 车轮周长设置 11.LCD Auto Clear 显示屏自动清除 12.Speed Trend 速度趋势 13.Auto Stop/Start自动开关 Main Units主件 1.Liquid Crystal Display液晶显示器 2.Mode Button模式按钮: use to Select the functions 用于选择功能 3.Set Button设置按钮: use to set the digit 用于设置数字 4.Battery Case Over电池盒 5.Cycle Computer Accessories马表配件 Mounting the cycle computer main unit bracket 安装马表的主件为支架Attach the bracket in the handlebar by means of the screw procided, the enclosed rubber pad can be used if the handle bar shouldn't provide the required thickness, tighten the screw and make sure the bracket is steady. 用螺丝拧支架在车手上,倘若车手管有点细可以用所附的像胶垫塞一下.拧紧螺丝确保支架装牢. Mounting the sensor unit and magnet 安装传感器和磁铁 Attach the magnet to the spoke on the front wheel with the screw. Attach the sensor to the inner side of the front fork, adjust their relative position, ensure that the magnet is directly at the bulge near the top of the sensor and the distance between them is less 5mm. 用螺丝装磁铁在前轮的辐丝上.传感器装到前叉内侧,整调好它们相对应的位置. 确 保磁铁在近于传感器上面及它与传感器的距离少于5MM就可以直接膨胀. Tighten all cable clip and screw to make all parts steady. 系紧线索并且拧紧螺丝，确保所有的零件都固定好 Operation 操作 1.Setting wheel circumference, clock and metric of British unit. 设置轮子周长,时钟,公制或英制.

基于单片机的自行车里程表设计样本

摘要 随着居民生活水平不断提高，自行车不再仅仅是普通运送、代步工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼首选。自行车里程表可以满足人们最基本需求，让人们能清晰地懂得当前速度、里程等物理量。重要阐述一种基于霍尔元件自行车里程表设计。以AT89C52 单片机为核心，A44E 霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度测量记录，采用24C02 实当前系统掉电时候保存里程信息，并能将自行车里程数及速度用LED实时显示。文章详细简介了自行车里程表硬件电路和软件设计。硬件某些运用霍尔元件将自行车每转一圈脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号通过解决送显示。软件某些用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简朴，子程序具备通用性，完全符合设计规定。 核心词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LED显示

Abstract With the developing of people’s life，the bicycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking，but becomes the first choice of entertainmenting and exercising. The bicycle mileage/speed can fulfill the basic need of people’s life，so that they can learn the speed and the mileage of the bicycle. In these paper，the bicycle mileage/speed design based on the Hall element is elaborated. By AT89C52 as kernel，using A44E Hall element to measure revolution，the measure and statistic are achieved. The range informations are saved by 24C02 when the power is off，the bicycle speed can be displayed on LED. In this article，the hardware circuit and software design of bicycle mileage/speed instrument are introduced in detail. About the hardware，the pulse number is transmitted of one cycle of the bicycle into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. About the software，in assemble language，the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware，common sub-program，and meet the demand of design. Key words：Mileage / speed；Hall element；Single Chip Microcomputer；LED

汽车车速里程表设计指南

汽车车速里程表设计指南

目次 1范围 (1) 2规范性引用文件 (1) 3设计流程 (2) 3.1 车速里程表的定义及实现方式 (2) 3.1.1 磁感应式 (2) 3.1.2 线圈式 (2) 3.1.3 步进电机式 (3) 3.1.4 液晶式 (3) 3.2 步进电机的选型和主要参数 (4) 3.3液晶屏选型及主要参数 (5) 3.4组合仪表步进电机的软硬件设计 (5) 3.5 液晶屏的软硬件设计 (6) 3.6 车速里程表的机械设计 (7) 3.7 法规校核 (8) 3.7.1 国内标准 (8) 3.7.2 欧盟标准 (8) 3.7.3 美国标准 (9)

前言 为满足公司车用组合仪表车速里程表的设计开发工作，保证其设计的准确性和统一性，特制定本设计指南。

汽车车速里程表设计指南 1 范围 本指南规定了车用组合仪表车速里程表设计的方法与要求。 本指南适用于指导公司车用组合仪表车速里程表的开发。 2 规范性引用文件 下列文件对本文件的引用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2423 电工电子产品基本试验 GB/T 4942.2 低压电器外壳防护等级 GB/T 12548—2016 汽车速度表、里程表检验校正方法 GB 15082 汽车用车速表标准 GB/T 17619 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法 GB/T 18655 车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法 GB/T 28046.1—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分：一般规定 GB/T 28046.2—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第2部分：电气负荷 GB/T 28046.3—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷 GB/T 28046.4—2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷 QC/T 413 汽车电气设备基本技术条件 QC/T 727 汽车、摩托车用仪表 CISPR 25—2008 车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法 ISO 11452-2 道路车辆.窄带辐射的电磁能量产生的电干扰的部件试验方法.第2部分：吸波暗室ISO 11452-4 道路车辆来自窄带辐射电磁能的电气骚扰的组件试验方法第4部分捆束激励法（BCI大电流注入）传导辐射抗扰度（BCI） ISO 7637-2 道路车辆-来自传导和耦合的电干扰第2部分仅沿供电线路的电气瞬态传导 ISO 7637-3 道路车辆-由传导和耦合产生的电气干扰第3部分通过除供电线路之外的线路由电容耦合和电感耦合引起的瞬时电气传输 ECE R39 汽车车速表要求 CFR49 393.82 车速表 Q/J C069 车用组合仪表液晶屏设计指南

自行车里程表_数电实验

数字类：自行车里程表 一、课程设计要求 （一）设计任务 设计、制作一个根据车轮周长、辐条数等参数来记录行驶里程的简易里程表。 要求具有可调整的手段，以适应不同车型。 （二）参考设计方案 １、首先使用红外光电传感器对转动的车轮辐条进行测量，产生基本技术脉冲。若以0.1公里作为里程表的计数单位，则需测量出车轮的周长、一周有多少根辐条、没走0.1 公里要有多少根辐条通过传感器。若将此计数值转化为里程表的一个计数脉冲，提供给一个多位十进制里程计数器，则记录分辨率就为0.1公里，最后由多位数码管显示出来。 ２、框图：

（三）设计要求 1、显示数字为3位，精度为0.1公里，即（00.0——99.9公里）。 2、数码管要有小数点，即个位与十位间的小数点要亮起来。 3、要标明你所设计的条件（轮周长、辐条数等），给出根据条件不同进行调 整的方法。 4、结构简单、所用芯片尽量少、成本低、易于制作。 5、所用芯片与元件尽量在参考元器件围选择（实验室没有的需自行解决） 6、要制作一个模拟的（或真实的）测试模型，以便进行实际的测试。尽量 做到结构合理、可靠，结构设计要作为考核的重要部分。 （四）发挥部分 从使用角度考虑，尝试加上你认为可以完善、改进的功能（如节电功能、显示清零等）。 （五）参考元件 CD40106；CD4518(或CD4017,74LS161等)；74LS21,74LS08,CD4011(或74LS00)；CD4553,CD4543；共阴（共阳）数码管；NPN(PNP)开关管；红外光电传感器等；电阻，电容若干

二、设计方案及仿真 （一）实验初步设计 由题可知，该实验主要分为4个部分：红外传感器及脉冲整形电路、轮辐计数电路、0.1公里计数电路、数码管显示电路（包括译码驱动）。 首先要将红外传感器接收到的轮辐脉冲整形成为规则的方波，整形可以用施密特触发器，当车的轮辐扫过红外传感器后，红外传感器将感应得到的脉冲送到施密特触发器进行整形，然后接入设计的轮辐计数器中,后经过轮辐计数器与0.1公里计数器完成计数，再由数码显示管显示里程。 根据提供的参考元件，初步确定了以下方案： 以CD40106为脉冲整形，若干CD4518作为轮辐计数器，CD4553为三位十进制计数器作为0.1公里计数电路，即从00.0计到99.9，CD4543作为7段共阴数码管驱动芯片，LG5631AH作为共阴数码显示管显示里程。 根据车轮半径以及车轮转动一周红外传感器感应到的辐条数，可以计算出每走0.1公里要有多少根辐条通过传感器，从而确定进制及所需CD4518数量。 在我们的实验中按照车轮的辐条数n=28,半径D=49cm计算。 车轮周长C=πD=3.1415926×49cm=1.539m 设轮辐计数器为N进制，有C/n×N=100m 解得： N=910 可得脉冲计数器为910进制，即每当传感器感应到910根辐条时系统应记0.1公里，计数器自动清零，周而复始从而达到计数的目的，CD4518一片里面有两个计数电路，共需三个计数电路即两片CD4518。 （二）红外光电传感器及脉冲整形电路 1．设计要求：当轮辐扫过红外传感器后，接收到的脉冲信号通过施密特触发器进行整形，得到标准的方波信号，再输入到轮辐计数器中。 2. 实现：输入脉冲由红外传感器提供，通过光偶的传递将信号输入到 CD40106中进行整形得到规则的方波信号。 上图为红外光电传感器的输出脉冲 下图为经过施密特触发器整形过后的规则方波信号 3．芯片资料及部分电路 1）红外光电传感器由光耦合器发光二极管和光敏晶体管组成，其输出特 性与晶体管相似，但其电流传输比I C /I D 比晶体管的电流放大倍数β小得 多，一般只有0.1~0.3，响应时间一般约为10μs。 2）CD40106芯片资料 CD40106引脚图

自行车里程显示的设计报告

课题名称：电子设计制作与工艺实习 学生姓名：刘凯 学号：201016010104 专业班级：10级自动化一班 指导教师：梅彬运 完成时间： 2012年06月27日 报告成绩： 评阅意见： 评阅教师日期

和 收 音 机 的 组 装 调 试 自 行 车 里 程 显 示 电 路 设 计

目录 摘要............................................................. I I Abstract........................................................... I I 第1章自动车里程显示电路的设计方案.. (1) 1.1 基于单片机的自行车里程显示 (1) 1.2 基于数字逻辑电路的自行车里程显示 (2) 1.3 方案比较 (2) 第2章自行车里程显示电路的设计 (3) 2.1 距离检测电路 (3) 2.2 脉冲计数电路 (5) 2.3 数字显示电路 (5) 第3章自行车里程显示电路的仿真与分析 (8) 3.1 分频电路的仿真分析 (8) 3.2 脉冲计数电路仿真分析 (9) 3.3 显示电路仿真分析 (9) 3.4 自行车里程显示电路整体仿真分析 (10) 总结 (12) 第4章收音机的组装与调试 (12) 4.1 设计目的 (14) 4.2 设计要求 (14) 4.3 主要器材 (14) 4.4 元件识别 (17) 4.5 安装前的工作准备 (18) 4.6 收音机的基本工作原理 (18) 4.7 设计过程 (19) 参考文献 (21) 致谢 (22) 附录1 自行车里程显示电路的电路图 (23)

基于单片机的汽车里程表设计

电动自行车里程表的软件设计 序言 本文介绍里程表设计以单片机和霍尔传感器为核心。霍尔传感器将到来的低电平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，使得电动自行车的里程数据能直观的显示给使用者。 自行车里程表是用于远距离连续测量自行车行驶距离的仪表。它分为电源、霍尔传感器和显示器3部分。目前，里程表普遍使用在汽车和摩扦车上，是一种机械测量装置，测试精度相对低，自行车上使用里程表的还很少见。针对这种情况，研制新型的数字化里程表用于自行车上是非常必要的。本文介绍的自行车里程表是由电源稳压系统供电，AT89C52单片机为中央处理器，结合高精度的控制电路，方便地实现了智能化、高精度、高可靠性、高效率的自行车里程表的设计，并且使用方便。 里程表广泛应用于各类机车，包括厂矿企业所使用的电机车和汽车、摩托车等。传统的机械式里程表虽然稳定可靠，但功能单一，随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用。一种以单片机为核心的里程表，它不仅可以显示车辆行驶的总里程，也可显示一段时间的阶段里程，并且具有较强的再开发能力。这一切都是因为利用了单片机系统强大的数据存储和处理控制功能。里程表以单片机AT89C52为核心，由系统输入、单片机部分和系统输出组成。

第 1 章绪论 单片机自从推出以来，以其超小型化、结构紧凑、可靠性高、成本低等优点被人们广泛接受，从而应用于工业、电讯、数据处理、仪器仪表等多方面。电动自行车里程表是电动自行车的重要配件，在电动自行车仪表中占重要位置，但几十年来其发展变化并不大，现在国外很多车中使用了数字里程表，但在国内还并不多见。 1.1课题背景 里程表的原理很简单，因为汽车车轮的直径已知，车轮的圆周长便是恒定不变的。由此可以计算出每走一里路车轮要转多少圈，这个数也是恒定不变的。因此只要能够自动把车轮的转数积累下来，然后除以每一里路对应的转数就可以得到行驶的里程了。这样简单的原理古人就已经发现，并且开始使用了。“记里鼓车”就是这样的装置，它是利用上述原理，再加上巧妙的机构使得车轮每转一定圈数就自动敲一下鼓，此时只要有专人把它记下了，就可以得到所走里程。此装置十分巧妙无论白天、黑夜均可使用，而且盲人也可使用，体现出了我国古代劳动人民的聪明才智。不过，如果车上没有人默记鼓声数目的话，单靠记里鼓车本身还不能累计一共走了多少里。而且车停下来之后谁也不知道这车曾经走过多少里路，这是美中不足之处。 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。 1.2里程表的发展 现在汽车上的里程表可就不一样了，它克服了“记里鼓车”的不足之处，既能告诉你这次走了多少公里，也能记忆自从出厂以来一共走了多少公里，于是，车辆是否需要

基于单片机自行车的里程测速仪

《基于单片机的 自行车里程表、测速仪》单片机大作业 09电子2班 薛强 学号:423

目录摘要 第一章系统设计 1.1 设计任务和要求 1.1.1设计任务 1.1.2 基本要求 1.2 总体设计方案 1.2.1系统总体设计思路 1.2.2方案设计与讨论 1.3功能描述 1.4操作说明 1.5结构框图 1.6原理说明 第二章硬件设计 2.1 硬件电路 2.2 主要元件介绍 第三章软件设计 3.1 系统主程序流程图 3.2 仿真截图 3.3 源程序代码

基于80C51单片机的 自行车里程表、测速仪 摘要：本文介绍了一种基于单片机控制的简易自动自行车速度以及里程计算系统，包括自行车里程表的硬件构成，软件逻辑以及程序代码。该里程测速系统以AT89C51作为系统控制核心，采用光电传感器来检测信号，通过一定时间间隔内对信号的采集，结合自行车本身车轮参数，经过单片机对采集信号进行分析计算，最终在LCD以及LED上显示车辆行驶里程、平均速度和瞬时速度，并且具有超速报警功能。 关键词：自行车测速；单片机；光电传感器，LCD/LED显示 一、系统设计 1.1 设计任务和要求 1.1.1设计任务 设计一个自行车里程表、测速仪，可以将自行车一段时间内的行驶里程，瞬时速度，平均速度在LCD上显示出来，有一个能用LCD显示的腕式自行车里程显示器，传感器采用霍尔元器件，安装在自行车的车轮上； 1.1.2 基本要求 能实时显示当前的车速和行驶里程； 能去除或保留原先的里程数； 电池供电。 1.2 总体设计方案 1.2.1系统总体设计思路 本系统实现自行车运行过程中对行驶里程、当前瞬时速度、平均速度进行测量和显示。总体设计思路如图1所示。系统包括控制器模块、信号检测采集模块、显示模块、电源模块四部分。

电动车里程表课程设计报告书

目录 第一章概述 (2) 第二章硬件设计 (3) 2.1系统组成结构框图 (3) 2.2具体硬件电路及工作原理 (3) 2.3 AT89C2051单片机简介 (4) 2.3.1芯片概述 (4) 2.4其他外围硬件电路 (6) 2.4.1电源电路 (6) 2.4.2霍尔传感器 (6) 2.4.3 4位串行静态显示电路 (7) 第三章软件设计 (8) 3.1主程序设计 (8) 3.2 外中断0和T1定时溢出中断服务子程序设计 (9) 3.3 速度/里程显示控制子程序设计 (9) 3.4系统完整源程序 (10) 总结 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) 附录1 整体电路图 (13) 附录2 源程序 (14)

第一章概述 本设计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接的显示给使用者。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）。 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。 设计时，应综合考虑测速精度和系统反应时间。本设计用测量脉冲频率来计算速度，因而具有较高的测速精度。在计算里程时取了自行车的理想状态。实际中，误差控制在几米之内，相对于整个里程来说不是很大。为了保证系统的实时性，系统的速度转换模块和显示数据转BCD码模块都采用快速算法。另外，还应尽量保证其他子模块在编程时的通用性和高效性。本设计的速度和里程值采用6位显示，并包含两个小数位。

简易自行车数字里程表设计

本科毕业论文 题目：简易自行车数字里程表设计

摘要 本文对自行车里程表的结构、设计原理进行了介绍，并应用芯片LM339和AT89S51设计、制作了自行车里程表。文章介绍了所用芯片的存储结构、各管脚的功能，对各个模块的工作原理进行了分析。并对自行车里程表进行了展望。 本文先对里程表设计当中所需设备作了详细介绍，对设计中存在的问题进行了说明；而后对硬件和软件部分的设计和实现作了认真的分析；然后给出了系统的建模过程及相应的系统模型，在此基础上进行了控制仿真，并对仿真效果进行了比较。 本里程表的设计具有结构简单，成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。并且可进行扩充，加入时速表的功能，更加方便的了解你现在所处的情况。 【关键词】光电对管；单片机A T89S51 ；LM339；键盘；

Abstract In this paper, the structure and principle of traditional bicycle odometer are introduced, and applying LM339 and ATS89S51 has designed and made a bicycle odometer ．The article has introduced what be memory structure of used chip , every function of pin ,and has carried out analysis on operating principle of each modules, and has been in progress to design of bicycle odometer to look into the distance. This article first right Odometer designs required equipment, details of the design issues of; Later on hardware and software design and implementation carefully analyzed; Then the system modeling process and the corresponding model, based on the control simulation, Simulation results also were compared. Odometer the design of the structure is simple, low cost, showing clear, stable and reliable results. And can be expanded to speed the function table and more convenient understand you are now stand. Keywords: photoelectric cell; AT89S51;LM339; keys;

课程设计：自行车里程表

工业学院 本科课程设计（论文） 题目__________________________________ __________________________________ 指导教师__________________________ 辅导教师__________________________ 学生__________________________ 学生学号__________________________ _______________________________ 院（部）____________________________专业 ________________班 自行车里程表 自动化与电子学院电子信息科学与技术081 2011 12 27

______年___月___日 自行车里程表 摘要：本文介绍的速度与里程表设计以单片机最小系统和霍尔传感器为核心。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。 本系统由霍尔传感器、RC滤波电路、单片机AT89S51、系统化LED显示模块、数据存储电路和键盘控制组成。其中霍尔传感器包含信号放大和波形整形。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 本文先对里程表设计当中所需设备作了详细介绍，对设计中存在的问题进行了说明；而后对硬件和软件部分的设计和实现作了认真的分析；然后给出了系统的建模过程及相应的系统模型，在此基础上进行了控制仿真，并对仿真效果进行了比较。 本里程表的设计具有结构简单，成本低廉，显示清晰，稳定可靠等优点。并且可进行扩充，加入时速表的功能，更加方便的了解你现在所处的情况。 关键词：单片机最小系统，LED数码管，霍尔传感器，RC滤波器,EEPROM存储器

汽车速度里程表的设计

汽车速度里程表的设计 摘要：在车辆高速行驶的过程中，车速里程表是为驾驶员及时提供动态驾驶信息的重要仪表，它的好坏直接影响到车辆行驶安全。而传统的车速里程表存在两大缺陷：一是用软轴驱动的传统车速里程表在车辆高速行驶状态下，软轴高速旋转，由于软轴钢丝应力极限的限制，常常造成钢丝软轴的疲劳断裂，从而使车速里程表失效；二是由于软轴布线过长，出现形变过大和运动迟滞现象，导致动态指示迟钝或指示错误。为了更加及时可靠的为驾驶员提供动态驾驶信息，保证车辆行驶安全，客服传统软轴驱动车速里程表故障率高、动态指示迟钝等问题，运用先进的电子技术、传感器测量技术和计算机智能技术，改进传统的里程表是非常必要的。 关键字：单片机，霍尔传感器，车速里程表 Abstract:In the process of high-speed vehicles, vehicle speed odometer is important instrument driver to provide dynamic driving information, which directly affects the running safety of vehicles. The speedometer tradition has two defects: one is the traditional speedometer flexible shaft driving the vehicle high speed running condition, the shaft rotating speed, the flexible shaft steel wire stress limit, often resulting in fatigue fracture of the wire flexible shaft, so that the speedometer failure; two is a flexible wiring is too long due to deformation, appear too large and the motion lag, lead to dynamic indicating slow or indication error. In order to be more reliable and timely to the driver's driving dynamic information, guarantee the driving safety, the problem of high failure rate, the speedometer dynamic indicating slow traditional flexible shaft driving, the use of electronic technology, sensor technology and computer intelligence technology advanced, the improvement of the traditional odometer is very necessary. Key words:The microcontroller, hall sensors, memory，The speedometer

自行车里程表实验报告

课设报告封面示例 北京工业大学课程设计报告 （数电课设题目）自行车里程表 （模电课设题目） 班级： 130242 学号： 13024209 姓名：苏荻乔湘云 组号： 9 2015 年 5 月

一．设计题目 自行车里程表 二．设计技术指标及设计要求 1.设计任务 设计、制作一个根据车轮周长、辐条数等参数来记录行驶里程的简易里程表。 要求具有可调整的手段，以适应不同车型。 2.设计要求 1、显示数字为3位，精度为0.1公里，即（00.0——99.9公里）。 2、数码管要有小数点，即个位与十位间的小数点要亮起来。 3、要标明你所设计的条件（轮周长、辐条数等），给出根据条件不同进行 调整的方法。 4、结构简单、所用芯片尽量少、成本低、易于制作。 5、所用芯片与元件尽量在参考元器件范围内选择（实验室没有的需自行解 决） 6、要制作一个模拟的（或真实的）测试模型，以便进行实际的测试。尽量 做到结构合理、可靠，结构设计要作为考核的重要部分。 三．设计框架（注：设计方框图）

四．设计方案的选择及比较（注：设计的实验条件，总体设计思路，各方案比较） 由题可知，该实验主要分为4个部分：红外传感器及脉冲整形电路、轮辐计数电路、0.1公里计数电路、数码管显示电路（包括译码驱动）。 首先要将红外传感器接收到的轮辐脉冲整形成为规则的方波，整形可以用施密特触发器，当车的轮辐扫过红外传感器后，红外传感器将感应得到的脉冲送到施密特触发器进行整形，然后接入设计的轮辐计数器中,后经过轮辐计数器与0.1公里计数器完成计数，再由数码显示管显示里程。 根据提供的参考元件，初步确定了以下方案： 以CD40106为脉冲整形，若干CD4518作为轮辐计数器，CD4553为三位十进制计数器作为0.1公里计数电路，即从00.0计到99.9，CD4543作为7段共阴数码管驱动芯片，LG5631AH作为共阴数码显示管显示里程。 根据车轮半径以及车轮转动一周红外传感器感应到的辐条数，可以计算出每走0.1公里要有多少根辐条通过传感器，从而确定进制及所需CD4518数量。 利用ＣＰＵ风扇模拟车轮进行如下计算： Ｃ周长＝0.078×πｍ，100ｍ＝ｎ×0.245 计算得出：ｎ＝408 共有9片扇叶。所以需要计数3673次（约为3600次）。 首先使用红外光电传感器对转动的车轮辐条进行测量，产生基本技术脉冲。若以0.1公里作为里程表的计数单位，则需测量出车轮的周长、一周有多少根辐条、没走0.1 公里要有多少根辐条通过传感器。若将此计数值转化为里程表的一个计数脉冲，提供给一个多位十进制里程计数器，则记录分辨率就为0.1公里，最后由多位数码管显示出来。 五．系统选用的元器件（注：元器件清单，关键器件的选取及说明） 1. 实验用到的部分元件： CD40106 × 1 74LS21 × 1 74LS161 × 3 74LS00 × 1 CD4553 × 1 CD4543 × 1 红外传感器×1 CPU风扇× 1 1000pF电容× 1 三位共阴数码管LG5631AH × 1