基于51单片机的自行车里程表的设计与制作

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1产品功能分析...........................................................................................................1

2设计方案遴选...........................................................................................................1

2.1单片机的选择...............................................................................................1

2.2系统框图设计...............................................................................................2

3产品硬件设计...........................................................................................................3

3.1STC89C52RC单片机核心电路设计..............................................................3

3.2按键电路设计...............................................................................................4

3.3LCD1602液晶显示模块电路........................................................................4

4产品软件设计...........................................................................................................5

4.1主程序流程图...............................................................................................5

4.2LCD1602液晶显示程序设计........................................................................6

4.3产品程序清单...............................................................................................8

5产品使用说明...........................................................................................................9

5.1产品装配图...................................................................................................9

5.2产品调试.......................................................................................................9

5.3产品使用说明...............................................................................................9

6产品设计技术标准.................................................................................................10

参考资料.....................................................................................................................10

附录1元器件清单............................................................................................11

附录2电路原理图............................................................................................12

附录3PCB设计图.............................................................................................12

附录4产品实物图............................................................................................13

附录5程序代码................................................................................................14

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基于51单片机的自行车里程表的设计与制作

1产品功能分析

随着人们生活的质量越来越高，交通工具越来越发达，自行车更多的成为了人们娱乐

休闲，锻炼的一种方式，此产品用来满足人们骑自行车的基本需求，知晓自行车当前的速

度与里程。

此说明书是以AT89C52RC单片机为主控制器获取A44E霍尔传感器测量电机模拟自行车

的转数信号,并通过该传感器的特性,运用相关规律处理获取的转速信号,转化显示其速度

与里程设计为目的的。产品是以AT89C52RC单片机为主体，另连接A44E霍尔传感器和电机

驱动。此处使用霍尔元件A44E，硬件模块可以将电机模拟自行车每转一圈产生的脉冲数通

过信号传输至AT89C52RC单片机系统。此后，单片机系统将对信号进行处理,算出速度与里

程数发送LCD屏实时显示。

2设计方案遴选

考虑产品功能需求,器件参数,价格,材料等因素选择合适的部件,发挥基本的功能.产

品的基本形式由LCD液晶显示功能,霍尔传感器测转速功能组成。

2.1单片机的选择

使用51单片机,优缺点:51单片机简单经典,容易上手,价格低;缺点是功能较少,且对芯

片保护能力差,芯片容易烧毁。

综合单片机成本,操作难度,单片机成熟程度,及产品的功能需求,本产品选择51单片机。

1

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2.2系统框图设计

2

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3产品硬件设计

此产品由STC89C52RC单片机组成系统,LCD1602液晶显示器,霍尔转速传感器,电机模拟

自行车行驶模块组成。

主要通过获取霍尔传感器中的测量转速数据,处理其数据得到速度与里程,将其显示与

LCD1602液晶显示器上。

3.1STC89C52RC单片机核心电路设计

STC89C52单片机芯片是一款低功耗的CMOS8位微控制器，并具有高性能。该芯片内部

集成了8K的可编程FLASH存储器。这意味着它具有灵敏的8位CPU和系统可编程Flash等

强大功能。因此，STC89C52芯片成为众多嵌入式控制应用系统解决方案中的理想选择，可

以提供高灵活性和超高效性。

除了上述提到的特点和性能外，STC89C52芯片还集成了包括512字节RAM、8K字节Flash、

32位I/O口线、看门狗定时器、内置4KBEEPROM、MAX810复位电路、三个16位定时器/计

数器、一个6向量2级中断结构以及全双工串行口等标准配置。这些配置中的每个都为该

芯片提供了不同的功能和特点，从而使它成为在广泛的嵌入式应用体系中的一个重要组成

部分。也正是得益于这些功能的支持，STC89C52芯片能够在不同的环境中得到广泛的运用，

并为其所在的设备或系统提供高效、快速、准确的数据处理和控制功能。

U1

140

P1.0VCC

239

P1.1(AD0)P0.0

338

P1.2(AD1)P0.1

437

P1.3(AD2)P0.2

536

P1.4(AD3)P0.3

635

P1.5(AD4)P0.4

734

P1.6(AD5)P0.5

833

P1.7(AD6)P0.6

932

RST(AD7)P0.7

1031

P3.0(RXD)EA/VPP

1130

P3.1(TXD)ALE/PROG

1229

P3.2(INT0)PSEN

1328

P3.3(INT1)(A15)P2.7

1427

P3.4(T0)(A14)P2.6

1526

P3.5(T1)(A13)P2.5

1625

P3.6(WR)(A12)P2.4

1724

P3.7(RD)(A11)P2.3

1823

XTAL2(A10)P2.2

1922

XTAL1(A9)P2.1

2021

GND(A8)P2.0

89C51/52

STC89C52RC单片机引脚图

3

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3.2按键电路设计

按键接地,按键按下后,接地导通.

3.3LCD1602液晶显示模块电路

1602液晶集成模块由一些个5行7列或者5行11列等点阵字符位组成，每个点阵字符

位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间

距和行间距的作用，所以它显示图像的能力不是很好，显示效果也不好。

1602LCD是指显示的内容为一行16个字符(可以显示字符和数字),可以显示2行。如

今的市场里,字符显示液晶大部分对是以HD44780液晶芯片为基础的的，控制基础原理是大

致相同的，因此适用于HD44780的控制程序也可以应用在市场里的大部分字符显示液晶。

1602液晶显示原理

4

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液晶显示器的原理是基于液晶分子物理特性设计制造而成，通过在两个电极之间施加

电场来调节液晶分子的取向方向，从而调节光线的透过和偏振状态，从而实现图像的显示。

具体来说，液晶分子在施加电场时会发生旋转，并且能够改变偏振方向，随着不同偏振方

向和强度的变化，不同区域中的液晶分子的排列方式产生差异，进而形成了屏幕上的图像。

字符液晶显示器由于以其极薄的结构、可适用大规模集成电路直接工作、能够全彩色显示

等特点而著名，已经在诸如电子书、小型电脑笔记本、数码摄像机、便携式PDA、移动通信

等各种场景下广泛应用。

1602字符液晶显示模块

1602字符型液晶显示模块被设计用于控制1602型号的液晶显示器，该显示器具有16

行x2列规格，可选配蓝色背景屏和白色字符。作为一种点阵式液晶显示器，字符型液晶显

示模块通常被用于显示字母、数字及符号等信息。在目前广泛的应用场合中，不仅有16行

x1列、16行x2列、20行x2列及40行x2列等多种集成模块可供选择，而且还有许多不同

型号的LCD液晶显示器可被用于特定的显示需求。需要注意的是，在实际应用中，由于1602

液晶显示集成模块中玻璃片所使用的偏光片类型的不同，使其很可能需要增加背光照明源

以满足特定的显示要求，例如在低光照条件下工作或要求高亮度显示时。

4产品软件设计

我的产品使用了C语言,Keil5IDE编译环境。

4.1主程序流程图

5

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4.2LCD1602液晶显示程序设计

显示速度与里程.

6

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LCD初始化函数.

1602读写函数.

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4.3产品程序清单

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5产品使用说明

5.1产品装配图

5.2产品调试

产品焊接完毕后,检查万能板上元器件是否全部焊接完毕.

使用万能表检测各元器件,查看元器件连接接是否合格,是否虚焊漏焊.

再测量vcc和gnd之间的电阻大小,是否大于10k,一般大于10k属于正常,小于10k则会烧

好坏元器件,可能是元器件损坏或者虚焊漏焊.

再对产品进行上电检测.

烧录程序即可.

5.3产品使用说明

1.产品接通5V电源上电,并按下电源开关(左边按钮,以面对LCD液晶显示屏

为参考方向).

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2.通电后,LCD液晶显示速度与里程,但都为0.

3.按下电机模拟按钮(右边按钮),电机启动,模拟行驶.

4.右下角电位器,调整电位器,可改变电机转速,模拟速度快慢.

6产品设计技术标准

[1]J-STD-001E电气与电子组件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E电子组件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21电子组件和电路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技术软件工程术语；

[5]GB/T8566-2007信息技术软件生存周期过程标准；

[6]GB/T8567-2006计算机软件文档编制规范。

参考资料

[1]1602字符液晶百度百科:1602字符液晶_百度百科();

[2]王明福/C语言程序设计案例教程,大连理工大学出版社2018.6

[3]电子产品设计与制作/陈强/北京:电子工业出版社2021.8

[4]传感器技术与应用/贾海瀛/北京:高等教育出版社2019.11

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附录1元器件清单

(胡庭威)《基于51单片机的自行车的里程表设计与制作》元器件清单

序号名称代号型号规格数量备注

1电容C110uf1

2电容C2,C330f2

3电容C41041

4按键SW2KEY1

5电动机M1M1

6POWERP1DC2.11

7电阻R1,R2,R310K3

8电阻R41K1

9排阻RP110K1

10排阻RT11K1

11开关S1,S2SW62

12TTLTTL