智能自行車數字里程表設計

摘 要：隨著自行車的普及，人們越來越追求擁有功能豐富的自行車，智能化、安全化成為自行車的進化方向。文章介紹了一款應用于自行車的簡易自行車數字里程表的設計，實現可以測量并且可以顯示自行車的當前行駛速度、里程，行駛時間計時和超速報警的功能，讓騎行者可以清晰直觀地知道當前的行駛狀況，還可以通過簡單的按鍵操作來修改時間參數和報警速度，本設計具有實用性。

關鍵詞：智能；數字里程表；單片機；霍爾傳感器

引言

隨著禁摩令和綠色環保公交的推行，汽車和自行車漸漸成為主要的代步工具。其中，自行車的靈活性使得它成為主要的短途代步工具，在人們生活中的地位愈加重要，同時，人們對自行車的功能要求也有所提高，傳統只有單一騎行功能的自行車已經不再滿足人們的需求。自行車將會是智能汽車之后的下一個智能化領域，相信有朝一日自行車會和汽車一樣，許多電子設備都可以應用在自行車上，使得騎行更方便、更安全。

本設計可靈活安裝在自行車上后，騎行者就可以在騎行時隨時看到現在的時間以及當前行駛的速度、行駛了的里程和行駛了的時間，還有超速提醒，行駛更加安全，通過對里程和時間的計算騎車者可以選擇最優路線，節省時間。而且本設計成本不高，容易安裝拆卸、可靠性還可以、功耗低，本設計可以普遍應用在自行車上。

1 系統設計總體方案

本設計由硬件部分和軟件部分組成，采用模塊化設計思想，硬軟件結合，電路簡單，制作方便。硬件部分由單片機最小系統、時鐘電路、測速電路、報警電路、顯示電路、按鍵電路各功能電路組成，以STC89C52單片機作為主控芯片，3144霍爾傳感器作為測速元件將速度這個物理量轉化為電信號脈沖的形式，通過程序控制單片機進行計算處理實現測速，蜂鳴器作為報警元件，1602LCD作為顯示元件，DS1302作為時鐘芯片；軟件部分用C語言編寫，實現各功能。

2 系統硬件設計方案

以STC89C52作為主控芯片。根據脈沖計數法通過霍爾傳感器將自行車行駛的速度即車輪的轉速轉化為脈沖信號輸出到單片機進行數據處理，在車輪上和霍爾傳感器相對應的位置安裝一顆磁鋼，單片機每接收到一個從霍爾傳感器輸出的脈沖信號代表車輪轉了一圈，對脈沖進行計時即是對車輪轉1圈進行計時，即可通過計算得到速度、里程；將里程數和速度值通過1602顯示出來。當速度超過設定的固定值后，蜂鳴器響。在硬件電路的基礎上通過軟件編程，實現以上功能。

系統硬件電路主要分成四個模塊，分別是單片機最小系統、測速模塊、鐘模塊、顯示模塊、報警模塊。

3 系統軟件電路設計

程序采用C語言編寫，設計的思想主要是自頂向下，模塊化設計。通過判斷標志位是否為1，如果為1，說明要求對數據進行計算處理，同時將標志位清零，以保證下次能正常判斷。

3.1 傳感器安裝

將磁鋼粘在自行車的輻條上，將霍爾傳感器用膠布粘貼在自行車前叉的內側，霍爾傳感器到前輪軸心的距離必須等于磁鋼到前輪軸心的距離。除了安裝位置，還要注意磁鋼和霍爾傳感器的安裝方向，粘之前可以先手動讓磁鋼接近一下傳感器，如果顯示速度為0，可以換一個方向再試，直到確認霍爾傳感器能感應的是磁鋼的哪一面為止，再進行安裝，如圖1。

3.2 測試與分析

為了方便表達，這里選用近距離測量做測試。在圖2中的兩棵樹之間的距離約為10m，把本設計安裝好在自行車上后，從第一棵樹處出發，到第二棵樹時顯示的里程為0.010km，即為10m，說明可靠性還是挺高的。

4 結束語

系統的調試與仿真結果達到預設要求。經過測試發現，在誤差允許的范圍，無論轉速高或轉速低，可靠性還是比較高的。

參考文獻

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作者簡介：譚穗妍，女，漢族，廣東省羅定人，碩士，實驗師，研究方向：電子工程。