摘 要

本文研究了传统的机械式速度检测仪的原理后，提出一种基于单片机的数字式速度检测仪，适用于测量电动自行车这类低速行驶的交通工具的速度。安装简单，使用方便。

论文主要完成了电动自行车速度检测仪的硬件电路设计和软件功能实现两方面。处理器选择STC89C52RC单片机，处理传感器的信号和控制其他模块的工作；传感器采用单极磁场霍尔传感器AH210，配合磁钢使用，检测磁场的变化，能够在各种恶劣的条件下可靠的工作；报警模块选择用ISD1820语音芯片作为核心，外加简单的电路，超速时放出语音警告；显示模块使用LCD1602液晶显示屏器件，满足本设计的显示需要。

利用Proteus 9.8仿真软件中的设计电路的功能进行电路制作，根据硬件电路的连接写出程序功能，在Keil uVision 4开发软件中利用C语言实现软件部分的功能。经过测试，本设计满足设计的要求，实现目标功能，运行稳定，证明具有一定价值。

关键词：单片机；霍尔传感器；ISD1820；1602LCD

Abstract

After studying the principle of the traditional mechanical speed detector, this paper presents a digital speed detector based on single chip microcomputer, which is suitable for measuring the speed of low speed traveling vehicle such as electric bicycle. Easy to install and easy to use.

The paper mainly completes the hardware circuit design and software function realization of the electric bicycle speed detector. Processor selects STC89C52RC microcontroller, processing sensor signal and control the work of other modules; sensor using unipolar magnetic field Hall sensor AH210, with the use of magnetic steel to detect changes in the magnetic field, in any harsh condition,the Hall sensor can work reliably; Alarm module selects the ISD1820 voice chip as the circuit’s core, plus a simple hardware, it can work properly when overspeed; Display module selects 1602 LCD device, meeting the design needs of the display.

Using the function of the design circuit in the Proteus 9.8 to design the whole circuit, the software program is written according to the connection way of the hardware circuit, and the software part is written in the Keil uVision 4 development environment using C language. After testing, the design to meet the design requirements, to achieve the target function, stable operation, proved to have a certain value.

Keywords: Single-chip; Hall sensor; ISD1820; 1602LCD

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2 研究现状分析 1

1.3 研究内容 2

1.4 小结 2

第2章 电动车速控制器的总设计 3

2.1 处理器的选择 4

2.2 传感器的选择 5

2.3 报警器的选择 6

2.4 显示器的选择 6

2.5 电源的选择 7

2.6 小结 7

第3章 电动车速控制器整体硬件电路的设计 8

3.1 STC89C52RC单片机最小系统的设计 8

3.2 霍尔传感器电路模块的设计 10

3.3 ISD1820报警电路模块的设计 11

3.4 1602LCD液晶显示模块电路的设计 12

3.5 电源电路模块的设计 14

3.6 小结 14

第4章 电动车速控制器软件的设计 15

4.1 主程序模块的设计 15

4.1.1 中断允许寄存器 15

4.1.2 定时器控制寄存器 16

4.1.3 定时器模式控制寄存器 17

4.1.4 初始化液晶显示 17

4.1.5 设置LCD1602显示数据 18

4.2 传感器模块的程序设计 18

4.3 语音报警模块的程序设计 19

4.4 LCD1602显示模块的程序设计 20

4.5 小结 20

第5章 电动车速控制器的硬件测试 22

5.1 最小系统的测试 22

5.2 传感器模块的测试 22

5.3 报警模块的测试 23

5.4 LCD1602液晶显示模块的测试 23

第6章 总结与展望 25

6.1 总结 25

6.2 展望 25

参考文献 26

附录A 整体电路图 27

附录B 主要功能程序 28

附录C 传感器测试程序 31

附录D 液晶显示测试程序 33

附录E 实物图 35

致谢 36

第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

随着科学的发展，生活水平的不断提高，人们要求日常的工作、生活方面越来越便捷高效。随处可见的电子设备给人们生活带来巨大的方便，我国的科技的发展起点比发达国家稍晚，但是经过几代人的努力迎头赶上，居于世界前列。在电动自行车的发展方面，给电动自行车添加数字码表、报警系统，为其发展做出一点微小贡献。

随着科技的发展，微型计算机性能的提高和价格降低，使用单片机测量各种物理量的技术已经得到广泛使用。目前，但是这种技术主要是用于工业的生产监控方面，测速设备在生活中的使用还是比较少的。想要使其大众化，就要设计出适合人们需要的产品，具有很好的质量和简单的使用方法。想要提高设备的质量，就必须采集到精确的数据，再进行处理。传统机械式的测速设备已不能精确测量高速设备的物理量，必须采用新型数字的方法来测量。可以使用多种方式来测量速度，常用的方法是利用信号的个数来计算速度，这个方法又分三种，分别是频率计算法、周期计算法和频率周期结合法。

研究的目的在于制作一种不易损坏，可以长时间使用的电动自行车码表。与传统的机械式码表相比，测速精度可以控制，测量准确，工作稳定可靠，方便进行二次开发。设备提供准确的速度信息给用户，为用户的行车增加了一份保障。同时在制作本设计的过程中，将单片机课程的理论知识应用于实际中，将理论知识和实际开发结合在一起，提高了动手能力。