共享單車速度里程表的設(shè)計

李佳惠 賈 婷 程 才 蔡夢超

(沈陽工學(xué)院，遼寧 撫順 113122)

0 引言

此項目電路的硬件設(shè)計有：單片機的信號采集、放大、建模、計算等處理設(shè)計。其主要的元器件就是單片機以及傳感器。

想要獲取信息，傳感器是必不可少的，它的重要性可想而知。項目所必須的磁傳感器是將磁量信號轉(zhuǎn)換為電信號。現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，需要大批的傳感器從而將非電信號轉(zhuǎn)換成與計算機兼容的電信號。霍爾傳感器就是其中最有特點的，利用它來測量轉(zhuǎn)數(shù)也是它最首要的功能。

1 功能介紹

信號的收集以及輸出其中包含：計算、定時以及信息處理等，這些都是極為重要的單片機來進行的。系統(tǒng)總體圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體圖

本設(shè)計采用的傳感器為霍爾元件。這個器件小并且質(zhì)量小使用時間也長，使用方法簡單，電力消耗低，頻率高，灰塵，油污染，擁有防水蒸和霧氣等優(yōu)點。器件開關(guān)不經(jīng)過觸摸，輸出模型顯著，沒有抖動，準確程度高。工作溫度范圍表現(xiàn)優(yōu)秀，達-55～150℃。線性器件和開關(guān)器件是傳感器的分類，線性器件，開關(guān)零部件輸出可以為數(shù)量。直接應(yīng)用和間接應(yīng)用也是根據(jù)檢驗對象的性質(zhì)不同所分類。直接應(yīng)用：直接檢查物體的磁場，間接應(yīng)用測量：是測定自己的檢測信息的半體，測定為物體的人工設(shè)置。根據(jù)這些，控制和測量通過很多非電和非磁的物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏俊?/p>

2 結(jié)構(gòu)組成

把傳感器固定在前面，在軸承附近的齒輪上粘上磁鋼，這樣每當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動2個物體就會接近并輸出相應(yīng)信號，就是這樣一個簡單的結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)軸不斷旋轉(zhuǎn)時，脈沖信號就可以連續(xù)輸出。有多個磁鋼在這個齒輪上，只需有旋轉(zhuǎn)就會有多個脈沖信號輸出。連接到磁鋼時要謹慎，這是因為霍爾元件對磁場的方向很靈敏。裝置前須要關(guān)閉傳感器，假設(shè)沒有信號輸出，就重新測試方向。

軟件設(shè)計包含主程序、運轉(zhuǎn)路程、速度計算子程序、中斷服務(wù)子程序和顯示子程序。用軟件程序來顯示必要的值，進入宏處理器的脈沖信號和實際顯示的值之間具有恒定的相關(guān)性。顯示器將收到顯示子程序的數(shù)據(jù)結(jié)果，在主程序模塊中，對各接口芯片進行初始化，對自行車里程和車速進行初始化，設(shè)計中斷矢量，中斷運行，循環(huán)等待等。初始化和啟動/清除標志寄存器、里程寄存器和速度寄存器也是主程序所必需的。主程序根據(jù)每個標志寄存器的內(nèi)容完成不同的操作，如開始、清除、得分和速度。

3 總結(jié)

本設(shè)計分為硬件和軟件兩部分，硬件部分體積減小，從而節(jié)省空間，實現(xiàn)了硬件設(shè)計優(yōu)化。動態(tài)顯示和內(nèi)容實時更新的目標基本完成，但是各種條件的限制，在設(shè)計結(jié)果上還存在一些不足，如內(nèi)容有輕微差異、數(shù)據(jù)有輕微波動等，由于抗干擾能力的不同以及傳感器自身的缺陷，以及它的人性化并不是完全設(shè)計出來的。檢測了系統(tǒng)的可行性，能滿足設(shè)計的要求，達到設(shè)計的標準，實現(xiàn)了自行車里程速度的計算功能，LED屏幕顯示。每當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動一圈，車輪轉(zhuǎn)動時，就會有一個脈沖信號被霍爾傳感器會輸出，在車輪周長已知的情況下，可以計算出里程和速度。此電路結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計成本低，滿足了人們對高性能多功能自行車的需求。可在很多場合使用，有廣泛的應(yīng)用前景。如需改進可加上超速警示功能或者胎壓檢測，使騎行更加安全。