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AT89S51 ；LM339；键盘；AbstractIn 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;摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1.课题的背景与意义 (1)1.2课题所要解决的主要问题 (1)2系统设计 (2)2.1.系统功能分析 (2)2.2.系统功能模块设计 (2)2.2.1硬件电路设计 (2)2.2.2软件设计 (8)3程序代码 (10)3.1.数据采集程序 (10)3.2键盘扫描程序 (10)3.3.中断程序 (11)4系统调试与结果分析 (13)4.1．电路调试 (13)4.1.1硬件调试 (13)4.1.2软件调试 (13)4.2．结果分析 (13)5总结与展望 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附录1程序原代码 (18)附录2系统电路图 (25)附录3系统实拍图............................................ 错误!未定义书签。
1绪论1.1.课题的背景与意义中国的轻型电动车产业在2000年进入产业化发展阶段，目前正处于产业生命周期快速增长阶段的初期。
尽管处于处处封杀的重压下，消费者对这一新兴交通工具的青睐，推动轻型电动车产业近年来保持了80%以上的增长速度。
2005年，在整体经济需求增长放慢、工业增速回落的背景下，轻型电动车行业却出现令人瞩目的“井喷”行情，成为耐用消费品市场不多的“亮点”之一。
2006产销量达到1500万辆。
据此估算，2010年，中国轻型电动车的产销量将可能达到3000万辆，出口量将可能达到500~600万辆。
实现工业产值700亿元，包括上下游带动产值的产业总体规模将达到1300亿。
我国是自行车大国，随着人们生活水平的不断提高，自行车已经不仅仅是运输、代步的工具，其辅助功能也变得越来越重要。
因此，人们希望自行车的娱乐、休闲、锻炼的功能越来越多，能带来大家更多的健康与快乐。
在这个背景下，自行车里程表作为自行车的一大辅助工具迅速发展起来.科学、美观、合理设计自行车里程表有一定的实用价值.它能合理计算出速度及公里数,使运动者运动适量,达到健康运动与代步的最佳效果。
随着自行车里程表的发展,其功能也逐渐从单一的里程显示发展到速度、时间显示，甚至有的还具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量消耗等功能，让人能清楚地知道当前的速度、时间、里程等物理量。
1.2 课题所要解决的主要问题(1).设计一个轻便、省电、全天候野外使用的自行车里程表；(2).可显示里程、速度、加速度，行驶时间等信息；(3).适用于各种车型（不同尺寸），车型信息可通过键盘设置2系统设计2.1.系统功能分析本系统可以实现自行车或电动车在行驶过程中速度，里程数的显示功能。
系统元件简单，实用性强。
通过光电对管进行信号的采集，每来一次信号，计数器加一，每五秒钟计算一次平均速度。
本系统的核心在于单片机，把采集到的数据送入单片机后进行处理，再通过单片机把处理好的数据通过液晶显示出来，从而实现速度和里程的显示。
本系统是由数据采集，单片机控制系统，键盘显示，液晶显示4部分构成。
其中数据的采集是由光电对管来完成的，它的输出是矩形脉冲，其中关键的处理由单片机系统来完成，单片机将对P3.0脚的信号进行计数，输出的信号由液晶进行显示，显示当前的行驶里程情况。
键盘的作用是输入自行车的车型等信息，以上所诉就是整个系统的总体设计思想。
[6]该设计能实时地将所测的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，通过单片机计算出里程，并由液晶显示模块显示所测里程。
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。
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。
2.2.系统功能模块设计2.2.1硬件电路设计1.系统数据采集电路信号采集单元采用一对光电管[15]，光电管信号采集是通过光强弱的变化从而得到电信号的。
如图2-1所示随着铝盘的转动,发射管光线也随之通过或不通过过孔。
接收管感应到光线的强弱发生变化以电信号的形式输出,这样就实现了信号的采集。
为了避免外界光线的干扰和保证定位探测的精度,首先要将光电管在一定距离内对准固定住,同时在光电管上套上紫铜管[9]。
图2-1数据采集电路图2.信号预处理单元硬件设计信号预处理单元要对信号进行放大,本系统设计通过LM339比较器使得信号预处理电路变得简单。
LM339在使用时要接上拉电阻，通过正负端输入电压的大小比较（正端输入电压>负端输入电压,输出+5V电压；正端输入电压<负端输入电压,输出0V电压）。
如图4-3所示10k的滑动变阻器是调节LM339负输入端的电压值。
当接收管收到发射管的光线时，接收管的负端会导通，电阻变得很小，输入正端的电压趋近于0，输出端电压值就会变成0V。
P3.0为输出信号端口，加电容是为消除干扰信号[11]。
用于频率测量的方法有很多，频率测量的准确度主要取决于所测的频率范围以及被测对象的特点.而测量所能达到的精度，不仅仅取决于作为标准器使用的频率源的精度，也取决于所使用的测量设备和测量方法。
待测信号经预处理电路后加至单片机的P3.0引脚可为单片机测量信号频率提供有效的输入信号。
单片机通过检测P3.0引脚电平来决定是否使计数器加一。
当该引脚电平不变时，系统处于等待状态，要一直到该引脚出现电平跳转时才开始计数[9]。
该设计能实时地将所测的速度与里程数显示出来，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，然后通过单片机计算出速度和里程，并由液晶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。
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液晶显示。
图2-2信号预处理硬件电路3.单片机系统AT89S51[11]是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
下面简单介绍下AT89S51单片机：美国MEL公司的AT89S系列51单片机支持ISP功能，给单片机应用开发带来了极大方便。
现介绍一款简易型开发板的使用方法。
将该板插入DIP40封装的8051单片机插座处，通过廉价的ISP即可编程AT89S51，支持在线擦写，速度更快，非常方便。
AT89S51芯片内有两个独立的16位定时/计数器，两个外中断接口，一个串行通讯口，4k字节快闪擦写存储器（FLASH MEMORY），低功耗的闲置和掉电模式，内带有看门狗电路，在不附加任何外围电路的情况下，能实现大部分比较复杂的逻辑控制功能，对存储容量要求不高的实际应用，AT89S51确实是一种不可多得的高效能单片机。