自行车速度里程时间表

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自行车速度里程时间表\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种速度里程时间表，实时显示非机动车辆行进时的速度里程以及时间。\n背景技术\n[0002] 随着现代化的进程，社会进入了高速发展的阶段，交通工具的迭代更新让人们加速了前进的脚步，出行变得更加方便，生活也更加丰富多彩。但随之而来的则是社会交通压力的增大，交通事故的增多，给人们带来不少的恐惧与担忧。现在非机动车如自行车、电动车等事故发生率持续增长，给许多骑车、开车的人员带来诸多不便，影响其工作与生活。传统的速度里程表只能运用在汽车等中大型车辆，诸如自行车，电动车并没用完全运用其中， 而这些车辆在遇到特殊情况如刹车系统不正常，下坡路等导致车辆无法及时的停止，发生不必要的麻烦，并且骑车人员也无法知道车体本身的行进里程，不利于车体本身的保养与修复。而如果安装像汽车一样的速度里程表，不但需要一笔不小的花费，而且无法整体布局，车体本身不方便安装。另外车主人员对于时间往往通过手机或者手表获取，对于行进中的人员想要知道即刻时间及其不方便。\n发明内容\n[0003] 本实用新型的目的是为了克服以上方法的不足，提出一种自行车速度里程时间表，实现对非机动车体的速度里程的记录，以及实时时间，帮助骑车人员更好的控制车辆与保养车辆。\n[0004] 本实用新型采用如下技术方案：\n[0005] 一种自行车速度里程时间表，包括：霍尔传感器、中央处理器和显示器，所述霍尔传感器，通过电压跟随器器和比较器与中央处理器的外部中断接口连接，中央处理器的第一通用I/O接口与显示器连接，在中央处理器的第二通用I/O接口上连接有速度-里程-时间切换开关，在中央处理器的第三通用I/O接口上连接有时钟芯片。\n[0006] 与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：\n[0007] 本实用新型所提供的自行车速度里程表，使用了市场最为普通廉价的51单片机作为核心控制器，采集信息经过电压跟随器和比较器，脉冲输出稳定，计数准确，合理利用车体结构整体布局，实现了对非机动车速度里程的检测，提供实时时间，使得车主不必再掏出手机或者手表查看时间，安全性都到保障，另外该装置可根据数据方便车主人员对车体的控制与修护。\n附图说明\n[0008] 图1为速度里程时间表的电路工作框图。\n[0009] 图2为中央处理器模块电路图。\n[0010] 图3为数据采集处理模块电路图。\n[0011] 图4为时钟模块电路图。\n[0012] 图5为显示器模块电路图。\n[0013] 图6为速度-里程-时间切换开关电路图。\n具体实施方式\n[0014] 一种自行车速度里程时间表，包括：霍尔传感器1、中央处理器5和显示器6，所述霍尔传感器1通过电压跟随器2和比较器3与中央处理器5的外部中断接口连接，中央处理器5的第一通用I/O接口与显示器6连接，在中央处理器5的第二通用I/O接口上连接有速度-里程-时间切换开关4，在中央处理器5的第三通用I/O接口上连接有时钟芯片\n7。\n[0015] 在本实施例中，所述的中央处理器5采用型号为宏晶科技公司的STC89C52，霍尔传感器1采用型号为双极性的SS411，其采集信号电压输出端接至电压跟随器2的3脚输入端，该电压跟随器2采用型号为LM324，电压跟随器2的1脚输出端接至比较器3的的\n4脚输入端，该比较器3采用型号为LM339，其输出端2接至单片机1的外部中断P2.2，速度-里程-时间切换开关4采用普通普通按键开关，它们一断共同接地，另一端分别接至单片机的P2.7，P2.6，P2.5，显示器6采用的是八段共阴极数码管，由一个四数码管和一个两数码管构成，其中四数码管的引脚的2,3,6,7,8,9,10,11和两数码管的2,3,4,5,6,7,8,9共同接至锁存器74LS573的D0-D7处，另外四数码管的1,4,5,12和两数码管的2,10共同接至另一片锁存器74LS573的D0-D7，这两片的锁存器的D0-D7端相连后共同接至单片机的P0.0-P0.7端口，两片锁存器的LE端口分别接至单片机的P2.0,P2.1,时钟芯片7采用的是DS1302，其时钟信号端7，数据控制端6，复位端5分别接至单片机的P1.3,P1.2,P1.1。\n下面参照附图，对本实用新型做出更为详细的说明\n[0016] 图1为速度里程时间表的电路工作框图，一种自行车速度里程时间表，包括：霍尔传感器、电压跟随器，比较器，速度-里程-时间切换开关，中央处理器，显示器和时钟芯片。\n[0017] 图2为中央处理器模块电路图，该模块包括核心控制芯片STC89C52RC，复位电路和晶振电路，其中该采用的STC89C52RC单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，拥有功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点。\n复位电路，复位电路主要完成系统的上电复位和系统在运行时用户的按键复位功能，本实用新型采用的是较简单的RC电路，系统上电通过电阻向电容充电，当电容未达到高电平的门限电压时，RESET端输出为高电平，系统处于复位状态。当电容两端的电压达到高电平的电压时，RESET端输出为低电平，系统正常工作。当用户按下按键时，电容两端电荷被释放掉，RESET端输出为高电平，系统进入复位状态，重复以上充电过程，系统进入正常状态。晶振电路是用于向CPU及其它电路提供工作时钟，实现定时功能。通过外在晶振电路的搭建形成稳定的时钟周期，本模块采用的是12M的晶振作为系统的时钟周期\n[0018] 图3为数据采集处理模块电路图，该模块主要是由霍尔传感器，电压跟随器，比较器组成的，霍尔传感器一端接地，一端接电压，第三端为收集到的脉冲信号，由于该信号波形不稳定，电压不稳定，所以采用电压跟随器将其电压升至12V，再通过比较器降至5V后接至单片机外部中断P3^2口计数，此时的计数是准确无误的，保证了该装置的精度。\n[0019] 图4为时钟模块电路图，该时钟模块用于向CPU及其它电路提供工作时钟，实现定时功能。其中5、6、7三个端口分别与主芯片STC89C52的P1^1、P1^2、P1^3相连 .虽然主处理芯片STC89C52内部自带实时时钟，但是系统掉电以后，它的时钟电路就不能继续工作了，如果采用STC89C52计时，要占用处理器很多资源。在本实用新型中增加了一个DS1302实时时钟芯片，通过读取DS1302的时间来更新系统时间，这样整个系统就可以在正确的日历和时间下工作，DS1302内部EEPROM存储器保证了掉电后数据不丢失。\n[0020] 图5为显示器模块电路图，该模块主要采用的是八段共阴极数码管，其中数码管的八段引脚分别接至锁存器74LS573的Q0-Q7，并且两片锁存器的D0-D7口互连后共同接至单片机的通用I/O口P0^0-P0^7，另外两片锁存器的LE口接至单片机的P2^0和P2^1；当单片机I/O口发出高电平时，会点亮数码管内的发光二级管，通过点亮不同位置的二极管可以显示出不同的数字，就可以极其方便的显示出当前的速度与里程数。\n[0021] 图6为速度-里程-时间切换开关电路图，该模块主要采用的是普通按键开关，其一端共地，另一端分别接至单片机的P2^7、P2^6、P1^5，当单片机接受到按键按下时传输的低电平时，开始处理，即按下S1时，数码管显示当前速度，按下S2时，数码管显示里程，按下S3时，数码管显示时间。\n[0022] 本实用新型的工作原理：\n[0023] 该实用新型具有速度里程的显示、时间显示等功能。核心控制器主要由控制器、开关设置、电源模块等构成，其中对于控制器，采用宏晶科技公司的STC89C52RC作为系统控制器的方案。该单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，拥有功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，并且监测有开关设置模块，数据采集模块的控制信号。\n[0024] 数据采集装置主要由霍尔元件构成，霍尔元件加整形电路构成的霍尔开关系统，霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，由磁钢、霍尔元件等组成。本测量系统的转速传感器选用SS411型霍尔传感器，额定电压为4.5-24（V）、检测距离为10（mm）。当圆盘转动，磁钢靠近霍尔元件时，穿过霍尔元件的磁场较强，霍尔元件输出低电平；当磁场减弱时，输出高电平，从而使得在圆盘转动过程中，霍尔元件输出连续脉冲信号。每有一个磁铁经过霍尔元件，霍尔元件就会产生一个高脉冲反馈到单片机上，单片机会自动计数一次。单片机每100毫秒对计数器记下的数据进行处理，通过间接测量车轮在这段时间滚过的圈数，乘以车轮的周长就可以得到车轮的所行里程数，如果将里程数除以这段时间间隔就可以得到这段时间车辆的瞬时速度，并且通过数码显示给骑车人员。\n[0025] 速度里程时间显示模块，该模块主要用于实时显示小车的速度和里程，采用一个四位共阴数码管和一个两位共阴数码管实现时动态显示，每个数码管都有8个发光二极管组成，并且8字形排列。当需要显示对应的数字时，只要给不同位置的二极管施加高电平即可。 \n[0026] 时间显示主要通过单片机实现，但考虑到单片机断电后会对数据清零，决定采用DS1302时间芯片作为备用电源，当车主不在需要用车时，会关闭整个系统，但此时芯片依然会继续工作，保证时间的走动，当下次重新启动系统时，时间依然保持实时时间，不会再重新调整时间。\n[0027] 本实用新型的工作过程：\n[0028] 该实用新型装置通过安装在车轮边的支架上的霍尔元件对安装在车轮上的磁铁的电磁感应检测，每有一个磁铁经过霍尔元件，霍尔元件就会产生一个高脉冲反馈到单片机上，单片机会自动计数一次。单片机每100毫秒对计数器记下的数据进行处理，单片机在处理时调用计算子函数，将得到的脉冲数除以磁铁个数得到是车轮圈数，再乘以车轮直径和π，得到的就是里程数，将该里程数除以该计时时间，得到的就是该时间段的瞬时速度，最后将处理后的结果即速度与里程通过数码管显示出来。时间显示则是通过开关切换的，当按下时间开关时，开关电路导通，单片机识别后执行显示时间子函数，此时显示器会显示当时时间，并且当整个系统不再工作时，芯片DS1302依然会保证时间继续走动，不会断电清零，保证时间的延续性。\n[0029] 凡本技术领域的普通技术人员在不脱离本发明原理的前提下，通过改进和润饰所形成的等同替换或等效变换，均落在本发明要求的保护范围。