DIY自行车测速测距仪

                                             DIY自行车测速测距仪

1、项目介绍

         该项目中，星星哥教大家制作一个自行车测速、测距仪。具有测量自行车行驶的瞬时速度和累计路程的功能。把它放在自行车的龙头上面，霸气十足，而且对于想要通过骑车运动的人来说，可以很好的把握自己骑行的速度和路程，给单调的骑车带来趣味性。下面的几张照片是项目完成后，星星哥在使用过程中拍摄的，别提有多拉风了。吼吼！！

     

                                                             图1.1  安装好之后的自行车测速测距仪

                                    图1.2 自行车行驶过程中的实拍图（速度2.388米/秒 距离：2334.52米）

2、项目制作教程

2.1硬件准备

在制作该项目之前首先得准备一些必要的硬件。他们分别是单片机最小系统板，1602液晶，霍尔传感器、磁钢和电池（没有充电电池可以使用电池盒加普通5号电池）。  

  

                    图2.1 单片机最小系统                             图2.2 1602液晶

   

                    图2.3 霍尔传感器和磁钢                             图2.4 电池

准备好了这些东西之后，就可以非常happy的开始制作了。当然这里的电池，星星哥使用的是充电电池。因为刚好拆掉一辆遥控小车，所以有了这块充电电池。其实使用电池盒加电池更加便宜和实惠，更加适合入门的人。

2.2 原理讲解

下面稍微讲解一下测速与测距的原理。首先是霍尔传感器的原理。如图2.5所示当霍尔传感器没有处于强烈的磁场中的时候，它的信号引脚输出的是高电平，反之，当有强烈的磁场时，它输出的是低电平。

     

              图2.5 霍尔传感器的接线图                          图2.6 连接好的霍尔传感器

从图2.5中，大家也看出了霍尔传感器的接法。最左边的引脚为Vcc电源引脚，中间的引脚为GND引脚，最右边的引脚为输出引脚。这里解释一下为什么输出引脚要有一个电阻接到Vcc上面。因为霍尔传感器的输出引脚是漏极输出，所以当需要输出高电平时必须要接上拉电阻到Vcc电源。这里的上拉电阻可以使用1K--10K的电阻。星星哥使用的是10K的电阻。知道了霍尔传感器的最用之后，具体应该怎么用上去呢？可以这样做，把磁钢（其实就是产生磁场的磁铁）固定在钢圈上面，把霍尔传感器固定在自行车的钢轴上面，如图2.7所示。                                         

 

                                                            图2.7 磁钢的安装和霍尔传感器的安装

那么，当每旋转一圈，当磁钢运动到霍尔传感器附近时，霍尔传感器输出低电平，当磁钢远离霍尔传感器时，霍尔传感器输出高电平。也就是说自行车轮胎每旋转一圈，霍尔传感器就输出一次低电平。那么只要测出两次输出低电平之间的时间间隔，然后再结合自行车轮胎的周长就可以很轻松的求出速度。而对于自行车的行驶里程，只要记录下霍尔传感器输出低电平的次数，再乘以周长就可以求出了。

连接好了霍尔传感器和磁钢，接着把剩下的单片机最小系统板和液晶连接正确。（这里就不详细介绍单片机如何驱动1602液晶的了。有疑问的朋友可以自己百度搜索一下，不难的。）如图2.8，是连接好的单片机系统和液晶。

     

            图2.8 连接好的电池，单片机和液晶               图2.9 已经固定好在自行车上的所有硬件

2.3 程序编写

     下面星星哥讲解一下程序的编写。

     这里我把1602的操作封装在Star1602.c源程序中，在主函数中包含Star1602.h即可。（Star1602.h和Star1602.c在本教程的最后给出）

     

#include<reg52.h>

#include<Star1602.h>

#define CIRCLE  1.8   //宏定义 车轮的周长（这个要根据实际的车轮进行设置）

sbit Signal = P1^0;   //这里的Signal表示的是霍尔传感器的信号引脚 

int m_second=0； //定义变量m_second，用来记录时间（以毫秒为单位）

float speed=0.0 ;  //定义速度变量 

float length=0.0 ；//定义路程变量

void main()

{

    lcd_init(); //初始化液晶函数

TMOD = 0x01; //打开定时器0，并设定其工作方式为16位定时模式。

TH0=（65536-10000）/ 256;

TL0=（65536-10000）% 256;   //设定定时器的初值，使得没10ms中断一次

EA = 1;   //允许总中断

ET0 = 1;   //允许定时器0终端

TR0 = 1；  //启动定时器0

while(1)     //大循环

{

    while（Signal）； //等待霍尔传感器信号线拉低；

speed = CIRCLE *1000 / m_second ; //计算速度。

m_second = 0;   //计时清零

length +=  CIRCLE ; //路程加一个车轮周期

//第一行，显示速度

lcd_pos(0x0);  //设定液晶的写入位置为第一行第一格

lcd_wdat(‘S’);

lcd_wdat(‘p’);

lcd_wdat(‘e’);

lcd_wdat(‘e’);

lcd_wdat(‘d’);

lcd_wdat(‘：’);

lcd_wdat( (int)speed%10 );        //显示速度的整数部分

lcd_wdat( (int)(speed*10)%10 );   //显示速度的小数第一位

lcd_wdat( (int)(speed*100)%10 );   //显示速度的小数第二位

lcd_wdat(‘m’);

lcd_wdat(‘/’);

lcd_wdat(‘s’);

        //第二行，显示里程

lcd_pos(0x80);  //设定液晶的写入位置为第二行第一格

lcd_wdat(‘L’);

lcd_wdat(‘e’);

lcd_wdat(‘n’);

lcd_wdat(‘g’);

lcd_wdat(‘t’);

lcd_wdat(‘h’);

lcd_wdat(‘:’);

lcd_wdat(length /10000+0x30);    //显示里程的万位；

lcd_wdat(length %10000/1000+0x30);    //显示里程的千位；

lcd_wdat(length %1000/100+0x30);    //显示里程的百位；

lcd_wdat(length %100/10+0x30);    //显示里程的十位；

lcd_wdat(length %10+0x30);    //显示里程的个位；

lcd_wdat(‘m’);

}

}

void  timer0_intt()  interrupt 1   //

{

TH0=（65536-10000）/ 256;

TL0=（65536-10000）% 256;   //设定定时器的初值，使得没10ms中断一次

m_second += 10;  //因为中断每10毫秒一次，所以这里每次加10；

}

附件1 Star1602.h 

#ifndef __STAR1602_H__

#define __STAR1602_H__

sbit rs= P2^0;      //

sbit rw = P2^1;  //     

sbit ep = P2^2;  //

void  lcd_init();                  //液晶初始化函数

void  lcd_pos(unsigned char pos);   //设定液晶的显示位置函数

void  lcd_wdat(unsigned char dat);  //液晶写入字符

void  lcd_write_int(unsigned int x);     //液晶显示一个整形变量

#endif

附件2 Star1602.c

#include <reg52.h>

#include "1602.h"

/*****************************************************************************

函数功能:LCD延时子程序

入口参数:ms

出口参数:

*****************************************************************************/

static void delay(unsigned char ms)

{

unsigned char i;

while(ms--)

{

for(i = 0; i< 5; i++);

}

}

/*****************************************************************************

函数功能:测试LCD忙碌状态

入口参数:

出口参数:result

*****************************************************************************/

static bit lcd_bz()

{

bit result;

rs = 0;

rw = 1;

ep = 1;

delay(5);

result = (bit)(P0 & 0x80);

ep = 0;

return result;

}

/*****************************************************************************

函数功能:写指令数据到LCD子程序

入口参数:cmd

出口参数:

*****************************************************************************/

static void lcd_wcmd(unsigned char cmd)

{

while(lcd_bz()); //判断LCD是否忙碌

rs = 0;

rw = 0;

ep = 0;

delay(5);

P0 = cmd;

    delay(5);

ep = 1;

    delay(5);

ep = 0;

}

/*****************************************************************************

函数功能:设定显示位置子程序

入口参数:pos

出口参数:

*****************************************************************************/

void lcd_pos(unsigned char pos)

{

lcd_wcmd(pos | 0x80);

}

/*****************************************************************************

函数功能:写入显示数据到LCD子程序

入口参数:dat

出口参数:

*****************************************************************************/

void lcd_wdat(unsigned char dat)

{

while(lcd_bz()); //判断LCD是否忙碌

rs = 1;

rw = 0;

ep = 0;

P0 = dat;

    delay(5);

ep = 1;

    delay(5);

ep = 0;

}

/*****************************************************************************

函数功能:LCD初始化子程序

入口参数:

出口参数:

*****************************************************************************/

void lcd_init()

{

lcd_wcmd(0x38);

delay(100);

lcd_wcmd(0x0c);

delay(100);

lcd_wcmd(0x06);

delay(100);

lcd_wcmd(0x01);

delay(100);

}

/*****************************************************************************

函数功能:LCD写入一个整形数据

入口参数:int x

*****************************************************************************/

void  lcd_write_int(unsigned int x);   

{

unsigned char x1，x2，x3，x4，x5；

x1 = x/10000;

x2=x%10000/1000;

x3=x%1000/100;

x4=x%100/10;

x5=x%10;

    lcd_wdat(x1+0x30);

lcd_wdat(x2+0x30);

lcd_wdat(x3+0x30);

lcd_wdat(x4+0x30);

lcd_wdat(x5+0x30);

}

写在最后的话：

    希望大家能够顺利的完成这个项目，并且能够在制作的过程中享受到快乐和成就感。或许这就是星星哥痴迷于电子的原因吧。如果还有不清楚的地方，可以联系星星哥哦，星星哥乐于帮助每一个喜欢电子的人。星星哥邮箱：newstar111@163.com