專利名稱：自行車速度里程時間表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種速度里程時間表，實時顯示非機動車輛行進時的速度里程以及時間。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代化的進程，社會進入了高速發(fā)展的階段，交通工具的迭代更新讓人們加速了前進的腳步，出行變得更加方便，生活也更加豐富多彩。但隨之而來的則是社會交通壓力的增大，交通事故的增多，給人們帶來不少的恐懼與擔(dān)憂。現(xiàn)在非機動車如自行車、電動車等事故發(fā)生率持續(xù)增長，給許多騎車、開車的人員帶來諸多不便，影響其工作與生活。傳
統(tǒng)的速度里程表只能運用在汽車等中大型車輛，諸如自行車，電動車并沒用完全運用其中，而這些車輛在遇到特殊情況如剎車系統(tǒng)不正常，下坡路等導(dǎo)致車輛無法及時的停止，發(fā)生不必要的麻煩，并且騎車人員也無法知道車體本身的行進里程，不利于車體本身的保養(yǎng)與修復(fù)。而如果安裝像汽車一樣的速度里程表，不但需要一筆不小的花費，而且無法整體布局，車體本身不方便安裝。另外車主人員對于時間往往通過手機或者手表獲取，對于行進中的人員想要知道即刻時間及其不方便。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服以上方法的不足，提出一種自行車速度里程時間表，實現(xiàn)對非機動車體的速度里程的記錄，以及實時時間，幫助騎車人員更好的控制車輛與
保養(yǎng)車輛。本實用新型采用如下技術(shù)方案一種自行車速度里程時間表，包括霍爾傳感器、中央處理器和顯示器，所述霍爾傳感器，通過電壓跟隨器器和比較器與中央處理器的外部中斷接口連接，中央處理器的第一通用I/o接口與顯示器連接，在中央處理器的第二通用I/O接口上連接有速度-里程-時間切換開關(guān)，在中央處理器的第三通用I/o接口上連接有時鐘芯片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點本實用新型所提供的自行車速度里程表，使用了市場最為普通廉價的51單片機作為核心控制器，采集信息經(jīng)過電壓跟隨器和比較器，脈沖輸出穩(wěn)定，計數(shù)準確，合理利用車體結(jié)構(gòu)整體布局，實現(xiàn)了對非機動車速度里程的檢測，提供實時時間，使得車主不必再掏出手機或者手表查看時間，安全性都到保障，另外該裝置可根據(jù)數(shù)據(jù)方便車主人員對車體的控制與修護。

圖I為速度里程時間表的電路工作框圖。圖2為中央處理器模塊電路圖。圖3為數(shù)據(jù)采集處理模塊電路圖。[0011]圖4為時鐘模塊電路圖。圖5為顯示器模塊電路圖。圖6為速度-里程-時間切換開關(guān)電路圖。
具體實施方式
一種自行車速度里程時間表，包括霍爾傳感器I、中央處理器5和顯示器6，所述霍爾傳感器I通過電壓跟隨器2和比較器3與中央處理器5的外部中斷接口連接，中央處理器5的第一通用I/O接口與顯示器6連接，在中央處理器5的第二通用I/O接口上連接有速度-里程-時間切換開關(guān)4，在中央處理器5的第三通用I/O接口上連接有時鐘芯片7。在本實施例中，所述的中央處理器5米用型號為宏晶科技公司的STC89C52,霍爾傳感器I采用型號為雙極性的SS411，其采集信號電壓輸出端接至電壓跟隨器2的3腳輸入端，該電壓跟隨器2采用型號為LM324，電壓跟隨器2的I腳輸出端接至比較器3的的4腳輸入端，該比較器3采用型號為LM339，其輸出端2接至單片機I的外部中斷P2. 2，速度-里程-時間切換開關(guān)4采用普通普通按鍵開關(guān)，它們一斷共同接地，另一端分別接至單片機的P2.7，P2.6，P2. 5，顯示器6采用的是八段共陰極數(shù)碼管，由一個四數(shù)碼管和一個兩數(shù)碼管構(gòu)成，其中四數(shù)碼管的引腳的2，3，6，7，8，9，10，11和兩數(shù)碼管的2，3，4，5，6，7，8，9共同接至鎖存器74LS573的D0-D7處，另外四數(shù)碼管的1，4，5，12和兩數(shù)碼管的2，10共同接至另一片鎖存器74LS573的D0-D7，這兩片的鎖存器的D0-D7端相連后共同接至單片機的Ρ0.0-Ρ0. 7端口，兩片鎖存器的LE端口分別接至單片機的P2.0，P2. I,時鐘芯片7采用的是DS1302，其時鐘信號端7，數(shù)據(jù)控制端6，復(fù)位端5分別接至單片機的Pl. 3，Pl. 2，Pl. I。下面參照附圖，對本實用新型做出更為詳細的說明圖I為速度里程時間表的電路工作框圖，一種自行車速度里程時間表，包括霍爾傳感器、電壓跟隨器，比較器，速度-里程-時間切換開關(guān)，中央處理器，顯示器和時鐘芯片。圖2為中央處理器模塊電路圖，該模塊包括核心控制芯片STC89C52RC，復(fù)位電路和晶振電路，其中該采用的STC89C52RC單片機算術(shù)運算功能強，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制，擁有功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點。復(fù)位電路，復(fù)位電路主要完成系統(tǒng)的上電復(fù)位和系統(tǒng)在運行時用戶的按鍵復(fù)位功能，本實用新型采用的是較簡單的RC電路，系統(tǒng)上電通過電阻向電容充電，當(dāng)電容未達到高電平的門限電壓時，RESET端輸出為高電平，系統(tǒng)處于復(fù)位狀態(tài)。當(dāng)電容兩端的電壓達到高電平的電壓時，RESET端輸出為低電平，系統(tǒng)正常工作。當(dāng)用戶按下按鍵時，電容兩端電荷被釋放掉，RESET端輸出為高電平，系統(tǒng)進入復(fù)位狀態(tài)，重復(fù)以上充電過程，系統(tǒng)進入正常狀態(tài)。晶振電路是用于向CPU及其它電路提供工作時鐘，實現(xiàn)定時功能。通過外在晶振電路的搭建形成穩(wěn)定的時鐘周期，本模塊采用的是12M的晶振作為系統(tǒng)的時鐘周期圖3為數(shù)據(jù)采集處理模塊電路圖，該模塊主要是由霍爾傳感器，電壓跟隨器，比較器組成的，霍爾傳感器一端接地，一端接電壓，第三端為收集到的脈沖信號，由于該信號波形不穩(wěn)定，電壓不穩(wěn)定，所以采用電壓跟隨器將其電壓升至12V，再通過比較器降至5V后接至單片機外部中斷P3~2 口計數(shù)，此時的計數(shù)是準確無誤的，保證了該裝置的精度。圖4為時鐘模塊電路圖，該時鐘模塊用于向CPU及其它電路提供工作時鐘，實現(xiàn)定時功能。其中5、6、7三個端口分別與主芯片STC89C52的ΡΓ1、ΡΓ2、ΡΓ3相連·雖然主處理芯片STC89C52內(nèi)部自帶實時時鐘，但是系統(tǒng)掉電以后，它的時鐘電路就不能繼續(xù)工作了，如果采用STC89C52計時，要占用處理器很多資源。在本實用新型中增加了一個DS1302實時時鐘芯片，通過讀取DS1302的時間來更新系統(tǒng)時間，這樣整個系統(tǒng)就可以在正確的日歷和時間下工作，DS1302 內(nèi)部EEPROM存儲器保證了掉電后數(shù)據(jù)不丟失。圖5為顯示器模塊電路圖，該模塊主要采用的是八段共陰極數(shù)碼管，其中數(shù)碼管的八段引腳分別接至鎖存器74LS573的Q0-Q7，并且兩片鎖存器的D0-D7 口互連后共同接至單片機的通用I/O 口 Ρ0~0-Ρ(Γ7，另外兩片鎖存器的LE 口接至單片機的Ρ2~0和P2~l ;當(dāng)單片機I/O 口發(fā)出高電平時，會點亮數(shù)碼管內(nèi)的發(fā)光二級管，通過點亮不同位置的二極管可以顯示出不同的數(shù)字，就可以極其方便的顯示出當(dāng)前的速度與里程數(shù)。圖6為速度-里程-時間切換開關(guān)電路圖，該模塊主要采用的是普通按鍵開關(guān)，其一端共地，另一端分別接至單片機的Ρ2~7、Ρ2~6、ΡΓ5，當(dāng)單片機接受到按鍵按下時傳輸?shù)牡碗娖綍r，開始處理，即按下SI時，數(shù)碼管顯示當(dāng)前速度，按下S2時，數(shù)碼管顯示里程，按下S3時，數(shù)碼管顯示時間。本實用新型的工作原理該實用新型具有速度里程的顯示、時間顯示等功能。核心控制器主要由控制器、開關(guān)設(shè)置、電源模塊等構(gòu)成，其中對于控制器，采用宏晶科技公司的STC89C52RC作為系統(tǒng)控制器的方案。該單片機算術(shù)運算功能強，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制，擁有功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點，并且監(jiān)測有開關(guān)設(shè)置模塊，數(shù)據(jù)采集模塊的控制信號。數(shù)據(jù)采集裝置主要由霍爾元件構(gòu)成，霍爾元件加整形電路構(gòu)成的霍爾開關(guān)系統(tǒng)，霍爾傳感器是對磁敏感的傳感元件，由磁鋼、霍爾元件等組成。本測量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速傳感器選用SS411型霍爾傳感器，額定電壓為4. 5-24 (V)、檢測距離為10 (mm)。當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動，磁鋼靠近霍爾元件時，穿過霍爾元件的磁場較強，霍爾元件輸出低電平；當(dāng)磁場減弱時，輸出高電平，從而使得在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，霍爾元件輸出連續(xù)脈沖信號。每有一個磁鐵經(jīng)過霍爾元件，霍爾元件就會產(chǎn)生一個高脈沖反饋到單片機上，單片機會自動計數(shù)一次。單片機每100毫秒對計數(shù)器記下的數(shù)據(jù)進行處理，通過間接測量車輪在這段時間滾過的圈數(shù)，乘以車輪的周長就可以得到車輪的所行里程數(shù)，如果將里程數(shù)除以這段時間間隔就可以得到這段時間車輛的瞬時速度，并且通過數(shù)碼顯示給騎車人員。速度里程時間顯示模塊，該模塊主要用于實時顯示小車的速度和里程，采用一個四位共陰數(shù)碼管和一個兩位共陰數(shù)碼管實現(xiàn)時動態(tài)顯示，每個數(shù)碼管都有8個發(fā)光二極管組成，并且8字形排列。當(dāng)需要顯示對應(yīng)的數(shù)字時，只要給不同位置的二極管施加高電平即可。時間顯示主要通過單片機實現(xiàn)，但考慮到單片機斷電后會對數(shù)據(jù)清零，決定采用DS1302時間芯片作為備用電源，當(dāng)車主不在需要用車時，會關(guān)閉整個系統(tǒng)，但此時芯片依然會繼續(xù)工作，保證時間的走動，當(dāng)下次重新啟動系統(tǒng)時，時間依然保持實時時間，不會再重新調(diào)整時間。本實用新型的工作過程該實用新型裝置通過安裝在車輪邊的支架上的霍爾元件對安裝在車輪上的磁鐵的電磁感應(yīng)檢測，每有一個磁鐵經(jīng)過霍爾元件，霍爾元件就會產(chǎn)生一個高脈沖反饋到單片機上，單片機會自動計數(shù)一次。單片機每100毫秒對計數(shù)器記下的數(shù)據(jù)進行處理，單片機在處理時調(diào)用計算子函數(shù)，將得到的脈沖數(shù)除以磁鐵個數(shù)得到是車輪圈數(shù)，再乘以車輪直徑和，得到的就是里程數(shù)，將該里程數(shù)除以該計時時間，得到的就是該時間段的瞬時速度，最后將處理后的結(jié)果即速度與里程通過數(shù)碼管顯示出來。時間顯示則是通過開關(guān)切換的，當(dāng)按下時間開關(guān)時，開關(guān)電路導(dǎo)通，單片機識別后執(zhí)行顯示時間子函數(shù)，此時顯示器會顯示當(dāng)時時間，并且當(dāng)整個系統(tǒng)不再工作時，芯片DS1302依然會保證時間繼續(xù)走動，不會斷電清零，保證時間的延續(xù)性。凡本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明原理的前提下，通過改進和潤飾所形成的等同替換或等效變換，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種自行車速度里程時間表，其特征在于，包括霍爾傳感器(I)、中央處理器(5)和顯示器(6)，所述霍爾傳感器(I)通過電壓跟隨器(2)和比較器(3)與中央處理器(5)的外部中斷接口連接，中央處理器(5)的第一通用I/O接口與顯示器(6)連接，在中央處理器(5)的第二通用I/O接口上連接有速度-里程-時間切換開關(guān)(4)，在中央處理器(5)的第三通用I/O接口上連接有時鐘芯片(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自行車速度里程時間表，其特征在于，所述的中央處理器(5)采用型號為宏晶科技公司的STC89C52，霍爾傳感器(I)采用型號為雙極性的SS411，其采集信號電壓輸出端接至電壓跟隨器(2)的3腳輸入端，該電壓跟隨器(2)采用型號為LM324，電壓跟隨器(2)的I腳輸出端接至比較器(3)的的4腳輸入端，該比較器(3)采用型號為LM339，其輸出端2接至單片機(I)的外部中斷P2. 2，速度-里程-時間切換開關(guān)(4)采用普通普通按鍵開關(guān)，它們一斷共同接地，另一端分別接至單片機的P2. 7，P2.6，P2.5，顯示器(6)采用的是八段共陰極數(shù)碼管，由一個四數(shù)碼管和一個兩數(shù)碼管構(gòu)成，其中四數(shù)碼管的引腳的2，3,6, 7,8,9, 10，11和兩數(shù)碼管的2，3,4, 5,6, 7，8，9共同接至鎖存器74LS573的 D0-D7處，另外四數(shù)碼管的1，4，5，12和兩數(shù)碼管的2，10共同接至另一片鎖存器74LS573的D0-D7，這兩片的鎖存器的D0-D7端相連后共同接至單片機的PO. 0-P0. 7端口，兩片鎖存器的LE端口分別接至單片機的P2.0，P2. I,時鐘芯片(7)采用的是DS1302，其時鐘信號端7，數(shù)據(jù)控制端6，復(fù)位端5分別接至單片機的Pl. 3，Pl. 2，Pl. I。
專利摘要一種自行車速度里程時間表，包括霍爾傳感器、中央處理器和顯示器，所述霍爾傳感器通過電壓跟隨器和比較器與中央處理器的外部中斷接口連接，中央處理器的第一通用I/O接口與顯示器連接，在中央處理器的第二通用I/O接口上連接有速度-里程-時間切換開關(guān)，在中央處理器的第三通用I/O接口上連接有時鐘芯片。本實用新型所提供的自行車速度里程表，使用了市場最為普通廉價的51單片機作為核心控制器，采集信息經(jīng)過電壓跟隨器和比較器，脈沖輸出穩(wěn)定，計數(shù)準確，合理利用車體結(jié)構(gòu)整體布局，實現(xiàn)了對非機動車速度里程的檢測，提供實時時間，使得車主不必再掏出手機或者手表查看時間，安全性得到保障。
文檔編號G01C22/00GK202648671SQ20122026579
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者張小瑞, 厲智, 孫偉, 楊麗, 劉光宇 申請人:南京信息工程大學(xué)