CN102278999B - 一种智能型数字式速度里程计量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能型数字式速度里程计量装置，属于机电领域。本发明包括设置在车轮轮毂上的N个磁钢、设置在车身上的电源模块、霍尔传感器、单片机、四位数码管、显切开关，所述单片机内设有定时器、计数器、闪存器；其中，所述N个磁钢大小等同、极性一致，N=36；其中，霍尔传感器将所述磁钢的感应信号传送给计数器，同时定时器产生一个中断信号给计数器，单片机读取一次计数器的值，单片机读取完毕后，计数器清零，单片机计算出当前行驶速度和本次行驶里程，并将数据传送给四位数码管显示出来，同时闪存器获取单片机每次输出的数值进行存储。使用本发明避免电路磨损问题，且计数准确精确度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能型数字式速度里程计量装置，应用于多数电动车、燃油助力车等速度里程表，属于机电技术领域。
背景技术
单片机技术本身已成熟，问题是如何将其具体应用到社会生活中去。集CPU、RAM、ROM、I/O口、定时/计数于一个芯片上的单片机是专为工业控制而设计的，各种型号，各种功能比比皆是，单片机技术目前已很成熟并得到广泛应用。单片机技术已被应用到汽车速度和里程表的设计之中，但并没有统一的标准，信号采集和处理五花八门。虽然汽车安装了速度里程表，但多数电动助力车、燃油助力车和人力车并没有安装速度里程表，原因主要是成本和稳定性问题。本发明采用最简单的结构、较低的成本和高可靠性解决低速车辆的行驶速度显示和行驶里程记录及显示问题。
发明内容
技术问题：
本发明要解决的技术问题是提供一种智能型数字式速度里程计量装置，该里程表可以安装在电动助力车、燃油助力车和人力车等，能够解决低速车的行驶速度显示和单次行驶里程、行驶总里程记录及显示问题。
技术方案：
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案：
本发明一种智能型数字式速度里程计量装置，包括设置在车轮轮毂上的N个磁钢、设置在车身上的电源模块、霍尔传感器、单片机、四位数码管、显切开关，所述单片机内设有定时器、计数器、闪存器；其中，所述N个磁钢大小等同、极性一致，N=36；其中，霍尔传感器将所述磁钢的感应信号传送给计数器，同时定时器产生一个中断信号给计数器，单片机读取一次计数器的值，单片机读取完毕后，计数器清零，单片机计算出当前行驶速度和本次行驶里程，并将数据传送给四位数码管显示出来，同时闪存器获取单片机每次输出的数值进行存储。
优选地，所述一种智能型数字式速度里程计量装置，其特征在于：所述单片机采用AT89S52芯片集成。
优选地，所述四位数码管采用SM410564分屏循环显示。
优选地，所述闪存器采用AT24C02芯片。
有益效果：
本发明一种智能型数字式速度里程计量装置，采用磁感应避免磨损问题，避免了光电传感器的光路被泥土和灰尘堵塞问题，且在传动皮带打滑后依然计数准确，行驶里程记录精度高，能够准确测量并记录两点间的距离，本发明操作简便，只有一个显示切换按钮另加一个辅助电源开关，本发明一次做好，一劳永逸。
附图说明
图1为本发明原理图。
具体实施例
如图1所示，在轮鼓上装36个磁钢，极性一致，形状一致，在车架上安装无接触霍尔磁感应传感器。单片机内部设有16位定时/计数器，通过软件设置，从外部引脚送入信号到定时/计数器时，定时/计数器就当计数器用，当信号来自单片机内部时，定时/计数器就当定时器用。本设计通过软件设置，将定时/计数器设置为计数器0，计数器0工作时通过P3.4(T0)获取脉冲信号并计数；将定时/计数器设置为定时器1，从单片机内部获取1/12的晶振频率脉冲信号，本设计晶振频率为12MHz, 故定时器1获取的内部时钟频率实际为1 MHz。当车轮转动，每个磁钢经过霍尔传感器时，霍尔传感器都会发出一个脉冲信号，硬件电路把这个信号经过第14脚P3.4(T0)送到单片机的定时/计数器0记录下来。单片机定时器1按程序设置每隔0.5秒产生一个中断信号，中断服务程序读取一次计数器0的值，读取数据后，就将计数器0清零，让其重新开始计数。对于42厘米直径的车轮，每个脉冲表示车子行驶了3.665厘米，也就是每个脉冲表示车子行驶速度为3.665厘米×7200=263.88米每小时。单片机根据前面的参数3.665厘米，263.88米每小时和读取的脉冲数，计算出当前行驶速度、本次行驶里程。本系统硬件还设有不丢失数据闪存器AT24C02芯片，用于存放行驶总里程。每行驶256×3.665厘米×5= 46.912米，即行驶里程计数存储单元低字节有5次进位时，程序就会取出总行驶里程数加46.912米再存放到存储总行驶里程原地址，实现修改总行驶里程。选取行驶里程计数存储单元低字节有5次进位就修改总行驶里程是考虑多因素的。行驶里程计数存储单元低字节每次进位，表示车行驶了：256×3.665厘米=9.3824米，如若此时累计总行驶里程，虽然准确，但总里程的显示分便率是0.1公里，即100米，所以意义不大，而且带来的问题是对AT24C02读写太频繁、占用时间过多、而且还影响AT24C02的读写寿命。所以选择了行驶里程计数存储单元低字节有5次进位才修改总行驶里程是一个科学的选择，它既保证了精度，每次行车的行驶里程记录的误差在0~46.9米之间，同时又保证了最佳的记录次数，平均每公里才记录21次，10000公里也就21万次，与AT24C02一百万次的存取次数相比，不存在任何问题，占用单片机时间也少。2402芯片的特点是可在线读写，可读写100万次，且停电后数据不丢失。每次行车的行驶里程就放在89S52的内存里，快速方便，停车停电数据就丢失。考虑到是为低速车设计的速度里程表，该表能记录并显示的最大时速为：255*263.88米/小时=67.28公里/小时。
电门钥匙存储行驶总行驶里程并将结果送到四位数码管显示。显示采取分屏循环显示方案，系统默认显示的是当前行驶速度，按一下切换按钮，显示行驶里程，再按一下切换按钮，显示总行驶里程。如再按切换按钮，就又显示当前行驶速度，如此循环显示：速度→里程→总里程→速度…。显示总行驶里程时又自动分两屏显示，第一屏显示“00××”，第二屏显示“×××.×”。考虑到低速车辆的使用寿命，设计显示里程最大值为99999.9共六位有效数字10万公里，10万公里为模，超过10万公里又从“0000”开始显示。
89S52内设有16位定时/计数器，最大计数量为0—65565（2的16次方216），分为高、低两个字节。考虑到设计时速及显示刷新频率，低速车速度里程表有一个字节（0—255）记录脉冲数就够用了。本发明的设计车速约40公里，轮径42厘米，轮毂上装36个磁钢，车轮转一圈可有36个脉冲，每个脉冲信号表示车辆运动了月3.665厘米，每0.5秒采一次样，每个脉冲表示时速约为0.2638公里，40公里时速也就152个脉冲计数，一个字节255个计数，最大时速可达67公里不会溢出，所以一个字节就够用了。如果每秒采一次样，精度就提高一倍为每个脉冲表示时速约为0.132公里，如果磁钢数增加一倍，精度就又提高一倍为每个脉冲表示时速约为0.066公里，这个精度就有点过于精确了。当然，适当调整磁钢数和采样时间，就可以得到所需要的精度。
Claims (3)
1.一种智能型数字式速度里程计量装置，其特征在于：包括设置在车轮轮毂上的N个磁钢、设置在车身上的电源模块、霍尔传感器、单片机、四位数码管、显切开关，所述单片机内设有定时器、计数器、闪存器；其中，所述N个磁钢大小等同、极性一致，N=36；
其中，霍尔传感器将所述磁钢的感应信号传送给计数器，同时定时器产生一个中断信号给计数器，单片机读取一次计数器的值，单片机读取完毕后，计数器清零，单片机计算出当前行驶速度和本次行驶里程，并将数据传送给四位数码管显示出来，同时闪存器获取单片机每次输出的数值进行存储；
其中，所述单片机采用AT89S52芯片集成；单片机内部设有16位定时/计数器，通过软件设置，从外部引脚送入信号到定时/计数器时，定时/计数器就当计数器用；当信号来自单片机内部时，定时/计数器就当定时器用；通过软件设置，将定时/计数器设置为计数器0，计数器0工作时通过第14脚P3.4获取脉冲信号并计数；将定时/计数器设置为定时器1，从单片机内部获取1/12的晶振频率脉冲信号，所述晶振频率为12MHz, 故定时器1获取的内部时钟频率实际为1 MHz；
当车轮转动，每个磁钢经过霍尔传感器时，霍尔传感器都会发出一个脉冲信号，硬件电路把这个信号经过第14脚P3.4送到单片机的定时/计数器0记录下来；单片机定时器1按程序设置每隔0.5秒产生一个中断信号，中断服务程序读取一次计数器0的值，读取数据后，就将计数器0清零，让其重新开始计数；
单片机根据每个脉冲表示车子行驶速度以及读取的脉冲数，计算出当前行驶速度、本次行驶里程。
2.根据权利要求1所述一种智能型数字式速度里程计量装置，其特征在于：所述四位数码管采用SM410564分屏循环显示。
3.根据权利要求1所述一种智能型数字式速度里程计量装置，其特征在于：所述闪存器采用AT24C02芯片。
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