2026/2/19 1:39:38
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随着科学技术与物联网的发展#xff0c;推动着智能化产品逐渐从无到有再到快速发展#xff0c;智能科技逐渐改变社会发展方式#xff0c;过去很多无法想象的科学技术或者生活方式#xff0c;现在利用先进和智能化逐一解决#xff0c;而过去普通自行车智能辅助系统已…摘 要随着科学技术与物联网的发展推动着智能化产品逐渐从无到有再到快速发展智能科技逐渐改变社会发展方式过去很多无法想象的科学技术或者生活方式现在利用先进和智能化逐一解决而过去普通自行车智能辅助系统已经不能科学的需求。为了设计一款基于单片机自行车智能辅助系统控制器此设计利用51系列单片机很好设计出一款智能化自行车智能辅助控制系统的要求。本设计的完整的系统主要包括STC系列单片机最小系统、 速度采集电路、液晶显示电路、按键电路、光照采集电路、语音播放电路、温度采集电路和电源电路等组成。本设计软件系统采用模块设计思想采用C语言作为程序设计语言通过Keil C51完成程序设计使用仿真器下载软件完成程序的烧录和在线调试。 本文中设计了各个模块运行流程图和程序运行思想。在系统硬件和软件系统都完成后经过相应的软硬件测试后通过搭建实验平台逐步验证系统功能。最后经过实际试验验证了本系统具有很好的实用性和稳定性。关键词单片机硬件电路软件电路程序流程图系统测试第2章 控制系统总体方案设计2.1控制系统功能分析本文研究自行车智能辅助控制系统使用的主要是利用现代的组网技术、通信技术、检测技术、智慧控制水平于一体化运用到本设计产品中。该研究的准侧是“智慧、环保和安全为本”即把用户使用感受放到第一位让用户可以根据自己的需求实现相应的控制要求[5]。本文所研究的智能控制器系统是根据产品需要实现的功能而设计的。整个控制系统主要是实现如下功能。2.2单片机芯片的选择方案一采用可编程的逻辑器件CPLD作为中央微处理器CPLD可以采用软件进行各种复杂功能的实现其优点在于体积非常小、密度较高、I/O资源相对丰富。并且易于进行功能的扩展等等。CPLD的输入输出方式采用的是并行的方式。从而提高了系统的处理功能速度。较为适合作为大规模控制系统的核心处理单元。但是本设计的逻辑功能相对来说不为复杂对数据的处理速度的要求也不是特别高。并且此方案的成本相对过高所以最终放弃了此方案。方案二使用ATMEL公司的51系列单片机作为该设计的主控制器该系列新品是一个低功耗、高性能的8位单片机该单片机的优点是功耗低、结构简单、接口丰富但程序烧写和调试时比较麻烦故放弃此方案。方案三使用宏晶公司的STC89C52单片机作为该设计的主控制器芯片该芯片具有128字节的动态储存的信息存储器即RAMSTC89C52器件采用高度集成封装。并且该芯片具有兼容标准MCS-51的指令系统从节约成本的角度考虑最终选择了方案三。第3章 系统的硬件平台设计3.1系统总体框架设计本文研究的控制系统以器件集成化方法进行研究的设计主要是运用将集成化的器件分成块状的控制部分被研究的分支和数据传输分支分步满足相应部分所有的分支完成后组合在一起设计出完整的控制系统最后进行综合测试。从控制系统需要实现的功能和硬件设计的综合角度确立了研究目的的总体框图[6]。具体框图如3-1所示。图3-1系统组成框图第4章 系统软件平台设计完整的控制系统由硬件系统和软件系统组成前一章主要阐述了自行车智能辅助控制系统硬件电路的设计方案若要充分发挥系统设计功能则需要支持硬件平台的软件本文软件分为系统驱动程序软件和应用程序软件两部分均采用C语言进行编写。4.1开发环境软件介绍在本设计系统控制中心软件中利用52单片机为控制中心采用的的是STC89C52RC芯片开发环境是Keil uVision4 by C51软件。程序的烧录使用的是stc.isp.15xx.v6.85p软件这两款开发环境是目前52单片机系统的主流软件使用的非常频繁。4.1.1 Keil简介Keil是由美国Keil Software公司研发的专为MCU软件设计环境是现在单片机软件设计的主要研发环境。本设计52单片机开发环境是Keil uVision4是如今嵌入式常用的开发环境Keil uVision4是STC公司推出最新一代关于52单片机处理器的编译、连接和调试集成环境。Keil uVision4不仅提供了完整的Windows开发环境界面支持C/C语言开发而且其C语言编辑效率很高能够使开发者非常容易地使用C语言进行程序编程。4.1.2程序在Keil中的调试在Keil的调试过程中首先要建立一个原文件然后根据所选用的芯片建立一个工程文件在对工程文件进行相应的配置最后实现程序的编写、调试。程序在编译调试过程的界面如图4-1所示。图4-1 Keil uVision4调试运行过程中的界面在Keil进入调试界面当中若查找出代码有问题能够直接对源代码进行更改但是若要使更改后的程序运行则需要先退出调试环节然后继续进行相应的程序烧录。4.2主程序设计本系统设计主要采用Keil uVision4软件编写与调试程序程序语言采取易读性和移植性更高的C语言编写。系统的总体框架是当系统上电后首先进行模块初始化若有模块器件损坏则不能正常运行然后系统开始采集数据和处理数据若处理的数据正确则开始接受数据把传输到输出端作进一步处理。从设计的软件总流程图可知控制器与各个电路模块间数据通信主要有一个主流程和四个子流程主流程是系统软件不断访问各个子模块以及子模块把数据反馈到控制中心子流程是请求处理数据信号与相应功能子函数之间的通信。第5章 硬件组装与调试5.1元器件的选择与测量本次设计的元器件主要有STC89C52单片机、晶振、电阻、电容、按键、开关、电源座、蓝牙模块、电量采集模块、蜂鸣器、液晶等。这些元器件的引脚需要我们认真查找资料了解每个器件的特性再进行焊接。这些元器件直接根据型号到电子元器件市场就很容易买到。其中焊接时要注意元件正负极性电阻电容大小、芯片引脚顺序等细节。一般电阻的大小可以通过色环读取或直接用万用表进行测量电容和晶振等的大小会标准在元件本身元件的正负可以遵循长正短负的原则一些特殊元件可以通过查找资料获知正负极。5.2元件的焊接与组装组装电路通常采用焊接和在面包板上插接两种方法无论采用哪种方法均应注意以下几方面。(1)所有元器件在组装前应尽可能全部测试一遍以保证所用元器件均合格。(2)所有集成电路的组装方向要保持一致以便于正确进行焊接合理安排布线。(3)分立元件时应仔细辨明器件的正反向标志应处于比较容易观察的位置方便检查和调试。对于有正负极性的元件例如电解电容器、晶体二极管等组装时一定要特别注意极性否则将会造成实验失败。(4)为了便于焊接查线以及后期的检查电路可根据电路中接线的不同作用选择不同颜色的导线。一般习惯是正电源用红色线、负电源用蓝色线、地线用黑色线、信号线用黄色线等。当然使用一种颜色也是可以的。(5) 在实际焊接中连线需要尽量做到排版简洁连线方便。连线不跨接集成电路芯片上必须从其周围通过。同时应尽可能做到连线不相互穿插重叠、尽量不从电路中元器件上方通过。(6)为使电路能够正常工作与调测所有地线必须连接在一起形成一个公共参考点。正确的组装方法和合理的布局不仅可使电路整齐美观、工作可靠而且便于检查、调试和排除故障。如果能在组装前先拟订出组装草图则可获得事半功倍之效果使组装既快又好。5.3电路的调试调试是指系统的调整、改进与测试。测试是在电路组装后对电路的参数与工作状态进行测量调整则是在测试的基础上对电路的某些参数进行修正使满足设计要求。在进行调试前应拟订出测试项目、测试步骤、调试方法和所用仪器等做到心中有数保证调试工作圆满完成。5.3.1 调试方法调试方法原则有两种。第一种是边安装边调试的方法。它是把复杂的电路按原理框图上的功能分成单元进行安装和调试在单元调试的基础上逐步扩大安装和调试的范围最后完成整机调试。这种方法在新设计的电路中比较常用。第二种方法是在整个电路系统全部焊接完毕后实行一次性调试。这种方法比较适用于电路相对来说比较简单系统不复杂的电路调试。5.3.2 调试步骤1通电前检查电路焊接完毕后, 不要急于通电首先要根据原理电路认真对照检查电路中的接接线是否正确包括错线连线一端正确、另一端错误少线安装时漏掉的线多线连线的两端在电路图上都是不存在的和短路特别是间距很小的引脚及焊点间并且还要检查每个元件引脚的使用端数是否与图纸相符。查线时最好用指针式万用表“Ω×1”档进行检查, 或是用数字万用表“Ω”档的蜂鸣器来测量而且要尽可能直接测量元器件引脚这样同时可以发现接触不良的地方。2通电观察在电路安装没有错误的情况下接通电源先关断电源开关待接通电源连线之后再打开电路的电源开关。但接通电源后不要立即进行电路功能的测试首先要充观察整个电路有无异常现象电路中元器件是否有发热烧坏等现象是否有漏电现象电源是否有短路和开路现象等。如果电路在测试过程中出现异常首先应该立即关闭电源检查后排除故障再重新通电测试。然后再按要求测量各元器件引脚电源的电压而不只是测量各路总电源电压以保证元器件正常工作。3单元电路调试在调试单元电路时应明确本部分的调试要求。调试顺序应按照电路原理图中信号流向进行这样可以把整个电路进行分步调试把前面调试好的电路的输出信号作为后一级电路的输入信号。从而保证电路的调试更加顺利方便。单元调试包括静态和动态调试。静态调试一般是指在没有外加信号的条件下测试电路各点的电位特别是有源器件的静态工作点。通过它可以及时发现已经损坏和处于临界状态的元器件。动态调试是用前级的输出信号或自身的信号测试单元的各种指标是否符合设计要求包括信号幅值、波形形状、相位关系、放大倍数和频率等。对于信号产生电路一般只看动态指标。把静态和动态测试的结果与设计的指标加以比较经深入分析后对电路与参数提出合理的修正。在调试过程中应有详尽记录。4整机联调各单元电路调试好以后并不见得由它们组成的整体电路性能一定会好因此还要进行整体电路调试。整体电路调试主要是观察和测量动态性能把测量的结果与设计指标逐一对比找出问题及解决办法然后对电路及其参数进行修正直到全部电路的性能完全符合设计要求为止。文章底部可以获取博主的联系方式获取源码、查看详细的视频演示或者了解其他版本的信息。所有项目都经过了严格的测试和完善。对于本系统我们提供全方位的支持包括修改时间和标题以及完整的安装、部署、运行和调试服务确保系统能在你的电脑上顺利运行。