基于单片机自行车里程表设计（有完整资料）

编号：T2812402M

设计简介：

本设计是基于单片机自行车里程表设计，主要实现以下功能：

1. 通过温度传感器检测温度，通过时钟模块可以获取时间
2. 通过按键可以控制车速，并且通过霍尔传感器检测车速
3. 通过OLED可以显示速度，路程以及时间
4. 可以通过按键设置时间、速度阈值和人体体重
5. 通过速度、骑行时间以及体重计算消耗的能量，并在显示屏显示
6. 通过语音可以播报当前车速，如果速度超过阈值，语音进行提醒
7. 通过蓝牙可以连接手机，并在手机端查看骑行数据

电源： 5V
传感器：温度传感器，时钟模块，霍尔传感器
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：直流电机（N-MOS），蜂鸣器，语音模块
人机交互：独立按键，蓝牙模块

标签：STM32、OLED12864、DS18B20、DS1302、YS-27、N-MOS、SU-03T、HC-05

题目扩展：基于STM32骑行数据监测系统，基于单片机的车速检测系统，基于单片机的霍尔测速系统

1. 基于 STM32 的自行车里程表设计

   一、主控部分

   核心：STM32F103 单片机

2. 功能：获取输入数据、内部处理、控制输出

   二、输入部分

   1. DS18B20 温度采集模块：获取环境或自行车相关温度值
   2. 霍尔传感器模块：检测自行车车速
   3. 时钟模块：获取网络时间、记录自行车运行时间
   4. 独立按键：控制自行车车速显示切换、打开 / 关闭语音播报等功能
   5. 供电电路：为整个自行车里程表系统供电

   三、输出部分

   1. OLED 显示模块：显示当前车速、骑行里程、时间
   2. MOS 管控制模块：（原文未明确控制对象，可预留为后续扩展，如控制车灯、辅助设备等）
   3. 语音模块：播报当前车速，当车速超过设定值时进行语音提示
   4. 蜂鸣器报警模块：当车速超过设定阈值时，触发蜂鸣器报警提示
   5. 蓝牙模块：连接手机 APP，同步骑行数据（车速、里程、时间等）

第 5 章 实物调试

5.1 整体实物构成

该设计硬件包含核心控制板，用于处理和协调整个系统的运行，承担数据计算与指令发送等关键任务；一块显示屏，负责直观地展示自行车的速度、里程、时间、温度、消耗卡路里等骑行数据；有按键模块，方便用户进行各种操作，如控制车速、设置报警速度、修改时间、开关语音播报功能等；一个蜂鸣器，在自行车实际速度超过设定的报警速度时发出警报提醒；此外，还有蓝牙模块，用于实现与手机 APP 的数据同步，以及可能集成的传感器模块，用于检测自行车的速度、环境温度等信息。

首先，准备好焊接工具和材料，如电烙铁、焊锡丝、助焊剂等，并确保焊接工作台的整洁和安全。然后，对照电路图，将各个电子元件摆放在印刷电路板对应的焊盘位置上，确保元件引脚与焊盘对齐。接着，给电烙铁通电预热，待温度合适后，在元件引脚和焊盘上涂抹适量助焊剂，再将焊锡丝置于引脚与焊盘交界处，用电烙铁加热使焊锡丝熔化，让焊锡均匀包裹引脚并与焊盘牢固连接，依次完成所有元件的焊接。焊接完成后，仔细检查焊点，确保无虚焊、短路等问题。

焊接前要仔细检查电子元件的型号、规格和引脚排列是否正确，避免错焊。控制好电烙铁的温度，温度过高容易损坏元件，温度过低则会导致焊接不牢固，产生虚焊。焊接过程中，要注意避免焊锡过多造成短路，或者焊锡过少导致焊点不牢固。同时，要做好静电防护措施，防止静电损坏对静电敏感的电子元件。在焊接显示屏、蓝牙模块等较为精密的部件时，更要格外小心，确保焊接质量 ，避免因焊接问题影响其正常功能。整体实物如图 5-1 所示：

图 5-1 整体实物图

5.2 速度检测测试

霍尔传感器（3144E）通过感应车轮机转动部件上磁性元件的磁场变化，输出脉冲信号。STM32 单片机采集该脉冲，结合转动部件周长，计算出播种机行进速度。基于此速度，系统动态了解当前速度参数，保障不同速度下骑行安全性。显示功能测试图如下图 5-2 所示。

图 5-2 速度检测测试图

5.3 按键功能测试

该系统通过按键获取不同键值来实现多样功能。键值 1 用于切换界面；键值 2 可快速跳转至设置界面；键值 3 在界面 0 时使挡位加 1，在界面 1 - 7 时对年、月等时间参数加 1，在界面 8、9 分别对超速阈值、体重阈值加 1，在界面 10 调整自行车挡位加 1；键值 4 与键值 3 功能对应但为减操作；键值 5 控制电机启动或停止；键值 6 返回主界面；键值 7 开启或关闭语音播报；键值 8 将总里程重置为 0，同时也涉及到超速阈值、体重阈值等的设置功能，助力系统根据不同需求进行参数调节与操作控制。按键功能测试功能如下图 5-3 所示：

图 5-3 按键功能测试图

第 6 章 软件调试

6.1 软件介绍

Proteus 8.15 是一款由 Labcenter Electronics 开发的电子设计自动化（EDA）软件。它集电路仿真、PCB 设计和微控制器调试于一体，广泛应用于嵌入式系统开发等领域。

该软件拥有丰富元件库，包含超 50000 种元器件，支持模拟 / 数字电路协同仿真，集成逻辑分析仪等虚拟仪器。它还内置 8051、ARM 等微控制器模型，支持与 Keil 等编译器联调。

此外，Proteus 8.15 可实现从原理图到 PCB 的自动布局布线，并生成 3D 模型。其界面直观，支持工具栏和快捷键个性化定制，还提供电压探针等调试工具，方便用户分析电路行为。整体实物如图 5-1 所示：

图 5-1 整体实物图

6.2 显示功能测试

该系统的显示功能十分丰富，OLED 显示屏能清晰呈现速度、时间、路程、消耗卡路里等骑行关键数据。同时，虚拟终端也会同步展示骑行时间、单次路程、消耗卡路里、温度、总路程、速度等信息，多途径为用户提供全面且直观的骑行数据，方便用户实时了解骑行状态。显示功能测试图如下图 5-2 所示。

图 5-2 显示功能测试图

6.3 按键功能测试

该系统通过按键获取不同键值来实现多样功能。键值 1 用于切换界面；键值 2 可快速跳转至设置界面；键值 3 在界面 0 时使挡位加 1，在界面 1 - 7 时对年、月等时间参数加 1，在界面 8、9 分别对超速阈值、体重阈值加 1，在界面 10 调整自行车挡位加 1；键值 4 与键值 3 功能对应但为减操作；键值 5 控制电机启动或停止；键值 6 返回主界面；键值 7 开启或关闭语音播报；键值 8 将总里程重置为 0，同时也涉及到超速阈值、体重阈值等的设置功能，助力系统根据不同需求进行参数调节与操作控制。按键功能测试功能如下图 5-3 所示：

图 5-3 按键功能测试图