本實(shí)用新型涉及自行車電子儀表的電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體是一種自行車戶外多參數(shù)測量電路。

背景技術(shù)：

隨著居民生活水平的不斷提高，自行車不再僅僅是普通的運(yùn)輸、代步的工具，而是成為人們娛樂、休閑、鍛煉的重要選擇。人們?cè)趹敉馐褂米孕熊噴蕵?、休閑、鍛煉時(shí)不僅希望知道自行車的實(shí)時(shí)速度、行駛的里程，而且希望知道當(dāng)前實(shí)時(shí)溫濕度和實(shí)時(shí)風(fēng)速風(fēng)向，以調(diào)整自行車戶外騎行的計(jì)劃。因此需要設(shè)計(jì)一種低功耗、精度高和多功能的便攜式自行車戶外多參數(shù)測量電路，能快速測量且顯示當(dāng)前自行車的實(shí)時(shí)速度、行駛里程、實(shí)時(shí)溫濕度和實(shí)時(shí)風(fēng)速風(fēng)向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種自行車戶外多參數(shù)測量電路，以實(shí)現(xiàn)測量并顯示自行車的實(shí)時(shí)速度、行駛里程、實(shí)時(shí)溫濕度和實(shí)時(shí)風(fēng)速風(fēng)向。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種自行車戶外多參數(shù)測量電路，其特征在于：包括有單片機(jī)、電源模塊、晶振電路模塊、復(fù)位電路模塊、按鍵控制模塊、風(fēng)速風(fēng)向測量模塊、信號(hào)變換電路模塊、霍爾傳感器、溫濕度測量模塊和液晶顯示模塊，所述的晶振電路模塊、復(fù)位電路模塊、按鍵控制模塊、風(fēng)速風(fēng)向測量模塊和溫濕度測量模塊分別與所述單片機(jī)的輸入端相連接，所述信號(hào)變換電路模塊的輸入端與所述霍爾傳感器相連接，信號(hào)變換電路模塊的輸出端與所述單片機(jī)的輸入端相連接，所述的液晶顯示模塊與所述單片機(jī)的輸出端相連接；所述的電源模塊供電至所述單片機(jī)、風(fēng)速風(fēng)向測量模塊、信號(hào)變換電路模塊、霍爾傳感器、溫濕度測量模塊和液晶顯示模塊。

所述的自行車戶外多參數(shù)測量電路，其特征在于：所述單片機(jī)的型號(hào)采用MSP430F149。

所述的自行車戶外多參數(shù)測量電路，其特征在于：所述的電源模塊可提供+24V，+5V和+3.3V直流電壓。

所述的自行車戶外多參數(shù)測量電路，其特征在于：所述的按鍵控制模塊用于切換顯示實(shí)時(shí)速度、行駛里程、實(shí)時(shí)溫濕度和實(shí)時(shí)風(fēng)速風(fēng)向。

所述的自行車戶外多參數(shù)測量電路，其特征在于：所述的風(fēng)速風(fēng)向測量模塊采用超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器YGC-CSYT2。

所述的自行車戶外多參數(shù)測量電路，其特征在于：所述的霍爾傳感器采用霍爾傳感器3144。

所述的自行車戶外多參數(shù)測量電路，其特征在于：所述的溫濕度測量模塊采用溫濕度傳感器DHT11。

所述的自行車戶外多參數(shù)測量電路，其特征在于：所述的液晶顯示模塊采用液晶LCD1602。

所述的自行車戶外多參數(shù)測量電路，其特征在于：整體電路的具體連接方式為：單片機(jī)MSP430F149的1腳接+3.3V直流電壓，單片機(jī)MSP430F149的12腳接按鍵KEY2的2腳，按鍵KEY2的1腳接地，單片機(jī)MSP430F149的28腳接電壓比較器LM393P的1腳，電壓比較器LM393P的8腳接+5V直流電壓，并通過電阻R5和發(fā)光二極管D1的串聯(lián)電路接電壓比較器LM393P的1腳，電壓比較器LM393P的1腳通過電容C9接地，電壓比較器LM393P的2腳接滑動(dòng)變阻器R4的滑動(dòng)端，滑動(dòng)變阻器R4的兩端分別接+5V直流電壓和接地，電壓比較器LM393P的4腳接地，電壓比較器LM393P的3腳接霍爾傳感器3144的3腳，霍爾傳感器3144的2腳接地，霍爾傳感器3144的1腳接+5V直流電壓，單片機(jī)MSP430F149的32腳接超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器YGC-CSYT2的3腳，單片機(jī)MSP430F149的33腳接超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器YGC-CSYT2的2腳，超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器YGC-CSYT2的1腳接+24V直流電壓，超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器YGC-CSYT2的4腳接地，單片機(jī)MSP430F149的35腳接溫濕度傳感器DHT11的2腳，并通過上拉電阻R3接+5V直流電壓，溫濕度傳感器DHT11的1腳接地，溫濕度傳感器DHT11的3腳接+5V直流電壓，液晶LCD1602的1腳接地，液晶LCD1602的2腳接+5V直流電壓，液晶LCD1602的3腳通過可調(diào)電阻R2接地，液晶LCD1602的4腳接單片機(jī)MSP430F149的51腳，液晶LCD1602的5腳接單片機(jī)MSP430F149的50腳，液晶LCD1602的6腳接單片機(jī)MSP430F149的49腳，液晶LCD1602的7-14腳接單片機(jī)MSP430F149的36-43腳，液晶LCD1602的15腳接+5V直流電壓，液晶LCD1602的16腳接地，單片機(jī)MSP430F149的52腳接晶振XTAL的2腳并通過電容C5接地，單片機(jī)MSP430F149的53腳接晶振XTAL的1腳并通過電容C4接地，單片機(jī)MSP430F149的58腳通過電容C6與按鍵KEY1的2腳相連，同時(shí)單片機(jī)MSP430F149的58腳直接連接按鍵KEY1的1腳，按鍵KEY1的1腳通過電阻R1接地，單片機(jī)MSP430F149的63腳接地，24V鋰離子電池的負(fù)極接地，24V鋰離子電池的正極接穩(wěn)壓管7805的3腳，同時(shí)輸出24V直流電壓，穩(wěn)壓管7805的3腳通過電容C1接地，穩(wěn)壓管7805的1腳接地，穩(wěn)壓管7805的2腳通過電容C2和C3的并聯(lián)電路接地，穩(wěn)壓管7805的2腳輸出+5V直流電壓，穩(wěn)壓管1117-3.3的3腳接+5V直流電壓，穩(wěn)壓管1117-3.3的1腳接地，穩(wěn)壓管1117-3.3的2腳輸出+3.3V直流電壓，穩(wěn)壓管1117-3.3的3腳和2腳分別通過電容C7和C8接地。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、本實(shí)用新型采用MSP430F149作為16位微處理器，功耗低，處理能力強(qiáng)。

2、本實(shí)用新型用于測量風(fēng)速風(fēng)向的為超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器YGC-CSYT2，測量速度快，精度高且不受惡略天氣的影響。

3、本實(shí)用新型功能強(qiáng)大，可測量測量并顯示自行車的實(shí)時(shí)速度、行駛里程、實(shí)時(shí)溫濕度和實(shí)時(shí)風(fēng)速風(fēng)向。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理框圖。

圖2為本實(shí)用新型電路原理圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1，一種自行車戶外多參數(shù)測量電路，包括有單片機(jī)1、電源模塊2、晶振電路模塊3、復(fù)位電路模塊4、按鍵控制模塊5、風(fēng)速風(fēng)向測量模塊6、信號(hào)變換電路模塊7、霍爾傳感器8、溫濕度測量模塊9和液晶顯示模塊10，晶振電路模塊3、復(fù)位電路模塊4、按鍵控制模塊5、風(fēng)速風(fēng)向測量模塊6和溫濕度測量模塊9分別與單片機(jī)1的輸入端相連接，信號(hào)變換電路模塊7的輸入端與霍爾傳感器8相連接，信號(hào)變換電路模塊7的輸出端與單片機(jī)1的輸入端相連接，液晶顯示模塊10與單片機(jī)1的輸出端相連接；電源模塊2供電至單片機(jī)1、風(fēng)速風(fēng)向測量模塊6、信號(hào)變換電路模塊7、霍爾傳感器8、溫濕度測量模塊9和液晶顯示模塊10。

本實(shí)用新型中，單片機(jī)1的型號(hào)采用MSP430F149，是16位超低功耗微處理器，價(jià)格低廉且功能強(qiáng)大。

電源模塊2采用24V鋰離子電池供電，經(jīng)電壓變換后可提供+24V，+5V和+3.3V直流電壓。

按鍵控制模塊5用于切換顯示實(shí)時(shí)速度、行駛里程、實(shí)時(shí)溫濕度和實(shí)時(shí)風(fēng)速風(fēng)向。

風(fēng)速風(fēng)向測量模塊6采用超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器YGC-CSYT2，與單片機(jī)1的連接電路簡單，測量速度快，精度高且不受惡略天氣的影響。

霍爾傳感器8采用霍爾傳感器3144，用于計(jì)算自行車輪胎的轉(zhuǎn)圈數(shù)，自行車每轉(zhuǎn)一圈霍爾傳感器8均輸出一個(gè)脈沖信號(hào)?；魻杺鞲衅?144具有響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)以及性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

溫濕度測量模塊9采用溫濕度傳感器DHT11，是含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。

液晶顯示模塊10采用液晶LCD1602，能夠同時(shí)顯示16×02即32個(gè)字符，滿足本實(shí)用新型的顯示需求。

參見圖2，整體電路的具體連接方式為：單片機(jī)MSP430F149的1腳接+3.3V直流電壓，單片機(jī)MSP430F149的12腳接按鍵KEY2的2腳，按鍵KEY2的1腳接地，單片機(jī)MSP430F149的28腳接電壓比較器LM393P的1腳，電壓比較器LM393P的8腳接+5V直流電壓，并通過電阻R5和發(fā)光二極管D1的串聯(lián)電路接電壓比較器LM393P的1腳，電壓比較器LM393P的1腳通過電容C9接地，電壓比較器LM393P的2腳接滑動(dòng)變阻器R4的滑動(dòng)端，滑動(dòng)變阻器R4的兩端分別接+5V直流電壓和接地，電壓比較器LM393P的4腳接地，電壓比較器LM393P的3腳接霍爾傳感器3144的3腳，霍爾傳感器3144的2腳接地，霍爾傳感器3144的1腳接+5V直流電壓，單片機(jī)MSP430F149的32腳接超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器YGC-CSYT2的3腳，單片機(jī)MSP430F149的33腳接超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器YGC-CSYT2的2腳，超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器YGC-CSYT2的1腳接+24V直流電壓，超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器YGC-CSYT2的4腳接地，單片機(jī)MSP430F149的35腳接溫濕度傳感器DHT11的2腳，并通過上拉電阻R3接+5V直流電壓，溫濕度傳感器DHT11的1腳接地，溫濕度傳感器DHT11的3腳接+5V直流電壓，液晶LCD1602的1腳接地，液晶LCD1602的2腳接+5V直流電壓，液晶LCD1602的3腳通過可調(diào)電阻R2接地，液晶LCD1602的4腳接單片機(jī)MSP430F149的51腳，液晶LCD1602的5腳接單片機(jī)MSP430F149的50腳，液晶LCD1602的6腳接單片機(jī)MSP430F149的49腳，液晶LCD1602的7-14腳接單片機(jī)MSP430F149的36-43腳，液晶LCD1602的15腳接+5V直流電壓，液晶LCD1602的16腳接地，單片機(jī)MSP430F149的52腳接晶振XTAL的2腳并通過電容C5接地，單片機(jī)MSP430F149的53腳接晶振XTAL的1腳并通過電容C4接地，單片機(jī)MSP430F149的58腳通過電容C6與按鍵KEY1的2腳相連，同時(shí)單片機(jī)MSP430F149的58腳直接連接按鍵KEY1的1腳，按鍵KEY1的1腳通過電阻R1接地，單片機(jī)MSP430F149的63腳接地，24V鋰離子電池的負(fù)極接地，24V鋰離子電池的正極接穩(wěn)壓管7805的3腳，同時(shí)輸出24V直流電壓，穩(wěn)壓管7805的3腳通過電容C1接地，穩(wěn)壓管7805的1腳接地，穩(wěn)壓管7805的2腳通過電容C2和C3的并聯(lián)電路接地，穩(wěn)壓管7805的2腳輸出+5V直流電壓，穩(wěn)壓管1117-3.3的3腳接+5V直流電壓，穩(wěn)壓管1117-3.3的1腳接地，穩(wěn)壓管1117-3.3的2腳輸出+3.3V直流電壓，穩(wěn)壓管1117-3.3的3腳和2腳分別通過電容C7和C8接地。

本實(shí)用新型的工作原理為：自行車車輪帶動(dòng)磁極旋轉(zhuǎn)，霍爾傳感器3144感受到自行車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁場強(qiáng)度的變化，產(chǎn)生的霍爾電動(dòng)勢經(jīng)整形電路的電壓比較器LM393P后輸出數(shù)字信號(hào)，用于表征自行車車輪的轉(zhuǎn)速，單片機(jī)MSP430F149通過轉(zhuǎn)速和計(jì)時(shí)時(shí)間計(jì)算出行駛里程。超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器YGC-CSYT2用于將行駛環(huán)境的實(shí)時(shí)風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)通過串口以數(shù)字信號(hào)傳遞給單片機(jī)MSP430F149，溫濕度傳感器DHT11用于采集環(huán)境的溫度濕度并以數(shù)字信號(hào)傳給單片機(jī)MSP430F149。晶振模塊給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，復(fù)位可以將數(shù)據(jù)清零，使電路恢復(fù)到起始狀態(tài)。通過按下按鍵控制模塊按鍵KEY2，可于液晶LCD1602切換顯示自行車的實(shí)時(shí)速度、行駛里程、實(shí)時(shí)溫濕度和實(shí)時(shí)風(fēng)速風(fēng)向。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施方式所作的任何簡單修改、變更，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。