基于AVR单片机的自行车行车记录仪，软硬件协同

自行车行车记录仪包括主控板，打印机驱动板，霍尔传感器，12864液晶显示器，EPSON微型打点打印机这五部分。该记录仪能记录实时的行车速度，行车总里程，单次行车里程，以及历史最高行车速度，具备外部环境温度显示，总里程设置，行车信息打印等功能，是面向自行车爱好者的一个高精度，功能强大的行车记录仪。

功能上，在设计行车记录仪时，以Atmega64单片机为核心，AT24LC64 EEPROM,DS1302，12864液晶显示器，霍尔传感器等构成外围电路，行车记录仪的核心部件是霍尔传感器，在下面讲述原理的时候会进行详细的描述。显示部分由12864液晶来完成，该液晶控制简单，显示区域大，低功耗，适合电池供电，可以通过设计菜单，从而来实现记录仪强大的功能。打印部分由EPSON M-150II微型打点打印机来完成，用户可以通过打印机记录行车的统计信息，以及最近一次的行车信息，各种里程信息以及时速，时间等信息，用户可以通过保管打印的信息，对自己的行车生涯进行统计。

系统软件设计包含用户UI界面，以及各个外围电路的驱动两大部分。使用的编译器是AVR官方推荐的ICCAVR，其中外围的驱动部分主要包括： DS1302时钟芯片驱动;DS18B20温度传感器驱动;24LC64 EEPROM驱动;EPSON M-150II微型打点打印机驱动;12864液晶驱动

硬件电路制作使用Protel DXP设计制做PCB板。分主控板和打印机驱动板焊接调试，进行性能和功能测试。

本系统硬件部分结构简单，软件部分使用自己设计UI界面，使用方便，中文显示，可操作性强，具有比较好的市场前景。

1. 引言

自行车行车记录仪(以下简称码表)在国内外已经有了广泛的应用，但是不管是国外的还是国产的码表都存在着很多缺点。

首先，对于国产码表来说，缺点主要有:

安装相当麻烦，根据使用者评价，一般安装需要半小时以上，而国外的进口码表则只要5分钟即可安装完毕，所以在设计该码表时需要在这方面进行改进。

即时速度显示混乱，其实这是计算精度不够造成，速度高于25M/S以后(特别是30M/S以后)当前速度就开始有波动，速度越快波动越大，这个问题还导致最高速度不可信，所以在设计时选择的CPU必须是具有较高计算速度，且实时性能较好的，这里选用了AVR的MEGA64高性能8位单片机，此单片机资源丰富，最高速度可以达到16MIPS/S。

里程和速度的清零功能未能真正实现，它不能像国外的SIGMA那样清除指定的数据，而是全部清零重置，连总里程和时钟都清零了，所以这个设计也是非常的失败的，需要改进。

时钟不准，根据大部分使用者的反应，一个月快了差不多半小时。

某些国产表的轮径设置最小只能适应20*2.0cm的轮胎，也就是说折叠车基本用不上，这点也是需要改进的。

最后一点对于普通用户来说都是比较反感的，说明书以及液晶上的显示都是全英文的，而且液晶显示简单，说明书也只是一个小纸片而已，对自行车码表没点了解、没有点钻研精神还不一定能搞清里面的功能和用法。

再次，对于外国的码表来说，观点主要有以下：

除了以上的第六个缺点以外，其它缺点基本都是不存在的，但是一个比较致命的要害是价格高，一般的消费群体买不起。就拿比较出名的德国品牌sigma，最便宜的到70多，但是功能实在单一。而功能强大，性能又好的则贵至好几百元，上千元不等，型号很多，价格范围波动也很大。

最后，总结出不管是国内还是国外码表，都存在以下缺点：

显示都是英文，对于一般的用户使用比较的不方便，而且安装较麻烦，初始化设置十分的繁琐。

功能单一，一般便宜的码表，往往只具备速度的记录，行车总里程，行车总时间的记录等等，并且通过液晶查看，不能有效的统一历史数据，或者只能查阅近几天的历史数据。

实现该系统所需要的知识如下：

单片机C语言编程;IIC,单总线等串行总线编程;模块化程序设计;霍尔传感器原理及实现方法;液晶显示编程;打印机实现原理;protel画原理图以及画PCB等。

核心元件，单片机，这里选择ATMEL公司的8位中高端单片机Atmega64，选择它的理由主要有以下几点：

在存储方面，使用的是ATMEL公司的AT24LC64 EEPROM存储器，该存储器走的是IIC(ATMEL公司开发的两线串行总线)总线模式，虽然可以用一般的单片机模拟IIC总线，但是为了提高效率则必须选择具有IIC总线接口的单片机，这个一般的51单片机已经不能满足，所以需考虑其它单片机。

打印机模块，有下面的打印机实现原理(图4.5)可知，我们必须选择具有双边沿触发的单片机，有这个功能的单片机ATMEL的AVR系列的中高端单片机能满足，比如Atmega64及以上的单片机都具有这一功能。

霍尔传感器，霍尔传感器测速必