绿色出行是当今家喻户晓的出新办法，挑选自行车作为近距离出行办法深受欢迎，自行车运动也是一项非常受欢迎的健身运动，并且在运动过程中能够充沛享受到大自然，关于日子快节奏的现代人来说，无疑是一种很好的放松办法。关于自行车运动爱好者来说，一种经济实惠、简略快捷的多功用测控体系非常有用，既能实时便利知道车速、环境温度、行进路程，也能够知道运用者的血压、心率，对不适的身体情况进行报警提示运用者留意。既能够在室外运用，又适用于室内自行车，满意不同人群的需求，让更多人投入到绿色出行的举动中来。
1 体系总计划剖析与规划
以MSP430F149单片机为微处理器，与速度丈量模块、lcd12864显现模块、DS18b20温度传感器丈量模块、心率丈量模块、血压丈量模块等组成具有有用价值的便携式自行车功用仪。体系整体结构图如图1所示。
2 硬件电路规划
以MSP430F149单片机为中心，与集成霍尔元件模块组成的测速信模块、与LCD12864组成体系的显现模块，按键扫描模块和电源模块等相结合组成一体式测速体系，与DS18B 20传感器如成温度模块。
2.1 微处理器电路规划
规划选用MSP430F149单片机为微处理器，msp430系列单片机是由是美国德州仪器(TI)在1996年推出的一种16位超低功耗的单片机，具有丰厚的片内片外接口。经过外接电路包含霍尔传感器，lcd12864，ds18b20温度传感器、心率传感器模块、血压传感器模块等组成具有有用价值的便携式自行车功用仪。
2.2 测速体系规划
器材挑选：选用3144霍尔传感器构成的开关量霍尔传感器，合作磁钢经过对自行车车轮的旋转合作磁钢的效果，使霍尔测速传感器发生脉冲信号，微处理器：MSP430对输入的脉冲信号进行计数，再依据车轮的半径，经过编程算出实时的行进车速。
丈量原理：假定某一类型的自行车车轮外径D为60.00 cm，依据公式C=πd核算可知，轮子的周长为1.884 m。用霍尔传感器合作微处理器来收集轮子转一圈的时刻T。然后依据C/T，便能够核算出车的速度。在一个计时周期内，当一次触发时，进入中止，并开端计时。紧接着第2次进入中止时，马上记下计数值，并得出时刻差T。建立一个标志位flag即可完成。假定一个计时周期为8 s，也便是最低的核算速度能够到达1.884/8=0.236 m/s=0.8478 km/h，因为msp430f149单片机计数的一个周期为0.000 12 s，故最快计时速度也远远超越自行车的实践能到到达的时速。所以这种测速办法理论上彻底满意实践要求。
2.3 显现体系电路规划
器材挑选：选用8位并行、带中文字库LCD12864作为显现输出模块，12864最低至3.0 V电源电压供电，能够直接其显现分辩率为128×64，内置8 192个16*16点汉字，足以显现本规划中需求的悉数数据与提示汉字等，12 864与msp430f149单片机接口电路简略安稳，能够直接衔接。
2.4 温度丈量体系规划
选用集成的DALLAS18B20数字温度传感器，悉数传感元件及转化电路集成在形如一只小三极管的%&&&&&%内。且仅需占用两个I/O口资源，转化速度快，抗搅扰才能强，丈量精度也满意要求，可编程的分辩率为9～12位，对应的可分辩温度分别为0.5 ℃、0.25℃、0.125℃和0.062 5℃，挑选恣意分辩率都能彻底满意体系丈量环境温度的精度要求。因为其可用3.0～5.5 V的宽供电电压规模，便利体系的供电电源规划，若用寄生电源供电办法能够直接经过与微处理器I/O口的数据线供电，这样外接连线愈加快捷。
2.5 心率丈量体系规划
器材挑选：选用图2所示的HK-2000A型脉息传感器，其选用高度集成化工艺，将力敏元件(PVDF压电膜)、灵敏度温度补偿元件、感温元件、信号调度电路集成在传感器内部。具有灵敏度高、抗搅扰功用强、过载才能大、一致性好、功用安稳牢靠、运用寿命长等特色。该脉息传感器还具有完善的信号调度功用，用户在运用时后级不需求再加滤波等电路。依据压电式原理收集信号，将模拟信号输出，输出同步于脉息动摇的脉冲信号，脉息动摇一次输出一正脉冲.能够用于脉率数据的实时收集。心率丈量体系结构图如下图3所示。
丈量办法：将HK-2000A型脉息传感器绑在运用者的食指或中指尖上，绑时要施加一些压力，手指头应该会感觉到脉息的跳动，输出插头经过耳机插座转接，接入到MSP430f1 49单片机中，经过在设定时刻内测到的脉冲次数，核算出心率。
2.6 血压丈量体系规划
器材挑选：Freescale MPXV5050GP压力传感器是最新型的单片式带信号调理的硅压力传感器，集成了片上技能、双极运算放大器电路和薄膜电阻器网络，可供给高输出信号和温度补偿功用，供给与所施压力成正比、精确的高电平模拟输出信号。因其体积细巧、牢靠性高，适用于血压丈量。
原理：本体系丈量血压选用示波法。丈量过程中选用袖带来阻断上臂动脉血流。在充气过程中，压力添加，检测静压力和袖带内气体的振荡波，振荡波起源于血管壁的搏动。当袖带压力高于收缩压时，动脉被压闭，此刻因近端脉息的冲击而出现细微的振荡波。跟着袖套压力下降，在袖带静压力小于舒张压之前，动脉管壁在舒张期已充沛扩展，管壁刚性增强，因此波幅维持在较小的水平。示波法血压丈量便是依据脉息波振幅与袖带压力之间的联系来估量血压的。将脉息波振荡信号的幅值与信号的最大幅值比较进行归一化处理，经过确认收缩压和舒张压的归一化系数来辨认收缩压与舒张压。血压丈量体系结构图如图4所示。
丈量办法：由单片机宣布指令，操控气泵和电磁阀，完成袖带的充气和放气，由袖带内部的MPXV5050GP压力传感器将丈量得到的电压值反应到单片机中，经过MSP430单片机
内部的ADC转化和经过程序处理，核算出收缩压和舒张压，完成血压的丈量。
3 软件规划
3.1 自行车测速体系整体程序规划
单片机编程挑选C言语作为编程言语，以IAR for msp430作为开发环境。先初始化液晶、定时器、ds18b20等模块，然后再主程序中调用各个模块函数，核算结果输出到lcd12864上显现。体系整体程序流程图如图5所示。
3.2 测速体系规划
用霍尔传感器，来收集车轮转一圈的时刻T。然后依据C/T，便能够核算出车的速度。当外部触发中止，记载时刻T，计时器清零。然后经过时刻T(轮子转一圈的时刻)，算出此刻车速。选用集成霍尔传感器，例如3143。能够在有磁场和无磁场两种情况下，发生凹凸电平。
3.3 测温程序规划
依据ds18b20芯片手册，因其读写数据指令对时序有严厉的要求，只需严厉按手册操控读写时刻，经过定时器延时能够得到极为精确的μs级延时能够精确的完成温度丈量。
4 定论
本文选用MSP430F149为微处理器，并经过霍尔传感器进行速度丈量，用DS18B20温度传感器进行温度丈量。速度选取精确，显现安稳，电路简略，本钱较低，所得数据牢靠愈加习惯各种恶劣的自然环境，不受泥泞路途、光强度等经常出现的搅扰要素的影响，到达了规划要求。软件在IAR for MSP430 IDE环境下选用C言语编写，模块化程序规划，结构明晰，便利保护与扩展。规划中也存在的一些不足之处：如显现器部分占用面积过大，相对比较耗电，批量生产应选用可定制的段式液晶。
