基于单片机的超速报警器的设计(附件)【字数：8495】
摘 要本课题结合了当今市场上车辆超速报警器控制系统设计成本偏高的现象，提出了“基于单片机的超速报警器的设计”的课题，研发出了一种性价比很高的车辆超速报警器控制系统，能够实现对车辆行驶过程中瞬时速度的实时监测，当监测到车速超过报警阈值时将进行声光报警，与此同时这款系统还可以为用户提供一个液晶显示器，用于显示车速等数据，这款系统可以有效的降低相关产品的设计成本。选用了宏晶公司研究的STC89C51单片机来作为主控，结合了LCD1602液晶显示屏、有源蜂鸣器、MX1508直流电机驱动芯片、直流电机和霍尔测速传感器等器件，设计了该款车辆超速报警器控制系统的硬件结构。通过对设计成果的测试，这种类型的车辆超速报警器控制系统最终能够满足预期设计指标，在测试过程中，它展现出了较强的稳定性和实用性，非常适合推向市面上进行普及。
目录
一、 引言 1
（一） 车辆超速报警器的发展背景 1
（二） 车辆超速报警器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 车辆超速报警器的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） 霍尔传感器简介 4
（四） LCD1602液晶屏简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 5
（六） 直流电机简介 5
（七） MX1508直流电机驱动芯片简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 瞬时车速检测电路设计 8
（三） 电机驱动电路设计 8
（四） 液晶屏显示电路设计 9
（五） 声光报警器电路设计 10
（六） 按键电路设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 车辆超速报警器的主程序流程设计 12
（二） 瞬时车速检测子程序设计 13
（三） 直流电机转速控制子程序设计 13
（四） 液晶显示子程序设计 14
（五） 声光报警子程序设计 15
总结 17
参考文献 18
致 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
车辆超速报警器的发展背景
本次毕业设计将要设计的是一种使用STC89C51单片机来担任主控的智能控制系统，通过了对市面上丰富的相关产品进行研究和分析后我们可以看出，车辆超速报警器在很早以前就已经出现在工作生活中了，其发展过程中伴随着大量的改进和优化，不只设计方法和以往的产品有着非常大的不一样，就连里面使用的基础器件也经历了无数次改进。通过对目前市面上大多数的车辆超速报警器控制系统进行调查与研究后可以知道，目前市面上一些常见的车辆超速报警器主要存在的问题有以下几类，首先是回应速度越来越不能满足人们的使用需求，这类问题的出现主要是因为当前技术能力正处于飞速发展的一个阶段，所以各类电子仪器都在朝高速化发展，因此出于体验感受，车辆超速报警器里面使用的微处理器的处理速度正在不断被淘汰。其次是研发成本较高，通过对多款热门的车辆超速报警器系统进行内部设计方法进行资料调查之后可以得知，这一些产品为了提升质量，使用的内部器件则是以高性能芯片为主，这样就造成车辆超速报警器控制系统的总体研发成本大大提高，而若将其中一些芯片进行替代，通过一些高性能的中低端芯片进行取而代之，在不影响它的性能的前提下，能够很大程度的减少车辆超速报警器的研发成本。车辆超速报警器控制系统发展到今天，正处于快速发展的状态，由于丰富的效果更为高的微型控制器芯片正在不断涌入市场，同时功效更高、外形体积更加小的传感器也在不断被研发出来，这些新型器件的出现对目前市面上的车辆超速报警器控制系统来说不单单是一种冲击，还一种推动作用，使得车辆超速报警器系统研发人员可以通过这些新型器件设计出功效更加强大的产品，综合当今市场上大多数车辆超速报警器来看，主要呈现出下列一些特征，首先是外形体积正在持续缩小化，这关键在于嵌入式概念的被人们所接受，使内部主控微处理器电路的外形大小不断被压缩，这种改变使车辆超速报警器的稳定性也获得了巨大地提升。随后是车辆超速报警器的智能化程度在不断提升，这关键在于里面主控器件的出色性能，工程师将优良的程序代码植入到主控内部后，使得车辆超速报警器能够在内部主控芯片的操控下，有条不紊的执行各项复杂功能。本课题将要设计的该款车辆超速报警器控制系统是基于大学期间所学的专业知识而提出的，通过硬件电路系统、程序代码的配置，而且通过不断调试优化，旨在可以设计出一种性价比比较高，含有比较高实用性的车辆超速报警器系统。
车辆超速报警器的国内外发展现状
国内的相关研发机构近几年来在对车辆超速报警器进行升级改进，因为过去几年间低端车辆超速报警器在市场上具有更大的竞争力，然而最近几年来随着各项研发成本的降低，中高档次产品不断冲击低端产品，ARM内核在最近几年里已被嵌入到了各大厂商研发的主控芯片中，它是最近高端微处理器中的内核首选，而此研发小组的任务则是将多个内核进行并联，使它嵌入到车辆超速报警器软硬件内部，使得车辆超速报警器的数据处理速度获得大大提高，这项技术的关键技术在于使主控器件和它的外部的智能传感器进行稳定的并行工作，从而提升车辆超速报警器的效果。
本文主要研究内容
本文拟将研发的是一种选用STC89C51单片机来担任微处理器控制器的车辆超速报警器控制系统，本论文对它的研发任务主要分为硬件电路和软件程序代码两个部分，将采用模块设计法将整体的性能划分到各个系统模块中，实现各项预期功能指标，下列为本课题将要实现的各项设计内容：
1、能够以较高显示效果将车辆超速报警器系统中采集到的数据显示给用户，实现课题预期指标中的显示指标；
2、配置报警信号输出电路，通过有源蜂鸣器的工作，STC89C51单片机实现对蜂鸣器工作的控制，从而实现报警信号的输出；
3、配置MX1508直流电机驱动芯片硬件驱动电路，通过STC89C51单片机的驱动控制，能够实现对直流电机驱动脉冲信号的功率增益；
4、设计直流电机驱动电路，通过STC89C51单片机输出高精度的PWM信号，并经过功率放大后，实现对直流电机转速的灵活调节；
5、设计磁场参数检测电路，通过STC89C51单片机与霍尔传感器之间的连接关系，构建两个器件之间的通信总线，实现STC89C51单片机对霍尔传感器的软硬件驱动；
方案设计及元器件选择
目录
一、 引言 1
（一） 车辆超速报警器的发展背景 1
（二） 车辆超速报警器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 车辆超速报警器的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） 霍尔传感器简介 4
（四） LCD1602液晶屏简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 5
（六） 直流电机简介 5
（七） MX1508直流电机驱动芯片简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 瞬时车速检测电路设计 8
（三） 电机驱动电路设计 8
（四） 液晶屏显示电路设计 9
（五） 声光报警器电路设计 10
（六） 按键电路设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 车辆超速报警器的主程序流程设计 12
（二） 瞬时车速检测子程序设计 13
（三） 直流电机转速控制子程序设计 13
（四） 液晶显示子程序设计 14
（五） 声光报警子程序设计 15
总结 17
参考文献 18
致 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
车辆超速报警器的发展背景
本次毕业设计将要设计的是一种使用STC89C51单片机来担任主控的智能控制系统，通过了对市面上丰富的相关产品进行研究和分析后我们可以看出，车辆超速报警器在很早以前就已经出现在工作生活中了，其发展过程中伴随着大量的改进和优化，不只设计方法和以往的产品有着非常大的不一样，就连里面使用的基础器件也经历了无数次改进。通过对目前市面上大多数的车辆超速报警器控制系统进行调查与研究后可以知道，目前市面上一些常见的车辆超速报警器主要存在的问题有以下几类，首先是回应速度越来越不能满足人们的使用需求，这类问题的出现主要是因为当前技术能力正处于飞速发展的一个阶段，所以各类电子仪器都在朝高速化发展，因此出于体验感受，车辆超速报警器里面使用的微处理器的处理速度正在不断被淘汰。其次是研发成本较高，通过对多款热门的车辆超速报警器系统进行内部设计方法进行资料调查之后可以得知，这一些产品为了提升质量，使用的内部器件则是以高性能芯片为主，这样就造成车辆超速报警器控制系统的总体研发成本大大提高，而若将其中一些芯片进行替代，通过一些高性能的中低端芯片进行取而代之，在不影响它的性能的前提下，能够很大程度的减少车辆超速报警器的研发成本。车辆超速报警器控制系统发展到今天，正处于快速发展的状态，由于丰富的效果更为高的微型控制器芯片正在不断涌入市场，同时功效更高、外形体积更加小的传感器也在不断被研发出来，这些新型器件的出现对目前市面上的车辆超速报警器控制系统来说不单单是一种冲击，还一种推动作用，使得车辆超速报警器系统研发人员可以通过这些新型器件设计出功效更加强大的产品，综合当今市场上大多数车辆超速报警器来看，主要呈现出下列一些特征，首先是外形体积正在持续缩小化，这关键在于嵌入式概念的被人们所接受，使内部主控微处理器电路的外形大小不断被压缩，这种改变使车辆超速报警器的稳定性也获得了巨大地提升。随后是车辆超速报警器的智能化程度在不断提升，这关键在于里面主控器件的出色性能，工程师将优良的程序代码植入到主控内部后，使得车辆超速报警器能够在内部主控芯片的操控下，有条不紊的执行各项复杂功能。本课题将要设计的该款车辆超速报警器控制系统是基于大学期间所学的专业知识而提出的，通过硬件电路系统、程序代码的配置，而且通过不断调试优化，旨在可以设计出一种性价比比较高，含有比较高实用性的车辆超速报警器系统。
车辆超速报警器的国内外发展现状
国内的相关研发机构近几年来在对车辆超速报警器进行升级改进，因为过去几年间低端车辆超速报警器在市场上具有更大的竞争力，然而最近几年来随着各项研发成本的降低，中高档次产品不断冲击低端产品，ARM内核在最近几年里已被嵌入到了各大厂商研发的主控芯片中，它是最近高端微处理器中的内核首选，而此研发小组的任务则是将多个内核进行并联，使它嵌入到车辆超速报警器软硬件内部，使得车辆超速报警器的数据处理速度获得大大提高，这项技术的关键技术在于使主控器件和它的外部的智能传感器进行稳定的并行工作，从而提升车辆超速报警器的效果。
本文主要研究内容
本文拟将研发的是一种选用STC89C51单片机来担任微处理器控制器的车辆超速报警器控制系统，本论文对它的研发任务主要分为硬件电路和软件程序代码两个部分，将采用模块设计法将整体的性能划分到各个系统模块中，实现各项预期功能指标，下列为本课题将要实现的各项设计内容：
1、能够以较高显示效果将车辆超速报警器系统中采集到的数据显示给用户，实现课题预期指标中的显示指标；
2、配置报警信号输出电路，通过有源蜂鸣器的工作，STC89C51单片机实现对蜂鸣器工作的控制，从而实现报警信号的输出；
3、配置MX1508直流电机驱动芯片硬件驱动电路，通过STC89C51单片机的驱动控制，能够实现对直流电机驱动脉冲信号的功率增益；
4、设计直流电机驱动电路，通过STC89C51单片机输出高精度的PWM信号，并经过功率放大后，实现对直流电机转速的灵活调节；
5、设计磁场参数检测电路，通过STC89C51单片机与霍尔传感器之间的连接关系，构建两个器件之间的通信总线，实现STC89C51单片机对霍尔传感器的软硬件驱动；
方案设计及元器件选择
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