单片机的汽车超速报警系统的设计
本设计是根据驾驶员本身的安全考虑,并且设计的一种检测机动车速度,利用STC89C52单片机对于机动车的速度控制以及在超速行驶状态下进行报警提示的系统。本设计主要从硬件电路设计，软件编程和调试，实物的搭建和调试三部分来进行阐述。当汽车在行驶状态时，系统通过霍尔传感器检测汽车速度，并传送到单片机内部处理，在这里单片机是作为整个系统的核心部件，驾驶员利用自带按键设置汽车的最高安全行驶速度，并且通过LCD显示器显示出来，当汽车实时速度比驾驶员所设置的最高安全行驶速度高时，产生报警信号，蜂鸣器鸣叫，红色二极管点亮，提醒驾驶员减速。该论文介绍了系统的整体设计内容，画出了接口模块与STC89C52单片机接口电路，系统硬件电路以及原理图，并在LCD显示器上显示出来。
目录
引言 1
1．汽车超速报警系统设计方案的选择 2
1.1 设计要求 2
1.2 方案选择 2
2．测速传感器的确定 4
2.1 测速传感器的选择 4
2.2 霍尔传感器的工作原理 5
2.3 主控模块 5
2.4 显示器的选择 7
3．汽车超速报警系统的硬件设计 9
3.1系统的总体方框图 9
3.1.1 电源单元 10
3.1.2 单片机最小系统设计 10
3.1.3 基于场效应管的直流电机驱动电路 11
3.2 电路的连接 12
3.2.1 测速电路 12
3.2.2 报警电路 13
3.2.3 LCD显示电路 14
3.2.4 按键电路 15
4. 汽车超速报警系统的软件设计 16
4.1 软件开发环境 16
4.2 系统流程图 16
4.3 系统主程序 17
4.4 中断服务程序 18
4.5 显示程序 19
4.6 按键程序 19
5．系统整体调试 20
5.1 系统硬件焊接 20
5.2 测试分析 21
总结 22
参考文献 23
致谢 24
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
/> 附录A 电路原理图 25
附录B 元器件列表 27
附录C 软件程序 28
引言
近些年来，汽车是人们出行和长距离运输的最普遍的交通运输工具，随着汽车产业和高速公路建设的快速发展，在给人们带来方便与快捷的同时，也引起了交通事故的频频发生，从而给国家也带来了巨大的经济损失和资源损失。根据交警部门提供的交通事故数据显示，交通事故的主要原因是车辆超载和超速驾驶，但后者的可能性更大，但是人们老是忽略超速行驶给社会带来的危害，况且因为中国现阶段的高速公路路况的复杂，不同等级的公路也有相应的速度限制，最高时速因路而异，而且现在国家生产的一些限速装置也难以适当地符合这种情况。针对这一情况，汽车超速报警系统的研发是非常重要的。如果在汽车的制造过程中,将超速报警器装在汽车上，这样就可以避免在很大程度上发生严重交通事故。道路限速设计超速声音提示和报警系统主要是为了让司机根据路况来安全驾驶，避免事故的发生。在不同级别的公路，不同的环境，不同的精神状态下，司机在不经意间就加快速度通常就是引发交通事故的最大因素。现如今根据路况和越来越多的汽车投入使用，因此设计了这种提示驾驶员防超速报警装置。当车辆处于行驶状态时，系统能够通过速度传感器来监控汽车的行车速度，再利用自带按键设置汽车的最高安全行驶速度，然后再通过LCD显示检测的实时车速和驾驶员所设置的安全行车速度，并进行比较。当汽车实时速度比最高安全行车速度高时，蜂鸣器报警，同时发光二极管也点亮，提醒驾驶员放慢速度驾驶。该电路主要由逻辑控制电路、信号接收电路、LCD显示器、报警信号等部分构成。该体系构造简单，体积小，重量轻，操作方便，实用性高，可广泛应用于摩托车、汽车等机动车辆。
1．汽车超速报警系统设计方案的选择
1.1 设计要求
汽车超速报警系统能够检测汽车的速度，并具有显示功能，报警功能的系统。该电路主要是以电机的转动圈数即转动频率来模拟汽车的速度，采用霍尔传感器来检测汽车的当前行驶速度，当电机每转动一周，霍尔传感器就输出一个高低电平，将实时速度通过单片机进行处理，得出汽车的实时速度，利用自带按键设置汽车的最高安全行车速度，再通过LCD1602显示器显示出来，当实时速度高于设定的速度时，电路将产生报警信号，红色发光二极管也随之点亮，反之则为正常状态。
1.2 方案选择
方案一：选用模拟电路的方式，该电路先是通过积分电路获得电压，再利用比较电路来控制报警信号的输出，这种方式的工作原理简单，而且容易达到目的。但测量精度不准确，不能正确的设置速度，而且在这种电路里用到的电子元器件较多，测量不够精确，存在误差，不便于维修。
方案二：使用车辆的GPS系统，可以提供车辆的定位信息，路况，包括车速信息，但是价格比较昂贵。
方案三： 采用嵌入式车载限速装置，在汽车的设计和嵌入式汽车电子控制系统的研制中已将这种装置考虑在内了。测速传感器将检测到的车速输入到单片机内部处理，转换为对应的速度值输出。
方案一是模拟电路，特别是运放和比较器。
方案二价格昂贵。不符合我们设计的要求。
方案三在使用元器件的选择和预算经费上，都符合我们所设计的要求。而这一方式的超速报警器在未来具有广阔的市场空间和发展前景。
综上所述，我们选择方案三。运用单片机实现车辆超速报警。
2．测速传感器的确定
2.1 测速传感器的选择
传感器是一种可以按照一定的规则进行测量并根据规定把被测量转换成与其他物理量有一定关系的物理量。传感器的组成结构主要是转换元件，敏感元件和转换电路，它不仅能察觉到被测物理量的信息，而且还能完成信息测试；能根据一定的规定将被测量转换成与其他物理量有一定关系的物理量的形式输出，以获得足够的信息传送，处理，保存，显示，记录和控制等需求；传感器的输入信号与输出信号之间存在着必然的关系，并且能达到精确的测量精度，灵敏度和线性度。我们必须实现对速度的检测，所以选择霍尔传感器。速度分为线速度和转速度两种速度，故此就有了与之对应的线速度传感器和转速度传感器，而它们就是所谓的速度传感器。
线速度传感器主要用于测量物体呈直线运动时速度的传感器[1]，运动速度转换的输出电压与被测物体的运动速度成线性关系。转速度传感器的感应元件是磁敏电阻，而且是一种刚研制出来的转速度传感器。利用磁敏电阻作为感应元件的核心组成部分，并经过新的信号处理电路使噪声降低[2]，功能更加完善。
在测速传感器中，测量运动转速的传感器较多。当前，在汽车产业，霍尔式传感器是多数被用来测量汽车速度的传感器，该传感器是一种利用半导体材料的霍尔效应完成磁电转换的传感器。如今用到传感器的地方特别多，遍及于电磁，压力，速度，振动等测量范畴，达到测速或位移检测的目的。霍尔传感器对磁场具有较高的灵敏度，具有防外部干扰能力强，速率响应快，输出信号稳定，布局单一，操作简单方便等特点，因此选用霍尔式传感器来测量速度。
目录
引言 1
1．汽车超速报警系统设计方案的选择 2
1.1 设计要求 2
1.2 方案选择 2
2．测速传感器的确定 4
2.1 测速传感器的选择 4
2.2 霍尔传感器的工作原理 5
2.3 主控模块 5
2.4 显示器的选择 7
3．汽车超速报警系统的硬件设计 9
3.1系统的总体方框图 9
3.1.1 电源单元 10
3.1.2 单片机最小系统设计 10
3.1.3 基于场效应管的直流电机驱动电路 11
3.2 电路的连接 12
3.2.1 测速电路 12
3.2.2 报警电路 13
3.2.3 LCD显示电路 14
3.2.4 按键电路 15
4. 汽车超速报警系统的软件设计 16
4.1 软件开发环境 16
4.2 系统流程图 16
4.3 系统主程序 17
4.4 中断服务程序 18
4.5 显示程序 19
4.6 按键程序 19
5．系统整体调试 20
5.1 系统硬件焊接 20
5.2 测试分析 21
总结 22
参考文献 23
致谢 24
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
/> 附录A 电路原理图 25
附录B 元器件列表 27
附录C 软件程序 28
引言
近些年来，汽车是人们出行和长距离运输的最普遍的交通运输工具，随着汽车产业和高速公路建设的快速发展，在给人们带来方便与快捷的同时，也引起了交通事故的频频发生，从而给国家也带来了巨大的经济损失和资源损失。根据交警部门提供的交通事故数据显示，交通事故的主要原因是车辆超载和超速驾驶，但后者的可能性更大，但是人们老是忽略超速行驶给社会带来的危害，况且因为中国现阶段的高速公路路况的复杂，不同等级的公路也有相应的速度限制，最高时速因路而异，而且现在国家生产的一些限速装置也难以适当地符合这种情况。针对这一情况，汽车超速报警系统的研发是非常重要的。如果在汽车的制造过程中,将超速报警器装在汽车上，这样就可以避免在很大程度上发生严重交通事故。道路限速设计超速声音提示和报警系统主要是为了让司机根据路况来安全驾驶，避免事故的发生。在不同级别的公路，不同的环境，不同的精神状态下，司机在不经意间就加快速度通常就是引发交通事故的最大因素。现如今根据路况和越来越多的汽车投入使用，因此设计了这种提示驾驶员防超速报警装置。当车辆处于行驶状态时，系统能够通过速度传感器来监控汽车的行车速度，再利用自带按键设置汽车的最高安全行驶速度，然后再通过LCD显示检测的实时车速和驾驶员所设置的安全行车速度，并进行比较。当汽车实时速度比最高安全行车速度高时，蜂鸣器报警，同时发光二极管也点亮，提醒驾驶员放慢速度驾驶。该电路主要由逻辑控制电路、信号接收电路、LCD显示器、报警信号等部分构成。该体系构造简单，体积小，重量轻，操作方便，实用性高，可广泛应用于摩托车、汽车等机动车辆。
1．汽车超速报警系统设计方案的选择
1.1 设计要求
汽车超速报警系统能够检测汽车的速度，并具有显示功能，报警功能的系统。该电路主要是以电机的转动圈数即转动频率来模拟汽车的速度，采用霍尔传感器来检测汽车的当前行驶速度，当电机每转动一周，霍尔传感器就输出一个高低电平，将实时速度通过单片机进行处理，得出汽车的实时速度，利用自带按键设置汽车的最高安全行车速度，再通过LCD1602显示器显示出来，当实时速度高于设定的速度时，电路将产生报警信号，红色发光二极管也随之点亮，反之则为正常状态。
1.2 方案选择
方案一：选用模拟电路的方式，该电路先是通过积分电路获得电压，再利用比较电路来控制报警信号的输出，这种方式的工作原理简单，而且容易达到目的。但测量精度不准确，不能正确的设置速度，而且在这种电路里用到的电子元器件较多，测量不够精确，存在误差，不便于维修。
方案二：使用车辆的GPS系统，可以提供车辆的定位信息，路况，包括车速信息，但是价格比较昂贵。
方案三： 采用嵌入式车载限速装置，在汽车的设计和嵌入式汽车电子控制系统的研制中已将这种装置考虑在内了。测速传感器将检测到的车速输入到单片机内部处理，转换为对应的速度值输出。
方案一是模拟电路，特别是运放和比较器。
方案二价格昂贵。不符合我们设计的要求。
方案三在使用元器件的选择和预算经费上，都符合我们所设计的要求。而这一方式的超速报警器在未来具有广阔的市场空间和发展前景。
综上所述，我们选择方案三。运用单片机实现车辆超速报警。
2．测速传感器的确定
2.1 测速传感器的选择
传感器是一种可以按照一定的规则进行测量并根据规定把被测量转换成与其他物理量有一定关系的物理量。传感器的组成结构主要是转换元件，敏感元件和转换电路，它不仅能察觉到被测物理量的信息，而且还能完成信息测试；能根据一定的规定将被测量转换成与其他物理量有一定关系的物理量的形式输出，以获得足够的信息传送，处理，保存，显示，记录和控制等需求；传感器的输入信号与输出信号之间存在着必然的关系，并且能达到精确的测量精度，灵敏度和线性度。我们必须实现对速度的检测，所以选择霍尔传感器。速度分为线速度和转速度两种速度，故此就有了与之对应的线速度传感器和转速度传感器，而它们就是所谓的速度传感器。
线速度传感器主要用于测量物体呈直线运动时速度的传感器[1]，运动速度转换的输出电压与被测物体的运动速度成线性关系。转速度传感器的感应元件是磁敏电阻，而且是一种刚研制出来的转速度传感器。利用磁敏电阻作为感应元件的核心组成部分，并经过新的信号处理电路使噪声降低[2]，功能更加完善。
在测速传感器中，测量运动转速的传感器较多。当前，在汽车产业，霍尔式传感器是多数被用来测量汽车速度的传感器，该传感器是一种利用半导体材料的霍尔效应完成磁电转换的传感器。如今用到传感器的地方特别多，遍及于电磁，压力，速度，振动等测量范畴，达到测速或位移检测的目的。霍尔传感器对磁场具有较高的灵敏度，具有防外部干扰能力强，速率响应快，输出信号稳定，布局单一，操作简单方便等特点，因此选用霍尔式传感器来测量速度。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3149.html
