基于单片机的行车记录仪设计
基于单片机的行车记录仪设计[20200419160852]
摘要
随着科技的发展，单片机技术应用越来越广泛，尤其应用在车速里程计特别多。它具有功能齐全﹑价格廉价﹑外围电路简单特点，很受车速里程计芯片商家的青莱。
本设计根据要求设计一款车速里程计，能够实现显示当前速度、行驶里程、行驶时间、超速报警的功能。核心器件采用灵活性高且价格低廉的AT89C52芯片。
课题为“基于单片机的行车记录仪的设计” 以单片机AT89C52作为硬件的控制部位，开关型霍尔传感器测转数，结合LCD1602液晶显示屏和数码管构成的显示电路；三极管、滑动电阻器和蜂鸣器构成超速报警电路；按键等组成的车速里程计。主程序用单片机C语言编写，完成各项功能及数据的处理，通过 Keil uVision2和ISIS7Professional来完成程序的编写和仿真，通过单片机开发板具体实现车速里程计的各项功能。
该车速里程计的论文详细介绍了硬件结构、软件结构和设计方法，整个设计简单实用，功能齐全。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:AT89C52单片机车速里程计LCD1602霍尔传感器
目 录
1. 绪论 1
1.1 课题的背景 1
1.2 课题的意义 1
1.3 研究现状 1
1.4 课题研究的主要内容 2
1.5 本章小结 2
2. 设计方案 3
2.1 系统设计的任务分析与实现 3
2.2 系统设计的总体方案 3
2.3 本章小结 4
3. 系统硬件设计 5
3.1 单片机最小系统简介 5
3.1.1 单片机最小系统电路设计 5
3.1.2 晶振电路设计 5
3.1.3 复位电路设计 6
3.2扩展模块的设计 7
3.2.1传感器检测电路的设计 7
3.2.2外部存储电路设计 8
3.2.3 键盘模块电路的设计 9
3.3 显示电路的设计 9
3.4 声光报警电路设计 10
3.5本章小结 11
4. 系统软件设计 12
4.1 系统软件的总体设计 12
4.2 中断子程序的设计 15
4.3 功能模块子程序的设计 15
4.4 数据处理子程序的设计 16
4.5 显示子程序的设计 17
4.6存储子程序设计 18
4.7本章小结 19
5. 电路的仿真与制作 20
5.1 proteus的操作 20
5.1.1 硬件电路图的接法操作 20
5.1.2单片机系统Proteus设计与仿真过程 20
5.2通电调试 20
5.3 实物制作 23
结论与展望 26
致 谢 27
主要参考文献 28
附录一 元器件清单 29
附录二 仿真原理图 30
附录三 实物图 31
1. 绪论
随着现代电子信息的不断进步，超大规模集成电路技术已经成为现代技术的主要发展趋势，特别是单片机。它具有强大的功能应用，廉价的显著特点，使整个数字测速系统得以广泛的应用。在本设计中，基于行车记录仪的单片机硬件和软件编程作一个简单的分析和研究。
本设计以单片机C51系列中AT89C52为核心，里程表的测量是通过霍尔传感器的A44E型号集成开关型来实现的，然后通过显示器LCD能直观的将速度和里程显示给用户，并且有报警模块，当使用者的速度高于所设的上限时会自动报警，实现速度的实时测量。
1.1 课题的背景
由于单片机在不断地技术中的革新中，因此现在生活中常见的单片机具有体积小、重量轻等优点，深受广大设计者的喜爱。现如今，单片机应用广泛，涉及到了电子技术行业以及工业控制的集成化的应用。
其中一项的重要应用领域——汽车电子产品：现代汽车的集中运行监视器（黑匣子）、显示系统、自动驾驶系统、动力监测控制系统和通信系统等都离不开单片机[1]。
本次设计最主要通过车速以及里程表的测量原理，以单片机AT89C52为核心，LCD液晶显示屏，然后通过数据处理子程序和显示子程序显示，最终将车速、里程与行驶时间在LCD上显示出来。通过设计项目的分析与研究，必须掌握行车记录仪的系统任务要求。在软件电路、硬件电路符合系统的设计，最后完成硬件电路元器件的焊接，完成该系统的程序调试并且软硬件设计。
1.2 课题的意义
本次课题的设计最主要是汽车业的飞速发展，汽车已经成为了人们生活中的不可或缺的一部分，给人们的出行带来了方便。尤其是电子数码科技今天已渗透到我们日常生活的点点滴滴列如工业，民用的产品农业等。
行驶状态记录仪是安装在汽车上，实现测量汽车的车速、里程以及行驶时间的功能作用。并且全程记录汽车行驶相应的数据，通过对所记录的数据进行分析，从而掌控车辆在里程表以及车速方面的状况，实现有效的车辆性能的控制。
1.3 研究现状
如今，世界汽车业不断的壮大，技术也越来越完善，交通系统的健全已经成为安全的有力保障。但是交通事故及失窃现象频发，驾驶的防盗与安全又成为了当代交通工具存在的一个大问题。若我们给每辆汽车都安装上设计的监控“电子警察”，替交警有效地监督驾驶人员的规范性，可以预防或减少我们日常事故发生的频率；即便是在发生交通事故后，也能给我们提供足够现场的数据和证明，方便交警人员更加有效地处理事故的实效性和准确性。本次设计的汽车行驶记录仪的目的是实现车辆行驶的时间、里程、速度状态信息进行记录、存储的功能，并且通过LCD显示器出相应的数据参数进行数据的反馈。通过分析所记录的数据，可以有效地规范在行驶中的规范性，尽可能遏制驾驶员的过渡疲劳驾驶和车辆超速等严重交通违章驾驶行为。能够预防道路上交通事故、提高且完善交通系统。为以后交通事故的分析提供强有力地数据证明。
1.4 课题研究的主要内容
本次课题设计的主要内容包括软件设计和硬件设计两部分组成，所以以下介绍中最主要是从这两方面阐述。通过对数据的测量，所测量的数值误差小于1%。超过某一个设定的行驶（设置限速参数25km/h）速度时，声光报警电路就会自动报警信号。
软件设计包括有芯片的初始化程序设计、显示子程序设计以及中断子程序设计等。在本次毕业设计中，依据课题的方向采用的编程语言是C语言，实现对行车记录仪的软件控制。软件设计采用的是模块化设计方案，依据不同的目标，实现对目标的控制，便于对设计者对程序调试的修改和设计。同时，为了更好的完成要求，借助Keil软件和Proteus仿真软件实现对软件的设计，通过学习编写C语言程序并不断修改程序最终达到任务要求，最后把在Keil软件中，将编好的程序生成16进制的Hex文件连接在Proteus仿真软件上，进行仿真与调试，实现行车记录仪的控制要求。
硬件电路的设计包括：单片机的最小系统电路设计、转速传感器检测电路的设计、电源电路的设计、LCD显示电路以及报警电路的设计等。首先应列出电路原理图中的所需元器件清单并备注其型号，然后购买本设计所需的元器件。最后进行电路板的焊接在焊接电路板之前，应先对元器件在电路板上进行排版布局，布局合理之后再进行电路板的焊接制作与调试。
1.5 本章小结
本章主要介绍的是论文的绪论部分，本章在开始时先介绍了车速里程计研究的背景、意义、研究现状以及课题研究的主要内容，其次介绍了本课题的整体实现的方案包括软件设计和硬件设计两大部分，软件设计主要采用的是自顶而下的模块化设计，硬件设计主要是在仿真的电路图基础之上逐一的电路模块就行设计和焊接。
2. 设计方案
2.1 系统设计的任务分析与实现
本论文设计的任务要求是：选用的是 AT89C52单片机为系统的处理芯片，通过霍尔传感器A44E的芯片型号来检测车轮的转数，对转数的累积转换成相应的脉冲数，然后再转换成标准的电压信号，最后反馈到AT89C52单片机进行计算处理。经过AT89C52单片机的处理，可以准确地计算出定时/计数器测出总的脉冲数和车轮每转一圈的时间并且通过LCD显示出来。并采用AT24C02有效地实时存储速度、里程、时间的信息。
本系统总体思路如下：如果车轮周长为L，在车轮任意位置上安装1个感应磁铁。车轮每转过一个周长，霍尔传感器通过感应磁铁就会采集到一个脉冲信号，并且从AT89C52引脚的P3.5端输入，传感器每当收到一个脉冲信号，系统相应地就会提供一次计数中断，车轮每转动一圈，系统就会中断一次，即当前所走的里程就等于行走的圈数n与车轮的周长L的乘积。定时器T0计算行走的时间t，即平均速度v就等于里程(l*n)除以时间t。并由点阵式液晶显示器LCD对里程、时间、速度进行同时显示，数码管LED显示当前5S的速度，若超速，系统声光报警信号电路自动报警。在系统设计时，应当全方位地考虑测速时系统响应的时间和测速时所能够达到的精度。本次课题设计采用的是脉冲计数方法。
摘要
随着科技的发展，单片机技术应用越来越广泛，尤其应用在车速里程计特别多。它具有功能齐全﹑价格廉价﹑外围电路简单特点，很受车速里程计芯片商家的青莱。
本设计根据要求设计一款车速里程计，能够实现显示当前速度、行驶里程、行驶时间、超速报警的功能。核心器件采用灵活性高且价格低廉的AT89C52芯片。
课题为“基于单片机的行车记录仪的设计” 以单片机AT89C52作为硬件的控制部位，开关型霍尔传感器测转数，结合LCD1602液晶显示屏和数码管构成的显示电路；三极管、滑动电阻器和蜂鸣器构成超速报警电路；按键等组成的车速里程计。主程序用单片机C语言编写，完成各项功能及数据的处理，通过 Keil uVision2和ISIS7Professional来完成程序的编写和仿真，通过单片机开发板具体实现车速里程计的各项功能。
该车速里程计的论文详细介绍了硬件结构、软件结构和设计方法，整个设计简单实用，功能齐全。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:AT89C52单片机车速里程计LCD1602霍尔传感器
目 录
1. 绪论 1
1.1 课题的背景 1
1.2 课题的意义 1
1.3 研究现状 1
1.4 课题研究的主要内容 2
1.5 本章小结 2
2. 设计方案 3
2.1 系统设计的任务分析与实现 3
2.2 系统设计的总体方案 3
2.3 本章小结 4
3. 系统硬件设计 5
3.1 单片机最小系统简介 5
3.1.1 单片机最小系统电路设计 5
3.1.2 晶振电路设计 5
3.1.3 复位电路设计 6
3.2扩展模块的设计 7
3.2.1传感器检测电路的设计 7
3.2.2外部存储电路设计 8
3.2.3 键盘模块电路的设计 9
3.3 显示电路的设计 9
3.4 声光报警电路设计 10
3.5本章小结 11
4. 系统软件设计 12
4.1 系统软件的总体设计 12
4.2 中断子程序的设计 15
4.3 功能模块子程序的设计 15
4.4 数据处理子程序的设计 16
4.5 显示子程序的设计 17
4.6存储子程序设计 18
4.7本章小结 19
5. 电路的仿真与制作 20
5.1 proteus的操作 20
5.1.1 硬件电路图的接法操作 20
5.1.2单片机系统Proteus设计与仿真过程 20
5.2通电调试 20
5.3 实物制作 23
结论与展望 26
致 谢 27
主要参考文献 28
附录一 元器件清单 29
附录二 仿真原理图 30
附录三 实物图 31
1. 绪论
随着现代电子信息的不断进步，超大规模集成电路技术已经成为现代技术的主要发展趋势，特别是单片机。它具有强大的功能应用，廉价的显著特点，使整个数字测速系统得以广泛的应用。在本设计中，基于行车记录仪的单片机硬件和软件编程作一个简单的分析和研究。
本设计以单片机C51系列中AT89C52为核心，里程表的测量是通过霍尔传感器的A44E型号集成开关型来实现的，然后通过显示器LCD能直观的将速度和里程显示给用户，并且有报警模块，当使用者的速度高于所设的上限时会自动报警，实现速度的实时测量。
1.1 课题的背景
由于单片机在不断地技术中的革新中，因此现在生活中常见的单片机具有体积小、重量轻等优点，深受广大设计者的喜爱。现如今，单片机应用广泛，涉及到了电子技术行业以及工业控制的集成化的应用。
其中一项的重要应用领域——汽车电子产品：现代汽车的集中运行监视器（黑匣子）、显示系统、自动驾驶系统、动力监测控制系统和通信系统等都离不开单片机[1]。
本次设计最主要通过车速以及里程表的测量原理，以单片机AT89C52为核心，LCD液晶显示屏，然后通过数据处理子程序和显示子程序显示，最终将车速、里程与行驶时间在LCD上显示出来。通过设计项目的分析与研究，必须掌握行车记录仪的系统任务要求。在软件电路、硬件电路符合系统的设计，最后完成硬件电路元器件的焊接，完成该系统的程序调试并且软硬件设计。
1.2 课题的意义
本次课题的设计最主要是汽车业的飞速发展，汽车已经成为了人们生活中的不可或缺的一部分，给人们的出行带来了方便。尤其是电子数码科技今天已渗透到我们日常生活的点点滴滴列如工业，民用的产品农业等。
行驶状态记录仪是安装在汽车上，实现测量汽车的车速、里程以及行驶时间的功能作用。并且全程记录汽车行驶相应的数据，通过对所记录的数据进行分析，从而掌控车辆在里程表以及车速方面的状况，实现有效的车辆性能的控制。
1.3 研究现状
如今，世界汽车业不断的壮大，技术也越来越完善，交通系统的健全已经成为安全的有力保障。但是交通事故及失窃现象频发，驾驶的防盗与安全又成为了当代交通工具存在的一个大问题。若我们给每辆汽车都安装上设计的监控“电子警察”，替交警有效地监督驾驶人员的规范性，可以预防或减少我们日常事故发生的频率；即便是在发生交通事故后，也能给我们提供足够现场的数据和证明，方便交警人员更加有效地处理事故的实效性和准确性。本次设计的汽车行驶记录仪的目的是实现车辆行驶的时间、里程、速度状态信息进行记录、存储的功能，并且通过LCD显示器出相应的数据参数进行数据的反馈。通过分析所记录的数据，可以有效地规范在行驶中的规范性，尽可能遏制驾驶员的过渡疲劳驾驶和车辆超速等严重交通违章驾驶行为。能够预防道路上交通事故、提高且完善交通系统。为以后交通事故的分析提供强有力地数据证明。
1.4 课题研究的主要内容
本次课题设计的主要内容包括软件设计和硬件设计两部分组成，所以以下介绍中最主要是从这两方面阐述。通过对数据的测量，所测量的数值误差小于1%。超过某一个设定的行驶（设置限速参数25km/h）速度时，声光报警电路就会自动报警信号。
软件设计包括有芯片的初始化程序设计、显示子程序设计以及中断子程序设计等。在本次毕业设计中，依据课题的方向采用的编程语言是C语言，实现对行车记录仪的软件控制。软件设计采用的是模块化设计方案，依据不同的目标，实现对目标的控制，便于对设计者对程序调试的修改和设计。同时，为了更好的完成要求，借助Keil软件和Proteus仿真软件实现对软件的设计，通过学习编写C语言程序并不断修改程序最终达到任务要求，最后把在Keil软件中，将编好的程序生成16进制的Hex文件连接在Proteus仿真软件上，进行仿真与调试，实现行车记录仪的控制要求。
硬件电路的设计包括：单片机的最小系统电路设计、转速传感器检测电路的设计、电源电路的设计、LCD显示电路以及报警电路的设计等。首先应列出电路原理图中的所需元器件清单并备注其型号，然后购买本设计所需的元器件。最后进行电路板的焊接在焊接电路板之前，应先对元器件在电路板上进行排版布局，布局合理之后再进行电路板的焊接制作与调试。
1.5 本章小结
本章主要介绍的是论文的绪论部分，本章在开始时先介绍了车速里程计研究的背景、意义、研究现状以及课题研究的主要内容，其次介绍了本课题的整体实现的方案包括软件设计和硬件设计两大部分，软件设计主要采用的是自顶而下的模块化设计，硬件设计主要是在仿真的电路图基础之上逐一的电路模块就行设计和焊接。
2. 设计方案
2.1 系统设计的任务分析与实现
本论文设计的任务要求是：选用的是 AT89C52单片机为系统的处理芯片，通过霍尔传感器A44E的芯片型号来检测车轮的转数，对转数的累积转换成相应的脉冲数，然后再转换成标准的电压信号，最后反馈到AT89C52单片机进行计算处理。经过AT89C52单片机的处理，可以准确地计算出定时/计数器测出总的脉冲数和车轮每转一圈的时间并且通过LCD显示出来。并采用AT24C02有效地实时存储速度、里程、时间的信息。
本系统总体思路如下：如果车轮周长为L，在车轮任意位置上安装1个感应磁铁。车轮每转过一个周长，霍尔传感器通过感应磁铁就会采集到一个脉冲信号，并且从AT89C52引脚的P3.5端输入，传感器每当收到一个脉冲信号，系统相应地就会提供一次计数中断，车轮每转动一圈，系统就会中断一次，即当前所走的里程就等于行走的圈数n与车轮的周长L的乘积。定时器T0计算行走的时间t，即平均速度v就等于里程(l*n)除以时间t。并由点阵式液晶显示器LCD对里程、时间、速度进行同时显示，数码管LED显示当前5S的速度，若超速，系统声光报警信号电路自动报警。在系统设计时，应当全方位地考虑测速时系统响应的时间和测速时所能够达到的精度。本次课题设计采用的是脉冲计数方法。
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