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1、汽车超速报警系统本 科 毕 业 设 计（论文）汽车超速报警系统Automobile Speeding Alarm System汽车超速报警系统通信工程专业 底奔腾摘要为了解决许多非职业驾驶员的无意识的超速问题，本文设计了一个基于单片机的汽车超速报警系统。该系统实时监控车辆行驶速度，并采用数字显示屏直接显示所测速度。设计利用霍尔传感器模块产生里程数的脉冲信号，并送到555芯片进行信号的整形，然后送至单片机外部中断口，经过单片机的分析与综合来判断车辆是否超速。当所测速度超过所设极限值时，蜂鸣器开始报警，提示驾驶员减速行驶，达到防患于未然的效果。软件部分用C语言编程，采用模块化的设计思想。该系统结构
2、简单，可靠性高，操作方便，可广泛应用于各类机动车辆。关键词单片机；霍尔传感器；蜂鸣报警器Automobile Speeding Alarm SystemMajor of Communication Engineering Di Ben-tengAbstract:In order to solve the problem of the nonprofessional drivers unconscious speeding, this article designed a speeding car alarm system based on single chip microcomputer.T
3、he vehicle speed for real-time monitoring of the system, and USES the digital display shows the measured speed directly.This design using hall sensor module mileage pulse signal, and send to the 555 chip to plastic signals and then sent to the single-chip microcomputer in the external fracture, the
4、analysis and synthesis into a single chip microcomputer to determine whether the vehicle speed.When measured at a faster rate than the set limit value when the buzzer alarm, prompt drivers slow down, to achieve the effect of nip in the bud.Software part in C language programming, using modular desig
5、n thought.The system has simple structure, high reliability, convenient operation, can be widely used in various types of motor vehicles.Key words: Single chip microcomputer; Hall element; Visual alarm汽车超速报警系统目 录1 绪论11.1 设计研究背景11.2 设计研究的内容11.3 本文所做工作12 系统整体设计32.1 系统设计任务32.2 系统总体设计方案33.1主控模块53.1.1单片机
6、的介绍53.1.2 单片机最小系统73.2 测速模块83.2.1 霍尔传感器简介83.2.2 霍尔传感器测量原理93.2.3 转速测量方法93.2.4 555芯片103.3 报警模块103.4 显示模块114 系统软件设计124.1 传感器模块设计124.2 显示模块设计135 系统仿真和测试155.1 硬件仿真设计155.1.1 仿真软件的介绍Proteus ISIS155.1.2 硬件仿真过程155.2 软件仿真设计175.2.1 程序编辑软件描述Keil uVision4 C51175.2.2 软件仿真结果185.3 硬件电路显示结果18结论20参考文献21附录I 程序代码22附录II
7、电路原理图和仿真电路图29致谢30汽车超速报警系统1 绪论1.1 设计研究背景 随着现代汽车控制技术和高速公路的飞速发展，无论是运输业还是个人，汽车都已成为人们生活中不可或缺的产品。在我国，每年平均发生50万起交通事故，而机动车辆超速行驶依旧是最主要的罪魁祸首。国内外许多国家开始认识到超速行驶对交通安全具有极大的危害，都加大了对车辆超速行驶的管制力度，研发先进的信息采集设备，并对车辆超速进行了大量的研究，以保证车辆的行驶安全，减少交通事故的发生。本设计是为解决汽车行驶过程中存在的安全隐患的角度出发，设计出一种检测车辆超过一定速度的报警系统。它采用MCS-51系列单片机设计一种体积小、操作简单的
8、测速报警器。当车辆行驶速度大于设置的最高速度时，自动启动蜂鸣报警器报警。它利用霍尔传感器产生里程数的脉冲信号，脉冲信号经过555芯片的整形，然后利用单片机自带的计数器T0对霍尔传感器脉冲信号进行计数，进而求出转速。再利用软件编程，对数据进行处理并与极限值进行比较，当速度大于极限值时启动蜂鸣器进行报警。1.2 设计研究的内容本文主要工作是利用霍尔元件、单片机、蜂鸣报警器、555芯片等部件设计一个汽车超速自动报警器。主要介绍了汽车超速报警器的设计思想、电路原理以及元件的选择等内容，整体上分为硬件部分设计和软件部分设计。硬件部分包括传感器的选择、单片机的选择、报警器的设计。汽车超速报警器的软件设计，
9、包括传感器模块设计、显示模块设计等；再对仿真过程进行了具体说明与展示；最后对本次设计进行了系统的总结。具体的硬件电路包括STC89C52单片机的外围电路以及报警器的显示部分。程序部分采用C语言编写，设计的思想主要是自顶向下，模块化设计，各个子模块逐一设计。1.3 本文所做工作设计的主体有四个主要部分，分别是系统整体设计、系统硬件设计、系统软件设计、系统仿真与测试。其中第2章是对系统整体设计的说明，包括系统设计任务和系统总体设计；第3章对硬件设计的描述，包括总体硬件电路的设计和各子电路的设计说明，总结了各个硬件功能，给出电路图并加以解释；第4章软件设计部分对编程软件的进行了介绍；第5章系统仿真与
10、测试部分包括所用仿真软件的解释和说明以及在超速和不超速状态下系统结果的显示。2 系统整体设计2.1 系统设计任务本设计的任务是：以通用STC89C52单片机为处理核心，用传感器将车轮的转数转换为电脉冲的个数，经过555芯片的处理之后送到单片机进行计数,经过单片机的定时/计数器测出总的脉冲个数和每转一圈所需要的的时间，再经过单片机的计算得出速度数值，并将该结果和极限值进行比较并在LCD上显示，当行驶速度超过速度极限值时，系统自动启动蜂鸣报警器进行报警，进而达到提醒司机注意安全驾车的功能。2.2 系统总体设计方案系统由单片机最小系统、霍尔元件、555芯片、1602液晶构成的，霍尔元件检测外部信号，
11、输出信号到555芯片，经过整形后输出到单片机，经过单片机的分析与判断，进行1602液晶显示转速并控制蜂鸣报警器。系统总体设计框图如图2-1所示。被测物体555芯片整形霍尔传感器单片机STC89C52报警电源液晶显示图2-1 系统框图（1） 传感器模块在被测物体上放置磁钢，在被测物体转动过程中，磁钢经过霍尔传感器产生脉冲信号，将信号输入到555芯片进行信号的整形。（2） 控制模块555芯片的输出端口连接单片机的外部中断口，通过定时器每秒对外部中断计数，得到每秒钟电机转过的圈数，就可以得到电机的转速，并送至1602进行转速的显示。（3） 显示模块显示部分是由1602液晶显示器组成的，液晶是由单片机
12、端口控制。传感器得到的脉冲经过555整形输入到单片机外部中断口，通过定时得到电机转速，再显示在1602液晶上。随着电机转速的不断改变，液晶显示的数值也随着定时器设置的定时1s不断改变。（4） 报警模块报警部分是由蜂鸣器组成的，蜂鸣器由三极管驱动，当转速达到一定值时，蜂鸣器自动发声报警。3 系统硬件设计根据前面对设计任务的分析，该系统硬件的硬件设计需要包括四大模块：STC89C52单片机控制模块（STC89C52单片机、电源、复位电路、时钟电路、排阻）、霍尔传感器测速模块（霍尔传感器的接线图、555芯片原理图）、1602数码显示模块（显示电路原理图）和蜂鸣报警器报警模块（报警电路原理图）。其中主
13、控模块主要完成外围硬件的控制以及一些运算功能；测速模块完成信号的采样和整形功能；数码显示模块完成字符、数字的显示功能；报警模块主要负责声音报警。硬件设计原理图如图3-1所示。图3-1 硬件设计原理图3.1主控模块3.1.1单片机的介绍STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能CMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。采用的是40引脚双列直插封装方式。具有看门狗
14、定时器，三个16位的定时器/计数器，一个6向量2级中断结构等标准功能，并且是全双工串行口。另外还有就是STC89C52可以降到0Hz静态逻辑操作，并且能够完全支持2种软件而且可以自由的选择是否在节电的模式下工作。在空闲的模式下，CPU就会停止工作，但是能够保持RAM、定时器/计数器、串口、中断一直工作下去。掉电保护模式下，会把RAM的内容保存下来，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。STC89C52单片机的外部引脚图如图3-2。图3-2 STC89C52的外形图Vss：接地端。XTAL1：片内振荡电路的输入端。XTAL2：片
15、内振荡电路的输出端。RST/VPD：复位输入/备用电源输入复位信号。ALE：地址锁存输出/编程脉冲输入。PSEN：程序存储器允许，是读外部程序存储器的选用信号。EA/Vpp：外部程序存储器地址允许输入/编程电压输入。P0口（P0.0-P0.7）：字节地址80H，位地址80H-87H，它可作为普通的I/O接口，也可作为地址/数据线的复用端口。P1口（P1.0-P1.7）：字节地址90H，位地址90H-97H，它8位准双向的I/O接口。P2口（P2.0-P2.7）：字节地址A0H，位地址A0H-A7H。P3口（P3.0-P3.7）：字节地址B0H，位地址B0H-B7H，P3口除了做一般的I/O接口使用之外，还具有第二功能。P3口在做第二功能时，只有一个功能有效，它是一个准双向的、多功能的I/O接口。P3口第二功能的详细介绍如表3-1。33表3-1 P3口第二功能口线第二功能备注P3.0RXD串行输入P3.1TXD串行输出P3.2INT0外部中断0P3.3
