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1、轿车安全带未系提示电路设计学生姓名：学生学号：院（系）：年级专业：指导教师：助理指导教师:二O一七年五月摘要当车辆在紧急制动或高速行驶时发生碰撞时，巨大的惯性会使车内乘员与挡 风玻璃盘造成对乘员的严重伤害。安全带能将人约束在座位上，它的缓冲作用会 抵消一大部分动能,大量减少乘员的受伤害程度。因为观点的滞后,很多人都怀着 侥幸心理，以为在市内行车，时速不会太高，所以没什么时候能用得着安全带。其 实，当车仅以每小时40公里的速度行驶产生碰撞时，人体前冲的力量就相当于从4 层楼上扔下一袋50公斤重的水泥块，其冲力之大可想而知考察数据显示:在一次 可能招致死亡的车祸中，使用安全带可使车内人员生还的几率
2、上升60%,发生正面 撞车时，系了安全带可降低57%死亡率;侧面撞车时可降低死亡率44%;翻车时可 降低死亡率80%。所以为告诫意识不良或粗心大意的车主（乘客）。本设计研讨了一种基于单片机技术的安全带未系提醒报警器。该报警器以 AT89C52单片机为控制处理器核心，外接速度传感器、安全带开关，可以提示机 动车驾驶人员佩戴安全带安全行驶，同时能有效的抑制在出现剧烈碰撞的交通事 故中，造成对人体的二次伤伤害，平时传感器输出低电平，当汽车启动后切未检测 到安全带时出低电平变为高电平，此高电平输入单片机，作为单片机的外部触发 信号处理，经单片机内部软件程序处理后，单片机输出控制信号，驱动声光报警 电路
3、开始报警。该报警器的最大特点就是使用户能够操作简单、易懂、灵活；且 安装方便、智能性高、误报率低。随着现代人安全意识的增强以及科学技术的快 速发展，相信报警器必将在更广阔的的领域得到更深层次的应用。即为乘员不系安全带发动机不能起动和自动报警灯亮、蜂鸣器响的强制系安 全带的系统。关键词自动报警灯亮，蜂鸣器响，安全带未系提示目录摘要I1绪论11.1课题背景11.2课题要求11.3安全带未系提示系统组成及工作原理11.3.1系统组成11.3.2系统工作原理22硬件电路设计32.1电路总体方案32.2闪光报警.42.3鸣音报警52.4单片机概述52.4.1 STC89C52单片机简介52.4.2单片机
4、最小系统.72.5复位电路82.6晶振电路82.7指示灯和报警电路93软件部分设计103.1总体结构103.2主程序103.3安全带未系提示子程序113.4蜂鸣器报警子程序124系统调试134.1 Keil编译器软件简介134.2使用Keil软件建立一个工程134.3使用Debug进行调试174.4硬件调试及调试中遇到的问题185结论20参考文献21致谢221绪论1.1课题背景随着人们生活水平的逐步提高，汽车已成为很多家庭必不可少的出行交通工 具。在人们享受汽车带来便利生活的同时，因安全带未系而引发的碰撞问题日益 突显。当车辆在高速行驶时发生碰撞或紧急制动时,巨大的惯性会使车内乘员与方 向盘、
5、挡风玻璃等发生二次碰撞，从而造成对乘员的严重伤害。安全带能将人束缚 在座位上，它的缓冲作用会吸收大量动能，极大地减轻乘员的受伤害程度。安全带未系提示报警器，当车启动时，安全带检测装置，车速传感器将检测 的信号传输到主控制，控制器根据信号判断当前车辆是否处于行驶状态且有未乘 系安全带，当车辆处于行驶状态且未系安全带时，安全带提示灯闪烁，蜂鸣器报 警，从而提醒驾驶人员乘系安全带，主动减轻汽车碰撞给人体带来的伤害。1.2课题要求安全带未系报警控制器要求实现如下功能：安全带未系时具有声音及灯光报警功能，同时考虑车速；当车速为l0Km/h时，安全带报警灯常亮，此声音报警；当车速10Km/h，声光同步报警
6、，声光同步报警3次，频率为0. 5Hz，3次后，声 音停止，报警灯常亮；在等待60s后如速度仍10Km/h，且安全带未系，则开始 下一个循环；安全带系好时，报警即刻解除 O1.3安全带未系提示系统组成及工作原理1.3.1系统组成：传感器、安全带卡扣/锁扣（可用开关代替）报警灯、电源、主控制器、蜂鸣 器。图1.1连接图1.3.2系统工作原理：当车启动时，安全带检测装置，车速传感器将检测的信号传输到主控制，控 制器根据信号判断当前车辆是否处于行驶状态且有未乘系安全带，当车辆处于行 驶状态且未系安全带时，安全带提示灯闪烁，蜂鸣器报警。图1.2工作原理图2硬件电路设计2.1电路总体方案本设计包括硬件和
7、软件设计两个部分。模块划分为数据采集、报警提示模块， 电路结构可划分为：安全带传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及 相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、 本地报警等功能。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以 此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成 的。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是 各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软 件设计等几个阶段。驱动电路经控制信号放大并推动声光报警设备完成相应的动 作。图2.1是电路总体框图，包括51
8、单片机最小系统，安全带开关，速度传感器， 报警指示灯报警，蜂鸣器，电源电路。图2.1电路总体框图2.2闪光报警闪光报警时最简单，也是最常用的一种报警方式，单片机应用系统中的闪光 报警就是在控制指示灯的程序中加入定时程序，按一定的时间间隔来交替点亮与 熄灭指示灯。闪光报警在硬件连接上也是非常简单，通常利用AT89C52的I/O 口 直接驱动发光二极管实现。电路中的发光二极管一般反向连接，其正端接5V，负端通过限流电阻与I/O 口线相连。限流电阻的阻值的选择要同时考虑发光二极管的驱动电流及I/O 口的负 载能力，一般可选择330或360殴，如使某发光二极管点亮，则只需相应的输出 口输出低电平。由4
9、个发光二极管接上电阻后连上单片的RXD的引脚，外接VCC，当单片机 的RXD引脚被置低电平后，发光二极管被点亮，起到报警作用。下图所示为发光 二极管报警电路。图2.2闪光报警RXD2.3鸣音报警鸣音报警的方式有两种，一种是单频音报警，另一种是音乐声报警。如下图 所示，用一个Speaker和三极管、电阻接到单片机的TXD引脚上，构成声音报警 电路，下图示为声音报警电路。VCCQiLSR6图2厘蜂鸣报警TXD2.4单片机相2.4.1 STC89C52单片机简介LLSTC89C52 程Flash存储低功耗、高性能CMOS8位微控制器。使用高色度度非易失性存储器技术制造，与 和引脚完全兼容。上Flas
10、h允许程序存储器在系统可编程， 在单芯片上，勺8位CPU和在系统可编程Flash，多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。STC 功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O 口线，看门 指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构旦具有8K在系统可编 二业80C51产品指令 亦适于常规编程器使得STC89C52 为89C52具有以下标准 狗定时器，2个数据 全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件 可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串 口、中断继续工作。掉电保护方式下，
11、RAM内容被保存，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。这一模块以单片机为中心把程 序代码烧进去然后外围接上复位电路、振荡电路、键盘控制、LED显示电路、报 警电路等子模块。STC89C52单片机在一块芯片中集成了 CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、 看门狗和多种功能的I/O 口设备的等，相当于一台计算机所需要的基本功能部件。 STC89C52的4个8位I/O 口的功能说明如下：（1）P0 口： P0 口是一个8位漏极开路的双向I/O 口。作为输出口，每位 能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问 外部程序和数据存储器时，P0
12、 口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下， P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0 口也用来接收指令字节；在程序校验 时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。（2）P1 口： P1 口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，pl输出缓冲 器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高， 此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的 原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计 数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX）。在flash编程 和校验时，
13、P1 口接收低8位地址字节。（3）P2 口： P2 口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2输出缓冲 器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高， 此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的 原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存 储器（例如执行MOVX DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX RI）访问外部数 据存储器时，P2 口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2 口也接 收高8位地址字节和一些控
14、制信号。（4）P3 口： P3 口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，p2输出缓冲 器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高， 此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的 原因，将输出电流（IIL）。在flash编程和校验时，P3 口也接收一些控制信号。 P3 口亦作为AT89C52特殊功能（第二功能）使用。2.4.2单片机最小系统要使单片机工作起来最基本的电路构成为单片机最小系统如图2.4所示STC89C52单片机的工作电压范围：4V-5.5V,所以通常给单片机外界5V直流电源。连接方式为单片机中的40脚VCC接正极5V，
15、而20脚VSS接电源地端。复位电路就是确定单片机的工作起始状态，完成单片机的启动过程。单片机 接通电源时产生复位信号，完成单片机启动确定单片机起始工作状态。当单片机 系统在运行中，受到外界环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程 序自动从头开始执行。一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟 电路工作以后，在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操 作。本设计采用的是外部手动按键复位电路，需要接上上拉电阻来提高输出高电 平的值。时钟电路好比单片机的心脏，它控制着单片机的工作节奏。时钟电路就是振 荡电路，是向单片机提供一个正弦波信号作为基准，决定单片机的执行速度。 XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出，该反向放大器可以配置为片内 振荡器。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。因为一个机器周期含有6 个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡 周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us。2.5复位电路为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位 电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位 信
