毕业设计论文单片机车辆测速报警系统设计.doc

摘要随着人民生活水平的提高，汽车也变得越来越多汽车的安全也更加突显，而安全事故的主要原因就是车速过快导致的这就需要车辆测速报警系统来提醒驾驶人员本设计是基于单片机来实现的在单片机最小系统，按键检测电路模块，电源电路模块，报警电路模块,，显示电路模块和软件编程的基础上来实现车辆测速文章结合了1602，蜂鸣器，STC89C52，按键，LED,霍尔传感器A3144等的使用方法霍尔传感器是根据磁场感应强度的大小，来改变输出电压的高低通过霍尔传感器来测量车轮转速，并将此信号接到单片机的INT1，通过单片机来控制LCD1602显示结果，再由按键来设置报警值的大小,超过此值，蜂鸣器报警实践表明，此设计有良好的应用前景关键词：单片机；LCD1602；霍尔传感器；车速AbstractWith the improvement of people's living standard, the car also become more and more. Car security is also more conspicuous, and security the main reason of the accident is to speed too quickly. This needs vehicle speed alarm system to alert the driver's personnel.This design is based on single chip microcomputer to fulfill. In the single chip minimize system, key detection circuit module, the power supply circuit module, alarm circuit module, and display circuit and the software programming realize speed up the basis of vehicles. Combining with the 1602, a buzzer, STC89C52, buttons, LED, hall sensors A3144 use method, etc. Hall sensor is according to the size of the magnetic field sensor strength, to change the output voltage of high and low. Through the hall sensors to measure the wheelKey words: single chip microcomputer；1602 liquid crystal display；hallelement；speed目 录摘要 IAbstract II1 引言 12 系统的整体方案设计 22.1 功能和设计要求 22.2 方案的提出和确定 23 系统总体方案及硬件设计 53.1 主控芯片 53.2 主控模块 73.3 传感器电路设计 73.4 按键电路 83.5 显示电路 83.6 报警电路 93.7 电源电路 93.8 电机调速电路 103.9 系统总原理图 114 软件设计 124.1 Keil C51语言介绍 124.2 主程序设计 125 电路焊接及调试 145.1 硬件的焊接和调试 145.2 软件调试 146 总结 15参考文献 16附录一 系统程序 17附录二 总原理图和实物图 26附录三 元件清单 27致谢 281 引言随着我国经济的飞速发展，生活水平的提高，家用汽车的数量增长迅速。

然而，每年由交通事故造成的人员伤亡数目巨大，造成了巨大的经济损失 据统计，造成各种交通事故的主要原因之一就是超速行驶，而它的随机性很大，纠章困难，而且中国公路条件复杂，不同等级的公路允许的最高速度不同，现有的汽车限速装置难以适应这种情况 针对这种状况，开发具有智能决策模块的汽车前景广阔近年来随着科技的飞速发展，为了克服传统模拟车速显示仪表显示数据不准确及没有超速提醒的缺点，传统仪表向数字化仪表的迅速转变，成为一种趋势本文从驾驶员自身安全角度出发，设计出了一种检测车辆超速及报警系统该报警系统允许驾驶员通过键盘设置本车安全行驶的最高速度，当车辆处于行驶状态中，该系统通过速度传感器(霍尔传感器)时刻监测机动车辆并通过LCD液晶显示屏显示车辆的实际车速和用户设置的安全参数．当发现车辆速度超过驾驶员设置的最大值时，蜂鸣器就报警，警告灯亮，提示驾驶员减速以达到防患于未然的目的单片机的应用正不断地走向深入，并且带动了传统检测方式的日新月益在实时检测和智能控制的单片机应用系统中，单片机（MCU）往往是作为一个核心部件来使用此设计就是一种利用STC89C52单片机对机动车超速行驶情况进行测量并蜂鸣报警和灯光报警的系统。

该系统的结构简单，可靠性高，操作方便，可广泛应用于机动车辆2 系统的整体方案设计2.1 功能和设计要求本文要求设计一个具有数字显示和报警功能的单片机系统,实现车辆当前速度输出和显示，当达到所设定的速度上限时报警，提醒驾驶人员减速，以保证车内人员的人身安全首先要进行系统的总体方案设计，在总体方案设计中一般应考虑以下三点：第一：可靠性要求所谓可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内实现规定功能的能力可靠性除了用完成功能的概率表示外，还需要考虑平均无故障时间、故障率、失效率及平均寿命第二：遵循从整体到局部的设计原则设计方案时，先考虑整体，由整体分为多个局部模块即把复杂的问题分解为多个简单的问题，一个一个加以解决第三：方便和经济性要求在设计方案的过程中，要考虑此方案实际的操作是否方便，尽量简单，元件尽量少，走线方便以及经济方面的考虑2.2 方案的提出和确定方案一：采取通过带有I/O接口、计时器及静态RAM的8155芯片与设定速度的键盘电路，速度显示电路，8155芯片具有256个字节的RAM，两个8位、一个6位的可编程I/O口和一个14为计数器系统的硬件电路简图如图1-1所示8155键盘输入LED 数码管机车车轮红外对管STC89S51单片机报警电路图2-1 系统硬件电路简图红外对管用来产生脉冲方波，键盘输入用来设定限制速度，当车速超过最大速度Vm时，声光报警电路将发出报警信号。

单片机外部中断口1接红外对管的输出，车轮每转一圈产生一次INT1中断请求，单片机对INT1中断请求的次数进行计数并将在1秒内的计数值转换成机动车的时速，送至显示缓冲区以供显示程序调用具体算法如下：设单片机每秒计数值为n，即n （r/s）设机车车轮的周长为L （m），则机车的时速V=L×n×3．6（km/h）硬件电路方框图霍尔传感器的输出信号经STC89C51的INT1口输入并存储在内部RAM 中，STC89C51外扩一片8155芯片，通过LED来显示，机车的上限速度Vm通过键盘设置并存储起来单片机检测霍尔传感器输出的信号，计算出机车当前的速度V，并送LED显示当V≥Vm时，控制声光报警电路报警发出警示音方案二：利用STC89C52、LCD1602液晶显示模块、霍尔传感器、声光报警模块及按键电路实现LCD1602液晶用来显示当前及设定速度，当速度超过最大速度Vm时，声光报警电路发出报警，按键设定用来设定报警速度（最大速度Vm）系统的硬件电路简图如图2-2所示报警灯键盘输入LCD1602机车车轮霍尔传感器STC89S52单片机报警电路图2-2 系统硬件电路简图方案一和方案二比较，方案二采用8155芯片使用单片机引脚较多，采用键盘电路较复杂，而且只能显示当前速度，驾驶员对速度上限透明度不高，总体电路较复杂；方案二采用的LCD1602，只需接P0口就可以，也只需3根控制线，霍尔传感器的测速也比红外对管方便，且速度设定只需通过几个按键即可实现，并且可以实时实现速度上限的增减，因而硬件电路简单，人眼视觉效果好，可以方便的为驾驶员提供信息，易于实现维护，单片机接收数据外，平时独立工作，极大地节省了MCU有限的运行时间和程序资源。

对于本课题所研制的车速测量报警系统而言，其基本出发点就是利用现有工艺条件，采用现代计算机软件处理技术，提高系统的工作的稳定性和精度等级，拓展其功能，并赋予其智能化特征，使报警器不仅能够及时准确地显示车辆的当前速度信息，同时尽可能地减少不必要的人工操作，使报警能随时随地不间断进行并保证报警的工作效率鉴于此，同时根据系统的要求，确定系统总设计方案如图2-2所示，硬件电路简图如图2-3所示：图2-3 系统硬件电路图3 系统总体方案及硬件设计硬件设计该系统硬件主要包括以下五大模块：STC89C52单片机主控模块、传感器模块、按键电路、显示模块和报警模块等其中STC89C52主要完成外围硬件的控制以及一些运算功能；传感器完成信号的采样功能；报警模块丰要负责声音报警和灯光报警；按键电路主要完成最大速度Vm的设置；显示模块完成字符、数字的显示功能3.1 主控芯片 主控芯片采用MCS一51系列的8051单片机作为控制核心8051抗干扰性好，适用很多场合这里选用STC89C52，STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash。

主要特性：与MCS51兼容，两个16为定时器/计时器，5个中断源，128*8位内部RAM，32可编程I/O线，寿命：1000写/擦循环，片内震荡期和时钟电路VCC：接+5V电源，VSS : 接数字地XTAL1：片内震荡反相放大器和时钟发生器电路的输入端，当使用片内振荡器时，该引脚接外部石英晶体和微调电容；当采用外接时钟源时，接外部时钟振荡器的信号XTAL2：片内振荡器反相放大器的输出端当采用片内振荡器时，接外部石英晶体和微调电容；当采用外部时钟源时，悬空REST：复位信号输入端，高电平有效加上大于2个机器周期的高电平，就可以使单片机复位EA/Vpp：EA是外部程序存储访问允许控制端，Vpp 在对片内Flash进行编程时可用ALE/PROG：ALE为CPU访问外部程序存储器或外部数据存储器提供一个地址锁存信号，将低8为地址锁存在片外的地址锁存器中PROG 在对片内Flash存储器编程时，此引脚作为编程脉冲输入端PSEN：片外程序存储器的读选通信号，低电平有效P0口：8位，漏极开路的双向I/O口P1口：8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻P2口：8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻P3口：8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻。

P3口：还可提供第二功能P3.0 RXD(串行数据输入口)P3.1 TXD(。