畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)超速報(bào)警器的設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于單片機(jī)超速報(bào)警器的設(shè)計(jì)院 (系)： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化zk1001 姓 名： 牛富 學(xué) 號(hào)： 58020220100139 指導(dǎo)教師： 劉靜 二一 二 年 12 月 24 日摘 要本設(shè)計(jì)從駕駛員自身安全角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種檢測車輛超速的報(bào)警系統(tǒng)。該報(bào)警系統(tǒng)允許駕駛員通過自帶鍵盤設(shè)置本車輛安全行駛的最高速度，當(dāng)車輛處于行駛狀態(tài)中，該系統(tǒng)通過速度傳感器時(shí)刻監(jiān)測機(jī)動(dòng)車輛速度。當(dāng)發(fā)現(xiàn)車輛速度超過駕駛員設(shè)置的最高值時(shí)，蜂鳴器開始報(bào)警，提醒駕駛員減速。在實(shí)時(shí)檢測和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用。此設(shè)計(jì)就是一種利用51單片機(jī)對(duì)機(jī)動(dòng)

2、車超速行駛情況進(jìn)行蜂鳴報(bào)警和燈光報(bào)警的系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，操作方便，可廣泛應(yīng)用于摩托車、汽車等機(jī)動(dòng)車輛。該設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，給出了界面模塊與89c51接口電路，系統(tǒng)硬件電路及外圍設(shè)計(jì)電路，最后介紹了軟件設(shè)計(jì)方法度程序流程圖。通過led顯示出來。關(guān)鍵詞：單片機(jī) 汽車超 傳感器 報(bào)警 led顯示abstractthis design is a microprocessor controlled speed alarm system. alarm systems to detect speeding vehicles from the drivers own safety

3、 point of view. the alarm system allows the driver to set the maximum speed of this vehicle safe driving when the vehicle is in running state use keyboard. when the vehicle speed exceeds the highest value set by the driver, the buzzer alarm to alert the driver to slow to achieve the purpose of proac

4、tive. in real-time detection and automatic control of microcomputer application system, the micro-controller is often used as a core component to. this design is a 51 mcu motor vehicle speeding alarm buzzer and light alarm system. the system is simple structure, high reliability, easy operation, can

5、 be widely used in motorcycles, cars and other motor vehicles. the design describes the overall design of the system, given the 89c51 mcu interface module and interface circuit, the system hardware circuit and the external design of the circuit, and finally introduced the program flow chart of the s

6、oftware design methods. it can be display by led.key word: speed measurement cycle measurement safety alarm automobile driving led display目錄第一章 引 言1第二章 設(shè)計(jì)方案的選擇2第一節(jié) 設(shè)計(jì)要求2第二節(jié) 方法選擇2第三章 測速傳感器的確立4第一節(jié) 測速傳感器的選擇4第二節(jié) 測速傳感器的工作原理5第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)8第一節(jié) 系統(tǒng)總體方框圖8第二節(jié) 電路的連接10第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)14第一節(jié) 系統(tǒng)流程圖14第二節(jié) 主程序15第三節(jié) 初始化程序15第四節(jié)

7、按鍵掃描程序16結(jié)論17致謝18參考文獻(xiàn)19附 錄20第一章 引 言隨著汽車工業(yè)和高速公路建設(shè)的發(fā)展,每年由各種交通事故造成的人員傷亡數(shù)目相當(dāng)驚人,同時(shí)也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，造成各種交通事故的主要原因是車輛的超載和超速行駛,而后者隨機(jī)性很大,糾章困難,而且由于中國公路條件復(fù)雜,不同等級(jí)的公路允許的最高速度不同,現(xiàn)有的限速裝置難以適應(yīng)這種情況。 針對(duì)這種狀況，開發(fā)具有智能決策模塊的汽車速度報(bào)警控制系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)駕駛顯得極為重要。因此，大力研究開發(fā)如汽車防撞裝置等主動(dòng)式汽車輔助安全裝置,減少駕駛員的負(fù)擔(dān)和判斷錯(cuò)誤,對(duì)于提高交通安全將起到重要作用。設(shè)計(jì)限速路段超速自動(dòng)提示和報(bào)警系統(tǒng)主要是為了防

8、止司機(jī)在一些繁華人多車多路段超速駕駛。交通事故往往發(fā)生在一些人流動(dòng)大，車多的地方，司機(jī)有意無意的超速是引發(fā)交通事故的最大因素。裝有本系統(tǒng)的汽車能夠有效地在裝有無線發(fā)射裝置的限速路段，防止以下幾種原因所造成交通事故的。首先車主不知道該路段的最高限制速度，而開車過快所造成的交通事故；其次車主醉酒駕駛無意超速所引起的交通事故；最后車主有意開快車所造成交通事故。我們?cè)O(shè)計(jì)的限速路段超速自動(dòng)提示和報(bào)警系統(tǒng)與安全氣囊等設(shè)施相比，更為主動(dòng)有效，將可能產(chǎn)生的交通事故防患于未燃，它與警察用的雷達(dá)測速等防止司機(jī)超速裝置相比，顯得實(shí)用有效，交警可以在不同路段根據(jù)不同情況設(shè)定不同的最高限速值，主動(dòng)有效地限制車速。使用車

9、速報(bào)警器可以減少財(cái)產(chǎn)損失，甚至是生命損失。汽車報(bào)警器具有實(shí)用性，易操做性，便于維修的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛采用與應(yīng)用。我們本著主動(dòng)性的思路，實(shí)現(xiàn)設(shè)定最高速度可以隨時(shí)修改，聲光報(bào)警等特點(diǎn)，在車輛行駛過程中，該系統(tǒng)通過速度傳感器時(shí)刻監(jiān)測機(jī)動(dòng)車輛，并通過led顯示車輛的實(shí)際車速和用戶設(shè)置的安全參數(shù)。當(dāng)車輛速度超過駕駛員設(shè)置的最高速度時(shí)，蜂鳴器開始報(bào)警，警告燈點(diǎn)亮，提醒駕駛員減速。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，操作方便，可廣泛應(yīng)用于摩托車、汽車等機(jī)動(dòng)車輛。第二章 設(shè)計(jì)方案的選擇第一節(jié) 設(shè)計(jì)要求我們要求設(shè)計(jì)一個(gè)具有數(shù)字顯示功能的單片機(jī)系統(tǒng), 實(shí)現(xiàn)車輛當(dāng)前速度輸出，當(dāng)達(dá)到所設(shè)定的速度上限時(shí)并報(bào)警，以保證駕駛?cè)藛T的人

10、身安全。首先要進(jìn)行系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中一般應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：一、 遵循從整體到局部的設(shè)計(jì)原則。在過程中，應(yīng)遵循從整體到局部的設(shè)計(jì)原則，把復(fù)雜難處理的問題分為若干個(gè)較為簡單的、容易處理的問題，分別加以解決。二、 經(jīng)濟(jì)性要求。為了獲得較高的性能價(jià)格比，設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)盲目追求復(fù)雜高級(jí)的方案。在滿足性能指針的前提下，應(yīng)盡可能采用簡單的方案，因?yàn)榉桨负唵我馕吨玫脑骷?，可靠性高，而且比較經(jīng)濟(jì)。三、 可靠性要求。所謂可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。可靠性指針除了可用完成功能的概率表示外，還可以用平均無故障時(shí)間、故障率、失效率或平均壽命等來表示。四、 操作和維護(hù)要求。在

11、車速報(bào)警系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮操作方便，盡量降低對(duì)操作人員的專業(yè)知識(shí)的要求，以便產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。系統(tǒng)的輸入輸出方式，操作程序應(yīng)盡量簡單明了，無須專門訓(xùn)練就能掌握其使用方法。第二節(jié) 方法選擇方案一：采用模擬電路的方法，通過積分器得到電壓，然后用比較器來控制報(bào)警輸出，這種方法其原理簡單，易于實(shí)現(xiàn)。但測量精度會(huì)比較粗，不能精確設(shè)置速度。此方法運(yùn)用電子元器件較多，不能很好的得到測量精度的控制要求，不便于維修。方案二：采用車載gps系統(tǒng)，能提供車輛的定位信息，包括車速信息，但價(jià)格昂貴。方案三： 采用嵌入式車載限速裝置，在設(shè)計(jì)汽車時(shí)就已經(jīng)考慮并在制造時(shí)嵌入整車電子控制系統(tǒng)中。傳感器將車速轉(zhuǎn)化為脈

12、沖信號(hào)，傳入單片機(jī)，單片機(jī)將輸入的一定值的脈沖轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的速度值。方案一是模擬電路，特別是運(yùn)放和比較器。方案二價(jià)格昂貴。不符合我們?cè)O(shè)計(jì)的要求。方案三在2005年以后國內(nèi)生產(chǎn)的中高檔乘用車中已初見端倪，但是國內(nèi)約 4000萬輛在用汽車中的近90%并未安裝。鑒于此為在用汽車設(shè)計(jì)一種外掛式汽車超速報(bào)警器有著巨大的市場需求。嵌入式車速綜上所述，我們選擇方案三。運(yùn)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)車輛超速報(bào)警。第三章 測速傳感器的確立第一節(jié) 測速傳感器的選擇傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求

13、。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。測速傳感器是能測量被測物運(yùn)行速度的儀器。我們要實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的報(bào)警，故應(yīng)該選擇測速傳感器。測速傳感器包括測量線速度傳感器和測量轉(zhuǎn)速度傳感器。線速度傳感器是用來測量直線運(yùn)動(dòng)速度的傳感器，它的輸出電壓和被測物體運(yùn)動(dòng)速度成線性關(guān)系，該傳感器具有極高的頻率響應(yīng)，可檢測小模數(shù)齒輪和其它物體的轉(zhuǎn)速，具有穩(wěn)定的工作性能。輸出為方波信號(hào)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。線速度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單可靠，不用外加電源穩(wěn)壓器，頻率響應(yīng)好，輸出靈敏度高，測量范圍大，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，它的輸出直流電壓可直接由高輸入阻抗的直流電壓表顯示。轉(zhuǎn)速傳感器是將旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電量輸出的傳感器，屬于間接式

14、測量裝置。按信號(hào)形式的不同，轉(zhuǎn)速傳感器可分為模擬式和數(shù)字式兩種。前者的輸出信號(hào)值是轉(zhuǎn)速的線性函數(shù), 后者的輸出信號(hào)頻率與轉(zhuǎn)速成正比, 或其信號(hào)峰值間隔與轉(zhuǎn)速成反比。常用的轉(zhuǎn)速傳感器有光電式、電容式、變磁阻式以及測速發(fā)電機(jī)等。在實(shí)際測量中我們要測量車輪的轉(zhuǎn)速，要輸出方波信號(hào)，不加電源穩(wěn)壓器，我就要選擇轉(zhuǎn)速度傳感器。在測速傳感器中，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度測量較多，而且直線運(yùn)動(dòng)速度也經(jīng)常通過旋轉(zhuǎn)速度間接測量。目前廣泛使用的測速傳感器是直流測速發(fā)電機(jī)，可以將旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。測速機(jī)要求輸出電壓與轉(zhuǎn)速間保持線性關(guān)系，并要求輸出電壓陡度大，時(shí)間及溫度穩(wěn)定性好。測速機(jī)一般可分為直流式和交流式兩種。直流式測速機(jī)的勵(lì)

15、磁方式可分為他勵(lì)式和永磁式兩種，電樞結(jié)構(gòu)有帶槽的、空心的、盤式印刷電路等形式，其中帶槽式最為常用。其中，由于磁電式傳感器具有易于計(jì)算的特點(diǎn)，故我們選擇了磁電式感應(yīng)傳感器。第二節(jié) 測速傳感器的工作原理磁電感應(yīng)式傳感器簡稱感應(yīng)式傳感器，也稱電動(dòng)式傳感器。它把被測物理量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)楦袘?yīng)電動(dòng)勢，是一種機(jī)電能量變換型傳感器，不需要外部供電電源，電路簡單，性能穩(wěn)定，輸出阻抗小，又具有一定的頻率響應(yīng)范圍(一般為101000hz)，適用于振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、扭矩等測量。按工作原理不同，磁電感應(yīng)式傳感器可分為恒定磁通式和變磁通式，即動(dòng)圈式傳感器和磁阻式傳感器。磁路系統(tǒng)產(chǎn)生恒定的直流磁場，磁路中的工作氣隙固定不變，因而氣

16、隙中磁通也是恒定不變的。其運(yùn)動(dòng)部件可以是線圈（動(dòng)圈式），也可以是磁鐵（動(dòng)鐵式），動(dòng)圈式和動(dòng)鐵式的工作原理都是完全相同的。當(dāng)殼體隨被測振動(dòng)體一起振動(dòng)是，當(dāng)振動(dòng)頻率足夠高（遠(yuǎn)大于傳感器固有頻率）時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件慣性很大，來不及隨振動(dòng)體一起振動(dòng)，近乎靜止不動(dòng)，振動(dòng)能量幾乎全被彈簧吸收，永久磁鐵與線圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度接近振動(dòng)體振動(dòng)速度，磁鐵與線圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)切割磁力線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。 線圈相對(duì)磁場運(yùn)動(dòng)的速度v或角速度表示，則所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢e為e=-nblve=-nbs式中：n線圈在工作磁場中的匝數(shù)；l每匝線圈的平均長度；b線圈所在磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；s每匝線圈的平均截面積。在傳感器中當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù)確定后，

17、b、l、n、s均為定值，感應(yīng)電動(dòng)勢e與線圈相對(duì)磁場的運(yùn)動(dòng)速度(v或)成正比，所以這類傳感器的基本形式是速度傳感器，能直接測量線速度或角速度。如果在其測量電路中接入積分電路或微分電路，那么還可以用來測量位移或加速度。但由上述工作原理可知，磁電感應(yīng)式傳感器只適用于動(dòng)態(tài)測量。變磁通式又稱 (變) 磁阻式或變氣隙式，常用來測量旋轉(zhuǎn)物體的角速度.線圈和磁鐵靜止不動(dòng)，測量齒輪（導(dǎo)磁材料制成）每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，傳感器磁路磁阻變化一次，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的變化頻率等于測量齒輪1上齒輪的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速的乘積。圖2.1 車速傳感器結(jié)構(gòu)以audi100轎車為例，其車速傳感器由一個(gè)舌簧開關(guān)管和一個(gè)帶有4對(duì)磁極的塑料環(huán)構(gòu)成

18、(如圖2.1所示)。后者安裝在變速器左輸出軸上，與軸一同旋轉(zhuǎn)形成旋轉(zhuǎn)磁場。舌簧開關(guān)管安裝在靠近塑料環(huán)的變速器殼體上，它是在一個(gè)玻璃管內(nèi)裝有2個(gè)細(xì)長的觸頭構(gòu)成的開關(guān)元件，其觸頭由磁性材料制成。圖2.2車速信號(hào)圖形舌簧開關(guān)管與塑料環(huán)間具有很小的間隙，當(dāng)塑料環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，舌簧開關(guān)管內(nèi)觸點(diǎn)接近塑料極時(shí)閉合，離開塑料極時(shí)斷開，由此得到與汽車行駛速度相對(duì)應(yīng)的方波信號(hào) (如圖2.2所示) 。汽車超速報(bào)警器的工作原理：汽車行駛過程中，車輪每轉(zhuǎn)一圈，車速傳感器產(chǎn)生8個(gè)脈沖。對(duì)已知車型可知其車輪直徑d，例如規(guī)格為l8570vrl4的輪胎，185表示輪胎寬度為185mm，70代表輪胎高寬比為70，l4表示輪輞直徑為14

19、inch，據(jù)此可計(jì)算出輪胎直徑：d=18.50.72+142.54=61.46cm根據(jù)欲限定的汽車速度，可計(jì)算車輪在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)：n=v/d。產(chǎn)生脈沖數(shù)f0=8n。比較，如果ff0，則車速報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警；反之，車速報(bào)警器將執(zhí)行下一個(gè)比較任務(wù)。第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)第一節(jié) 系統(tǒng)總體方框圖首先我們?cè)O(shè)計(jì)系統(tǒng)總框圖。當(dāng)車輛處于行駛狀態(tài)時(shí)，該系統(tǒng)通過測速傳感器時(shí)刻監(jiān)測車輛速度，故我們需要測速傳感器來測量速度傳送到單片機(jī)中，為了減少系統(tǒng)誤差和信號(hào)的干擾，實(shí)現(xiàn)非接觸測量我們就需要在單片機(jī)和測速傳感器之間加上一個(gè)關(guān)電耦合單元【1】。對(duì)于單片機(jī)我們需要穩(wěn)定的電壓，所以我們需要電源單元。最后采集的速度與

20、設(shè)定的速度送往液晶屏，相比較，超速就需要報(bào)警，我們就需要報(bào)警單元。故可以畫出以下的超速報(bào)警系統(tǒng)總框圖。圖3.1超速報(bào)警系統(tǒng)總框圖汽車超速報(bào)警器的硬件設(shè)計(jì)將車速傳感器產(chǎn)生的車速信號(hào)送入光電耦合器單元，得到一個(gè)與車速信號(hào)頻率一致的信號(hào)，送人單片機(jī)記數(shù)。記數(shù)滿后與單片機(jī)內(nèi)部設(shè)定值相比較。如果超過了預(yù)設(shè)值則可判斷汽車超速，蜂鳴器報(bào)警提示。系統(tǒng)以at89c5l單片機(jī)為核心，由電源單元、光電耦合器單元、凋速單元和聲光報(bào)警單元組成。一、電源單元電源單元由三端集成穩(wěn)壓器w7805組成（如圖3.2所示）。三端穩(wěn)壓器由啟動(dòng)電路、基準(zhǔn)電壓電路、采樣比較放大電路、調(diào)整電路和保護(hù)電路等部分組成。圖3.2 電源單元電容c

21、用來抵消因輸入線太長而產(chǎn)生的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩，連線不長時(shí)可以不用，容量一般在0.10.33f【2】。用來消除高頻噪聲和改善輸出的瞬態(tài)特性，即在負(fù)載電流變化時(shí)不致引起輸出端產(chǎn)生較大的波動(dòng)。當(dāng)電路的輸入端u大于5v時(shí)，輸出端輸出穩(wěn)定的5v電壓。二、光電耦合器單元光電耦合器是以光為媒介，傳輸信號(hào)的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件，由發(fā)光源和受光器組成(如圖3.3所示)。車速傳感器信號(hào)位于高電平時(shí)，發(fā)光源發(fā)光并控制受光器導(dǎo)通，則受光器輸出端產(chǎn)生與車速傳感器頻率一致的電壓信號(hào)。采用光電耦合器pc817傳輸車速信號(hào)的目的是為了隔離車速傳感器與單片機(jī)的直接聯(lián)系，消除車速傳感器信號(hào)對(duì)單片機(jī)的不利影響。車速傳感

22、器產(chǎn)生的是恒流低阻抗信號(hào)，電壓值受外部負(fù)載的影響大。以audil00轎車為例，車速傳感器信號(hào)送入單片機(jī)t0端口后，其高電平電壓值迅速由9v下降為0.25v，而t0端口需要的最低識(shí)別電壓為2v。圖3.3信號(hào)耦合電路三、蜂鳴報(bào)警單元壓電式蜂鳴器約需10ma的驅(qū)動(dòng)電流，因此可以用系列集成電路7406或7407低電平驅(qū)動(dòng), 驅(qū)動(dòng)器的輸入端接89c51的p2.7。當(dāng)p2.7輸出高電平1時(shí)，7406的輸出為低電平0，使蜂鳴器引線獲得接近5v的直流電壓，而產(chǎn)生蜂鳴音。當(dāng)p2.7端輸出低電平0時(shí)，7406的輸出端升高的約+5v，壓電蜂鳴器兩引線間的直流電壓降接近于0v，發(fā)生停止。我們用單片機(jī)的p2.7與蜂鳴器

23、相連，輸出高電平，則報(bào)警。第二節(jié) 電路的連接一、測速傳感器與單片機(jī)連接傳感器 + _光電耦合器單片機(jī)vccp3.5電源圖3.4傳感器與單片機(jī)連接測速傳感器兩個(gè)電刷，將車輪轉(zhuǎn)過的頻率方波信號(hào)，傳送給光電耦合器，實(shí)現(xiàn)非接觸測量，再將信號(hào)送到單片機(jī)的p3.5口，單片機(jī)接驅(qū)動(dòng)電壓。實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與測速傳感器的連接。其主要作用是測試的速度可以用非接觸的方式傳送到單片機(jī)內(nèi)部,是報(bào)警電路的關(guān)鍵一步。二、單片機(jī)與報(bào)警器連接圖3.5 聲光式報(bào)警電路報(bào)警模塊主要負(fù)責(zé)聲音報(bào)警和燈光報(bào)警，報(bào)警電路均比較簡單，聲音報(bào)警由單片機(jī)引腳接上拉電阻，晶體管及揚(yáng)聲器構(gòu)成，燈光報(bào)警由兩個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成。當(dāng)速度沒有超速的時(shí)候，綠燈點(diǎn)亮，

24、不報(bào)警。當(dāng)速度大于設(shè)定速度的時(shí)候單片機(jī)就將p2.7，p1.7口置為高電平,將紅燈點(diǎn)亮，同時(shí)綠燈熄滅。p2.7高電平就將三極管發(fā)射極導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)speak報(bào)警。三、單片機(jī)與顯示電路連接顯示電路由max7219芯片完成，max7219是一種高集成化的串行輸入/輸出的共陰極led顯示驅(qū)動(dòng)器。每片可驅(qū)動(dòng)8位7段加小數(shù)點(diǎn)的共陰極數(shù)碼管。segasegg（圖中為a到g）為led七段顯示器段驅(qū)動(dòng)端，segdp為小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)端； segasegg，dp驅(qū)動(dòng)顯示器7段及小數(shù)點(diǎn)的輸出電流，一般為40 ma左右，可軟件調(diào)整，關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，接入gnd【3】。dig7dig0：8位數(shù)值驅(qū)動(dòng)線。輸出位選信號(hào)，從每個(gè)led公共陰

25、極吸入電流，吸收顯示器共陰極電流的位驅(qū)動(dòng)線。其最大值可達(dá)500 ma，關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，輸出vcc。圖3.6顯示電路連接圖計(jì)數(shù)器可以統(tǒng)計(jì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)，可以用其來統(tǒng)計(jì)汽車輪子在1s內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，本電路采用兩片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成模值為100的計(jì)數(shù)器。鎖存器的作用是在1s 信號(hào)結(jié)束后將計(jì)數(shù)器的狀態(tài)鎖存并送至譯碼顯示器，直到新的信號(hào)到來為止，以保證顯示器能穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。選用8d鎖存器可以完成上述功能，當(dāng)時(shí)鐘脈沖cp的正跳變來到時(shí)，鎖存器的輸出等于輸入，即q=d，從而將計(jì)數(shù)器的輸出值送到鎖存器的輸出端。正脈沖結(jié)束后，無論d為何值，輸出端q的狀態(tài)仍保持原來的狀態(tài)qn不變，所以在計(jì)數(shù)期間內(nèi)，計(jì)數(shù)器的輸出不會(huì)送到

26、譯碼顯示器。四、單片機(jī)與按鍵電路的連接本設(shè)計(jì)為了能夠自行設(shè)定最高上限速度，故設(shè)計(jì)了按鍵電路，我們選用單片機(jī)的p2.3、p2.4、p2.5、p2.6口分別與k0、k1、k2、k3相連。當(dāng)按鍵按下去，產(chǎn)生低電平將數(shù)據(jù)傳送單片機(jī)。其圖如下：圖3.7單片機(jī)與按鍵電路的連接第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)第一節(jié) 系統(tǒng)流程圖汽車超速報(bào)警器的總體流程圖如圖5.1所示。圖5.1 軟件設(shè)計(jì)流程圖軟件編程采用c語言，用單片機(jī)的t1作為定時(shí)器，設(shè)定定時(shí)時(shí)間為1s。由于單片機(jī)最大允許時(shí)間只有65s，需擴(kuò)展定時(shí)時(shí)間。一般有硬件擴(kuò)展和軟件擴(kuò)展兩種方式，本文采用軟件擴(kuò)展方式。設(shè)t0定時(shí)時(shí)間為50ms，定時(shí)時(shí)間一到，溢出中斷，在中斷服務(wù)

27、程序中，對(duì)中斷次數(shù)寄存器加1，重復(fù)定時(shí)中斷20次，時(shí)間為1s。1s定時(shí)時(shí)間到，讀取定時(shí)器t1(p3.5引腳) 輸入的脈沖數(shù)，為實(shí)時(shí)車速的頻率值。將該頻率值與單片機(jī)內(nèi)部設(shè)定閾值比較，判定是否超速。主程序主要完成硬件初始化、子程序調(diào)用以及顯示、報(bào)警等功能。數(shù)據(jù)處理子程序主要完成監(jiān)測車輛速度即主要是計(jì)算出車輛的時(shí)速，為報(bào)警子程序提供參考數(shù)據(jù)；按鍵中斷子程序主要實(shí)現(xiàn)合法參數(shù)的輸入；報(bào)警子程序主要實(shí)現(xiàn)在車輛超速行駛狀態(tài)下發(fā)出報(bào)警信號(hào)，包括speaker輸出子程序和警報(bào)燈的閃爍子程序；顯示子程序設(shè)計(jì)采用數(shù)字化顯示用戶設(shè)定的最高時(shí)速和車輛實(shí)際時(shí)速，用max7219芯片驅(qū)動(dòng)led進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。軟件分為主程序、

28、初始化程序、按鍵子程序、中斷服務(wù)子程序等。第二節(jié) 主程序 此系統(tǒng)由眾多單元組成，為了便于修改，采用模塊化分層管理。主程序中應(yīng)該包含單片機(jī)初始化，max7219_init初始化，數(shù)據(jù)、地址傳人模塊，顯示測量速度，顯示設(shè)定的初始速度，報(bào)警等單元。圖5.2主程序流程圖第三節(jié) 初始化程序單片機(jī)初始化，我們先來寫tcon的控制字，首先將ea置為0，屏蔽所有的中斷請(qǐng)求。接下來設(shè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器tcon。tcon用于控制t0、t1的啟動(dòng)和停止。我們選擇電平觸發(fā)方式，故it=0，其最位d0應(yīng)該設(shè)為0；ie0為外部中斷請(qǐng)求0的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，在每個(gè)機(jī)器周期的s5p2采樣/int0引腳，若/int0腳為低

29、電平，則ie0清“0”，故d1為設(shè)為0。同理，d2、d3是對(duì)外部中斷1設(shè)定的，與外部中斷0一樣都設(shè)為0。當(dāng)啟動(dòng)t0計(jì)數(shù)后，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器t0從初值開始加1計(jì)數(shù)當(dāng)最高位產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件使tf0置“1”，向cpu申請(qǐng)中斷。cpu響應(yīng)tf0中斷時(shí)，tf0自動(dòng)清“0”，tf0也可由軟件清“0”，我們將其d5設(shè)為0。同理d7=0。故tcon狀態(tài)字設(shè)為0x00。特殊功能計(jì)數(shù)器tmod用于選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器t0、t1的工作模式和工作方式，接下來我們來寫tmod的狀態(tài)字。tmod高4位控制t1方式，最高位d7為門控位，當(dāng)其為0時(shí)，金庸運(yùn)行控制位trx（x=0,1）來控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。將其設(shè)定為方式1，

30、16位定時(shí)計(jì)數(shù)器/計(jì)數(shù)器，故d5,d4設(shè)定為0和1。將t1設(shè)定為計(jì)數(shù)器，故d6=1。同理，t0工作在方式1下，t0為定時(shí)器模式。故其狀態(tài)字設(shè)為0x51。將定時(shí)器/計(jì)數(shù)器寫好初值后，將tr0，tr1置為1，均打開，寫中斷允許寄存器ie將其最高位d7設(shè)為1，允許所有的中斷請(qǐng)求，允許t1，t0溢出中斷，故d3，d1均寫。故其狀態(tài)字為0x8a。第四節(jié) 按鍵掃描程序圖5.3按鍵掃描流程圖先檢測k1是不是低電平（按下），若沒有按下，就執(zhí)行延時(shí)程序，等待其輸入數(shù)據(jù)；再次，檢測k2是否按下，以此類推檢測k3，就可以設(shè)定其最大速度。結(jié)論該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是主動(dòng)式的，從人本主義出發(fā)，考慮的是時(shí)刻提醒駕駛員的自我安全

31、意識(shí)，最大限度避免因?yàn)檐囕v超速造成交通事故。此系統(tǒng)硬件主要包括以下四大模塊: 89c51主控模塊、傳感器模塊、報(bào)警模塊和顯示模塊等。其中89c51 主要完成外圍硬件的控制以及一些運(yùn)算功能; 傳感器完成信號(hào)的采樣功能,報(bào)警模塊主要負(fù)責(zé)聲音報(bào)警和燈光報(bào)警,顯示模塊完成字符、數(shù)字的顯示功能。此基于單片機(jī)的車速報(bào)警系統(tǒng)利用51單片機(jī)及高集成化的串行輸入/輸出的共陰極led顯示驅(qū)動(dòng)器max7219實(shí)現(xiàn), 這里敘述了該系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方面的理論分析、軟件設(shè)計(jì)方面的理論分析以及有關(guān)電路設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。利用max7219芯片僅使用單片機(jī)三根引腳即可，電路設(shè)計(jì)簡單，驅(qū)動(dòng)共八位7段加小數(shù)點(diǎn)的共陰極數(shù)碼管，每四位分別顯

32、示當(dāng)前速度和設(shè)定的速度上限，通過四個(gè)按鍵可以對(duì)速度上限不同要求地進(jìn)行更改設(shè)置，方便使用。該系統(tǒng)具有硬件簡單可靠性高抗干擾性強(qiáng)實(shí)用性好等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用在各種機(jī)動(dòng)車輛上。通過了廣泛地尋找資料，結(jié)合各種資料總結(jié)，掌握proteus的基本用法及了解了不少新知識(shí)，參考其他相關(guān)的設(shè)計(jì)資料，并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的報(bào)警系統(tǒng)。對(duì)于c語言編程有了更進(jìn)一步的了解。同時(shí)通過proteus仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性，使理論結(jié)果與實(shí)踐相結(jié)合, 加深理論的理解。通過本次課程設(shè)計(jì)，理解到知識(shí)的廣泛性，本身知識(shí)仍然不夠，以后將會(huì)繼續(xù)努力拓展知識(shí)面。致謝 本課題在選題及研究過程中得到劉靜老師的悉心指導(dǎo)。劉老師多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)

33、迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。劉老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)三載，卻給以終生受益無窮之道。對(duì)劉老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。最后還要謝謝同學(xué)們對(duì)我的幫助，沒有你們的幫助，我也不能及時(shí)完成畢業(yè)論文，以后我還會(huì)繼續(xù)努力學(xué)習(xí)專業(yè)技能和理論知識(shí)，在實(shí)踐中磨礪成長。參考文獻(xiàn)1 張俊謨. 單片機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用. 電子制作, 2007,(08):31。 2 袁霞.婁云.汽車燈光網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的研究. 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào), 2008,(05):18-19，32。3 李新.孫利生.基于dsp的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)研究. 汽車科技

34、, 2008,(05):61-64。4 任國峰.李軍偉.張雨.單片機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測量中的應(yīng)用. 汽車科技, 2006,(01):38-40。5 周旭艷.彭宣戈.朱兵. 8051在車輛超速報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用. 井岡山學(xué)院學(xué)報(bào). 2006.(07)。6 吳有林.安玉.熊飛橋.吳先緒. 智能化汽車速度控制報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì). 重慶大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版). 2005年,(12).7 魏勛.單片機(jī)車速數(shù)顯及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)刮.電子制作, 2007年12期。8 draco. a transient recorder for road accidents. fincham,c w.; fowkes, m.; ghib

35、audi, p. iee conference publication, n 346, 1991, p 135-139。附 錄源程序代碼：#ifndef _max7219_h_ #define _max7219_h_#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define decode_mode 0x09 /譯碼方式#define intensity 0x0a /亮度寄存器#define scan_limit 0x0b /掃描位數(shù)寄存器#define shut_down 0x0c /低功耗模式寄存器#

36、define display_test 0x0d /顯示測試寄存器#define delay1us _nop_();/定義一微秒時(shí)間#define delay2us delay1us; delay1us ;#define delay4us delay2us; delay2us ;#define delay5us delay4us; delay1us ;#define delay12us delay4us; delay4us ; delay4us;sbit din=p20; /max7219串行數(shù)據(jù)輸入，位操作，p2口0位sbit load=p21;/max7219顯示數(shù)據(jù)鎖存控制sbit cl

37、k=p22;/max7219串行時(shí)鐘等下調(diào)用，函數(shù)聲明void max7219_wr_byte(uchar wrdat);/寫一個(gè)字節(jié)，void max7219_wr_data(uchar addr,uchar dat);/寫一個(gè)數(shù)據(jù)（2個(gè)參數(shù)）void init_max7219(void);初始化子函數(shù)void disp_speed(uint speed);顯示速度void disp_set_speed(uint set_speed);顯示設(shè)置速度/初始化max7219void max7219_init(void) 初始化max7219_wr_data(shut_down, 0x01); 地

38、址，顯示內(nèi)容 max7219_wr_data(display_test, 0x00); 寫字節(jié)子函數(shù) max7219_wr_data (decode_mode, 0xff); max7219_wr_data (scan_limit, 0x07); max7219_wr_data (intensity, 0x0a);void max7219_wr_byte (uchar wrdat)bit dat;uchar i;for (i=0;i8;i+) clk=0; /p2.2口打開dat=(bit)(wrdt&0x80); /取最高位，并強(qiáng)制轉(zhuǎn)化if(dat)din=1;elsedin=0;wrdat

39、=1; /左移clk=1; /p2.2關(guān)閉 void max7219_wr_data(uchar addr,uchar dat)load=0; /p2.1口打開max7219_wr_byte ( addr ); /傳遞一個(gè)地址max7219_wr_byte(dat); /傳遞一個(gè)數(shù)據(jù)load=1;/p2.1口關(guān)閉void disp_speed (uint speed)uchar speed_buf 4;uchar i;speed_buf0=speed%10;speed_buf1=speed/10%10|0x80 ;speed_buf2=speed/100%10;speed_buf3=speed

40、/1000;if(0=speed_buf3)speed_buf3=0x0f;if(0=speed_buf2)speed_buf2=0x0f; for(i=1;i=4;i+)max7219_wr_data (i, speed_buf i-1);void disp_set_speed (uint set_speed)uchar speed_buf4;uchar i;speed_buf0=set_speed%10;speed_buf1=set_speed/10%10|0x80;speed_buf2=set_speed/100%10;speed_buf3=set_speed/1000;if(0=spe

41、ed_buf3)speed_buf3=0x0f;if(0=speed_buf2)speed_buf2=0x0f; for(i=1;i=4;i+)max7219_wr_data (i+4, speed_buf i-1);#endif /結(jié)束條件編譯，編譯時(shí)與前面最近的#if、#ifdef或#ifndef作為一對(duì)#include sbit key0=p23;sbit key1=p24;sbit key2=p25;sbit key3=p26;sbit spk=p27;sbit led_green=p16;sbit led=p17;uint set_speed;uint speed;uchar sec

42、_cnt;void init_8051(void);void delay(uchar time);uint get_key(void);void warn_ring(void);void main(void)init_8051 ( );max7219_init ( );while (1)set_speed=get_key ( )；/按鍵數(shù)據(jù)放入設(shè)定速度disp_speed (speed);disp_set_speed (set_speed);warn_ring ( );void delay(uchar time)uchar t1,t2;for(t1=time;t10;t1- -)for(t2=

43、248;t20;t2-);/初始化void init_8051(void)ea=0;/關(guān)總中斷tcon=0x00;/定時(shí)器控制寄存器tmod=0x51;/設(shè)定工作方式，16位計(jì)數(shù)器方式tl0=0xe0;/定時(shí)20msth0=0xb1;tl1=0xf3; /定時(shí)器1裝入初值,t1計(jì)數(shù)13個(gè)脈沖th1=0xff;tr0=1;/ 打開定時(shí)器tr1=1;/打開計(jì)數(shù)器ie=0x8a;/總中斷，定時(shí)器0 ，1均打開spk=0;led=0; /紅燈關(guān)led_green=1;/點(diǎn)亮綠燈/定時(shí)器0函數(shù)，定時(shí)50*20ms=1svoid timer0_speed(void) interrupt 1et0=0;tr

44、0=0;tl0=0xe0;th0=0xb1;tr0=1;sec_cnt+;et0=1;/計(jì)數(shù)中斷 計(jì)數(shù)10次 半徑d=20cm/speed=0.2*60*10/sec_cnt*36 km/hvoid counter_speed(void) interrupt 3 float a=6250;et1=0;tr1=0;tl1=0xf3;th1=0xff;tr1=1;speed=4.52*a/sec_cnt;sec_cnt=0;et1=1;/鍵盤處理函數(shù)uint get_key(void)static uint key_value;if(!key0)delay(40); /延時(shí)if(!key0)whi

45、le (key3)if(!key1)delay(40);if(0=key1)while (0=key1)disp_set_speed (key_value);key_value+=10;if(key_value=9999)key_value=0;if(!key2)delay(40);/延時(shí)if(0=key2)while (0=key2)disp_set_speed(key_value);key_value=10;if (key_value=0)key_value=9999;return (key_value);/報(bào)警函數(shù)void warn_ring(void)if(speed set_spee

46、d)led=1;/點(diǎn)亮紅燈spk=0;delay(1);spk=1;/speak報(bào)警elseled=0;畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)生姓名牛富學(xué)號(hào)58020220100139專 業(yè)電氣自動(dòng)化院（系）機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目基于單片機(jī)超速報(bào)警器的設(shè)計(jì)任務(wù)與要求任務(wù)：本設(shè)計(jì)從駕駛員自身安全角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種檢測車輛超速的報(bào)警系統(tǒng)。要求：一、該系統(tǒng)通過速度傳感器時(shí)刻監(jiān)測機(jī)動(dòng)車輛速度。二、當(dāng)發(fā)現(xiàn)車輛速度超過駕駛員設(shè)置的最高值時(shí)，蜂鳴器開始報(bào)警，提醒駕駛員減速。三、在實(shí)時(shí)檢測和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用。四、利用51單片機(jī)對(duì)機(jī)動(dòng)車超速行駛情況進(jìn)行蜂鳴報(bào)警和燈光報(bào)

47、警的系統(tǒng)。五、結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，操作方便，可廣泛應(yīng)用于摩托車、汽車等機(jī)動(dòng)車輛。六、最后介紹了軟件設(shè)計(jì)方法度程序流程圖。通過led顯示出來。完成時(shí)間段2012年12月26日 至2013年3月18日 共 16周指導(dǎo)教師單位劉靜職稱講師院（系）審核意見畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃表日 期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導(dǎo)教師簽字2012.11.26-2012.12.7查找資料，選題2012.12.8-2012.12.30完成論文的初稿2012.12.31-2013.1.20完成論文二稿的寫作2013.1.21-2013.2.15完成論文的終稿及格式修改2013.2.16-2013.3.4定稿，打印論文，

48、做好答辯的準(zhǔn)備2011.3.5-3.18論文答辯教師對(duì)進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施情況總評(píng) 簽名 年 月 日 本表作評(píng)定學(xué)生平時(shí)成績的依據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期檢查記錄表學(xué)生填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目: 基于單片機(jī)超速報(bào)警器的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名: 牛富 學(xué)號(hào)：58020220100139專業(yè)：電氣自動(dòng)化 指導(dǎo)教師姓名:劉靜職稱:講師 檢查教師填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目工作量飽滿一般不夠畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目難度大適中不夠畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目涉及知識(shí)點(diǎn)豐富比較豐富較少畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目價(jià)值很有價(jià)值一般價(jià)值不大學(xué)生是否按計(jì)劃進(jìn)度獨(dú)立完成工作任務(wù)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作進(jìn)度填寫情況指導(dǎo)次數(shù)學(xué)生工作態(tài)度認(rèn)真一般較差其他檢查內(nèi)容：

49、存在問題及采取措施:檢查教師簽字: 年 月 日院（系）意見(加蓋公章): 年 月 日employment tribunals sort out disagreements between employers and employees.you may need to make a claim to an employment tribunal if: you dont agree with the disciplinary action your employer has taken against you your employer dismisses you and you think t

50、hat you have been dismissed unfairly.for more information about dismissal and unfair dismissal, seedismissal.you can make a claim to an employment tribunal, even if you haventappealedagainst the disciplinary action your employer has taken against you. however, if you win your case, the tribunal may

51、reduce any compensation awarded to you as a result of your failure to appeal.remember that in most cases you must make an application to an employment tribunal within three months of the date when the event you are complaining about happened. if your application is received after this time limit, th

52、e tribunal will not usually accept i.if you are worried about how the time limits apply to you, take advice from one of the organisations listed underfurther help.employment tribunals are less formal than some other courts, but it is still a legal process and you will need to give evidence under an

53、oath or affirmation.most people find making a claim to an employment tribunal challenging. if you are thinking about making a claim to an employment tribunal, you should get help straight away from one of the organisations listed underfurther help.if you are being represented by a solicitor at the tribunal, they may ask you