基于单片机的超速报警器设计

基于单片机的超速报警器设计内容摘要：

内置通用 8 位中 央处理器和 Flash 存储单元， AT89C52 单片机在电子行业中有着广泛的应用 [5] [6]。 主要功能特性： （ 1） 兼容 MCS51 指令系统 （ 2） 8k 可反复擦写 (大于 1000 次） Flash ROM （ 3） 32 个双向 I/O 口 （ 4） 3 个 16 位可编程定时 /计数器中断 （ 5） 3 个 16 位可编程定时 /计数器中断 （ 6） 时钟频率 024MHz （ 7） 2 个串行中断，可编程 UART 串行通道 （ 8） 2 个外部中断源，共 8 个中断源 （ 9） 2 个读写中断口线， 3 级加密位 （ 10）低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和 唤醒功能 （ 11）有 PDIP、 PQFP、 TQFP 及 PLCC 等几种封装形式，以适应不同产品的需求 显示器和报警器的设计 显示器和报警器是该系统中人机信息交换的部分，是系统直接给司机提供信息的窗口，所以简捷，美观，良好的视觉效果及听觉效果非常必要。 长沙学院 毕业设计 (论文 ) 10 LCD 显示结构及原理 LCD1602 与单片机接口方便，价格便宜，寿命长，对电压电流要求低且容易实现多路，常作为测量控制仪表中常用的输出显示设备。 鉴于 LCD 1602 诸多优点，本设计选用 LCD1602 显示。 图 LCD1602实物图 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶， 或 5V 工作电压，对比度可调 ， 内含复位电路 ， 提供各种控制命令 ， 如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能 ， 有 80字节 显示数据存储器 DDRAM， 内建有 192 个 5X7 点阵 的字型的字符发生器 CGROM，8 个可由用户自定义的 5X7 的字符发生器 CGRAM 它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的 点阵 型液晶模块。 它由 若干个 5*7 或者 5*11 等 点阵 字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用 [7]。 满足本设计的显示要求。 报警器 蜂鸣喇叭报警器是常用的最简单的报警器，也可以利用指示灯来警示报警。 如果条件允许，可用采用语音报警，不过语音报警相对复杂得多。 图 蜂鸣器实物图 长沙学院 毕业设计 (论文 ) 11 第 4 章 硬件电 路设计 主控模块电路的设计 主控模块是由 AT89C52 单片机组成的最小应用系统，是系统的核心，控制着整个系统的正常运行。 12Y1XTALGNDGNDS1SWPB12345678RST91011121314151617XTAL118XTAL219GND202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40U1AT89C5210pFC5Cap Pol330pFC1Cap Semi30pFC3Cap Semi10KR1Res3GNDP14ENRSVCCVCCP00P01P02P03P04P05P06P07buzzerP34P32P33P23RW 图 AT89C52最小系统电路图 AT89C52 最小系统的电路构成为： （ 1） 电源电路：向单片机供电。 AT89S51 单片机的工作电压范围： — ， 所以通常给单片机外接 5V 直流电源。 连接方式为 VCC(40 脚）：接电源 +5V 端VSS(20 脚）：接电源地端 [8]。 （ 2） 时钟电路：单片机工作的时间基准，决定单片机工作速度。 时钟电路就是振荡电路，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。 AT89S51 单片机时钟频率范围： 033MHz[9]。 （ 3） 复位电路：确定单片机工作的起始状态，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。 手动按键产生复位信号，完成单片机启动，确定单片机的初始状态。 通常在单片机工作出现混乱或“死机”时，使用手动复位可实现单片机“重启”。 光电传感器电路的设计 光电式传感器 photoelectric transducer，基于光电效应的传感器，在受到可见光照射后即产生 光电效应 ，将光信号转换成 电信号 输出 [10]。 光电式传感器 产生的脉冲电信号输人到单片机的计数器 T0 引脚（ P34）， AT89C5l 的定时器 0 定时一段时间后。 提取 T0 中的脉冲个数，就可计算出车辆的行驶的瞬时速度。 长沙学院 毕业设计 (论文 ) 12 1IA2IB3VCC4GND5SIGNALQ22N39061KR4Res21KR5Res2VCCGNDVCC_motorGNDP34P341OA2VCC3VCC4OB5GND6IA7IB8GNDL9110GNDVCC12直流电机IAIBIBIAU?Optoisolator11KVCC1KGND 图 测速传感器电路图 报警电路的设计 报警模 块主要负责超速声音报警，提醒驾驶员应当马上减速行驶，以免发生交通事故。 报警电路比较简单，声音报警系统由单片机引脚接上拉电阻，三极管及蜂鸣器构成[15]。 电路设计简图如下图所示： 12345678RST91011121314151617XTAL118XTAL219GND202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40U1Component_2GNDP14ENRSVCCQ12N39061KR3Res2buzzerSpeakerVCCGNDbuzzerP00P01P02P03P04P05P06P07buzzerP34P32P33P23RW 图 报警电路图 显示电路的设计 显示电路由 LCD1602 完成， LCD1602 与单片机接口方便，操作简单，能 显示字母、数字 和 符号等。 本设计利用 LCD1602 显示实时速度和超速提示显示。 LCD1602 显示电路如下图： 12Y1XTALGNDGNDS1SWPB12345678RST91011121314151617XTAL118XTAL219GND202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40U1Component_210pFC5Cap Pol330pFC1Cap Semi30pFC3Cap Semi10KR1Res3GNDP141VSS2VDD3VO4RS5RW6EN7D08D19D210D311D412D513D614D715A16K1602Component_1P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07GNDVCC1KR2GNDRS ENVCCGNDENRSVCCVCCP00P01P02P03P04P05P06P07buzzerP34P32P33P23RWRW 图 LCD1602显示电路图 长沙学院 毕业设计 (论文 ) 13 按键电路的设计 汽车超速报警器的按键电路由三个开关 加上拉电阻构成，所以要使用单片机的三个引脚，三个开关则分别对应着模式选择、速度增加以及速度减小，通过对开关的操作可以对速度上限值进行设定，另外由于还有速度增减的按键，可以方便的根据驾驶员的实时实地要求进行速度更改以达到报警目的，具有很强的操作灵活性 [11]。 其简图如下： S2key_modeS3key_addS4key_subGNDP32P33P23 图 按键电路图 长沙学院 毕业设计 (论文 ) 14 第 5 章 软件设计 主程序的设计 主程序由定时器脉冲计数子程序、数据处理子程序、显示子程序、报警子程序和按键中断程序等组成。 否 是 是 否 图 主程序流程图 开始 显示清零 判断中断是否成功 中断等待 定时、计数器开始工作 读计数器 计算速度显示 调用报警子程序 判断是否超速 输出报警信号 结束 长沙学院 毕业设计 (论文 ) 15 该系统主程序主要完成硬件初始化、子程序调用以及显示、报警等功能。 定时器脉冲计数子程序和数据处理子程序主要完成监测车辆速度即主要是计算出车辆的时速，为报警子程序提供参考数据；显示子程序设计采用数字化 显示用户设定的最高时速和车辆实际时速，用 LCD1602 进行动态显示；报警子程序主要实现在车辆超速行驶状态下发出报警信号；按键中断子程序主要实现根据驾驶员的实时实地要求进行速度更改以达到报警目的 [12]。 主程序清单： main() { int i=0。 float sum=0。 int flag=0。 unsigned long int a。 char temp[16]。 //定义字符显示缓冲数组 Init_Timer0()。 //初始化定时器 0 Init_Timer1()。 //初始化定时器 1 Init_zhongduan()。 //初始化外部中断 0 和 1 LCD_Init()。 //初始化液晶屏 DelayMs(10)。 //延时用于稳定，可以去掉 LCD_Clear()。 //清屏 while(1) { keyscan()。 sprintf(temp,mode:%d limit:%d,mode,speed_limit)。 LCD_Write_String(0,0,temp)。 //显示到液晶第 1 行 pwm(time)。 if(OVERFLOWFLAG)//检测溢出标志，溢出表明频率过高，显示溢出信息 { OVERFLOWFLAG=0。 //标志清零 LCD_Write_String(0,1,overflow 655KHz)。 } if(TIMERFLAG) //定时 100ms 到，做数据处理 (每 100ms 处理一次数据 ) { 长沙学院 毕业设计 (论文 ) 16 i++。 a=TL0+TH0*256。 //读取计数值 a=a*10。 //实际值乘以 10 相当于做了变换 1 秒钟转了 a 圈 a=a/4。 //因为 转盘上面有 4 个孔 除以 4 表示实际转的圈数 if(flag==0) //这句话在 while 循环中只运行。