基于單片機的超速報警器設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 內置通用 8 位中 央處理器和 Flash 存儲單元， AT89C52 單片機在電子行業中有著廣泛的應用 [5] [6]。 主要功能特性： （ 1） 兼容 MCS51 指令系統 （ 2） 8k 可反復擦寫 (大于 1000 次） Flash ROM （ 3） 32 個雙向 I/O 口 （ 4） 3 個 16 位可編程定時 /計數器中斷 （ 5） 3 個 16 位可編程定時 /計數器中斷 （ 6） 時鐘頻率 024MHz （ 7） 2 個串行中斷，可編程 UART 串行通道 （ 8） 2 個外部中斷源，共 8 個中斷源 （ 9） 2 個讀寫中斷口線， 3 級加密位 （ 10）低功耗空閑和掉電模式，軟件設置睡眠和 喚醒功能 （ 11）有 PDIP、 PQFP、 TQFP 及 PLCC 等幾種封裝形式，以適應不同產品的需求 顯示器和報警器的設計 顯示器和報警器是該系統中人機信息交換的部分，是系統直接給司機提供信息的窗口，所以簡捷，美觀，良好的視覺效果及聽覺效果非常必要。 長沙學院 畢業設計 (論文 ) 10 LCD 顯示結構及原理 LCD1602 與單片機接口方便，價格便宜，壽命長，對電壓電流要求低且容易實現多路，常作為測量控制儀表中常用的輸出顯示設備。鑒于 LCD 1602 諸多優點，本設計選用 LCD1602 顯示。 圖 LCD1602實物圖 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶， 或 5V 工作電壓，對比度可調 ， 內含復位電路 ， 提供各種控制命令 ， 如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能 ， 有 80字節 顯示數據存儲器 DDRAM， 內建有 192 個 5X7 點陣 的字型的字符發生器 CGROM，8 個可由用戶自定義的 5X7 的字符發生器 CGRAM 它是一種專門用來顯示字母、數字、符號等的 點陣 型液晶模塊。它由 若干個 5*7 或者 5*11 等 點陣 字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用 [7]。滿足本設計的顯示要求。 報警器 蜂鳴喇叭報警器是常用的最簡單的報警器，也可以利用指示燈來警示報警。如果條件允許，可用采用語音報警，不過語音報警相對復雜得多。 圖 蜂鳴器實物圖 長沙學院 畢業設計 (論文 ) 11 第 4 章 硬件電 路設計 主控模塊電路的設計 主控模塊是由 AT89C52 單片機組成的最小應用系統，是系統的核心，控制著整個系統的正常運行。 12Y1XTALGNDGNDS1SWPB12345678RST91011121314151617XTAL118XTAL219GND202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40U1AT89C5210pFC5Cap Pol330pFC1Cap Semi30pFC3Cap Semi10KR1Res3GNDP14ENRSVCCVCCP00P01P02P03P04P05P06P07buzzerP34P32P33P23RW 圖 AT89C52最小系統電路圖 AT89C52 最小系統的電路構成為： （ 1） 電源電路：向單片機供電。 AT89S51 單片機的工作電壓范圍： — ， 所以通常給單片機外接 5V 直流電源。連接方式為 VCC(40 腳）：接電源 +5V 端VSS(20 腳）：接電源地端 [8]。 （ 2） 時鐘電路：單片機工作的時間基準，決定單片機工作速度。時鐘電路就是振蕩電路，向單片機提供一個正弦波信號作為 基準，決定單片機的執行速度。AT89S51 單片機時鐘頻率范圍： 033MHz[9]。 （ 3） 復位電路：確定單片機工作的起始狀態，完成單片機的啟動過程。單片機接通電源時產生復位信號，完成單片機啟動，確定單片機起始工作狀態。手動按鍵產生復位信號，完成單片機啟動，確定單片機的初始狀態。通常在單片機工作出現混亂或“死機”時，使用手動復位可實現單片機“重啟”。 光電傳感器電路的設計 光電式傳感器 photoelectric transducer，基于光電效應的傳感器，在受到可見光照射后即產生 光電效應 ，將光信號轉換成 電信號 輸出 [10]。光電式傳感器 產生的脈沖電信號輸人到單片機的計數器 T0 引腳（ P34）， AT89C5l 的定時器 0 定時一段時間后。提取 T0 中的脈沖個數，就可計算出車輛的行駛的瞬時速度。 長沙學院 畢業設計 (論文 ) 12 1IA2IB3VCC4GND5SIGNALQ22N39061KR4Res21KR5Res2VCCGNDVCC_motorGNDP34P341OA2VCC3VCC4OB5GND6IA7IB8GNDL9110GNDVCC12直流電機IAIBIBIAU?Optoisolator11KVCC1KGND 圖 測速傳感器電路圖 報警電路的設計 報警模 塊主要負責超速聲音報警，提醒駕駛員應當馬上減速行駛，以免發生交通事故。報警電路比較簡單，聲音報警系統由單片機引腳接上拉電阻，三極管及蜂鳴器構成[15]。電路設計簡圖如下圖所示： 12345678RST91011121314151617XTAL118XTAL219GND202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40U1Component_2GNDP14ENRSVCCQ12N39061KR3Res2buzzerSpeakerVCCGNDbuzzerP00P01P02P03P04P05P06P07buzzerP34P32P33P23RW 圖 報警電路圖 顯示電路的設計 顯示電路由 LCD1602 完成， LCD1602 與單片機接口方便，操作簡單，能 顯示字母、數字 和 符號等 。本設計利用 LCD1602 顯示實時速度和超速提示顯示。 LCD1602 顯示電路如下圖： 12Y1XTALGNDGNDS1SWPB12345678RST91011121314151617XTAL118XTAL219GND202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40U1Component_210pFC5Cap Pol330pFC1Cap Semi30pFC3Cap Semi10KR1Res3GNDP141VSS2VDD3VO4RS5RW6EN7D08D19D210D311D412D513D614D715A16K1602Component_1P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07GNDVCC1KR2GNDRS ENVCCGNDENRSVCCVCCP00P01P02P03P04P05P06P07buzzerP34P32P33P23RWRW 圖 LCD1602顯示電路圖 長沙學院 畢業設計 (論文 ) 13 按鍵電路的設計 汽車超速報警器的按鍵電路由三個開關 加上拉電阻構成，所以要使用單片機的三個引腳，三個開關則分別對應著模式選擇、速度增加以及速度減小，通過對開關的操作可以對速度上限值進行設定，另外由于還有速度增減的按鍵，可以方便的根據駕駛員的實時實地要求進行速度更改以達到報警目的，具有很強的操作靈活性 [11]。其簡圖如下： S2key_modeS3key_addS4key_subGNDP32P33P23 圖 按鍵電路圖 長沙學院 畢業設計 (論文 ) 14 第 5 章 軟件設計 主程序的設計 主程序由定時器脈沖計數子程序、數據處理子程序、顯示子程序、報警子程序和按鍵中斷程序等組成。 否 是 是 否 圖 主程序流程圖 開始 顯示清零 判斷中斷是否成功 中斷等待 定時、計數器開始工作 讀計數器 計算速度顯示 調用報警子程序 判斷是否超速 輸出報警信號 結束 長沙學院 畢業設計 (論文 ) 15 該系統主程序主要完成硬件初始化、子程序調用以及顯示、報警等功能。定時器脈沖計數子程序和數據處理子程序主要完成監測車輛速度即主要是計算出車輛的時速，為報警子程序提供參考數據；顯示子程序設計采用數字化 顯示用戶設定的最高時速和車輛實際時速，用 LCD1602 進行動態顯示；報警子程序主要實現在車輛超速行駛狀態下發出報警信號；按鍵中斷子程序主要實現根據駕駛員的實時實地要求進行速度更改以達到報警目的 [12]。 主程序清單： main() { int i=0。 float sum=0。 int flag=0。 unsigned long int a。 char temp[16]。 //定義字符顯示緩沖數組 Init_Timer0()。 //初始化定時器 0 Init_Timer1()。 //初始化定時器 1 Init_zhongduan()。 //初始化外部中斷 0 和 1 LCD_Init()。 //初始化液晶屏 DelayMs(10)。 //延時用于穩定，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)。//顯示到液晶第 1 行 pwm(time)。 if(OVERFLOWFLAG)//檢測溢出標志，溢出表明頻率過高，顯示溢出信息 { OVERFLOWFLAG=0。//標志清零 LCD_Write_String(0,1,overflow 655KHz)。 } if(TIMERFLAG) //定時 100ms 到，做數據處理 (每 100ms 處理一次數據 ) { 長沙學院 畢業設計 (論文 ) 16 i++。 a=TL0+TH0*256。//讀取計數值 a=a*10。 //實際值乘以 10 相當于做了變換 1 秒鐘轉了 a 圈 a=a/4。 //因為 轉盤上面有 4 個孔 除以 4 表示實際轉的圈數 if(flag==0) //這句話在 while 循環中只運行