黃成永的畢業(yè)設(shè)計(jì)

.-...z畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的汽車超速報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生**：黃成永專業(yè)班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化2009級(jí)1班指導(dǎo)教師：*延林副教授學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院2013年6月東北林業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書基于單片機(jī)的汽車超速報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生**：黃成永專業(yè)班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化2009級(jí)1班指導(dǎo)教師：*延林副教授學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院2012年12月18日題目名稱：基于單片機(jī)的汽車超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)內(nèi)容〔包括內(nèi)容、方案、時(shí)間安排、完成工作量與水平具體要求〕主要研究?jī)?nèi)容：選擇適宜型號(hào)的單片機(jī)作為本系統(tǒng)的控制單元。選擇相應(yīng)的GPS定位儀、車速傳感器，通過GPS定位儀接收汽車通過路段的實(shí)時(shí)信息，并通過語音告知駕駛員當(dāng)前路段的限速信息，并與當(dāng)前車速進(jìn)展比擬，車速超過當(dāng)前路段限速時(shí)，能及時(shí)通過語音提醒駕駛員。方案時(shí)間安排：第一階段：3月1日—3月20日實(shí)習(xí)、調(diào)研、資料收集；第二階段：3月21日—4月10日資料整理、研究方案的論證與確定：第三階段：4月11日—5月31日硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)；第四階段：6月1日—6月20日撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)、做好辯論前的準(zhǔn)備工作。其中：參考文獻(xiàn)篇數(shù)：說明書字?jǐn)?shù)：圖紙*數(shù)：20篇以上10000字以上折合A3圖紙1*專業(yè)負(fù)責(zé)人意見簽名：年月日基于單片機(jī)的汽車超速報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要近年來，隨著現(xiàn)代汽車控制技術(shù)和高速公路的飛速開展，在世界特別是興旺國家，無論是運(yùn)輸業(yè)還是個(gè)人，汽車都已成為貨物運(yùn)輸及載人的主要交通工具。汽車在公路上行駛時(shí)，司機(jī)可能無意間超速行駛，對(duì)自己及行人造成嚴(yán)重的平安隱患甚至出現(xiàn)生命危險(xiǎn)，開發(fā)一種汽車超速報(bào)警系統(tǒng)尤為重要。當(dāng)汽車在公路上行駛時(shí)，通過GPS定位并通過LCD液晶顯示器，得知公路的最高行駛速度，超過最大速度時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，提示司機(jī)減速行駛。通過汽車超速報(bào)警系統(tǒng)，能防止司機(jī)超速行駛，創(chuàng)造一個(gè)平安的行車環(huán)境，最大程度減少道路交通平安事故的發(fā)生。關(guān)鍵詞:單片機(jī)；汽車超速報(bào)警器；LCDMonolithicintegratedcircuit-basedautomobileoverspeedalarmsystemdesignAbstractInrecentyears,withthemodernautocontroltechnologyandtherapiddevelopmentofhighway,intheworld,especiallyindevelopedcountries,whethershippingorpersonal,carshavebeethemajortransporterofgoodstransportationandpeople.Whenthecardrivingonthehighway,thedrivermayinadvertentlyspeeding,andpedestrianscausedserioussecurityhiddentroubletooneselflifedangerous,eventhedevelopmentofaspeedingcaralarmsystemisparticularlyimportant.Whencarsdriveonthehighway,throughtheGPSpositioningandthroughtheLCDdisplay,learnedthathighwayma*imumspeed,ma*imumspeed,abuzzeralarm,promptdriverstoslowdown.Throughautomobileoverspeedalarmsystem,canavoidspeedingdrivers,createasafedrivingenvironment,tominimizetrafficsafetyaccidents.Keywords:Singlechipmicroputer;Automobileoverspeedalarm;Voicesensor;LCD-.z目錄摘要Abstract1前言31.1汽車超速報(bào)警系統(tǒng)研究目的及背景31.2汽車超速報(bào)警系統(tǒng)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和開展趨勢(shì)31.3汽車超速報(bào)警系統(tǒng)的主要內(nèi)容32汽車超速報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的選擇32.1設(shè)計(jì)要求32.2方案選擇33汽車超速報(bào)警系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)33.1測(cè)速傳感器的構(gòu)建3測(cè)速傳感器的選擇33.2汽車測(cè)速傳感器的工作原理33.3轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路33.4主控模塊33.5系統(tǒng)總體構(gòu)造框圖3電源單元3光電耦合器單元3蜂鳴報(bào)警單元33.6電路的連接3單片機(jī)與報(bào)警器連接3單片機(jī)與LCD顯示電路連接33.7監(jiān)測(cè)車輛速度33.7.1GPS車速檢測(cè)33.8時(shí)鐘電路33.9復(fù)位電路33.10硬件原理圖34汽車超速報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)34.1主程序34.2中斷效勞流程圖3外部計(jì)數(shù)中斷3定時(shí)器中斷34.3顯示程序設(shè)計(jì)34.4GPS模塊軟件設(shè)計(jì)3結(jié)論3參考文獻(xiàn)3致謝3.-...z此題目來源于生產(chǎn)實(shí)踐1前言此題目來源于生產(chǎn)實(shí)踐汽車超速報(bào)警系統(tǒng)研究目的及背景在當(dāng)今時(shí)代里，汽車時(shí)最普遍的交通運(yùn)輸工具，隨著汽車工業(yè)和告訴公路建立的開展，每年由于各種交通事故造成的人員傷亡數(shù)目驚人，給國家造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年造成各種交通事故的最重要的原因是車輛的超載和駕駛員的超速行駛，而后者隨機(jī)性往往更大可是人們總是無視超速行駛給人們帶來的嚴(yán)重后果。每年由于司機(jī)超速行駛而造成的交通事故非常多，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失也很嚴(yán)重?？墒呛芏嘁虺傩旭偠斐墒鹿收呋蛟S并不是他們想開得很快，而是他們那時(shí)已經(jīng)有了快感，卻根本沒有意識(shí)到自己是在超速行駛，因此在造成交通事故后大都感到懊悔[1]。針對(duì)這種狀況，開發(fā)超速報(bào)警器顯得尤為重要。如果汽車駕駛員們?cè)诟髯云嚿习惭b了汽車超速報(bào)警器，在極大程度上能防止發(fā)生嚴(yán)重的交通事故。汽車超速報(bào)警系統(tǒng)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和開展趨勢(shì)近年來，國內(nèi)外許多國家都認(rèn)識(shí)到超速行駛對(duì)交通平安具有極大的危害，都加大了對(duì)車輛行駛的管制力度，均研發(fā)先進(jìn)的信息采集設(shè)備，并對(duì)車輛超速進(jìn)展了大量的研究，以保證車輛平安的行駛。國內(nèi)研究狀況如下：迄今為止，中國有關(guān)科研、設(shè)計(jì)部門、大專院校和交通管理、建立部門等單位針對(duì)公路交通限制速度進(jìn)展了大量的調(diào)查研究和試驗(yàn)，取得了很大的成果。在1996年，國內(nèi)已經(jīng)結(jié)合設(shè)計(jì)車速和道路平縱線形等條件之間的關(guān)系，闡述了高等級(jí)公路限速標(biāo)志的設(shè)計(jì)原則，并對(duì)高等級(jí)公路分車型限速標(biāo)志的設(shè)置提出了建議。目前車輛超速監(jiān)測(cè)技術(shù)主要有：雷達(dá)測(cè)速、激光測(cè)速、視頻測(cè)速和線圈測(cè)速等四種方式。國內(nèi)的許多學(xué)者除了在超速數(shù)據(jù)獲取方面進(jìn)展研究外，還對(duì)超速現(xiàn)象進(jìn)展了一系列的分析，如魏秀嶺研究了高速公路車輛警示系統(tǒng)的組成及工作流程，闡述了視頻測(cè)速的原理及其方法，提出了適合高速公路實(shí)時(shí)的，動(dòng)態(tài)的陰影消除和車輛跟蹤的算法。王素琴等人研究了基于GPS/GSM/GIS的智能公交車輛監(jiān)控系統(tǒng)，闡述了監(jiān)控系統(tǒng)的原理[2]。毛建民等人通過分析超速行駛及限速對(duì)交通平安的影響，認(rèn)為進(jìn)展合理限速能夠顯著減少重大交通事故發(fā)生率，并列舉了限制車速的相關(guān)措施。歐居尚等人分析了車輛超速行駛的原因及危害，并從教育、法律、交通平安措施和交通科技四個(gè)方面采取相應(yīng)措施預(yù)防超速。國外研究狀況：國外對(duì)超速進(jìn)展研究開展較早也較為成熟，已經(jīng)有相關(guān)學(xué)者建立了各種不同的車速模型。西方興旺國家對(duì)汽車運(yùn)行速度的研究主要集中在公路經(jīng)濟(jì)分析領(lǐng)域。早在20世紀(jì)60年代，西方興旺國家就開場(chǎng)對(duì)超速行駛進(jìn)展研究。其中的根底性工作就是對(duì)車輛運(yùn)行速度的研究，并進(jìn)展了大量的道路試驗(yàn)。車輛行駛信息采集的設(shè)備如美國的Autoscoe系統(tǒng)，是最早獲得專利的視頻車輛監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)道路的車流量，車速等路況信息進(jìn)展采集。美**用最高法定限速值和分段限速相結(jié)合的方法限速。最高法定限速是美國早期限速的主要方法，適用于美國的所有道路。由于全國道路條件和沿線環(huán)境的多樣化，同一的法定限速值并不能滿足各地道路運(yùn)行的實(shí)際情況，進(jìn)展分段測(cè)速。日本的SEIICHIKAGAYA建立了一個(gè)輔助決策系統(tǒng)并應(yīng)用于Sapporo市，通過對(duì)道路環(huán)境因素建模，為決策者提供決策信息來提高運(yùn)輸效率。德國的大局部公路不限速；法**用可變限速，一般晴天和雨天采用不同的限速值；新西蘭則根據(jù)道路條件、交通量、事故資料或周圍環(huán)境等因素將道路分為假設(shè)干交通平安等級(jí)，將其作為制定限速值的依據(jù)，其限速值的*圍為20-100km/h[3]。同時(shí)，這些國家正趨向于采取以“建議速度〞逐步代替法定限速，從而使限速更加人性化，營(yíng)造更和諧的交通環(huán)境。此外，近年國外出現(xiàn)了另一種限速方法-分車型限速，但該方法在美國尚未達(dá)成一致的結(jié)論和共識(shí)，仍需進(jìn)展更多的研究來評(píng)估該方法。與此同時(shí)，汽車電子限速裝置也在不斷開展之中，有許多電子設(shè)計(jì)者或公司從事這方面的研究，力求能設(shè)計(jì)出一種普遍使用的汽車限速裝置。其表現(xiàn)如下：〔1〕**唯創(chuàng)開發(fā)了一款超速報(bào)警器，這是一種實(shí)時(shí)指示車輛的行駛速度，記錄超速情況，并通過語音提醒司機(jī)平安駕駛的智能電子設(shè)備，該設(shè)備實(shí)時(shí)顯示車輛速度。當(dāng)超過所設(shè)定速度的最高值時(shí)，及時(shí)播放語音提示，提醒司機(jī)。〔2〕據(jù)悉，法國汽車制造和營(yíng)銷委員會(huì)與法國標(biāo)致雪鐵龍汽車集團(tuán)和雷諾汽車公司近日聯(lián)合向用戶推出三種汽車限速裝置[4]。據(jù)報(bào)道這三種裝置中，最簡(jiǎn)單的一種是“超速報(bào)警器〞。如果安裝上這種裝置的汽車當(dāng)行駛速度超過限定車速時(shí)，報(bào)警器就會(huì)發(fā)出聲響警報(bào)，同時(shí)有指示燈閃爍，以警示司機(jī)減速。其它兩種限速裝置是可以直接對(duì)汽車的局部功能及行駛進(jìn)展調(diào)整的裝置，其它兩種分別是限速器和調(diào)速器。司機(jī)可以通過這種限速器提前設(shè)定最高時(shí)速，如果司機(jī)在汽車行駛中想超過開車前設(shè)定的最高時(shí)速，加速器也不會(huì)響應(yīng)，而是把車速限定在一定*圍內(nèi)。汽車超速報(bào)警系統(tǒng)的主要內(nèi)容綜合國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究成果可以看到，西方國家對(duì)公路限速控制的研究更為系統(tǒng)和深入，在理論與實(shí)際兩方面均比中國先進(jìn)，但對(duì)于城鎮(zhèn)化公路限速?zèng)]有進(jìn)展專門的研究。所以在以后的汽車超速報(bào)警裝置的研究和設(shè)計(jì)方面中國具有很大的潛力和優(yōu)勢(shì)，根據(jù)中國現(xiàn)階段的高速公路狀況，研究出一種完全符合中國現(xiàn)代開展的控制汽車車速的方案具有很高的前景。我們本著主動(dòng)性的思路，在汽車內(nèi)安裝速度傳感器時(shí)刻監(jiān)測(cè)機(jī)動(dòng)車輛，并通過LCD顯示車輛的實(shí)際車速和用戶設(shè)置的平安參數(shù)。當(dāng)車輛行駛速度超過公路限定的最高速度時(shí)，蜂鳴器開場(chǎng)報(bào)警，警告燈閃爍，提醒駕駛員減速。該系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單、可靠性高、操作方便。2汽車超速報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的選擇2.1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)?shù)竭_(dá)公路限定速度值時(shí)蜂鳴器報(bào)警，提醒駕駛員減速，以保證駕駛?cè)藛T及行人的人身平安。首先要進(jìn)展系統(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)：〔1〕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假設(shè)干個(gè)較為簡(jiǎn)單的、容易處理的問題，分別加以解決?！?〕經(jīng)濟(jì)性要求。為了獲得較高的性價(jià)比，設(shè)計(jì)師不應(yīng)盲目追求復(fù)雜高級(jí)的方案。在滿足性能指標(biāo)的前提下，應(yīng)盡可能采用簡(jiǎn)單的方案，因?yàn)榉桨负?jiǎn)單意味著所用的元器件少，可靠性高，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠?！?〕可靠性要求。所謂可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件和時(shí)間內(nèi)完成功能的概率表示外，還可以用平均無故障時(shí)間或平均壽命來表示?！?〕操作和維護(hù)要求。在車速報(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，操作程序應(yīng)盡量簡(jiǎn)單明了，無須專門訓(xùn)練就能掌握其使用方法。2.2方案選擇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)化為脈沖信號(hào)，傳入單片機(jī)，單片機(jī)將輸入的一定值的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的速度值。該方案在2009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8000萬輛在用汽車中的近90%并未安裝。鑒于此為汽車設(shè)計(jì)一種外掛式汽車超速報(bào)警器有著巨大的市場(chǎng)需求，運(yùn)用MCS-51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)車輛的超速報(bào)警。3汽車超速報(bào)警系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1測(cè)速傳感器的構(gòu)建測(cè)速傳感器的選擇傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)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。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。要實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的報(bào)警，故應(yīng)該選擇測(cè)速傳感器。測(cè)速傳感器包括測(cè)量線速度傳感器和測(cè)量轉(zhuǎn)速度傳感器。線速度傳感器是用來測(cè)量直線運(yùn)動(dòng)速度的傳感器，它的輸出電壓和被測(cè)物體運(yùn)動(dòng)速度成線性關(guān)系，可檢測(cè)小模數(shù)齒輪和其他物體的轉(zhuǎn)速，具有穩(wěn)定的工作性能，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。線速度傳感器具有構(gòu)造簡(jiǎn)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(cè)量*圍大，抗干擾力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)速度傳感器是將物體的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電量輸出的傳感器，屬于間接式測(cè)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。常用的轉(zhuǎn)速傳感器有光電式、電容式、變磁阻式等[5]。在實(shí)際測(cè)量中要測(cè)量車輪的轉(zhuǎn)速，要輸出方波信號(hào)，不加電源穩(wěn)壓器，由此選擇轉(zhuǎn)速度傳感器。在測(cè)速傳感器中，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度測(cè)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(cè)量。目前廣泛使用的測(cè)速傳感器是直流測(cè)速發(fā)電機(jī)，可以將旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。測(cè)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(cè)速機(jī)一般可分為直流式和交流式兩種。直流式測(cè)速機(jī)的勵(lì)磁方式可分為他勵(lì)式和永磁式兩種，電樞構(gòu)造有帶槽的、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)算等特點(diǎn)，故我們選擇了磁電式傳感器。3.2汽車測(cè)速傳感器的工作原理磁電式傳感器有時(shí)也稱作感應(yīng)式傳感器，也稱電動(dòng)式傳感器。它把被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)楦袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)，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(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，輸出阻抗小，又具有一定的頻率響應(yīng)*圍〔一般為10-1000Hz〕，適用于振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、扭矩等測(cè)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(chǎng)，磁路中的工作氣隙固定不變，因而氣隙中磁通也是恒定不變的。其運(yùn)動(dòng)部件可以使線圈〔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一樣的。當(dāng)殼體隨被測(cè)振動(dòng)體一起振動(dòng)時(shí)，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(shì)。線圈相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的速度v或角速度ω表示，則所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=-NBLve=-NBLSω式中，N-表示線圈在工作磁場(chǎng)中的匝數(shù)；L-表示每匝線圈的平均長(zhǎng)度；B-表示線圈所在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；S-表示每匝線圈的平均截面積。在傳感器中當(dāng)構(gòu)造參數(shù)確定后，B、L、N、S均為定值，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e與線圈相對(duì)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度〔v或ω〕成正比，所以這類傳感器的根本形式是速度傳感器，能直接測(cè)量線速度或角速度。如果在其測(cè)量電路中接入積分電路或微分電路，則還可以用來測(cè)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(cè)量。變磁通式又稱〔變〕磁阻式或變氣隙式，常用來測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體的角速度。線圈和磁鐵靜止不動(dòng)，測(cè)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(shì)的變化頻率等于測(cè)量齒輪1上齒輪的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速的乘積。車速傳感器由一個(gè)舌簧開關(guān)盒一個(gè)帶有4對(duì)磁極的塑料環(huán)構(gòu)成。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(chǎng)。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(zhǎng)的觸頭構(gòu)成的開關(guān)元件，其觸頭由磁性材料制成。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3-1所示。電壓U/V12.506.25時(shí)間t/ms100200300400500-6.25圖3-1汽車車速信號(hào)圖形汽車超速報(bào)警器的工作原理：汽車在行駛過程中，車輪每轉(zhuǎn)一圈，車速傳感器產(chǎn)生8個(gè)脈沖。對(duì)車型可知其車輪直徑為D，例如規(guī)格為185/70R14的輪胎，185表示輪胎兩邊側(cè)面之間的寬度為185mm，70代表輪胎高/寬比為70，14表示輪胎直徑為14英尺，R代表單詞RADIAL，表示子午輪胎。據(jù)此可計(jì)算出輪胎直徑D=18.5×0.7×2+14×2.54=61.46cm根據(jù)汽車的速度，可計(jì)算車輪在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)：n=V/πD。產(chǎn)生脈沖數(shù)f0=8n。假設(shè)f>f0，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)比擬任務(wù)。3.3轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路輪速傳感器產(chǎn)生系統(tǒng)的輸入信號(hào)，輪速傳感器采集的信號(hào)經(jīng)過濾波消除高頻噪聲，經(jīng)LM358放大，在整形來得到理想的方波信號(hào)，每一個(gè)正弦波信號(hào)都可生成方波信號(hào)，來進(jìn)展輪速計(jì)算。傳感器信號(hào)經(jīng)過LM358電壓比擬器，輸出位0~12V大小的近似方波。如圖3-2所示。CD4066[6]集成電路、單片機(jī)、CD4069和一些相關(guān)電路組成了4通道的傳感器診斷電路。CD4066是四雙向模擬開關(guān)。CD4066能夠完成左前輪、右前輪、左后輪、右后輪四個(gè)傳感器檢測(cè)開關(guān)轉(zhuǎn)換操作，CD4069為反相器，將單片機(jī)對(duì)傳感器診斷和正常工作信號(hào)處理進(jìn)展轉(zhuǎn)換。單片機(jī)進(jìn)展開關(guān)轉(zhuǎn)換控制與輸入數(shù)據(jù)的分析[7]。圖3-2一次波形該信號(hào)經(jīng)過光電耦合器，再經(jīng)過74HC14觸發(fā)器進(jìn)一步整形，得到很好的矩形波脈沖信號(hào)。如圖3-3所示。3.3V3.3Vt0圖3-3處理后波形輪速傳感器信號(hào)處理電路3-4所示。圖3-4輪速信號(hào)處理電路3.4主控模塊本系統(tǒng)采用MCS-51系列的8051單片機(jī)作為控制核心[8]。MCS51系列單片機(jī)是美國Intel公司于1980年推出的一種8位單片機(jī)系列。8051的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器〔ROM〕是掩膜型的，即在制造芯片時(shí)已將應(yīng)用程序固化進(jìn)去。8051抗干擾性好，適用于惡劣環(huán)境的場(chǎng)合。8051CPU的工作頻率采用12MHZ，方便系統(tǒng)對(duì)速度傳感器的計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)展快速的處理。8051的輸入，輸出引腳具有32根I/O線?？梢赃B接存儲(chǔ)器、LED顯示器、速度傳感器等各種外部器件，如圖3-5所示為8051單片機(jī)引腳圖。8051具有低功耗和低電壓工作模式的特點(diǎn)，可以利用電池對(duì)系統(tǒng)供電。但8051內(nèi)部只有256B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，系統(tǒng)可以外接RAM芯片以滿足系統(tǒng)的需求[9]。圖3-58051單片機(jī)引腳圖8051單片機(jī)引腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏極開路雙向I/O口，每腳可接收8TTL門電流。當(dāng)P1的管腳第一次寫入1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FLASH進(jìn)展校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管教寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫入1是，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管教被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)展存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)進(jìn)展讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能存放器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帯內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入后，他們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口也可作為輸出電流〔ILL〕這是由于上拉的緣故[10]。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如表3-1所示：表3-1P3口的第二功能表口管腳備選功能P3.0R*D〔串行輸入口〕P3.1T*D〔串行輸出口〕P3.2/INT0〔外部中斷0〕P3.3/INT1(外部中斷1)P3.4T0(計(jì)時(shí)器0外部輸入)P3.5T1〔計(jì)時(shí)器1外部輸入〕P3.6/WR〔外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通〕P3.7/RD〔外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通〕P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率表周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6.因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想制止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0.此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOV*,MOVC指令時(shí)ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。乳溝微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE制止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。，在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。3.5系統(tǒng)總體構(gòu)造框圖當(dāng)車輛處于行駛狀態(tài)時(shí)，該系統(tǒng)通過測(cè)速傳感器時(shí)刻監(jiān)測(cè)車輛速度，需要測(cè)速傳感器來測(cè)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(cè)量需要在單片機(jī)和測(cè)速傳感器之間加上一個(gè)光電耦合單元[11]。對(duì)于單片機(jī)需要穩(wěn)定的電壓，最后采集的速度與設(shè)定的速度送往液晶屏，相比擬，超速就需要報(bào)警，由此需要電源單元，如圖3-6所示。電源電路報(bào)警電源電路報(bào)警電路AT89C51單片機(jī)時(shí)鐘電路LCD顯示電路時(shí)鐘電路LCD顯示電路復(fù)位電路復(fù)位電路霍爾傳感器連接電路光電耦合電路光電耦合電路GPS模塊圖3-6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)送入光電耦合器耦合單元，得到一個(gè)與車速信號(hào)頻率一致的信號(hào)，送入單片機(jī)記數(shù)。記數(shù)滿后與單片機(jī)內(nèi)部設(shè)定值相比擬。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AT89C51單片機(jī)為核心，由電源單元、光電耦合器單元、調(diào)速單元和聲光報(bào)警單元組成。電源單元電源單元由三端集成穩(wěn)壓器W7805組成，如圖3-7所示。三端穩(wěn)壓器由啟動(dòng)電路、基準(zhǔn)電壓電路、采樣比擬放大電路、調(diào)整電路和保護(hù)電路等局部組成。W78055W78055UICICOUO圖3-7電源單元電容C用來抵消因輸入線太長(zhǎng)而產(chǎn)生的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩，連線不長(zhǎng)時(shí)可以不用，容量一般在μF[12]。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)電路的輸入端大于5V時(shí)，輸出端輸出穩(wěn)定的5V電壓。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-光-電轉(zhuǎn)換器件，由發(fā)光源和受光器組成，如圖3-8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)。采用光信號(hào)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。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有9V下降為0.25V，而T0端口需要的最低識(shí)別電壓為2V。圖3-8光電耦合電路蜂鳴報(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的輸出端升高約+5V，壓電蜂鳴器兩引線間的直流電壓下降接近于0V，發(fā)生停頓。我們用單片機(jī)的P2.7與蜂鳴器相連，輸出高電平，則報(bào)警。3.6電路的連接單片機(jī)與報(bào)警器連接報(bào)警電路主要有聲音報(bào)警，如圖3-9所示。報(bào)警電路相對(duì)來說比擬簡(jiǎn)單，聲音報(bào)警由單片機(jī)引腳接上兩個(gè)1k電阻，電源，一只三極管8550和一只蜂鳴器組成。共同組成報(bào)警電路來進(jìn)展報(bào)警作用，以此來通知駕駛員進(jìn)展調(diào)速，減少發(fā)生交通事故。圖3-9聲光式報(bào)警電路單片機(jī)與LCD顯示電路連接顯示電路局部由LCD完成，液晶屏1602是一種專門用來顯示數(shù)字、符號(hào)、字母等的點(diǎn)陣型液晶模塊，液晶屏1602是由多個(gè)5*7或5*11等點(diǎn)陣字符組成，在液晶屏1602中每一個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符；位與位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔行與行之間也是一樣有間隔，就是這些間隔讓液晶屏在顯示的時(shí)候呈現(xiàn)出字符間的間隔和行距之間間隔，使我們觀看的時(shí)候更直觀，清晰。但是就是這種因素的存在，所以它是不能顯示出圖形的，。LCD1602是指在顯示屏上我們可以看到16*2，如圖3-10所示。也就是說可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模。它連接微處理器與8位數(shù)字的LCD顯示[13]。其上包括一個(gè)片上的B型BCD編碼器、多路掃描回路、段字驅(qū)動(dòng)器，而且還有一個(gè)8*8的靜態(tài)RAM用來存儲(chǔ)每一個(gè)數(shù)據(jù)。只有一個(gè)外部存放器用來設(shè)置各個(gè)LCD的段電流。一個(gè)方便的四線串行接口可以連接所有通用的微處理器。每個(gè)數(shù)據(jù)可以尋址在更新時(shí)不需要改寫所有的顯示。整個(gè)設(shè)備包含一個(gè)150微安的低功耗關(guān)閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，一個(gè)掃描限制存放器允許用戶顯示1-8位數(shù)據(jù)，還有一個(gè)讓所有LCD發(fā)光的檢測(cè)模式[14]。顯示電路輸出位選信號(hào)，從每個(gè)LCD公共陰極吸入電流，吸收顯示器共陰極電流的位驅(qū)動(dòng)線[15]。其最大值可達(dá)500毫安，關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，輸出+VCC。LCD1602各個(gè)引腳功能如表3-2所示。圖3-10LCD顯示電路連接圖表3-2LCD1602各個(gè)引腳功能端口引腳功能信號(hào)名稱1腳GND電源地2腳VCC接5v電源3腳VL液晶顯示器比照度調(diào)整端4腳RS存放器選擇5腳RW讀寫信號(hào)線6腳E使能端7-14腳D0-D7雙向數(shù)據(jù)線15腳BLA背光電源正極輸入引腳16腳BLK背光電源負(fù)極，接GND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)器組成模值位100的計(jì)數(shù)器。鎖存器的作用是在1s信號(hào)完畢后將計(jì)數(shù)器的狀態(tài)鎖存病送至譯碼顯示器。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。正脈沖完畢后，無論D為何值，輸出端Q的裝填仍保持原來的狀態(tài)Q=N不變，所以在計(jì)數(shù)期間內(nèi)，計(jì)數(shù)器的輸出Q的輸出不會(huì)送到譯碼顯示器。3.7監(jiān)測(cè)車輛速度3.7.1GPS車速檢測(cè)GPS是〔GlobalPositioningSystem〕即全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的英語縮寫，由遍布全球的24顆全球定位衛(wèi)星組成。GPS包括以下三大局部：〔1〕空間局部〔GPS衛(wèi)星〕；〔2〕地面監(jiān)控局部〔地面支撐系統(tǒng)〕；〔3〕用戶設(shè)備局部〔GPS接收機(jī)〕。如圖3-11所示。目前，全球GPS技術(shù)應(yīng)用*圍越來越廣，價(jià)格也越來越低。利用GPS和GIS技術(shù)可以對(duì)車輛進(jìn)展實(shí)時(shí)定位、跟蹤、報(bào)警、通信等，能夠滿足并掌握車輛根本信息、對(duì)車輛進(jìn)展遠(yuǎn)程監(jiān)控的需要[16-17]。GPS的根本定位原理如圖3-12所示，衛(wèi)星不連續(xù)地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息，用戶承受到這些信息后，經(jīng)過計(jì)算求出接收機(jī)的三維位置，三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。GPSGPS系統(tǒng)組成空間局部用戶局部控制局部空間局部用戶局部控制局部圖3-11GPS組成示意圖圖3-12GPS的根本定位原理主要是計(jì)算出車輛的行駛速度，為報(bào)警提供參考依據(jù)。計(jì)算過程如下：假設(shè)t0為各衛(wèi)星時(shí)間，t為車載GPS承受時(shí)間(*1-*)2+(y1-y)2+(z1-z)2+c2(t-t01)2=d12(*2-*)2+(y2-y)2+(z2-z)2+c2(t-t02)2=d22(*3-*)2+(y3-y)2+(z3-z)2+c2(t-t03)2=d32(*4-*)2+(y4-y)2+(z4-z)2+c2(t-t04)2=d42聯(lián)立方程式，求解未知數(shù)〔*，y，z，t〕，即為GPS定位目標(biāo)車輛所處的位置、時(shí)刻，同理求得下一時(shí)刻車輛所處的位置、時(shí)刻〔*＇,y＇,z＇,t＇〕。則可根據(jù)式3-1可得到車輛的行駛速度v。v=QUOTE/QUOTE(式3-1)3.8時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。通過時(shí)鐘電路可以得知計(jì)算機(jī)的工作狀態(tài)。AT89C51單片機(jī)允許的時(shí)鐘頻率是因型號(hào)而異的典型值為12MHZ，MCS-51單片機(jī)芯片內(nèi)部設(shè)有一個(gè)由反向放大器構(gòu)成的振蕩器，*TAL1、*TAL2分別為振蕩電路反向放大器輸入和輸出端，時(shí)鐘可由內(nèi)部或外部生成，在*TAL1和*TAL2引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩電路就會(huì)產(chǎn)生自激振蕩。外接定時(shí)反應(yīng)元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。系統(tǒng)采用的定時(shí)元件為石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。CMOS型單片機(jī)內(nèi)部〔如AT89C51〕有一個(gè)可控的負(fù)反應(yīng)反相放大器，外接晶振〔或陶瓷諧振器〕和電容組成振蕩器，圖3-13所示為CMOS型單片機(jī)時(shí)鐘電路框圖[18]。振蕩器工作受/PD控制，由軟件置“1〞PD〔即特殊功能存放器PCON.1〕使/PD=0，振蕩器停頓工作，整個(gè)單片機(jī)也就停頓工作，以到達(dá)節(jié)電目的。清“0〞PD，使振蕩器工作產(chǎn)生時(shí)鐘，單片機(jī)便正常運(yùn)行。圖中SYS為晶振或陶瓷諧振器，振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率主要由SYS參數(shù)確定〔晶振上標(biāo)明的頻率〕。電容C1和C2的作用有兩個(gè)：其一是使振蕩器起振，其二是對(duì)振蕩器的頻率f起微調(diào)作用〔C1、C2大，f變小〕其典型值為30p。圖3-13時(shí)鐘電路3.9復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟局部，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開場(chǎng)執(zhí)行[19]。單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動(dòng)開場(chǎng)執(zhí)行。復(fù)位電路的原理是單片機(jī)RST引腳接收到2US以上的電平信號(hào)，只要保證電容的充放電時(shí)間大于2US，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，所以電路中的電容值是可以改變的。按鍵按下系統(tǒng)復(fù)位，是電容處于一個(gè)短路中，釋放了所有的電能，電阻兩端的電壓增加引起。本系統(tǒng)采用電平式開關(guān)復(fù)位與上電復(fù)位方式，當(dāng)上電時(shí)，C1相當(dāng)于短路，使單片機(jī)復(fù)位，在正常工作時(shí)，按下復(fù)位鍵時(shí)單片機(jī)復(fù)位[20]。在有時(shí)碰到干擾時(shí)會(huì)造成錯(cuò)誤復(fù)位，但在大多數(shù)條件下，不會(huì)出現(xiàn)單片機(jī)錯(cuò)誤復(fù)位，而可能會(huì)引起內(nèi)部*些存放器錯(cuò)誤復(fù)位，如果在復(fù)位端加一個(gè)電容，則會(huì)得到很好的效果。單片機(jī)采用的復(fù)位方式是自動(dòng)復(fù)位方式。AT89C51單片機(jī)只要接一個(gè)電容至VCC即可。在加電瞬間，電容通過電阻充電，就在RST端出現(xiàn)一定時(shí)間的高電平，只要高電平時(shí)間足夠長(zhǎng)，就可以使AT89C51單片機(jī)有效的復(fù)位。RST端在加電時(shí)應(yīng)保持的高電平時(shí)間包括VCC的上升時(shí)間和振蕩器起振的時(shí)間，所以一般為了可靠的復(fù)位，復(fù)位電路如圖3-14所示。RST在上電保持20ms以上的高電平。RC時(shí)間常數(shù)越大，上電RST端保持高電平的時(shí)間越長(zhǎng)。圖3-14復(fù)位電路3.10硬件原理圖汽車超速報(bào)警系統(tǒng)的工作原理為：當(dāng)汽車在公路上行駛時(shí)，通過GPS定位，司機(jī)得知公路所規(guī)定的最大行駛速度Vma*，并將該速度保存到AT89C51內(nèi)部，同時(shí)，通過GPS測(cè)速原理，檢測(cè)出車輛的行駛速度V，并通過LCD顯示出。將兩速度比擬，如果V>Vma*，則蜂鳴器報(bào)警，提醒駕駛員減速，反之蜂鳴器不報(bào)警。汽車超速報(bào)警硬件原理圖如圖3-15所示。圖3-15汽車超速報(bào)警原理圖4汽車超速報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1主程序主程序主要完成硬件初始化、子程序調(diào)用以及顯示、報(bào)警燈功能。數(shù)據(jù)處理子程序主要完成監(jiān)測(cè)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輸出子程序和報(bào)警燈的閃爍子程序；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MA*7219芯片驅(qū)動(dòng)LCD進(jìn)展動(dòng)態(tài)顯示，系統(tǒng)的主程序流程圖如圖4-1所示。開場(chǎng)開場(chǎng)初始化初始化初始化初始化T0關(guān)中斷關(guān)中斷接收傳感器信號(hào)接收傳感器信號(hào)開中斷開中斷按鍵輸入按鍵輸入Vm計(jì)算車速計(jì)算車速V>VmV>VmY聲光報(bào)警N聲光報(bào)警顯示顯示完畢完畢圖4-1主程序流程圖4.2中斷效勞流程圖在處于中斷效勞程序階段，首先進(jìn)展關(guān)中斷設(shè)置。其次進(jìn)展對(duì)/INT0位進(jìn)展的脈沖個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)的數(shù)值讀取。再次對(duì)/INT0、T0進(jìn)展賦初值并且進(jìn)展關(guān)中斷設(shè)置。最后進(jìn)展中斷返回[21]。外部計(jì)數(shù)中斷完畢翻開外部中斷0計(jì)數(shù)器+1開場(chǎng)完畢翻開外部中斷0計(jì)數(shù)器+1開場(chǎng)關(guān)閉外部中斷關(guān)閉外部中斷0圖4-2外部計(jì)數(shù)中斷流程圖定時(shí)器中斷開場(chǎng)開場(chǎng)定時(shí)器計(jì)時(shí)數(shù)定時(shí)器計(jì)時(shí)數(shù)+1計(jì)時(shí)數(shù)是否為計(jì)時(shí)數(shù)是否為10〔即1秒〕NY完畢開關(guān)T0中斷定時(shí)器計(jì)時(shí)數(shù)歸零外部中斷計(jì)數(shù)歸零速度處理完畢開關(guān)T0中斷定時(shí)器計(jì)時(shí)數(shù)歸零外部中斷計(jì)數(shù)歸零速度處理圖4-3T0定時(shí)器中斷流程圖4.3顯示程序設(shè)計(jì)液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。在對(duì)液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時(shí)光標(biāo)是自動(dòng)右移的，無需人工干預(yù)。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。向LCD輸入的數(shù)據(jù)有兩種，一種是指令，一種是數(shù)據(jù)。指令是負(fù)責(zé)初始化LCD與LCD顯示字符在什么位置。數(shù)據(jù)是告訴該顯示什么。命令與數(shù)據(jù)是RS端的上下電平來確定。數(shù)據(jù)開場(chǎng)的時(shí)候是由LCDCS高電平開場(chǎng)，低電平完畢。顯示程序流程圖如圖4-4所示。開場(chǎng)開場(chǎng)顯示子程序顯示子程序向向LCD1602寫命令向向LCD1602寫數(shù)據(jù)完畢完畢圖4-4顯示程序流程圖4.4GPS模塊軟件設(shè)計(jì)圖4-5GPS軟件程序流程圖如圖4-5所示為GPS全球定位系統(tǒng)的主程序流程圖。系統(tǒng)軟件主要由初始化模塊、數(shù)據(jù)接收處理模塊組成。初始化模塊完成開機(jī)上電后對(duì)單片機(jī)、液晶顯示器和GPS模塊的初始化工作。對(duì)單片機(jī)設(shè)置串口工作模式、設(shè)置波特率和中斷工作模式；對(duì)液晶顯示器設(shè)置開機(jī)畫面和顯示模式；完成對(duì)GPS模塊串口的成功通信。數(shù)據(jù)接收處理模塊負(fù)責(zé)處理從GPS接收到的數(shù)據(jù)。在單片機(jī)串口收到信息后，先判別是否為語句引導(dǎo)頭，再接收信息內(nèi)容，然后根據(jù)語句標(biāo)識(shí)區(qū)分出信息類別以對(duì)收到ASCII碼進(jìn)展處理顯示。假設(shè)整個(gè)數(shù)據(jù)接收正確，便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展處理；假設(shè)接收不正確，則重新進(jìn)展接收。-.z結(jié)論汽車超速報(bào)警系統(tǒng)硬件局部包括電源單元、光電耦合器單元、蜂鳴報(bào)警器電路、霍爾傳感器電路、報(bào)警電路、LCD顯示電路、GPS連接電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組成。通過超速報(bào)警系統(tǒng)，司機(jī)能實(shí)時(shí)了解汽車的行駛速度，在限速下行駛，能最大程度減少交通事故的發(fā)生。本人設(shè)計(jì)的汽車超速報(bào)警系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)在于通過GPS定位這一技術(shù)，得知公路的限制速度，使用了蜂鳴報(bào)警器報(bào)警，通過LCD顯示而不是使用LED技術(shù)。-.z參考文獻(xiàn)許洪