基于單片機(jī)的超速報(bào)警器的設(shè)計(jì)

1、鄭州輕工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的超速報(bào)警器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的超速報(bào)警器的設(shè)計(jì)摘 要隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，汽車(chē)已經(jīng)成為貨物運(yùn)輸和外出旅行的主要工具。而根據(jù)我國(guó)道路交通安全法的規(guī)定，汽車(chē)在各種特定的路段行駛車(chē)速都有限制。在行駛過(guò)程中司機(jī)們可能無(wú)意間超速，對(duì)自己和他人造成嚴(yán)重的安全隱患，因此開(kāi)發(fā)一款超速報(bào)警器很有必要。本論文設(shè)計(jì)的超速報(bào)警器是單片機(jī)為核心，擴(kuò)展外部電路實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展，從而達(dá)到超速報(bào)警的效果。其原理是通過(guò)傳感器采集汽車(chē)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)，然后把此信號(hào)轉(zhuǎn)換變成開(kāi)關(guān)信號(hào)送入單片機(jī)，在單片機(jī)內(nèi)部此信號(hào)經(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)換后與內(nèi)部的設(shè)定值比較，當(dāng)測(cè)量值超過(guò)預(yù)設(shè)定值時(shí)雙重報(bào)警啟動(dòng)。該系統(tǒng)由測(cè)速

2、電路、復(fù)位電路、報(bào)警電路、調(diào)速電路和顯示電路構(gòu)成，本設(shè)計(jì)經(jīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M驗(yàn)證能達(dá)到良好的效果，在較低成本到較高的穩(wěn)定性、可靠性和精準(zhǔn)度，系統(tǒng)高效且抗干擾能力理想，具有一定的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞 單片機(jī) 測(cè)速電路 報(bào)警電路ITHE DESIGN OF THE OVERSPEED ALARM BASED ON MCUABSTRACT With the rapid development of economy in our country, the car has become the main tool of cargo transportation and travel. According to the

3、 the traffic safety law, the cars speed in different sections have speed limit value. The behavior of inadvertently speeding cause serious security hidden danger to themselves and others, so it is necessary to develop an overspeed alarm device. In this paper, overspeed alarm system is based on singl

4、e chip microcomputer as the core, by extending the external circuit to implement the overspeed alarm. The principle of which is through the sensor to collect car wheel speed signal, thenconvert the signal into the microcontroller, the signal compared with the internal value after calculation, When t

5、he measured value exceeds the preset value, the dual alarm start. The system consists of speed measuring circuit, reset circuit, alarm circuit, control circuit and display circuit. This design through the simulation experiment can achieve good effect ,and also it can achieve high stability, reliabil

6、ity and precision under the lower cost,meanwhile system has ideal anti-jamming ability and certain practical value.KEYWORDS microcontroller speed measuring circuit alarm circuitII目 錄中文摘要I英文摘要II1 引言11.1 研究背景11.2 本課題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)21.3 本課題的主要內(nèi)容32 車(chē)速的測(cè)量42.1 頻率的測(cè)量方法4 2.2 速度的實(shí)現(xiàn)53 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)73.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路73.2 系統(tǒng)總體框圖

7、7 3.3 元器件的選定73.3.1 車(chē)速傳感器的選定73.3.2 單片機(jī)的選定103.3.3 顯示方式的選定123.3.4 報(bào)警元件的選定133.4 硬件電路的設(shè)計(jì)143.4.1 單片機(jī)的最小系統(tǒng)143.4.2 霍爾電路的設(shè)計(jì)153.4.3 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)163.4.4 按鍵電路的設(shè)計(jì)173.4.5 顯示電路的設(shè)計(jì)174 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)184.1 主程序的設(shè)計(jì)194.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)194.3 按鍵調(diào)速程序的設(shè)計(jì)204.4 顯示程序的設(shè)計(jì)235 系統(tǒng)仿真調(diào)試25結(jié) 論29參考文獻(xiàn)30基于單片機(jī)的超速報(bào)警器的設(shè)計(jì)1 引言1.1 研究背景在當(dāng)今社會(huì)，經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，汽車(chē)已經(jīng)成

8、為主要的交通運(yùn)輸和外出旅行的工具。至2010年末，中國(guó)汽車(chē)保有量達(dá)到了781.3萬(wàn)veh，繼續(xù)保持旺盛的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì) 孫璐，郁燁，顧文鈞.基于PCA 和HMM的汽車(chē)保有量預(yù)測(cè)方法.J.交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)， 2013,04:93-94.。由于車(chē)的重要性越來(lái)越高，每年的新增的駕駛?cè)藬?shù)量不停增長(zhǎng)，汽車(chē)的生產(chǎn)量也是逐步增長(zhǎng)，全國(guó)城市道路上各種堵車(chē)現(xiàn)象不停增多，行車(chē)流量迅猛增長(zhǎng)導(dǎo)致的道路安全問(wèn)題隨處可見(jiàn)。隨之各種交通事故就不斷地在各地上演，經(jīng)數(shù)據(jù)研究表明車(chē)輛速度過(guò)快導(dǎo)致的重大事故占總交通事故的比例很高。根據(jù)我國(guó)法規(guī)道路中行駛的車(chē)輛在不同路段都有最高限速，并在某些特定路段設(shè)有速度提示的標(biāo)志。在道路上行駛時(shí)駕駛員

9、稍不留意就可能超速，對(duì)自己和行人造成安全隱患。當(dāng)然隨著每年駕駛者數(shù)量的飛速增長(zhǎng)，駕車(chē)新手越來(lái)越多，剛拿到駕照的人中還有很大一部分比例是學(xué)生，還有好多喜歡飆車(chē)的年輕人，其中不乏一些想體驗(yàn)高速行駛的刺激感的，他們開(kāi)車(chē)就想踩油門(mén)使勁加速不分路段的體驗(yàn)快感，對(duì)自己和他人造成危險(xiǎn)。當(dāng)然有的駕駛員并不是有意的要超速，大多數(shù)的駕駛者是因?yàn)樗俣裙烙?jì)錯(cuò)誤下沒(méi)有意識(shí)到自己正在超速。導(dǎo)致駕駛員錯(cuò)誤估計(jì)速度原因有很多，例如： (1)駕駛員的參考對(duì)象不合適，前方車(chē)輛的速度大于正常速度，而駕駛員把前方車(chē)輛的速度錯(cuò)誤的認(rèn)為是正常的車(chē)速，以此為參考錯(cuò)誤控制兩車(chē)之間的車(chē)距，導(dǎo)致在緊急情況發(fā)生時(shí)前方車(chē)輛突然減速就很容易造成后方車(chē)

10、輛的追尾，或者前方車(chē)輛突遇轉(zhuǎn)彎，后方駕駛者沒(méi)有足夠的反應(yīng)時(shí)間去控制車(chē)速結(jié)果車(chē)輛毀壞護(hù)欄沖出彎道。 (2)駕駛者在較高的車(chē)速下行駛一段時(shí)間后，當(dāng)降低速度后駕駛者就可能誤判自己當(dāng)前的車(chē)速，因?yàn)轳{駛者已經(jīng)適應(yīng)了之前的較高的車(chē)速，突然減速后駕駛者對(duì)速度的判斷就容易出現(xiàn)偏差。 (3)夜間行駛和雨雪天氣都會(huì)使駕駛者的視野收到影響，從而錯(cuò)誤的估計(jì)車(chē)速。 因此在這種情況下超速報(bào)警器就隨之產(chǎn)生。 1.2 本課題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)超速現(xiàn)象造成的重大事故不斷發(fā)生，超速報(bào)警裝置就隨之產(chǎn)生，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外的汽車(chē)超速報(bào)警器的技術(shù)已經(jīng)有很大的提升。最初的報(bào)警器設(shè)計(jì)由簡(jiǎn)單聲音報(bào)警電路和發(fā)光提醒、微處理器和測(cè)速電路組成發(fā)展到現(xiàn)

11、階段的能實(shí)現(xiàn)多方面需求的更人性化的多功能超速報(bào)警器。 例如：國(guó)內(nèi)某家電子的車(chē)用超速報(bào)警器，它的功能已經(jīng)完善到適合多方面使用，基本的工作原理就是當(dāng)車(chē)速超過(guò)預(yù)先設(shè)定的值后來(lái)限制車(chē)輛行駛速度防止過(guò)快。在安全速度范圍內(nèi)駕駛。并且具有行駛記錄功能，可以記錄72小時(shí)內(nèi)的實(shí)時(shí)速度數(shù)據(jù)。它的上限速度報(bào)警值可以由擁有權(quán)限的人自行設(shè)定，可以從0到120公里每小時(shí)范圍內(nèi)隨意手動(dòng)調(diào)節(jié)。適合國(guó)內(nèi)各種機(jī)動(dòng)車(chē)輛。本限速如果車(chē)輛行使在設(shè)定的安全速度范圍內(nèi)，司機(jī)可以自由動(dòng)作油門(mén)。當(dāng)當(dāng)前的車(chē)速達(dá)到設(shè)定的報(bào)警速度值時(shí)，限制車(chē)輛速度的開(kāi)關(guān)啟動(dòng)，多功能的單片機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前速度，同時(shí)控制伺服系統(tǒng)動(dòng)作，伺服系統(tǒng)強(qiáng)制減小油門(mén)，如果當(dāng)前的車(chē)速

12、和加速度過(guò)快，限速器還可以進(jìn)行智能調(diào)整車(chē)速避免車(chē)速超越限速上限。比如當(dāng)管理權(quán)限的人設(shè)定上限速度為50碼，那么車(chē)輛的最大的速度只會(huì)在50碼以下無(wú)論車(chē)輛駕駛者怎么加速。除此之外，它還具有以下特點(diǎn)：1、 設(shè)置遠(yuǎn)程操控功能，以管理員的身份可以進(jìn)行參數(shù)的更改，否則無(wú)法更改；2、 用戶可以直接連接電腦在電腦上進(jìn)行具體參數(shù)的設(shè)置，方便操作；3、 具有高亮數(shù)碼管顯示功能，可以實(shí)時(shí)顯示速度以及設(shè)置參數(shù)；4、 外形體積小，安裝操作簡(jiǎn)單且對(duì)震動(dòng)抗性好；5、 內(nèi)置過(guò)流保護(hù)電路，穩(wěn)定性強(qiáng)；6、 音量可多級(jí)調(diào)控，使用智能語(yǔ)音芯片作為報(bào)警電路核心。報(bào)警語(yǔ)音可以智能地根據(jù)實(shí)際情況更改播放的聲音提示，使用者可自行根據(jù)不同場(chǎng)景設(shè)

13、置報(bào)警音量的大小，聲音清脆不聒耳，在音質(zhì)方面可以達(dá)到通用喇叭的標(biāo)準(zhǔn)；7、報(bào)警速度和時(shí)間可以由使用者自由根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置，可通過(guò)按鍵遙控設(shè)置多級(jí)報(bào)警速度，還有具體的速度加減設(shè)置鍵來(lái)增加或減少報(bào)警速度的值和手動(dòng)切換設(shè)置多級(jí)報(bào)警速度值。8、超速后斷開(kāi)油路的功能比較適合某些特定車(chē)輛，當(dāng)車(chē)輛當(dāng)前的行駛速度超過(guò)預(yù)先設(shè)定報(bào)警速度后，駕駛者沒(méi)有減速，報(bào)警的時(shí)間超過(guò)預(yù)設(shè)定值后，系統(tǒng)才會(huì)觸發(fā)斷開(kāi)油路這部分功能。 與此同時(shí)現(xiàn)階段衛(wèi)星定位的準(zhǔn)確度和精準(zhǔn)度的不斷提升，某些超速報(bào)警器通過(guò)獲取車(chē)載衛(wèi)星定位信息，然后不斷把信息經(jīng)網(wǎng)絡(luò)端傳給終端處理器，經(jīng)處理器的處理計(jì)算轉(zhuǎn)換后再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)端回傳到報(bào)警器，報(bào)警器內(nèi)部將接收到的回傳信

14、號(hào)經(jīng)程序計(jì)算轉(zhuǎn)換得到當(dāng)前的車(chē)速。其余的功能性的擴(kuò)展和前面介紹的都差不多，差異性只在于精準(zhǔn)度和實(shí)現(xiàn)方法的途徑不同。 在科技不斷發(fā)展的今天，超速報(bào)警器的功能也越來(lái)越強(qiáng)大，現(xiàn)階段的產(chǎn)品已經(jīng)有效的達(dá)到超速報(bào)警的效果。未來(lái)只需在人機(jī)交互界面和精準(zhǔn)度的方面更加完善就好。1.3 本課題的主要內(nèi)容本文主要是設(shè)計(jì)一款操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)但是采用較低的成本的可靠性高超速報(bào)警器。該電路是基于單片機(jī)的超速報(bào)警電路，車(chē)速上限值可以讓駕駛者根據(jù)實(shí)際情況手動(dòng)設(shè)置并在LCD液晶顯示屏上顯示，車(chē)速傳感器測(cè)出當(dāng)前汽車(chē)的速度，如果當(dāng)前車(chē)速超過(guò)設(shè)定的上限值則進(jìn)行聲光兩級(jí)報(bào)警，提醒駕駛者減速。2 車(chē)速的測(cè)量要測(cè)量車(chē)速就要通過(guò)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)

15、。設(shè)計(jì)采用速度傳感器來(lái)檢測(cè)當(dāng)前車(chē)輛的速度，通過(guò)傳感器采集數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出 陳育中. 霍爾傳感器測(cè)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J. 科學(xué)技術(shù)與工程,2010,30:7529-7532.。然后由單片機(jī)接收傳過(guò)來(lái)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析處理，在單片機(jī)內(nèi)部通過(guò)軟件程序編寫(xiě)的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換和計(jì)算最終得出汽車(chē)速度。測(cè)得的速度信號(hào)作為本系統(tǒng)的基本參考量，速度能否精確化測(cè)量對(duì)系統(tǒng)的精準(zhǔn)度和效率有著決定性的影響。2.1 頻率的測(cè)量方法分辨率決定了測(cè)速的準(zhǔn)確性，不同的方法分辨率不同，其中測(cè)量的方法有三種：M法、T法和M/T法 阮毅，陳伯時(shí).電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)M.機(jī)械工業(yè)出版社，2009,08:42-44.。（1）M法測(cè)速在一定的

16、時(shí)間T內(nèi)測(cè)取被測(cè)對(duì)象輸出的脈沖個(gè)數(shù)M，用以計(jì)算這段時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)速，稱做M法測(cè)速。把M除以T就可以得到被測(cè)對(duì)象的輸出脈沖的頻率f=M/T。所以又稱頻率法。被測(cè)對(duì)象旋轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生Z個(gè)脈沖，所以得被測(cè)對(duì)象的轉(zhuǎn)速為 （3-1）本論文設(shè)計(jì)的超速報(bào)警器采用的是單片機(jī)為核心的報(bào)警系統(tǒng)，程序編寫(xiě)者編寫(xiě)定時(shí)程序讓單片機(jī)的定時(shí)器工作，定時(shí)時(shí)間的設(shè)定由程序編寫(xiě)者自己設(shè)定，定時(shí)器不斷計(jì)數(shù)直到溢出中斷，檢測(cè)到的信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)外部中斷引腳，單片機(jī)進(jìn)行中斷響應(yīng)，與此同時(shí)由內(nèi)部累加器記錄下在此段時(shí)間內(nèi)外部中斷響應(yīng)次數(shù)，即被測(cè)對(duì)象輸出的脈沖個(gè)數(shù)。由于計(jì)數(shù)器所計(jì)的是采樣定時(shí)脈沖區(qū)間的被測(cè)對(duì)象輸出的脈沖個(gè)數(shù)，所以而這兩類(lèi)脈沖的邊沿總

17、是存在著微小的時(shí)間差，因此他們之間存在著測(cè)速誤差。 （3-2）由式可知max與采集到的脈沖信號(hào)數(shù)成反比，所以當(dāng)一定時(shí)間內(nèi)的測(cè)得的脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)較低就乎出現(xiàn)較大的誤差，所以M法測(cè)速適用于測(cè)量高頻信號(hào)。（2）T法測(cè)速所謂的T法測(cè)速是由單片機(jī)外部中斷口檢測(cè)到的兩個(gè)相鄰中斷之間的時(shí)間來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速，它又被稱為周期法測(cè)速。T法測(cè)速同樣是計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的，它是以被測(cè)對(duì)象輸出的相鄰兩個(gè)脈沖的同樣變化沿作為計(jì)數(shù)器的開(kāi)始和終止點(diǎn)計(jì)算參考脈沖的個(gè)數(shù)。在T法測(cè)速中，準(zhǔn)確的測(cè)速時(shí)間T是所用的參考脈沖個(gè)數(shù)M計(jì)算出來(lái)的，即T=M/f，因此被測(cè)對(duì)象的轉(zhuǎn)速為 （3-3）采用T法測(cè)速產(chǎn)生誤差的原因與M法相似，T法測(cè)速誤差率的最大值為

18、（3-4）低速時(shí)，被測(cè)對(duì)象輸出的相鄰脈沖間隔時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)得的參考脈沖個(gè)數(shù)多誤差率小，所以T法測(cè)速適用于測(cè)量低速信號(hào)。（3） M/T法測(cè)速 在M法測(cè)速中隨著車(chē)速傳感器測(cè)出的被測(cè)信號(hào)的頻率降低，即所測(cè)脈沖數(shù)M1減少，測(cè)速系統(tǒng)的分辨力變?nèi)酰瑴y(cè)速誤差增大。如果速度過(guò)低，M將小于1測(cè)速裝置便不能正常工作。T法測(cè)速正好相反，隨著車(chē)速傳感器測(cè)出的被測(cè)信號(hào)的頻率的增加采樣脈沖數(shù)M2減小，測(cè)速系統(tǒng)的分辨能力越來(lái)越弱。M/T法測(cè)速綜合了前兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，誤差較之前兩種測(cè)速方法要小。此方法的關(guān)鍵是脈沖計(jì)數(shù)器和系統(tǒng)時(shí)鐘頻率在相同時(shí)間開(kāi)始和關(guān)閉，能有效減小測(cè)速誤差。M/T法測(cè)速此方法的誤差較小，但相對(duì)復(fù)雜實(shí)現(xiàn)難度大。針對(duì)

19、以上幾種測(cè)速方法，M/T法測(cè)速較為準(zhǔn)確，但本設(shè)計(jì)是超速報(bào)警裝置，只有在超速時(shí)才有用，而且速度上限的預(yù)設(shè)值一半都在中高速，所以測(cè)速只需要。在中高速階段準(zhǔn)確即可。M法測(cè)速雖在低速段誤差較大，但并不影響裝置報(bào)警的準(zhǔn)確性，所以綜合考慮采用M法測(cè)速的方法。2.2 速度的實(shí)現(xiàn)車(chē)速傳感器就是將檢測(cè)到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，輸出到單片機(jī)計(jì)數(shù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理計(jì)算得到當(dāng)前車(chē)速。因?yàn)檐?chē)速傳感器的類(lèi)型有多種，不同的車(chē)速傳感器性能不同且的安裝位置不同就會(huì)有不同的計(jì)算轉(zhuǎn)換的方法。 1、磁電式車(chē)速傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制作而成的。因?yàn)楸粶y(cè)對(duì)象一般多為齒輪，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是周期性變化的高低電平即脈沖信號(hào)。脈沖

20、信號(hào)的頻率不但與被測(cè)齒輪的轉(zhuǎn)速成正比還與被測(cè)齒輪的間的間隙有關(guān)系，在不同輪間距越越好小，被測(cè)齒輪間距越小所產(chǎn)生的脈沖電壓的峰值就越高，相反則越低，被測(cè)齒輪間距如果太大就可能不會(huì)產(chǎn)生高電平，從而導(dǎo)致無(wú)脈沖信號(hào)報(bào)警裝置無(wú)法正常工作。常安裝于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、凸輪軸、采油機(jī)噴油泵、汽油機(jī)分電器和變速器輸出軸附近的機(jī)殼上等。 2、霍爾車(chē)速傳感器根據(jù)霍爾效應(yīng) Jaein Lim,Brajalal Sinha,Torati Sri Ramulu,KunWoo Kim,Dong-Young Kim,CheolGi Kim. NiCo sensing layer for enhanced signals in

21、 planar hall effect sensorsJ. Metals an Materials International,2013,194.的原理制作成的?；魻栭_(kāi)關(guān)型車(chē)速傳感器內(nèi)部設(shè)有斯密特觸發(fā)電路，根據(jù)上下限兩個(gè)工作點(diǎn)輸出高低電平。輸出脈沖的頻率和車(chē)速成正比。主要應(yīng)用在曲軸和凸輪軸，當(dāng)然也有電子油門(mén)的踏板位置傳感器是安裝在輸出軸位置的。 3、光電式車(chē)速傳感器它一般安裝在在數(shù)字式速度表上，由一個(gè)光電耦合管和一個(gè)光電三極管以及安裝在速度表驅(qū)動(dòng)軸上的遮光板構(gòu)成。經(jīng)光電三極管產(chǎn)生由放大器放大后變成開(kāi)關(guān)脈沖信號(hào)，光電耦合管用于產(chǎn)生和接受光信號(hào)。 根據(jù)安裝位置的不同，速度的轉(zhuǎn)換公式就不一樣，所以要

22、結(jié)合實(shí)際安裝位置設(shè)計(jì)相應(yīng)的速度轉(zhuǎn)換方法。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 本論文的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的超速報(bào)警系統(tǒng)利用最簡(jiǎn)單的最具性價(jià)比的外部電路實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前車(chē)速，如果當(dāng)車(chē)速超過(guò)預(yù)先設(shè)定的速度上限值時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警電路利用聲光兩級(jí)報(bào)警來(lái)提醒駕駛者減速。因此在設(shè)計(jì)電路時(shí)要遵循以下幾點(diǎn)要求：1 在設(shè)計(jì)電路時(shí)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，把問(wèn)題簡(jiǎn)單化。2 以軟代硬，能用軟件實(shí)現(xiàn)的功能就不用硬件，提高性價(jià)比。3考慮安全性，可靠性的問(wèn)題。4考慮到使用者的知識(shí)水平，盡量操作簡(jiǎn)單化。3.2 系統(tǒng)總體框圖 本論文的設(shè)計(jì)是將車(chē)速傳感器采集到的車(chē)速信號(hào)送入單片機(jī) 李連生. 電動(dòng)車(chē)超速報(bào)警器設(shè)計(jì)J. 科技廣場(chǎng),2013,12:

23、50-53.。然后單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器開(kāi)始進(jìn)行計(jì)數(shù)，將經(jīng)單片機(jī)處理后得到的數(shù)值與設(shè)定的速度上限值進(jìn)行比較，如果超過(guò)鍵盤(pán)輸入的最大值就進(jìn)行聲光兩級(jí)報(bào)警。硬件主要包括以下五大模塊：車(chē)速檢測(cè)電路、單片機(jī)、報(bào)警電路、按鍵電路和顯示電路，如圖3-1所示。圖3-1 系統(tǒng)總體框圖3.3 元器件的選定3.3.1 車(chē)速傳感器的選定 （1）磁電式車(chē)速傳感器 盧長(zhǎng)根,周友佳. 磁電式速度傳感器設(shè)計(jì)與應(yīng)用J. 機(jī)車(chē)電傳動(dòng),2008,05:48-50.由產(chǎn)生恒定直流磁場(chǎng)的磁路系統(tǒng)和線圈構(gòu)成。傳感器不用接觸被測(cè)物體就可以測(cè)出被測(cè)對(duì)象的轉(zhuǎn)速，在可靠性、耐沖擊性和穩(wěn)定性等方面有著不錯(cuò)的性能表現(xiàn)，當(dāng)磁電式車(chē)速傳感器固定安裝后，啟

24、動(dòng)磁電式車(chē)速傳感器，傳感器本身在一范圍空間內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)直流磁場(chǎng)，被測(cè)磁輪置于直流磁場(chǎng)中，當(dāng)被測(cè)磁輪開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)恒定直流磁場(chǎng)一范圍空間內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)直流磁場(chǎng)受到影響，恒定直流磁場(chǎng)的磁通量的大小呈反復(fù)性的變化，所以在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，恒定直流磁場(chǎng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率與被測(cè)磁輪的轉(zhuǎn)速成正比。不過(guò)當(dāng)被測(cè)磁輪的速過(guò)高時(shí)，輸出的電壓峰值變高，磁輪的振動(dòng)變強(qiáng)使產(chǎn)生的周期性變化的高低電平的峰值出現(xiàn)毛刺信號(hào)，并且恒定直流磁場(chǎng)的磁路損耗加劇，這些原因造成的對(duì)輸出信號(hào)的影響無(wú)法通過(guò)比較放大器來(lái)完成。原理結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。 1 永久磁鐵 2 軟磁鐵 3 感應(yīng)線圈 4 測(cè)量齒輪圖3-2 磁電式傳感器的原理結(jié)構(gòu)圖 （2）霍爾轉(zhuǎn)

25、速傳感器 丁芝琴. 基于霍爾傳感器的電機(jī)測(cè)速裝置設(shè)計(jì)J. 農(nóng)機(jī)化研究,2010,05:81-83.的主要工作原理是霍爾效應(yīng) 戴國(guó)平. 霍爾效應(yīng)原理與應(yīng)用分析J. 科協(xié)論壇(下半月),2013,11:34-35.。就是當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬部件通過(guò)霍爾傳感器內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí)會(huì)引起當(dāng)前空間中磁通量變化，通過(guò)對(duì)感應(yīng)電勢(shì)的測(cè)量就可以得到被測(cè)量對(duì)象的轉(zhuǎn)速值?；魻杺鞲衅髦饕怯砷_(kāi)關(guān)型霍爾集成電路構(gòu)成，開(kāi)關(guān)型霍爾集成電路是將霍爾元件、穩(wěn)壓電路、放大器、施密特觸發(fā)器、集電極開(kāi)路輸出門(mén)等電路集成在同一個(gè)芯片上。當(dāng)金屬部件接近霍爾傳感器時(shí)傳感器內(nèi)部產(chǎn)生的空間磁場(chǎng)的磁通量增強(qiáng)，當(dāng)金屬部件遠(yuǎn)離霍爾傳感器時(shí)，傳感器內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)

26、的磁通量減弱，磁場(chǎng)的磁通量周期性反復(fù)變化引起磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，當(dāng)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)規(guī)定的工作點(diǎn)時(shí)，集電極開(kāi)路有成漏極開(kāi)路與非門(mén)門(mén)電路門(mén)由截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，輸出變成低電平；當(dāng)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度低于釋放點(diǎn)時(shí)，漏極開(kāi)路與非門(mén)門(mén)電路門(mén)恢復(fù)截止?fàn)顟B(tài)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。圖3-3 霍爾集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 （3）光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成 史國(guó)生,張為公. 非接觸光電式速度傳感器的研究與應(yīng)用J. 傳感器技術(shù),2002,10:37-39.。光電式速度傳感器一般采用光電元件比如光電耦合器作為光信號(hào)的發(fā)出和接受裝置。當(dāng)接收裝置接收到光信號(hào)時(shí)產(chǎn)生高電平信號(hào)，接收不到時(shí)為低電平信號(hào)。輸出信號(hào)為

27、脈沖信號(hào)，脈沖頻率與車(chē)速成正比。光電式傳感器分為槽型光電傳感器和對(duì)射型光電傳感器。測(cè)速傳感器采用對(duì)射型光電傳感器，對(duì)射型光電傳感器最大可以測(cè)數(shù)十米外物體的轉(zhuǎn)速，其本身動(dòng)態(tài)特性好且不干擾被測(cè)物的轉(zhuǎn)動(dòng)。光電傳感器的原理圖如圖3-4所示。圖3-4 光電傳感器的原理圖 綜合對(duì)比上述各種傳感器的特點(diǎn)知磁電式傳感器的可靠性穩(wěn)定性較好但對(duì)電磁波的抵抗能力偏差，光電式傳感器的動(dòng)態(tài)性好但容易受環(huán)境的因素出現(xiàn)誤差，霍爾傳感器的抗干擾能力強(qiáng)，結(jié)果精確且輸出信號(hào)穩(wěn)定。所以本設(shè)計(jì)采用霍爾式傳感器作為速度信號(hào)的檢測(cè)裝置 秦玉偉,張瑩. 磁阻式與霍爾式接近開(kāi)關(guān)性能比較J. 河南科學(xué),2011,05:595-597.。 方案

28、一：采用型號(hào)為A3144的霍爾片作為測(cè)速模塊的核心，當(dāng)其本身輸出的高電平時(shí)，它的幅值在單片機(jī)的檢測(cè)和承受范圍內(nèi)，可以直接連入單片機(jī)，省去比較放大電路，使整體的硬件電路變的簡(jiǎn)單，且該霍爾片具有體積小，安裝靈活的特點(diǎn)，再者從本設(shè)計(jì)的初衷考慮它也是一款性價(jià)比很高的產(chǎn)品，比較適合本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品理念。 方案二：采用型號(hào)為NJK-5002C的作為測(cè)速模塊的核心,該傳感器功能和用途和本身的體積大，電源電壓相對(duì)A3144來(lái)說(shuō)偏高。它的體積和價(jià)格都在A3144之上，本設(shè)計(jì)在功能要求方面A3144足以勝任。 因此選擇方案一。在此設(shè)計(jì)中，將傳感器安裝在前方右輪的變速器輸入軸端上，設(shè)計(jì)方案的具體圖如3-5所示。圖3-5

29、設(shè)計(jì)方案安裝圖3.3.2 單片機(jī)的選定 在基于單片機(jī)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì) 李哲英,駱麗. SOC與單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展J. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2001,02:9-12.中，單片機(jī)起到至關(guān)重要的作用 鄭曉霞. 基于AT89S51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)D.內(nèi)蒙古大學(xué),2009. 蔡川. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)J. 科技信息,2008,31:380-382.。開(kāi)發(fā)者想要實(shí)現(xiàn)的一切都是圍繞著單片機(jī)以單片機(jī)為核心進(jìn)行外部電路擴(kuò)展，根據(jù)開(kāi)發(fā)者需要的功能選擇合適的外部電路擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)功能的效益最大化為基礎(chǔ)，來(lái)設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的控制軟件，因此選擇合適的單片機(jī)型號(hào)才是一切功能設(shè)計(jì)開(kāi)展的前提。目前，隨著單片機(jī)市場(chǎng)

30、的發(fā)展，各種功能的單片機(jī)層出不窮，單片機(jī)的型號(hào)也是讓人眼花繚亂，如果沒(méi)有事先確定自己所需要的功能就很難在種類(lèi)繁多的單片機(jī)中找出適合自己用的單片機(jī)型號(hào)，所以開(kāi)發(fā)者要先根據(jù)自己的需要，確定單片機(jī)需要完成的功能有哪些，然后結(jié)合實(shí)際情況去選擇合適的單片機(jī)型號(hào)。單片機(jī)的系列有好多，也有好幾個(gè)公司在做單片機(jī)，例如傳統(tǒng)51系列的單片機(jī)功能不是很多，但因其上手快而且能完成一些基本的設(shè)計(jì)要求，所以市面上依舊有賣(mài)，但AD、EEPROM等功能要靠外部電路來(lái)擴(kuò)展,增加了硬件和軟件負(fù)擔(dān)。ATMEL公司的產(chǎn)品其定時(shí)器和串口有加強(qiáng)型的，功能更強(qiáng)大。STC 51系列：性價(jià)比高，在傳統(tǒng)的51基礎(chǔ)上又增加了些許功能，穩(wěn)定性和抗干

31、擾能力更強(qiáng)，且與傳統(tǒng)51的兼容。方案一： 采用型號(hào)為STC89C51的單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心處理器，具有在線系統(tǒng)可編程，程序的燒寫(xiě)更加容易，內(nèi)置SRAM、UART、SPI、AD、PWM等模塊，還自帶有2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，2個(gè)外部中斷接口。在功能方面STC89C51完全可以勝任本設(shè)計(jì)的要求，且此芯片本身穩(wěn)定性可靠性強(qiáng)性價(jià)比高的特點(diǎn)符合本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)初衷。方案二： 采用德州儀器（TI）在1996年成功打開(kāi)市場(chǎng)的一種型號(hào)為MSP430的16 位單片機(jī)，將多個(gè)不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器集成在一個(gè)芯片上，稱之為混合信號(hào)處理器它的功能強(qiáng)大且超低的功耗贏得了開(kāi)發(fā)者的一片好評(píng)，滿足了社會(huì)各方面的實(shí)際應(yīng)

32、用需求，不僅簡(jiǎn)化了硬件電路還讓單片機(jī)的集成化程度又高了一層次。 綜合比較雖然MSP430系列單片機(jī)的功能、速度功耗各方面都比51系列強(qiáng)大，但以本設(shè)計(jì)的初衷為前提的情況下，功能方面51完全可以勝任，比較而言51系列更具性價(jià)比，而且更容易開(kāi)發(fā)者的使用。STC89C51（實(shí)物圖3-6）主要的功能特性如表3-1。圖3-6 單片機(jī)引腳圖表3-1 主要的功能特性8k字節(jié)Flash512字節(jié)RAM32位I/O口線看門(mén)狗定時(shí)器內(nèi)置4KB EEPROMMAX810復(fù)位電路3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器4個(gè)外部中斷一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)全雙工串行口3.3.3 顯示方式的選定方案一：采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描,數(shù)碼管價(jià)格相

33、對(duì)便宜實(shí)用性好且亮度高，顯示少數(shù)數(shù)字時(shí)其電路連接簡(jiǎn)單易懂，每個(gè)數(shù)字的顯示強(qiáng)度高，當(dāng)顯示多個(gè)數(shù)字時(shí)電路連接和驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜且耗電流大，人眼連貫識(shí)別圖像的速度一定，數(shù)字的亮度受到影響，可能還會(huì)出現(xiàn)數(shù)字閃爍的現(xiàn)象。 方案二：采用LCD液晶顯示屏,液晶是一種高分子特殊有機(jī)物，它的呈現(xiàn)方式不同于常見(jiàn)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，它不但具有流動(dòng)特性，規(guī)則排列的分子特性同時(shí)還具有各向異性晶體的雙折射性，其特殊的特性廣泛應(yīng)用與顯示技術(shù)層面。液晶顯示器在我們生活中處處可見(jiàn)，例如：小型計(jì)算器、電子手表、家用電視電腦、大型設(shè)備的顯示屏等。液晶顯示屏功能強(qiáng)大，可顯示大量文字和圖形且清晰可見(jiàn),且硬件電路連接很方便,所以設(shè)計(jì)中采用了

34、LCD液晶顯示屏 李景濤,韓英. 基于SPMC75F2413A單片機(jī)控制LCD液晶顯示J. 儀表技術(shù),2010,03:42 -43+52. Song, Yongxian,Feng, Yuan,Ma, Juanli,Zhang, Xianjin. Design of LED Display Control System Based on AT89C52 Single Chip MicrocomputerJ. computer journal,2011,64.。如圖3-7。LCD1602液晶顯示屏的主要參數(shù)如下：（1）顯示容量:162個(gè)字符（2）工作電壓:4V55V5工作電流:2.0mA(5V0)

35、（3）模塊最佳工作電壓:5V0（4）字符尺寸:2.954.35(WH)mm圖3-7 LCD實(shí)物圖 LCD1602的的引腳功能圖如表4-2，1602的每個(gè)引腳的功能都是有特殊用處的，例如它的液晶調(diào)節(jié)端口，外部接一個(gè)滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器的兩端一個(gè)接地一個(gè)接5V的電源，液晶調(diào)節(jié)端的電壓隨著滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)，端口的電壓值也會(huì)隨著發(fā)生改變，隨之液晶顯示屏的亮度就會(huì)產(chǎn)生，可供使用者隨著當(dāng)前的光線的強(qiáng)度改變液晶顯示屏的亮度。剩余的引腳除了背景燈正端接口和背景燈負(fù)端接口之外其余引腳可以通過(guò)傳輸信號(hào)的組合可以實(shí)現(xiàn)不同的指令功能，例如清指令。表3-2 LCD的引腳圖 排號(hào)名稱定義排號(hào)名稱定義1Vss工作電壓負(fù)極

36、9D2數(shù)據(jù)端2Vcc工作電壓正極10D3數(shù)據(jù)端3VO液晶調(diào)節(jié)端11D4數(shù)據(jù)端4RS數(shù)據(jù)/命令端（H/L）12D5數(shù)據(jù)端5R/W讀/寫(xiě)端（H/L）13D6數(shù)據(jù)端6E使能信號(hào)端14D7數(shù)據(jù)端7D0數(shù)據(jù)端15Bla背景燈正端8D1數(shù)據(jù)端16Blk背景燈負(fù)端3.3.4 報(bào)警元件的選定方案一：采用蜂鳴器作為聲音報(bào)警和發(fā)光二極管作為光報(bào)警結(jié)合的方式進(jìn)行報(bào)警。該方案在硬件電路的搭建和在軟件編寫(xiě)方面都易操作且成本低。方案二：采用語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行聲光報(bào)警。該方案更具人性化、智能化，但是就論本設(shè)計(jì)的初衷而言，此方案的相對(duì)成本過(guò)高。因此選擇方案一。蜂鳴器分為有源蜂鳴器和無(wú)源蜂鳴器，這里的有源很容易被人們認(rèn)為是通電后

37、才能發(fā)出持續(xù)的滴滴聲，無(wú)源的就不需要通電自身就可以發(fā)出聲音。實(shí)際上這里的有源和無(wú)源用專業(yè)的話是指內(nèi)部是否有震蕩電路。有源蜂鳴器因?yàn)槠鋬?nèi)部多了震蕩電路所以在價(jià)格方面就要比無(wú)源蜂鳴器貴，但在程序控制方面就方便了許多。無(wú)源蜂鳴器因?yàn)槠潋?qū)動(dòng)方式的特性，可以通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)的方波頻率的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)聲音的多樣化，但在本次設(shè)計(jì)中只要求有聲音報(bào)警，不要求聲音多樣化而且采用無(wú)源蜂鳴器其驅(qū)動(dòng)電路就要另加，所以綜合考慮性價(jià)比采用有源蜂鳴器。3.4 硬件電路的設(shè)計(jì)3.4.1 單片機(jī)的最小系統(tǒng)（1） 時(shí)鐘電路單片機(jī)所有的工作都是以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)的前提下進(jìn)行的，時(shí)鐘信號(hào)給以參考標(biāo)準(zhǔn)，各功能部件對(duì)比時(shí)鐘信號(hào)有條不紊地運(yùn)行。此

38、外時(shí)鐘的頻率決定單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路直接影響穩(wěn)定性。單片機(jī)的時(shí)鐘電路分內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)方式。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。電路引腳XTAL1和XTAL2跨接一個(gè)石英晶鐘體和兩個(gè)微調(diào)電容內(nèi)部振蕩器就可以自激振蕩。電路中電容C1和C2大小影響自激振蕩器的穩(wěn)定性、快速性和頻率，所以電容一般選取30pf保證單片機(jī)穩(wěn)定工作。晶振頻率的大小影響單片機(jī)的運(yùn)行速度，運(yùn)行速度越高對(duì)存儲(chǔ)器和印制電路板的要求就越高，所以選振蕩頻率為12MHZ的石英晶體。電路圖如圖3-8。圖3-8 時(shí)鐘電路圖（2） 復(fù)位電路復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。本次設(shè)計(jì)的復(fù)位電路就綜合以上兩種方式的優(yōu)點(diǎn)，在開(kāi)始上電后供電端

39、給電容C充電，RST引腳會(huì)接收到一個(gè)時(shí)間很短的高電平信號(hào)，因?yàn)殡娙荼旧淼奶匦愿糁蓖ń?，供電端?duì)電容C的不斷充電，在此過(guò)程中短暫的高電平信號(hào)而逐漸回降。把按鈕并聯(lián)在電容兩端，當(dāng)程序跑飛或使用者需要時(shí)按鈕按下，RST引腳變成高電平實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位。電路圖如圖3-9。圖3-9 復(fù)位電路完整的STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖3-10所示。圖3-10 單片機(jī)最小系統(tǒng)3.4.2 霍爾電路的設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中通過(guò)采用方案一的霍爾傳感器進(jìn)行感應(yīng)磁輪轉(zhuǎn)動(dòng)的信息，由于霍爾傳感器輸出的信號(hào)接入單片機(jī)的外部中斷INT0供單片機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，整個(gè)測(cè)速過(guò)程的信號(hào)轉(zhuǎn)變?nèi)鐖D3-11所示。圖3-11 信號(hào)轉(zhuǎn)變圖霍爾元件的實(shí)際電路引

40、腳連接如圖3-12所示。圖3-12 霍爾元件引腳連接圖3.4.3 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)報(bào)警的電路設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單明了，采用磁式蜂鳴器和發(fā)光二極管進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)前車(chē)速超過(guò)預(yù)設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)的引腳P2.4輸出高電平使三極管導(dǎo)通，磁式蜂鳴器和二極管通電，磁式蜂鳴器振動(dòng)膜片振動(dòng)發(fā)聲同時(shí)二極管亮。如圖3-13所示。圖3-13 報(bào)警電路引腳圖3.4.4 按鍵電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中設(shè)置有按鍵電路，通過(guò)幾個(gè)獨(dú)立按鍵進(jìn)行報(bào)警速度上限值的設(shè)置。當(dāng)按鍵按下時(shí)，單片機(jī)引腳P33或P34變成低電平，單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的程序?qū)λ俣壬舷拗颠M(jìn)行設(shè)計(jì)。如圖3-14所示。圖3-14 按鍵電路3.4.5 顯示電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用LCD1602作為顯示器

41、，LCD1602與單片機(jī)的之間的硬件連接電路簡(jiǎn)單，且顯示對(duì)比度可通過(guò)滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)。RS是數(shù)據(jù)和指令引腳，RS為高電平和低電平時(shí)分別對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)寄存和指令寄存。本設(shè)計(jì)因?yàn)橹恍柘騆CD液晶顯示器寫(xiě)數(shù)據(jù)并不需要讀數(shù)據(jù)，所以直接把R/W引腳接地實(shí)現(xiàn)寫(xiě)信號(hào)功能即可，這樣就簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì)，節(jié)省成本。如圖3-15所示。圖3-15 LCD電路連接圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)對(duì)于要開(kāi)發(fā)一款實(shí)用性的產(chǎn)品，其程序設(shè)計(jì)的也是重要的一環(huán)，程序設(shè)計(jì)的優(yōu)化性好才能充分發(fā)揮硬件的能力，程序設(shè)計(jì)一般可以從以下幾方面加以考慮:(1)根據(jù)軟件功能要求將系統(tǒng)分成若干相對(duì)獨(dú)立的部分，設(shè)計(jì)出合理的總體結(jié)構(gòu)。(2)各程序?qū)嵭心K化、子程序化。既

42、便于調(diào)試、修改和移植。(3)應(yīng)在軟件程序編寫(xiě)前繪制出程序流程圖。程序流程圖決定這源程序的編輯和調(diào)試時(shí)間的長(zhǎng)短。(4)合理分配系統(tǒng)資源。 此次設(shè)計(jì)軟件部分模塊化設(shè)計(jì)，由主程序模塊、功能實(shí)現(xiàn)模塊和運(yùn)算控制模塊組成。主程序流程圖如圖4-1所示。圖4-1 主程序流程圖4.1 主程序的設(shè)計(jì) 一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)程序的編寫(xiě)離不開(kāi)各部分子程序的調(diào)用，各個(gè)子程序相互協(xié)助來(lái)系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)的主程序主要分為硬件電路的初始化和程序調(diào)用兩部分，合理的主程序的編寫(xiě)是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的一半，當(dāng)初始化完成后，定時(shí)器開(kāi)始工作，按鍵掃描程序開(kāi)始，INT0檢測(cè)外部中斷，當(dāng)中斷響應(yīng)計(jì)數(shù)加1，單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并在LCD1602上顯示速

43、度。按鍵按下時(shí)判斷鍵值，當(dāng)設(shè)置鍵按下開(kāi)始后續(xù)子程序的調(diào)用，循環(huán)掃描按鍵程序直到設(shè)置鍵按下，進(jìn)入上限速度設(shè)置子程序設(shè)置速度上限值，單片機(jī)判斷是否超速，如果超速就調(diào)用報(bào)警子程序進(jìn)行報(bào)警。/* * * * * * * * * * * * * * * 主函數(shù)* * * * * * * * * * * * * * */void main()init(); /單片機(jī)的初始化lcd_init(); /LCD1602液晶顯示屏的初始化while(1)display(); /顯示當(dāng)前車(chē)速display_shangxian();/顯示駕駛者自己設(shè)定的速度上限值key(); /檢測(cè)上限速度設(shè)置鍵按鍵是否按下alar

44、m(); /單片機(jī)執(zhí)行報(bào)警程序4.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)此次設(shè)計(jì)使用的是單片機(jī)的INT0中斷口和單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器同時(shí)工作。由霍爾傳感器檢測(cè)到的脈沖信號(hào)傳給單片機(jī)INT0口，下降沿觸發(fā)中斷響應(yīng)然后計(jì)數(shù)加一，定時(shí)器響應(yīng)中斷開(kāi)始定時(shí)，定時(shí)器采用方式1，方式1為16位的的工作方式，定時(shí)時(shí)間設(shè)定為1ms。當(dāng)中斷響應(yīng)10此時(shí)，計(jì)算當(dāng)前車(chē)速。/* * * * * * * * * * * * *中斷服務(wù)和定時(shí)函數(shù)* * * * * * * * * * * */void EXINT0() interrupt 0count+; /脈沖計(jì)數(shù)加1flag=1; /標(biāo)志位為1 n=0;if(count=10) RPM=

45、600000/m;/60*1000*10 RPM=個(gè)數(shù)*60*1 m=0; /00/m m單位為ms 所以乘以1000count=0; /脈沖計(jì)數(shù)清零void time0() interrupt 1 /定時(shí)器溢出中斷TH0=0xfc; /單片機(jī)定時(shí)器開(kāi)始，采用16位方式1定時(shí)TL0=0x18; / 定時(shí)1ms,1m后定時(shí)溢出，執(zhí)行定時(shí)中斷if(flag=1) 程序 n+; m+; if(n=6000) / 當(dāng)無(wú)速度時(shí)，6ms后LCD1602液晶顯示屏 RPM=0； /顯示速度為零 m=0;n=0;count=0; /計(jì)數(shù)脈沖清零flag=0; /標(biāo)志位清零 4.3 按鍵調(diào)速程序的設(shè)計(jì)按鍵輸入程

46、序包括按鍵掃描、按鍵去抖動(dòng)處理、判斷鍵值，調(diào)用相關(guān)程序，然后把更改過(guò)的速度上限值顯示在1602LCD顯示屏上。為了避免單片機(jī)對(duì)一次按鍵執(zhí)行多次，就必須按鍵消抖動(dòng)，常用的都是軟件延時(shí)程序去抖動(dòng)，編寫(xiě)簡(jiǎn)單且實(shí)用性強(qiáng)。/* * * * * * * * * * * * *按鍵輸入調(diào)速程序* * * * * * * * * * * * */void key() uint press_num; uchar p; if(add=0) /當(dāng)add按下時(shí) 速度加1 delay(20); if(add=0) while(!add) press_num+; /當(dāng)按下不松時(shí)，上限值一次加10 if(press_num

47、=20) /一直想上加，知道按鍵松開(kāi) press_num=0; while(!add) shangxian=shangxian+10; if(shangxian20000) /設(shè)置上限速度最高設(shè)定shangxian=0;/的最大值 display_shangxian(); /顯示上限速度 display(); delay(10); if(press_num!=0) press_num=0; /按鍵按下一次上限速度值加1 shangxian+; if(shangxian20000) shangxian=0; if(dec=0) /當(dāng)dec按下時(shí) 速度減1delay(20); if(dec=0)w

48、hile(!dec) press_num+; if(press_num=20) press_num=0; /當(dāng)按下不松時(shí)，上限值一次減10 while(!dec) shangxian=shangxian-10; if(shangxian0) /設(shè)置上限速度低于0時(shí)重新從最高開(kāi)始減 shangxian=20000; display_shangxian(); display(); delay(10); if(press_num!=0) /按鍵按下一次上限速度值減1 press_num=0; shangxian-; if(shangxian0) shangxian=20000; 4.4 顯示程序的設(shè)

49、計(jì) LCD1602的指令輸入共有11條，包括清屏指令、顯示開(kāi)光指令指令、光標(biāo)字符移動(dòng)指令、讀忙標(biāo)志的判斷指令、數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)指令指令等。在開(kāi)始任務(wù)前都要先執(zhí)行清屏指令，把之前的指令和數(shù)據(jù)全部擦除以便接下來(lái)的指令和數(shù)據(jù)的寫(xiě)入，寫(xiě)指令先控制寫(xiě)入的字符或數(shù)字在LCD1602液晶顯示屏中顯示的位置，然后在由數(shù)據(jù)指令寫(xiě)入數(shù)據(jù)。液晶顯示在顯示速度方面有時(shí)并不能及時(shí)跟上單片機(jī)的指令的輸入，導(dǎo)致某些指令再輸入時(shí)失效，所以在指令的執(zhí)行前都應(yīng)該先檢查液晶顯示器是否處于忙碌狀態(tài)，如果處于忙碌狀態(tài)就等待直到不忙再執(zhí)行指令。/* * * * * * * * * * * * *LCD1602顯示函數(shù)* * * * * * *

50、 * * * * * */uchar code tab1h= VH: r/min ; /一行顯示的固定字符uchar code tab2h= RV: r/min ; /轉(zhuǎn)速顯示的固定字符void write_1602comzl(uchar com)rs=0; /數(shù)據(jù)/指令引腳的電平設(shè)為低電平P0=com; delay(5);en=1; delay(5);en=0; /下降沿產(chǎn)生時(shí)執(zhí)行命令void write_1602datsj(uchar dat)rs=1; /數(shù)據(jù)/指令引腳的電平設(shè)為高電平P0=dat; delay(5);en=1; delay(5);en=0; void lcd_init() uchar a;write_1602comzl(0x38);write_1602comzl(0x0c);write_1602comzl(0