汽车电子超速报警系统

目录1 绪论22 系统方案设计及工作原理32.1 系统方案设计 2.2 工作原理 2.2.1 MCS-512.2.2 lcd 3 硬件设计3.1 protues仿真图3.1.1 protues原理图 3.1.2 protuesPCB图4 软件设计4.1 软件流程图 4.1.1 主程序4.1.2 自检程序4.1.3 正常（中断）程序4.2 程序清单 5 调试结束5.1 自检模式 5.2 正常模式 5.3 超速模式 6 结论7 参考文献8 附录 21 绪论随着汽车工业的不断进步,行驶在道路上的车辆越来越多,交通事故发生的频率也不断增加。众所周知，交通事故的发生大部分是由驾驶员的超速驾驶造成的。为提高汽车运行的安全性，减少交通事故的发生，本文讲述了一个由单片机控制的车速报警系统。本文从驾驶员的角度出发，设计了一个检测车辆超速的报警系统。该报警系统允许驾驶员通过自带键盘设置车辆安全行驶的最高速度，在车辆行驶过程中，该系统通过速度传感器时刻监测机动车辆，并通过 LED显示车辆的实际车速和用户设置的安全参数。当车辆速度超过驾驶员设置的最高速度时，蜂鸣器开始报警，警告灯不断闪烁，提醒驾驶员减速1。此设计利用 8051单片机对机动车超速行驶情况进行蜂鸣报警和灯光报警的。该系统结构简单，可靠性高，操作方便，可广泛应用于摩托车、汽车等机动车辆。该设计详细介绍了系统的总体设计方案，给出了界面模块与 8051接口电路，系统硬件电路及外围设计电路，最后介绍了软件设计方法的程序流程图。32 系统方案设计及工作原理2.1 系统方案设计为了获得较高的性能价格比，设计时不应盲目追求复杂高级的方案。在满足性能指标的前提下，应尽可能采用简单的方案，因为方案简单意味着所用的元器件少，可靠性高，而且比较经济。在车速报警系统的硬件和软件设计时，应当考虑操作方便，尽量降低对操作人员的专业知识的要求，以便产品的推广应用。系统的输入输出方式、操作程序应尽量简单明了，无须专门训练就能掌握其使用方法。系统方案方框图在 protues中用方波发生器代替传感器，将输入的一定值的脉冲转换为对应的速度值，并在 lcd上显示出来。脉冲与速度的换算关系由程序决定。程序设定，一秒时间内由计数器记到的脉冲个数 v=f，v 是汽车当前速度值，单位是 km/h，f 是方波信号的频率，单位为 kHz2。当速度在设置的正常速度范围内，在 lcd上显示当前速度值，并显示正常状态“Normal” ；当速度超过预定的值时，在 lcd上显示当前速度值，并显示超速状态“Speeding”由蜂鸣器长鸣发出提示声，红 LED灯闪烁提示超速。42.2 工作原理2.2.1 MCS-518051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线 。2.2.2 LCDLCD 的横截面好像是很多层三明治叠在一起。每面最外一层是透明的玻璃基体，玻璃基体中间就是薄膜电晶体。颜色过滤器和液晶层可以显示出红、蓝和绿三种最基本的颜色。通常，LCD 后面都有照明灯以显示画面。一般只要电流不变动，液晶都在非结晶状态。这时液晶允许任何光线通过。液晶层受到电压变化的影响后，液晶只允许一定数量的光线通过。光线的反射角度按照液晶控制。当液晶的供应电压变动时，液晶就会产生变形，因而光线的折射角度就会不同，从而产生色彩的变化。一个完整的 TFT 显示屏由很多像素构成，每个像素象一个可以开关的晶体管。这样就可以控制 TFT 显示屏的分辨率。如果一台 LCD的分辨率可以达到 1024 x 768 像素 (SVGA)，它就有那么多像素可以显示。 53 硬件设计3.1 protues 仿真图3.1.1 protues 原理图63.1.2 PCB 图74 软件设计4.1 程序流程图4.1.1 主程序4.1.2 自检程序84.1.3 正常（中断）程序4.2 程序清单程序清单见附录95 调试结束5.1 自检模式上电运行，自检模式开始，红 LED灯和绿 LED灯都亮，蜂鸣器长响，LCD 显示欢迎界面“Lifes precious!”和“*Safe Driving!*”，4.5 秒后，自检模式完成，红LED灯和绿 LED灯都灭，蜂鸣器灭，LCD 不显示，再过 3.5秒，系统开始正常工作。自检模式105.2 正常模式以方波信号产生的脉冲数模拟车速，当车速不高于 120Km/h，系统处于正常模式，绿 LED灯长亮，红 LED灯灭，蜂鸣器不响，LCD 显示当前速度“Speed:112.5km/h”并显示当前状态是正常状态“Status:Normal” 。正常速度115.3 超速模式方波的频率增加，模拟的车速增加，当车速超过 120km/h时，系统工作于超速模式，绿 LED灯灭，蜂鸣器长响报警，红 LED灯不断闪烁，红 LED灯亮时，LCD 显示当前速度“Speed:124.7km/h” ，并显示当前状态是超速状态“Status:Speeding!” ；红 LED灯灭时，LCD 显示当前速度“138.2 km/h”，并显示警告信息“ WARNING! ”。汽车超速行驶，系统通过红 LED灯闪烁，扬声器长鸣报警，提醒司机减速行驶，注意安全。超速状况12警告136 结论系统上电后进行自检，自检模式完成后，系统开始正常工作。车速不高于设定的最高车速时，系统工作于正常模式，显示当前车速；当车速高于设定的最高车速时，汽车工作于超速模式，红 LED灯闪烁，蜂鸣器长鸣，起到报警的作用，提醒司机减速行驶。该系统起到了显示当前车速，超速报警的功能，是一个成功的设计。147 参考文献1周旭艳.彭宣戈.朱兵.8051 在车辆超速报警系统中的应用.井冈山学院学报. 2006.(02)2吴有林.安玉.熊飞桥.吴先绪.智能化汽车速度控制报警系统的设计. 重庆大学学报(自然科学版). 2005年.(12).部分内容来源于互联网158 附录程序清单：/*/文件名:qichedianzi.c/作者:Evens/日期:2011-6-21/文件描述:模拟汽车测速MCU:使用 AT89C52单片机,12MHz*/*相关定义和声明*/#include /调用头文件（单片机内部的寄存器定义）/*本段为硬件 I/O口定义*/sbit LCD_RS = P1 0;sbit LCD_RW = P1 1; sbit LCD_E = P1 2;#define LCD_DATA P2 /LCD DATA#define LCD_BUSY 0x80 / 用于检测 LCD的 BUSY标识（本程序中用的延时，未检测）16#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/全局变量声明uint speed;uchar test=1; /自检模式uchar normal=0; /正常模式uchar nor_speed; /不超速uchar exc_speed; /超速uchar cnt_ovtime;/单位时间内计数器溢出次数/uint data dis5=0x00,0x00,0x00,0x00,0x00; /存放速度个,十,百,还有小数点后一位,还有个中间变量/函数声明void lcd_init(void);void display_string(uchar x,uchar y,uchar *s);void disp_selec(uchar bit_selec,uchar seg); void init_timer0(); /初始化计数器 T0void init_timer1(); /初始化定时器 T1/*定义声明结束*/17/*相关函数*/*函数名:delay_ms*输入:无*输出:无*描述:1ms 延时,使用 12MHz晶体/*/void delay_ms(uint i)uint j;while(i-)for(j = 0; j =1200) /判断是否超速exc_speed=1; /速度大于 120,标志为超速nor_speed=0;elsenor_speed=1;exc_speed=0;20TH1=TL1=0x00; /THx清 0counter=0; /中断次数清 0cnt_ovtime=0; void it_timer1() interrupt 3 / 中断地址 0x001b TF1 = 0; /定时器 T1用于单位时间内收到的脉冲数cnt_ovtime+; /*定时计数器设置结束*/*LCD1602驱动程序*/* 函数名称: WriteDataLcd* 入口参数：wdata（unsigned char 型）* 出口参数：无* 功能描述: 写数据到 LCD*/void WriteDataLcd(uchar wdata)LCD_DATA=wdata;LCD_RS=1;LCD_RW=0;21LCD_E=0;dellay(100); /短暂延时，代替检测忙状态LCD_E=1;/* 函数名称: WriteCommandLcd* 入口参数：wdata（unsigned char 型）* 出口参数：无* 功能描述: 写命令到 LCD*/void WriteCommandLcd(uchar wdata)LCD_DATA=wdata;LCD_RS=0;LCD_RW=0;LCD_E=0;dellay(100); /短暂延时，代替检测忙状态LCD_E=1;/LCD初始化void lcd_init(void)LCD_DATA=0;WriteCommandLcd(0x38);dellay(1000);22WriteCommandLcd(0x38); /显示模式设置WriteCommandLcd(0x08); /关闭显示WriteCommandLcd(0x01); /显示清屏WriteCommandLcd(0x06); /显示光标移动设置WriteCommandLcd(0x0c); /显示开及光标移动设置/* 函数名称: display_xy* 入口参数：x（unsigned char 型）,y（unsigned char 型）* 出口参数：无* 功能描述: 设置光标位置， x 是列号，y 是行号*/void display_xy(uchar x,uchar y) if(y=1)x+=0x40;x+=0x80;WriteCommandLcd(x);/* 函数名称: display_char* 入口参数：x(unsigned char 型),y(unsigned char 型)，dat(unsigned char 型)* 出口参数：无* 功能描述: 在具体位置显示单个字符，x 是列号，y 是行号*/23void display_char(uchar x,uchar y,uchar dat)display_xy(x,y);WriteDataLcd(dat);/* 函数名称: display_string* 入口参数：x(unsigned char 型),y(unsigned char 型)，s(指针型)* 出口参数：无* 功能描述: 在具体位置显示字符串，以/0 结束，x 是列号，y 是行号*/void display_string(uchar x,uchar y,uchar *s)display_xy(x,y);while(*s)WriteDataLcd(*s);s+;/*LCD1602程序结束*/*主程序*/24void main() lcd_init(); /初始化 LCDinit_timer0();/初始化定时器,计数器init_timer1();if(test) /检试模式P3 |=0x07; /绿灯亮,红灯亮,蜂鸣器响display_string(0,0,“ Lifes precious! “); display_string(0,1,“ *Safe Driving!* “);delay_ms(2000); /延时P3 /绿灯灭,红灯灭,蜂鸣器灭lcd_init(); /初始化 LCDtest=0;normal=1;delay_ms(2000);if(normal) /正常模式while(1)if(nor_speed) /不超速P3 |=0x01; /绿灯亮P3 /红灯灭,蜂鸣器灭display_string(0,0,“Speed:“);dis3=speed/1000; /百位dis4=speed%1000;25dis2=dis4/100; /十位dis4=dis4%100;dis1=dis4/10; /个位dis0=dis4%10; /小数点后一位if(dis3!=0) /如果百位为 0,屏蔽display_char(6,0,dis3+0x30);elsedisplay_char(6,0,0xA0);display_char(7,0,dis2+0x30);display_char(8,0,dis1+0x30);display_char(10,0,dis0+0x30);display_string(9,0,“.“); /显示小数点display_