基于單片機的車速報警器設(shè)計--課程設(shè)計-文庫吧
2025-05-14 09:21 本頁面
【正文】 超過最大速度Vm時，聲光報警電路發(fā)出報警，按鍵設(shè)定用來設(shè)定報警速度（最大速度Vm）。系統(tǒng)的硬件電路簡圖如圖12所示。圖12 系統(tǒng)硬件電路圖方案一和方案二比較，方案一采用8155芯片使用單片機引腳較多，采用鍵盤電路較復(fù)雜，而且只能顯示當(dāng)前速度，駕駛員對速度上限透明度不高，總體電路較復(fù)雜；方案二采用的MAX7219是一個高集成化的串行輸入/輸出的共陰極LED驅(qū)動顯示器，每片可驅(qū)動8位7段加小數(shù)點的共陰極數(shù)碼管，可以數(shù)片級聯(lián)，而與微處理器的連接只需3根線，且速度設(shè)定只需通過幾個按鈕實現(xiàn)即可，并且可以實時實現(xiàn)速度上限的增減，因而硬件電路簡單，人眼視覺效果好，可以方便的為駕駛員提供信息，易于實現(xiàn)維護，且MAX7219內(nèi)部設(shè)有掃描電路，除了更新顯示數(shù)據(jù)時從單片機接收數(shù)據(jù)外，平時獨立工作，極大地節(jié)省了MCU有限的運行時間和程序資源。對于本課題所研制的車速報警系統(tǒng)而言，其基本出發(fā)點就是利用現(xiàn)有工藝條件，采用現(xiàn)代計算機軟件處理技術(shù)，提高系統(tǒng)的精度等級和工作的穩(wěn)定性，拓展其功能，并賦予其智能化特征，使報警器不僅能夠及時準(zhǔn)確地顯示車輛的當(dāng)前速度信息，同時盡可能地減少不必要的人工操作，使報警能隨時隨地不間斷進行并保證報警的工作效率。有鑒于此，同時根據(jù)系統(tǒng)的要求，確定系統(tǒng)總設(shè)計方案如圖所示：霍爾傳感器LED數(shù)碼管聲光報警電路MSC51 單片機按鍵操作機車車輪MAX7219芯片報警燈節(jié)氣門開度圖14 車速報警系統(tǒng)總體設(shè)計方案圖第二章 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計硬件設(shè)計該系統(tǒng)硬件主要包括以下四大模塊：8051單片機主拄模塊、傳感器模塊、報警模塊和顯示模塊等。其中8051主要完成外圍硬件的控制以及一些運箅功能：傳感器完成信號的采樣功能；報警模塊豐要負(fù)責(zé)聲音報警和燈光報警：顯示模塊完成字符、數(shù)字的顯示功能。本系統(tǒng)采用MCS一51系列的8051單片機作為控制核心。8051抗干擾性好，適用于惡劣環(huán)境的場合。8051 CPU的工作頻率采用12MHZ，方便系統(tǒng)對速度傳感器的計數(shù)脈沖進行快速的處理。805l的輸入，輸出引腳具有32根I／O口線。可以連接存儲器、LED顯示器、速度傳感器等各種外部器件。8051具有低功耗和低電壓工作模式的特點，可以利用電池對系統(tǒng)供電。但8051內(nèi)部只有256B的數(shù)據(jù)存儲器，系統(tǒng)可以外接RAM芯片以滿足系統(tǒng)的需求。8051最小應(yīng)用系統(tǒng)如下圖21 8051最小應(yīng)用系統(tǒng)速度傳感器是車輛傳感器中的易損器件．所以該系統(tǒng)對測速傳感器進行了改進，使它具有靈敏度高、價格低廉、不易損壞等優(yōu)點。測速傳感器由霍爾開關(guān)、磁鐵組成．其工作原理足將霍爾開關(guān)和磁鐵分別安裝在車架、車輪的適當(dāng)位置，車輛行駛時，在磁鐵的作用下，霍爾開關(guān)產(chǎn)生的開關(guān)信號輸人到單片機的計數(shù)器T1引腳．．805l的定時器0定時 段時間后。提取Tl中的脈沖個數(shù)．就可計算出車輛的行駛的瞬時速度?；魻杺鞲衅鞯耐庑螆D和與磁場的作用關(guān)系如下圖所示。磁鋼用來提供霍爾能感應(yīng)的磁場，當(dāng)霍爾元件以切割磁力線的方式相對磁鋼運動時在霍爾輸出端口就會有電壓輸出，所以霍爾傳感器和磁鋼需要配對使用?；魻杺鞲衅鳈z測轉(zhuǎn)速示意圖如下。在非磁材料的圓盤邊上粘貼一塊磁鋼，霍爾傳感器固定在圓盤外緣附近。圓盤每轉(zhuǎn)動一圈，霍爾傳感器便輸出一個脈沖。通過單片機測量產(chǎn)生脈沖的頻率，就可以得出圓盤的轉(zhuǎn)速。同樣道理，根據(jù)圓盤(車輪)的轉(zhuǎn)速，再結(jié)合圓盤的周長就可以計算出物體的位移。 報警電路的設(shè)計報警模塊豐要負(fù)責(zé)聲音報警和燈光報警，報警電路均比較簡單，聲音報警由單片機引腳接上拉電阻，晶體管及揚聲器構(gòu)成，燈光報警由兩個發(fā)光二極管構(gòu)成，電路設(shè)計簡圖如下圖圖22 聲光式報警電路 顯示電路由MAX7219芯片完成，MAX7219是一種高集成化的串行輸入/輸出的共陰極LED顯示驅(qū)動器。每片可驅(qū)動8位7段加小數(shù)點的共陰極數(shù)碼管。SEGA~SEGG（圖中為A到G）為LED七段顯示器段驅(qū)動端，SEGDP為小數(shù)點驅(qū)動端；（SEGA~SEGG，DP 驅(qū)動顯示器7段及小數(shù)點的輸出電流，一般為40 mA左右，可軟件調(diào)整，關(guān)閉狀態(tài)時，接入GND。）DIG7~DIG0：8位數(shù)值驅(qū)動線。輸出位選信號，從每個LED公共陰極吸入電流，吸收顯示器共陰極電流的位驅(qū)動線。其最大值可達500 mA，關(guān)閉狀態(tài)時，輸出＋VCC。MAX7219與LED數(shù)碼管連接如下圖圖23 MAX7219與LED數(shù)碼管連接電路圖按鍵電路由四個開關(guān)加
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