【正文】 14 屆 分 類 號(hào) : 單位代碼 :10452 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 超速報(bào)警器 的設(shè)計(jì) 姓 名 ** 學(xué) 號(hào) 202108130101 年 級(jí) 2021 專 業(yè) 電子信息科學(xué)與技術(shù) 系 （院） 理學(xué)院 指導(dǎo)教師 2021 年 3 月 19 日臨沂 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 摘 要 超速報(bào)警器的設(shè)計(jì)從硬件和軟件方面闡述了單片機(jī)在汽車超速報(bào)警上的應(yīng)用， 該報(bào)警系統(tǒng)允許駕駛員通過自帶 鍵盤 設(shè)置 車輛 安全行駛的最高速度 ，當(dāng)發(fā)現(xiàn)車輛速度超過駕駛員設(shè)置的最高值時(shí)，蜂鳴器開始報(bào)警，提醒駕駛員減速，在一定程度上有效解決汽車超速駕駛的問題。 文章介紹了霍爾傳感器的工作原理，闡述了霍 爾傳感器測(cè)速系統(tǒng)的工作過程，利用脈沖計(jì)數(shù)法實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)速的測(cè)量，通過 LCD 直觀地顯示 汽車的速度 值。 結(jié)合硬件電路設(shè)計(jì)，采用模塊化方法進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì) ,編制了 電機(jī) 轉(zhuǎn)速 測(cè)量 模塊、報(bào)警模塊、顯示模塊等的 C51 程序，并通過PROTEUSE 軟件進(jìn)行了仿真。 關(guān)鍵詞 ： 轉(zhuǎn)速測(cè)量， 霍爾傳感器， LED1602,單片機(jī) 臨沂 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） ABSTRACT Overspeed alarm design from hardware and software aspects of the SCM in vehicle overspeed alarm on the application。 The alarm system allows the driver to set the maximum speed of this vehicle safe driving when the vehicle is in running state use keyboard. When the vehicle speed exceeds the highest value set by the driver, the buzzer alarm to alert the driver to slow to achieve the purpose of proactive. To some extent it effectively solve the car speeding problem The working principle of the Hall sensor was introduced in this paper. The working process was described. It is used pulsecounting method to achieve the measurement of speed, and to display vehicle speed values through an intuitive LCD. Combination of hardware circuit design, software were designed by a modular approach using C51 program, such as the motor speed measurement module, alarm module, display module etc. All these programs were simulated through PROTEUSE. Key words: rotate speed measurement； Hall sensor； LED1602； Single chip microputer 臨沂 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 目 錄 1引言 ........................................................ 1 課題產(chǎn)生原因 .................................................. 1 課題的發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................ 2 汽車超速報(bào)警器的未來前景 ...................................... 3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 .............................................. 3 2元件選定 .................................................... 4 霍爾測(cè)速模塊論證與選擇 ........................................ 4 單片 機(jī)模塊論證與選擇 .......................................... 4 顯示模塊論證與選擇 ............................................ 5 報(bào)警模塊論證與選擇 ............................................ 5 3 車速的測(cè)量原理及實(shí)現(xiàn)方法 ..................................... 5 轉(zhuǎn)速測(cè)量方法 .................................................. 5 傳感器及其測(cè)速原理 ............................................ 6 速度的實(shí)現(xiàn) ................................................... 10 4 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) ............................................. 11 光電耦合單元 ................................................. 13 報(bào)警單元 ..................................................... 14 按鍵電路 ..................................................... 15 最小系統(tǒng) ..................................................... 16 1602 顯示器電路 .............................................. 17 5 軟件設(shè)計(jì) ................................................... 19 程序設(shè)計(jì)步驟 ................................................. 19 軟件程序設(shè)計(jì) ................................................. 20 6系統(tǒng)仿真調(diào)試 ................................................ 25 應(yīng)用 KEIL軟件進(jìn)行程序調(diào)試 ..................................... 25 PROTEUS仿真 ................................................... 25 仿真實(shí)例 ..................................................... 26 臨沂 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 附 錄 ...................................................... 30 參 考 文 獻(xiàn) .................................................. 35 致 謝 ...................................................... 36 臨沂 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 1 1 引言 課題產(chǎn)生原因 超速行駛是指在一定道路上行駛的汽車，超過了該段道路所規(guī)定的行駛速度。《道路交通安全法實(shí)施條例》第四十五條規(guī)定：機(jī)動(dòng)車在道路上行駛不得超過限速標(biāo)志、標(biāo)線標(biāo)明的速度。在沒有限速標(biāo)志、標(biāo)線的道路上，機(jī)動(dòng)車不得超過下列最高行駛速度：沒有道路中心線的道路，城市道路為 30 km／ h，公路為 40 km／ h，同方向只有一條機(jī)動(dòng)車道的道路，城市道路為 50 km／ h，公路為 70 km/h。限速是為了行駛安全，而汽車在設(shè)計(jì)時(shí)都定有最高時(shí)速，以至于兩者出現(xiàn)較大的差距，令駕駛員稍不留意就要超速 [1]。 那么公路車速到底對(duì)交通事故的影響是什么呢？ （ 1） 駕駛員在道路上行駛時(shí)，必須時(shí)刻獲得周圍環(huán)境的信 息進(jìn)行判斷，決定自己的操作行為，這些過程都需要一定的時(shí)間。但是，當(dāng)隨著車速的提高，駕駛員觀察和判斷的時(shí)間必然減少、反應(yīng)也會(huì)時(shí)間減少，導(dǎo)致做出錯(cuò)誤決定的可能性就會(huì)相應(yīng)增加，從而使交通事故發(fā)生的可能性變大。 而且 車速的提高會(huì)減少駕駛員采取避讓措施的時(shí)間和距離，汽車發(fā)生碰撞時(shí)的速度也比初始速度高。 (2)駕駛員對(duì)事物判斷的準(zhǔn)確性主要取決于兩個(gè)方面：一是事物對(duì)駕駛員的刺激強(qiáng)度，強(qiáng)度越大，判斷的準(zhǔn)確性越高；二是單位時(shí)間內(nèi)對(duì)駕駛員刺激的信息量的多少，信息量越少，判斷的準(zhǔn)確性越高。超速行車時(shí)，刺激物一晃而過，刺激強(qiáng)度很小，而 單位時(shí)間內(nèi)對(duì)駕駛員刺激的信息量卻增大，因而嚴(yán)重地影響了駕駛員對(duì)車外事物判斷的準(zhǔn)確性，極易導(dǎo)致事故的發(fā)生。 （ 3）我們都有這樣的感覺，如果乘坐汽車，會(huì)感覺到車外的自行車速度很慢；如果乘飛機(jī)，會(huì)感覺到地面上行駛著的汽車像處于靜止?fàn)顟B(tài)一樣。這就是所謂運(yùn)動(dòng)物體對(duì)速度的遲鈍感。它包含兩個(gè)方面，一方面常常低估自己本身的速度，另一方面常常低估比自己速度慢的其他物體的速度。駕駛員超速行車時(shí)，必然會(huì)低估其他交通參與者的速度，當(dāng)遇到異常情況時(shí)，就會(huì)失去采取有效措施的時(shí)機(jī)而導(dǎo)致事故的發(fā)生。 可見，隨著車速的提高 ,事故率和事故的嚴(yán)重 性都會(huì)提高。盡管汽車都安裝了速度表盤，司機(jī)可以通過速度表知道當(dāng)前汽車的速度，但是汽車的駕駛有時(shí)候是一個(gè)長時(shí)間、長路途的工作，很長時(shí)間的連續(xù)駕駛可能會(huì)使司機(jī)因疲倦而麻痹超速問題。為了在超速時(shí)提醒和警示司機(jī)，進(jìn)一步保證行車安全，避免因超速問題帶來的交通安全事故的發(fā)生，還需要給汽車安裝上 汽車速度顯示及超速報(bào)警臨沂 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 2 器 。 因此本設(shè)計(jì)就是使駕駛員起到重視速度問題，并且及時(shí)監(jiān)督提醒作用駕駛員不要超速。 由此，我覺得開發(fā)一個(gè)超速報(bào)警系統(tǒng)是很有必要的，對(duì)于駕駛員及其家人的生命財(cái)產(chǎn)安全有重大意義，可以降低交通事故發(fā)生率。課題：汽車超 速報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，正是在此背景下提出的，故而有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 目前市面上最流行的報(bào)警方式：車載 GPS系統(tǒng) ，能夠提供車輛的定位信息，車速信息等，但價(jià)格昂貴。鑒于此原因， 本設(shè)計(jì)將汽車超速報(bào)警器與單片機(jī)的知識(shí)聯(lián)系在一起，使得器件操作更簡單，成本更低廉，更能被廣大消費(fèi)者所接受。 課題的發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)在國內(nèi)外的汽車超速報(bào)警器發(fā)展很快 ,新技術(shù)層出不窮。據(jù)了解中國的智能測(cè)速儀現(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)有飛躍式的發(fā)展。即單純利用傳感器和單片機(jī)做出的單功能汽車超速報(bào)警器逐漸發(fā)展到完善多方面需求的多功能汽車超速報(bào)警器。例如廣東的： SP01A 型報(bào)警器。即可以實(shí)現(xiàn)多種實(shí)用功能功能 :高亮 LED 顯示、具有兩級(jí)速度報(bào)警、一級(jí)警燈提示、二級(jí)喇叭警告。（一級(jí)跟二級(jí)速度可任意設(shè)計(jì)）可按客戶要求做成斷油（斷電功能）。限速功能型號(hào)可以強(qiáng)制車輛減速或者設(shè)定為車輛熄火 .遙控解鎖功能 .只有授權(quán)人員才能解除報(bào)警 . SP02A 型報(bào)警器，可實(shí)現(xiàn)功能：大屏幕液晶數(shù)據(jù)顯示 ,車輛超出設(shè)定的一級(jí)速度警燈提示，超出二級(jí)速度時(shí)喇叭警告 .同時(shí)還具備記錄跟防剪功能 .方便管理查尋。 SP03A 型報(bào)警器，可實(shí)現(xiàn)功能：具備刷卡及四個(gè)權(quán)限設(shè)置，到期保養(yǎng)設(shè)置；大屏幕液晶數(shù)據(jù)顯示 ,車輛超出設(shè) 定的一級(jí)速度警燈提示，超出二級(jí)速度時(shí)喇叭警告 .同時(shí)還具備記錄跟防剪功能 .方便管理查尋。 隨著科技的發(fā)展和市場(chǎng)的需求，超速報(bào)警器又邁向了一個(gè)新的臺(tái)階，從用傳感器測(cè)量車速，逐漸已經(jīng)過度到利用 GPS 技術(shù)對(duì)車速進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 GPS車載監(jiān)控終端以前在國內(nèi)主要應(yīng)用于鐵路 ,空運(yùn)及海運(yùn)領(lǐng)域 .隨著 GPS 全球定位體統(tǒng)技術(shù)日臻成熟 ,開始轉(zhuǎn)向公路運(yùn)輸領(lǐng)域 ,在南方各大城市發(fā)展迅速 ， GPS車載監(jiān)控 終端開始出現(xiàn) ,市場(chǎng)前景看好 。 GPS 車載監(jiān)控終端 在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，可實(shí)現(xiàn)如下 基本功能： GPS 實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星定位后，以 GPRS 將監(jiān)控目標(biāo)的經(jīng)緯度、 速度、方位、海拔高度數(shù)據(jù)經(jīng)由終端單片機(jī)進(jìn)行解析處理后由 GPRS 模塊發(fā)回中心服務(wù)器，