【正文】 1 1 前言 汽車超速報警系統(tǒng)研究目的及背景 在當(dāng)今時代里，汽車時最普遍的交通運輸工具，隨著汽車工業(yè)和告訴公路建設(shè)的發(fā)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)濟損失巨大。針對這種狀況，開發(fā)超速報警器顯得尤為重要。在 1996 年，國內(nèi)已經(jīng)結(jié)合設(shè)計車速和道路平縱線形等條件之間的關(guān)系，闡述了高等級公路限速標(biāo)志的設(shè)計原則，并對高等級公路分車型限速標(biāo)志的設(shè)置提出了建議。毛建民等人通過分析超速行駛及限速對交通安全的影響，認(rèn)為進行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。早在 20 世紀(jì) 60 年代，西方發(fā)達國家 就開始對超速行駛進行研究 。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。 同時，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，營造更和諧的交通環(huán)境。當(dāng)超過所設(shè)定速度的最高值時，及時播放語音提示，提醒司機。其它兩種限速裝置是可以直接對汽車的部分功能及行駛進行調(diào)整的裝置，其它兩種分別是限速器和調(diào)速器。 我們本著主動性的思路，在汽車內(nèi)安裝速度傳感器時刻監(jiān)測機動車輛，并通過LCD 顯示車輛的實際車速和用戶設(shè)置的安全參數(shù)。 錯誤 !使用“開始”選項卡將 標(biāo)題 1,章標(biāo)題 (有序號 ) 應(yīng)用于要在此處顯示的文字。 （ 2）經(jīng)濟性要求。所謂可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件和時間內(nèi)完成功能的概率表示外，還可以用平均無故障時間或平均壽命來表示。傳感器將車速轉(zhuǎn)化為脈沖信號，傳入單片機，單片機將輸入的一定值的脈沖信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的速度值。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。線速度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單可靠，不用外加電源穩(wěn)壓器，頻率響應(yīng)好，輸出靈敏度高，測量范圍大，抗干擾力強等優(yōu)點。 常用的轉(zhuǎn)速傳感器有光電式、電容式、變磁阻式等。測速機要求輸出電壓與轉(zhuǎn)速間保持線性關(guān)系，并要求輸出電壓陡度大，時間及溫度穩(wěn)定性好。 汽車測速傳感器的工作原理 磁電 式 傳感器有時也稱作感應(yīng)式傳感器，也稱電動式傳感器。其運動部件可以使線圈（動圈式），也可以是磁鐵（動鐵式），動圈式和動鐵式的工作原理都是完全相同的。 5 式中， N表示線圈在工 作磁場中的匝數(shù)； L表示每匝線圈的平均長度； B表示線圈所在磁場的磁感應(yīng)強度； S表示每匝線圈的平均截面積。 變磁通式又稱（變）磁阻式或變氣隙式，常用來測量旋轉(zhuǎn)物體的角速度。舌簧開關(guān)管安裝在靠近塑料環(huán)的變速器殼體上，它是在一個玻璃管內(nèi)裝有 2 個細(xì)長的觸頭構(gòu)成的開關(guān)元件，其觸頭由磁性材料制成。據(jù)此可計算出輪胎直徑 D= 2+14 = 根據(jù)汽車的速度，可計算車輪在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)： n=V/πD。 MCS51 系列單片機是美國Intel 公司于 1980 年推出的一種 8 位單片機系列。 8051 的輸入，輸出引腳具有 32 根 I/O 線。 12345678RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40 圖 33 8051 單片機引腳圖 8051 單片機引腳說明： VCC：供電電壓。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 7 P1 口： P1 口是一個內(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。并因此作為輸入時， P2 口的管教被外部拉低，將輸出電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如表 31 所示： 表 31 單片機各管腳功能 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1 (外部中斷 1) T0 (計時器 0外部輸入 ) T1（計時器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。另外，該引腳被略微拉高。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。記 數(shù)滿后與單片機內(nèi)部設(shè)定值相比較。三端穩(wěn)壓器由啟動電路、基準(zhǔn)電壓電路、采樣比較放大電路、調(diào)整電路和保護電路等部分組成。 光電耦合器單元 光電耦合器是以光為媒介，傳輸信號的一種電 光 電轉(zhuǎn)換期間，由發(fā)光源和受光器組成，如圖 36 所示。 錯誤 !使用“開始”選項卡將 標(biāo)題 1,章標(biāo)題 (有序號 ) 應(yīng)用于要在此處顯示的文字。當(dāng) 輸出高電平 1 時， 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?；魻栃?yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（ 18551938）于 1879 年在研究金屬的導(dǎo)電機構(gòu)時發(fā)現(xiàn)的。 霍爾傳感器檢測轉(zhuǎn)速示意圖如圖 37 所示。沒有磁鋼時輸出高電平，有磁鋼時輸出低電平。只有一個外部寄存器用來 設(shè)置各個 LCD 的段電流。整個設(shè)備包含一個 150 微安的低功耗關(guān)閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，一個掃描限制寄存器允許用戶顯示 18 位數(shù)據(jù)，還有一個讓所有 LCD 發(fā)光的 檢測模式 [10]。 錯誤 !使用“開始”選項卡將 標(biāo)題 1,章標(biāo)題 (有序號 ) 應(yīng)用于要在此處顯示的文字。選用 8D 鎖存器可以完成上述功能，當(dāng)時鐘脈沖 CP 的正跳變來到時，鎖存器的輸出等于輸入，即 Q=D,從而將計數(shù)器的輸出值送到鎖存器的輸出端。利用 GPS 和 GIS 技術(shù)可以對車輛進行實時定位、跟蹤、報警、通信等，能夠滿足并掌握車輛基本信息、對車輛進行 遠(yuǎn)程監(jiān)控的需要 [1213]。則可根據(jù)式 31 可得到檢測車輛的行駛車速 v。數(shù)據(jù)處理子程序主要完成監(jiān)測車輛速度即主要是計算出車輛的時速，為報警子程序提供參考數(shù)據(jù)；按鍵中斷子程序主要實現(xiàn)合法參數(shù)的輸入；報警子程序主要實現(xiàn)在車輛超速行駛狀態(tài)下發(fā)出報警信號，包括 SPEAKER 輸出子程序和報警燈的閃爍子程序；顯示子程序設(shè)計采用數(shù)字化顯示用戶設(shè)定的最高時速和車輛實際時速，用 MAX7219 芯片驅(qū)動 LCD 進行動態(tài)顯示，系統(tǒng)的主程序流程圖如圖 41所示。 錯誤 !使用“開始”選項卡將 標(biāo)題 1,章標(biāo)題 (有序號 ) 應(yīng)用于要在此處顯示的文字。利用 MAX7219 芯片僅使用單片機三根引腳即可，電路設(shè)計簡單，每四位分別顯示當(dāng)前速度和設(shè)定的速度上線，通過四個按鍵可以對速度上線不同要求地進行更改設(shè)置，方便使用。國外電子測量技術(shù)， 2020,28（ 5）； 5255 [13] 王偉藝。感謝母校東北林業(yè)大學(xué)給了我這大學(xué)四年本科的深造機會，然我 能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高。在我完成初稿時候，老師為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)設(shè)計放棄了自己的休 息時間，使我的畢業(yè)設(shè)計更加的完善。 畢業(yè)設(shè)計評審意見表 A 畢業(yè)設(shè)計題目 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師評語 : 建議成績： 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計評審意見表 B 畢業(yè)設(shè)計題目 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 評閱人評語 : 建議成績： 評閱人（姓名、職稱） : 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計評審意見表 B 畢業(yè)設(shè)計題目 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 評閱人評語 : 建議成績： 評閱人（姓名、職稱） : 年 月 日 答辯委員會意見 : 答辯委員會 (教師姓名、職稱 )： 畢業(yè)設(shè)計成績： 。時間的倉促及自身專業(yè)水平的不足，整篇畢業(yè)設(shè)計必定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點和錯誤。在這四年的時間里，我在學(xué)校上和思想上都受益匪淺，感觸頗多