汽車超速警報(bào)系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-20 21:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。報(bào)警器的外形圖和電路原理圖如圖39和圖310。 圖39 電磁式蜂鳴器 圖310 報(bào)警電路原理圖 顯示模塊顯示電路由LCD和單片機(jī)連接而成，LCD的橫截面好像是很多層三明治重疊在一起的感覺(jué)，并且每面最外邊一層是基本透明的玻璃基體，玻璃基體中部應(yīng)該就是薄膜電晶體。通常，LCD后面都有照明燈用來(lái)顯示畫面。一般只要電流沒(méi)有什么變動(dòng)，液晶都是在非結(jié)晶的狀態(tài)下的。這時(shí)液晶允許任何光線通過(guò)。液晶層受到電壓變化的影響后，液晶僅僅只是允許一定數(shù)量的光線去通過(guò)。光線的反射角度也會(huì)嚴(yán)格按照液晶控制。當(dāng)液晶的供電電壓一旦發(fā)生變化時(shí)，液晶就會(huì)同時(shí)發(fā)生變形，所以光線的折射角度就會(huì)有所不同，從而就會(huì)使色彩去發(fā)生一定的變化。一個(gè)完完全全的TFT顯示屏是由很多像素組成的，每個(gè)像素像是一個(gè)能夠打開(kāi)和關(guān)閉的晶體管。這樣就可以控制TFT顯示屏的分辨率。本設(shè)計(jì)采用的仿真元件是LM016L，它有十四個(gè)管腳，下面表32是各管腳的具體介紹。表32 1602管腳介紹管腳名稱備注VSS0VVDDVEE——RS H/L HH：數(shù)據(jù)線上為數(shù)據(jù)信號(hào)；L：數(shù)據(jù)線上為指令信號(hào)RW H/L HH：讀數(shù)據(jù)模式；L：寫數(shù)據(jù)模式E H/L使能信號(hào)端DB0DB7數(shù)據(jù)線在本設(shè)計(jì)中，分別將1602顯示屏的RS、RW；數(shù)據(jù)端接在單片機(jī)的P0口。具體連接如圖311所示。圖311 顯示電路原理圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)通過(guò)軟件控制單片機(jī)的功能是單片機(jī)的主要特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，程序的設(shè)計(jì)要考慮合理性和可讀性，遵循模塊化設(shè)計(jì)的原則，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法。模塊化設(shè)計(jì)使程序的可讀性好、修改及完善方便。軟件設(shè)計(jì)總體分為三部分，分別是傳感器模塊設(shè)計(jì)、顯示模塊設(shè)計(jì)和系統(tǒng)整體流程。 傳感器模塊設(shè)計(jì)先進(jìn)行初始化設(shè)置各定時(shí)器的初值，然后判斷是不是開(kāi)始用系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。如果是，就啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行開(kāi)始測(cè)量。如果不是就等待系統(tǒng)的啟動(dòng)。啟動(dòng)系統(tǒng)后，霍爾傳感器檢測(cè)脈沖到來(lái)以后，就接著啟動(dòng)外部中斷指令，每次過(guò)來(lái)一個(gè)脈沖就中斷一次，然后記錄脈沖的個(gè)數(shù)。同時(shí)啟動(dòng)T0定時(shí)器工作，每1秒定時(shí)中斷一次，讀取最后記錄的脈沖的個(gè)數(shù)，這個(gè)數(shù)值就是電機(jī)的轉(zhuǎn)速。然后接著進(jìn)行數(shù)值的判斷，若計(jì)算出的數(shù)值高于120km/h（33m/s），則自動(dòng)報(bào)警并返回初始化階段，否則就進(jìn)行正常顯示。如圖41所示。是開(kāi)始初始化是否啟動(dòng)等待中斷555信號(hào)整形顯示處理達(dá)到報(bào)警值否否是圖41 傳感器流程圖 顯示模塊設(shè)計(jì) 顯示模塊是由1602液晶組成的。程序開(kāi)始進(jìn)行1602的初始化編程，并將要顯示的字符和數(shù)字進(jìn)行入棧保護(hù)；將顯示內(nèi)容轉(zhuǎn)化成ASCLL碼，存入內(nèi)部寄存器；進(jìn)行1602寫命令的編寫，進(jìn)行結(jié)果的顯示。顯示模塊設(shè)計(jì)的流程圖如圖42。開(kāi)始1602初始化將要顯示的入棧保護(hù)鍵值轉(zhuǎn)化為ASCII碼，存入寄存器1602液晶寫命令結(jié)束顯示圖42 顯示模塊流程圖 系統(tǒng)整體流程對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)，主要是由上面?zhèn)鞲衅髂K和顯示模塊組成，系統(tǒng)穩(wěn)定地運(yùn)行離不開(kāi)每個(gè)模塊的工作。所以，一個(gè)系統(tǒng)都是由許多個(gè)小系統(tǒng)構(gòu)成的，小系統(tǒng)之間的連帶工作就使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)，整個(gè)系統(tǒng)的流程圖如圖43所示。開(kāi)始初始化555信號(hào)整形等待中斷是否啟動(dòng)達(dá)到峰值顯示處理 否 是 是 否 是圖43 系統(tǒng)整體流程圖5 系統(tǒng)仿真和測(cè)試 硬件仿真設(shè)計(jì) 仿真軟件的介紹——Proteus ISISProteus是英國(guó)Labcenter公司開(kāi)發(fā)的多功能EDA軟件。(該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司)。它是一個(gè)基于ProSPICE混合模型反震器的完整的嵌入式統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，主要由兩部分構(gòu)成：分別是Proteus ISIS和Proteus ARES。Proteus ISIS可以仿真、分析各種模擬器件和集成電路。該軟件有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1） 實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相互結(jié)合。 （2）完善的電路仿真功能(Prospice)和獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能(VSM)，支持當(dāng)前的大部分的單片機(jī)類型的系統(tǒng)的仿真，并且具有軟件調(diào)試的功能，同時(shí)也能夠支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，例如Keil uVision4等軟件。（3） 智能原理圖設(shè)計(jì)(ISIS)，具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能；（4） 實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái)。原理圖到PCB的快速通道： 原理圖設(shè)計(jì)完成后，一鍵便可進(jìn)入ARES的PCB設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。 硬件仿真過(guò)程（1）雙擊桌面上的ISIS 7 Professional圖標(biāo)，打開(kāi)軟件進(jìn)入Proteus ISIS集成環(huán)境，可以看到其工作界面，如圖51所示。 圖51 Proteus ISIS工作界面（2）單擊對(duì)象選擇器端左側(cè)“P”按鈕，選擇所需要的仿真元件，如圖52所示。圖52 查找所需元件界面（3）根據(jù)本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)分析畫出仿真電路原理圖，如圖53所示。圖53仿真電路原理圖 軟件仿真設(shè)計(jì) 程序編輯軟件描述——Keil uVision4 C51單片機(jī)雖然功能很強(qiáng)，但只是一個(gè)芯片，既沒(méi)有鍵盤也沒(méi)有任何系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件（如編輯、匯編、調(diào)試程序等）。本次設(shè)計(jì)中使用的是Keil μVision4軟件，進(jìn)入Keil μVision4后的編輯界面如下圖所示。在編輯區(qū)編輯所要實(shí)現(xiàn)的功能程序。圖54 Keil μVision4編輯界面 軟件仿真結(jié)果按照流程原理圖設(shè)計(jì)并編寫能實(shí)現(xiàn)自己所需功能的程序，總體程序如附錄所示，編寫后，在Keil μVision4中建立一個(gè)新工程，添加已經(jīng)編好的程序，在編輯界面中編譯。圖55 程序編譯結(jié)果顯示本設(shè)計(jì)使用的就是這種語(yǔ)言，遵循自頂向下的編輯原則進(jìn)行程序的編寫。 硬件電路顯示結(jié)果在Proteus ISIS中連接好所需的電路原理圖，可達(dá)到預(yù)期結(jié)果。因?yàn)榛魻栐莻€(gè)感應(yīng)器，用它來(lái)感應(yīng)汽車車輪的轉(zhuǎn)速，但是霍爾傳感器在Proteus ISIS中找不到對(duì)應(yīng)仿真器件，因此用幾個(gè)不同頻率的信號(hào)源來(lái)替代外部感應(yīng)源對(duì)霍爾傳感器的感應(yīng)結(jié)果，信號(hào)源的頻率不同，就會(huì)得到不同的速度顯示結(jié)果。點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕，可觀察到1602液晶點(diǎn)亮，在程序里預(yù)置的極限值是120km/h（33m/s），處于不超速狀態(tài)，電路顯示結(jié)果如圖56所示。圖56 不超速狀態(tài)結(jié)果顯示，此時(shí)處于超速狀態(tài)，蜂鳴器響。結(jié)果如圖57所示。圖57 超速狀態(tài)結(jié)果顯示汽車超速報(bào)警系統(tǒng)結(jié)論該課題設(shè)計(jì)需要完成的任務(wù)是開(kāi)發(fā)一個(gè)以STC89C52單片機(jī)為核心的汽車超速報(bào)警器。它主要分為硬件部分和軟件部分的設(shè)計(jì)。硬件部分著重考慮了硬件電路的簡(jiǎn)單性，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我盡可能的簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，達(dá)到硬件電路最優(yōu)化設(shè)計(jì)
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