1. 设计概述
1.1设计背景
随着汽车行业的发展和人们生活节奏的加快,汽车已经成为一种最主要的交通工具,随之带来的便是安全问题,近年来交通事故不断发生,给社会以及家庭带来了很大伤害,汽车就是一把双刃剑,如何利用好其中的方便和快捷优点是我们应该研究和发展的。据统计,在各种交通事故中,主要原因在于驾驶员的超速行驶而造成的,因此,解决超速问题是降低交通事故频率的重中之重。
1.2现实意义
目前我们常见的汽车报警器只是在提醒驾驶员是否超速,从而引起驾驶员注意降低车速行驶,而超速现象有很多是由于驾驶员人急于赶时间或者其他原因造成的,仅仅提醒并不能从根本上解决超速给人们带来的安全问题,为了解决这个弊端,本设计旨在设计出一种新型汽车超速报警器,该报警器主要采用51单片机来控制,可以通过连续报警和指示灯两种方式提醒驾驶员注意行车速度,这样就有助于解决超速问题,从而降低交通事故的概率。设定汽车的最高行驶速度后,系统正式运行。本系统采用霍尔传感器来测定汽车的当前行驶速度,当车轮每滚动一周,霍尔传感器输出一个高低电平,计数一次,将数据实时传给单片机处理,计算出汽车当前的速度值,并实时显示在LCD显示屏上。当汽车的行驶速度大于设定的最高速度值时,蜂鸣器发出响声,LED警告灯亮,LCD显示屏显示“warning!!!”的提示语。还可以根据市场需求,对单片机的控制部分进行程序修改,从而改变速度上限,达到适应于对不同类型的车辆进行报警,驾驶者根据警告提示就可以有效的控制汽车的行驶速度,从而降低了事故的发生率,保证人身安全。
1.3功能概述
本报警系统其实也是单片机应用系统的一种,之所以这样说,是因为控制芯片和中心单元都是单片机。本设计的报警系统也是有硬件和软件两部分组成,硬件包括微处理器单片机、传感器以及外围应用电路等组成的系统,软件是各种工作程序的总称,通过它才能实现我们想要的功能。总体设计、硬件设计和软件设计和硬件仿真调试是本设计的四个核心部分。首先通过按钮开关来设定参照转速,其次,利用霍尔传感器来测汽车的转速,将转速输入51单片机控制系统,从而将速度显示在LCD液晶显示屏上,当转速未达到设定值时,单片机端口连接的绿色LED灯亮,蜂鸣器不报警;当转速超出设定值时,单片机另一端口连接的黄色LED灯亮并且通过蜂鸣器发出警报声。
1.4总体方案的设计
本设主要有信号采集模块、单片机控制模块、复位电路、键盘控制模块、报警模块、显示模块等部分构成。
各个模块的功能如下:
霍尔传感器:用来检测汽车车轮的速度,采集车轮的转动信息,产生脉冲,输入单片机控制模块进行速度转化。
单片机控制模块:系统核心处理器件,接收霍尔传感器输出的信号,通过调用内存储器中的相关程序和数据,对接收到的信号进行分析处理,并将处理结果送给显示器,同时单片机还控制显示模块和报警模块。
复位电路:复位单片机,本设计中的复位电路采用手动按键复位方式。
键盘控制模块:通过按键设定汽车超速报警上限值,通过单片机将实时速度与设定的报警值相比较,从而得出是否超速,实现人机“对话”,同时还有保持速度报警值的功能。
报警模块:当汽车速度超过设置的范围时,启动声音和灯光报警系统。
显示模块:及时准确的显示当前汽车的行驶速度。
图1 总体设计框图
霍尔传感器的作用是来产生脉冲方波,按键是用来设置报警速度,当车速超过预先设置的最大速度时,声光两路报警电路均将发出报警信号。单片机的外部中断口接霍尔传感器的输出端,车轮每转一圈就会产生一次INT0中断请求,通过单片机对INT0中断请求的次数进行计数,并把在1秒内的计数值转换成汽车的时速,然后送到显示缓冲区供显示程序调用。其具体算法如下:首先设单片机每秒钟计数值为n,即n r/s,设汽车车轮的周长为d m,那么汽车的时速就是V=d×n×3.6km/h。 AT89C51单片机的汽车超速报警器设计+电路图(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_4652.html