基于单片机的汽车超速报警器的设计
摘要
为了降低车辆超速造成的交通事故，设计了一种利用89C51单片机对机动车超速行驶情况进行蜂鸣报警和灯光报警的系统。随着国民经济的发展，机动车辆规模及流量大幅度增加。为了保护司乘人员安全，降低事故发生率成为当务之急，在汽车装置中，设置超速警示系统，为车辆驾驶人员提供警示标志，以便驾驶人员提前减速，成为一种必要手段。详细阐述了系统的总体设计方案，给出了界面模块与89C51接口电路，最后介绍了软件设计方法及程序流程图。
关键词：89C51；传感器；界面模块
ABSTRACT
Design a sound alarming system using 89C51 single chip which can exam the over speed motor vehicle and meanwhile give out sound. With the development of the national economy Scales of motor vehicles are experiencing a substantially incensement. Assorting with and inducing traffic to protect the safety of drivers and passengers，reducing the accident rate become a urgent affair. Setting up speeding alert system and supplying the drivers with
The system with simple structure,high reliability and convenient operation can widely used on motorbike ,car and so on. This paper detailedly introduces the whole design scheme of the system、the circuit on interface module and 89C51,the method of the software design and program flow chart.
Keyword:89C51; transducer; Interface-Modul
目录
第一章绪论 (1)
1.1 研究背景 (1)
1.2 系统设计方法 (1)
1.3 研究目的与意义 (1)
1.3.1 研究目的 (1)
1.3.2 研究意义 (2)
1.4 研究现状 (2)
1.4.1 国内外研究现状 (2)
1.5 研究内容 (4)
第二章硬件部分设计 (4)
2.1AT89C51单片机简介 (4)
2.1.1 管脚说明 (6)
第三章系统总体设计 (7)
3.1 设计方案 (7)
3.2 测速传感器 (8)
3.3 界面模块 (9)
3.4 存储器扩展 (10)
3.5 抗干扰设计 (11)
3.6 软件设计 (11)
3.7 主程序 (11)
3.8 监测车辆速度 (12)
3.8.1 GPS车速检测 (12)
3.8.2 跟踪流程 (13)
3.9 键盘中断子程序 (15)
3.10 报警子程序 (15)
3.11 显示子程序设计 (15)
3.11.1 信息显示的方式选择 (15)
3.11.2 LED显示屏的优点 (16)
3.12 RAM数据保护的条件陷阱 (16)
4 总结 (17)
参考文献 (18)
致谢 (19)
第一章绪论
1.1 研究背景
随着我过国民经济和汽车技术的飞速发展,本课题针对汽车运行的安全,设计了由单片机作为中央控制单元的汽车报警系统,主要设计汽车超高速报警功能，该设计将单片机的实时控制及数据处理功能与传感器的转换技术相结合，充分的利用了AT89C51的内部资源，使报警系统的工作于最佳状态，从而提高系统的综合反映灵敏度，使报警系统及时准确，实现汽车多功能的报警控制，最大限度的保护消费者的利益[1]。所设计的报警系统对出现的危急情况能够及时进行声、光、网络报警级响应的显示，提醒车主或驾驶员尽快地采取响应的措施，有效的保护自身和他人的利益和安全，尽快的降低事故发生率。
随着国内机动车数量的迅速上升，交通事故也呈现上升趋势。根据2003 年我国交通事故统计发现，2003年全国共发生道路交通事故567753起，造成99217人死亡、451810人受伤，直接财产损失27.7亿元。其中车辆超速行驶造成交通事故的比例占16%左右，共造成19741人死亡，88180人受伤，在交通事故原因中仅次于无章驾驶所造成的危害[2]。
本文从驾驶员角度出发，设计了一种超速报警系统。该报警系统允许驾驶员通过系统自带键盘设置本车辆安全行驶的最高速度。当车辆处于行驶状态中，该系统通过测速传感器时刻监测机动车辆，并通过6位LED显示车辆的实际车速和用户设置的安全参数，当发现车辆速度超过驾驶员设置的最高值时，蜂鸣器开始报警，警告灯不断闪烁，提醒驾驶员减速，达到防患于未然的目的。
1.2系统设计方法
该报警系统硬件主要包括以下四大模块：89C51单片机主控板、传感器模块、报警模块和显示模块等。其中89C51主要完成外围硬件的控制以及一些运算功能，传感器完成信号的采样功能，报警模块主要负责报警和灯光报警，显示模块完成字符、数字的显示功能[3-4]。
1.3研究目的与意义
1.3.1研究目的
利用现有技术:雷达视频测速、车牌识别与LED电子显示屏进行超速警示，在系统设计中，为达到最优的性价比，将遵循以下设计原则[5]:
合理性:以系统工程学及其它先进理论指导，使系统的各部分合理配置，有机融合并尽可能地发挥设备潜力和软件功能，最大限度地提高系统性能价格比。
先进性:采用先进设备，使系统功能完备，易于升级换代，在保证其先进性
的前提下具有较长的生命周期。
实用性:系统功能充分满足车辆检测、警示超速车辆的实际需求，简便实用，易于使用、管理、维护和扩展。
可行性:系统设计、选材、选型等选取高科技新产品，符合国家和地方政府的法规政策和标准，与管理部门的管理制度相适应。经济性:充分利用所选择的设备，控制整体设计的成本，与经济能力方面的实际情况相吻合。
可靠性:采用高集成设备，采用自动监测、自动监控和容错等技术来保证可靠性。
安全性:系统具有防病毒、防震、防灾、防误操作能力，较强的抗干扰、抗静电能力，以及数据备份、数据恢复等功能。还将提供用户等级权限保护，有效排除人为因素的干扰。
1.3.2研究意义
高精度、高速度、经济实用动态实时的车辆超速警示系统，将为公安机关与交理部门提供有效的技术手段，使公安机关与交通管理部门有效地实施超速管理，保车安全、行人安全、财产安全有着显著的社会效益和经济效益。同时，还具有以下有点：
1、不同于传统的检测系统，能够改变现场值勤、现场发现违章、现场处罚的交通超速的管理模式，节约警力资源，提高了超速警示的作用;
2、它基于硬件与软件相结合的检测警示模式不仅更具智能性，而且具有多功特点，可以进行多种交通违章行为的监控;
3、能够为处理超速车辆提供准确有力的证据，同时也给超速车辆提供警示;
4、能够利用软件对雷达视频检测的数据进行处理分析，自动获取超速车辆信使视频资源得以充分利用。
1.4研究现状
智能交通系统是在科学技术发展的背产生的大范围、全方位、实时、高效的交通管理系统，它将先进的信息、数据通信子控制及计算机处理等技术有机的融合，运用于地面交通管理体系。主要是使汽车路的功能智能化，从而保障交通安全、提高交通效率、改善城市环境、降低能源消即在较完善的道路设施基础上，将先进的智能交通理论与高新技术集成并运用于道通的整个过程，以协调车、路、人。智能交通系统强调的是系统性、实时性、信息性以及服务的广泛性，与原来的交通管理与交通工程有着本质的区别。
1.4.1国内外研究现状
随着智能交通的发展，美国正在研究和部署车辆避碰、司机与车辆监控、与
乘坐者安全性能改善等工作。欧洲正在支持开发聪明(smart)的约束系统，制用信息与通信系统的道路安全长期计划，开展为优化人机界面和道路安全的远程信理“智能道路”的研究和示范，通过标准和使用者信息提高隧道中的安全，建立卫位事故警示系统等。澳大利亚也正在用智能交通系统新技术改善道路安全。美国是世界上公路最发达的国家之一，从上个世纪50年代中期就开始按照公规划进行大规模建设，目前已实现了纵横交错、四通八达的现代化公路网络，高速公路总长度己达10万公里。但是随着经济与社会的发展，公路交通量与日俱增，其交通堵塞、交通拥挤与交通肇事等现象日益增多。且公路占地多、环境污染和财力不足等诸多原因，美国己不再主要用修建更多公路的办法来解决交通问题，而是致力于用高科技改造现有公路网的技术状况和完善交通管理体系，以提高现有路网的通过能力，适应当前和未来交通量大幅度增长的社会需求。
从2000年到2006年，美国准备投资2000亿美元构造全国ITS。并且在洛杉矶等地开发使用ITS。应用计算机系统监控全市的交通状况和系统自身性能;道路上埋设的感应线圈可检测车辆的车速，车流量及道路占用情况，并可在一秒钟内实时修改数据;交通信号可由计算机根据实际情况进行自适应调整或人为干涉;关键路段和重点地区配有摄像机实时监控交通情况。现在，美国的ITS正在研究将城市地区开发的交通管理技术和系统功能推广应用，通过先进的电子通信技术，提高行车的安全性，方便外国游客出行。系统包括为驾驶员和事故受害者提供援助的无线紧急呼救系统，恶劣道路和交通环境的实时警告系统，以及有关服务设施和旅游路线、景点等信息系统。在日本，ITS的发展始于20世纪70年代，其显著特点就是政府有关各部门共同参与，密切合作，以保证在技术发展过程中没有遗漏。从1973年到1978年，日本投入了大量的人力和资金，成功地组织了一个“动态路径诱导系统”的实验。在20世纪80年代中期到90年代中期的10年时间，日本相继完成了路车间通信系统(以cs)、交通信息通信系统(TICS)、宽区域旅行信息系统、超智能车辆系统、安全车辆系统及新交通管理系统等方面的研究。1993年7月，日本“车辆、道路与交通智能协会”成立，从而在与ITS有关的五个部，即建设省、通产省、邮政省、运输省和警察厅之间建立了协调工作机制。综合分析ITS，上述5个部在1995年提出了日本《公路.交通·车辆领域的信息化实施方针》，其目的在统一的规划下推进其工作。ITS由导航系统、自动收费系统、安全驾驶6援助系统等9个开发领域和20个用户服务功能构成〔6]。欧洲的ITS研究开发是由官方(主要是欧盟)与民间并行进行的。同时，由于欧洲的大部分国家国土面积比较小，因此，ITS的开发与应用是与欧盟的交通运输一体化建设进程紧密联系在一起的。1969年欧共体委员会就提出要在成员国之间开展交通控制电子技术的演示。从1986年起，西欧国家开始在
“欧洲高效安全交通系统计划(PROMETHEUS)”和“保障车辆安全的欧洲道路基础设施计划(D砒VE)”两大计划指导下开展交通运输信息化领域的研究、开发与应用。1988年由欧洲10多个国家投资50多亿美元，联合执行旨在完善道路设施，提高服务质量的D班VE计划。目洲各国正在进行Telematics的全面应用开发工作，计划在全欧范围内建立专门的无线数据通信网。智能交通系统的交通管理、车辆行驶和电子收费等都围绕Tele和全欧无线数据通信网来展开。欧洲民间也联合搞了一个叫PROMETHEUS的计即欧洲高效安全交通系统计划[6]。其它国家，如韩国政府于2001年3月制订了全新的RRS计划:RRS蓝图21，投入75亿美元，建成包括汽车及高速公路系统，先进交通管理系统，电子收费系统个先进的RRS 子系统。而新加坡的ITS研发也具有了较高的水平，其已建成的系统:城市高速路监控系统(EMAS)，优化交通信号系统(GLIDE)，出行者信息服务系统。
1.5研究内容
近年来我国加强了对超速行驶的治理力度。在组织上，投入了大量警力，经常组织专项治理活动;在设备上，陆续引进了一些先进的雷达测速系统和固定式测速抓拍系统，对违章超速的监督力度得到显著加强。但与西方国家相比，在治理的系统性上，尤其是在体系管理方面，尚有一定差距。如何做到实时监控检测，进一步改进测速方式。具体在本论文中研究以下内容:
在测量车辆速度上，选择适合的雷达与摄像设备以及良好安装位置与安装角度。算法上，改进对测速算法和其他去干扰的噪声算法，提高测速速度，完成车辆测速，减少误差。应用LED，通过现代的通信方法，进行超速的人性化警示，进而完成系统的设计。通过雷达与摄像设备检测车辆信息，安装简便、价格便宜，建设施工难度不大，应用范围广，且有利于升级改造;利用视频图像处理，实时图像信息，对超速车辆抓拍，进行车牌定位字符分离，字符识别，从而完成车牌识别;结合雷达与摄像设备检测的车辆速度，利用LED与现代的通信技术，对超速车辆进行超速警示，实现高速公路的交通超速警示，这对减少交通事故，进行实时监测，与事后的责任认定，具用良好的实际应用价值。
第二章硬件部分设计
2.1 AT89C51单片机简介
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次[7]。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图1所示:
图1 外形及引脚排列
其主要特性：
··与MCS-51 兼容；
·4K字节可编程FLASH存储器；
·寿命：1000写/擦循环；
·数据保留时间：10年；
·全静态工作：0Hz-24MHz；
·三级程序存储器锁定；
·128×8位内部RAM；
·32可编程I/O线；
·两个16位定时器/计数器；
·5个中断源；
·可编程串行通道；
·低功耗的闲置和掉电模式；
·片内振荡器和时钟电路；
2.1.1管脚说明
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
口管脚备选功能
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
第三章系统总体设计
3.1 设计方案
该系统硬件主要包括以下四大模块：89C51单片机主控模块、传感器模块、报警模块和显示模块等。其中89C51主要完成外围硬件的控制以及一些运算功能;传感器完成信号的采样功能;报警模块主要负责声音报警和灯光报警;显示模
块完成字符、数字的显示功能。系统总体设计方案如图2 所示。
图2 系统总体设计
本系统采用89C51 单片机作为控制核心，并将其工作频率设置为12MHZ，方便计数器对速度传感器产生的脉冲进行计数。89C51具有32根I/O口线，其中P0引脚用于连接外部锁存器74LS373芯片的D0-D7引脚、外部存储器6264芯片的D0-D7引脚以及8155芯片的AD0-AD7引脚；P2.0-P2.4引脚作为地址高5位连接到6264芯片的高地址引脚；P1.0用于控制扬声器；P1.1用于控制警报灯；P3.5引脚连接速度传感器的开关，将其脉冲信号输入计数器1；P3.6和P3.7 引脚作为外部存储器和8155的读写选通信号；其余引脚悬空。89C51单片机还具有低功耗和低电压的特点，所以可以利用电池对系统进行供电。但89C51内部数据存储器容量较少，为满足系统需求，采用了外接RAM芯片的方法对其进行扩展。
3.2 测速传感器
速度传感器是车辆传感器中的易损器件，所以系统采用了非接触式传感器，这是系统的关键[8]。这种传感器的脉冲输出信号具有稳定性较好，不易受外部噪声干扰，对测量电路无特殊要求等优点，并且结构比较简单，成本低，性能稳定可靠。该系统测速传感器由霍尔开关、磁铁组成，其工作原理是将霍尔开关和磁铁分别安装在车架、车轮的恰当位置，车辆行驶时，在磁铁的作用下，霍尔开关产生的开关信号经过整形被直接输入到单片机计数器1的P3.5引脚，作为计数器1的计数脉冲信号。89C51利用定时器T0定时一段时间后，然后提取T1中的脉冲个数，经过公式计算就可测量出车辆行驶的瞬时速度。图3是霍尔开关集成传感器的内部框图。
图3 霍尔开关集成传感器的内部框图。
它主要有稳压电路霍尔元件、放大器、整形电路及开关输出5部分组成。稳压电路可使传感器在较宽的电源电压范围内工作，开关输出可使该电路方便的与各种逻辑电路连接。当有磁场作用在霍尔开关集成传感器上时，根据霍尔效应原理，霍尔元件输出霍尔电压，该电压经放大器放大后送至整形电路。当放大后的霍尔电压大于“开启”阀值时，电路反转输出高电平，使三极管导通，并具有拉流的作用，整个电路处于开状态。当磁场减弱时，霍尔元件输出的电压很小，经放大器放大后其值还小于“关闭”阀值时，整形器又翻转，输出低电平，使三极管截止，电路处于关状态。这样，一次磁场强度的变化，就使传感器完成了一次开关动作。其工作原理是将霍尔开关和磁铁分别安装在车架、车轮的适当位置，汽车行驶时，在磁铁的作用下，霍尔开关产生的开关信号输入到单片机的计数器T1引脚。89C51的定时器0定时一段时间后，提取T1中的脉冲个数，就可计算出汽车行驶的瞬时速度。
3.3 界面模块
界面模块包括键盘、LED数字显示器、蜂鸣器以及报警灯的设计。接口电路如图4所示。
图4 界面接口电路
为了节省I/O口线，系统由8155芯片将键盘与显示器接口电路组合在一起。图4中8155的C口作为键盘的行扫描输出口，只设置了12个按键。8155的A 口作为键盘的列选口和6个LED的位选口，LED为共阴极，而8155的B口作为6个LED的段码输出口。LED的段选口均采用8位集电极开路的驱动器8718进行驱动。
P1.0端口用导线连接到音频放大模块区域中的SPK IN端口上，在“音频放大模块”区域中的SPK OUT端口上接上一个8欧的或者是16欧的喇叭，进行声音报警。
P1.1 端口接警报灯。当输出高电平时，警报灯亮；输出低电平时，警报灯灭。当车辆超过设置的安全参数时，系统通过该引脚不断的输出高低电平，达到闪烁的警报效果。
3.4 存储器扩展
为了存储程序和数据的运算，系统采用INTEL的6264芯片，扩展8K的数据RAM。数据存储器6264引脚图如图5所示。
图5 数据存储器6264引脚图
SRAM 的典型芯片有2KB的6116、8KB的6264以及32KB的62256,其中6264芯片应用最为广泛。Intel 6264是8K×8 SRAM，单一的+5V电源，所有的输入端和输出端都与TTL电路兼容。它的电路原理图逻辑符号如图5所示。其中，CS为片选信号，OE为输出允许信号，WE为写信号，A0~A12为13根地址线，D0~D7为8位数据线。
3.5 抗干扰设计
由于本仪表系统是为汽车、摩托车设计的，而汽车、摩托车的点火系统有较强的电磁干扰，另外车辆移动性大，有可能处于较强电磁干扰的环境中，因此必须采取抗干扰措施，否则系统难以稳定、可靠运行。
为提高其抗干扰性，采用了电源抗干扰措施、过压保护电路措施等，达到系统的电气与外界电路完全隔离，物理上作到完全屏蔽，防止空间的电磁辐射。除此之外还采用了软件抗干扰编程和软件“看门狗：技术。
3.6 软件设计
该系统软件主要由主程序、数据采集与A/D转换子程序、键盘中断子程序、告警子程序、显示子程序等模块组成。因为实时控制系统必须考虑时间的精确度，所以采用汇编语言编写。
3.7 主程序
主程序主要完成硬件初始化、子程序调用以及显示、报警等功能，主程序流程图如图6所示。
图6 主程序流程图
3.8 监测车辆速度
3.8.1 GPS车速检测
GPS是全球卫星定位系统的英语缩写，由遍布全球的24颗全球定位卫星组成。目前，全球GPS技术应用范围越来越广，价格也越来越低。GPS是真正实现了全球、全天候、连续、实时、以空中卫星为基础的高精度无线电导航系统。在全球任何地方以及近地空间能够给出准确二维（或三维）位置、速度和精确的时间信息。GPS系统由地面控制站、空间设备（SV）、GPS用户接收机和地面通信网部分组成。利用GPS和GIS技术可以对车辆进行实时定位、跟踪、报警、通信等，能够满足掌握车辆基本信息、对车辆运行进行远程监控的需要[9-10]。
GPS的基本定位原理如图7所示：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间
信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。
图7 GPS 的基本定位原理图
主要是计算出车辆的时速，为报警提供参考依据。
计算过程如下：
222222111011()()()()x x y y z z c t t d -+-+-+-=
222222222022
()()()()x x y y z z c t t d -+-+-+-= 222222333033
()()()()x x y y z z c t t d -+-+-+-= 222222444044
()()()()x x y y z z c t t d -+-+-+-=
联立方程式，求解未知数(x ,y ,z ,t)，即为GPS 定位目标车辆所处的位置、时刻，同理求得下一时刻车辆所处的位置、时刻(x ′,y ′,z ′,t ′)，则可根据式得到检测车辆的行驶车速v 。
v t t
=-
3.8.2 跟踪流程 车辆跟踪就是在GPS 定位的一段序列图像中找出其中感兴趣的运动目标在连续每帧图像中的位置序列。车辆跟踪的目的就是通过对GPS 定位所生成的序列图像进行分析研究，计算出运动车辆在连续帧图像中的位移、运动速度、运动目标的数量及运动目标的运动轨迹等运动参数，为车速信息的分析和管理提供依据[11]。车辆跟踪的原理就是在下一帧GPS 定位图像中找出目标车辆确切位置。
一般的跟踪方法是首先提取被跟踪目标车辆的图像，建立一个模板，然后在下一帧图像中进行GIS电子地图匹配，搜索目标图像，直到找到匹配的位置。其跟踪流程图8如下：
图8 车辆跟踪流程图
本系统在实验过程中，曾尝试许多种滤波法，最后采用防脉冲干扰平均值滤波法取得较好的效果。如果采用一般的平均值法，则干扰将会“平均”到结果中去，故平均值法不易消除由于脉冲干扰而引起的误差。为此，可先去掉N个数据中的最大值和最小值，然后计算N-2个数据的算术平均值。本系统将测量的一个数据送到寄存器B和累加器A中，使用R0作为计数器，R2、R3中存放最大值，R4、R5中存放最小值，R6、R7中存放累加值和最后结果（R2、R4、R6中为低字节），然后再送入RAM保存与预值比较，程序略。监测汽车速度子程序主要是通过在一定时间内提取传感器产生的脉冲个数T1计算出汽车的瞬时速度，完成数据采集，为报警子程序提供参考数据[12]。图9为数据采集程序流程图。
图9 数据采集程序流程图
设备通电开始后进行初始化，初始化完毕后继而调用采集指令进行数据采集．当时间未达到一定的间隔时间没有完成采集，继续执行该指令直到完成数据采集．采集完毕后接受数据并进行数据保存，保存数据与设定数据进行比较确定是否调用报警子程序。
3.9 键盘中断子程序
主要实现合法参数的输入。包括键盘的扫描子程序和查表转换子程序以及键盘去抖动子程序三部分。
3.10 报警子程序
主要实现在车辆超速行驶状态下发出报警信号。包括SPEAKER 输出子程序和警报灯的闪烁子程序。
3.11 显示子程序设计
3.11.1信息显示的方式选择
采用数字化显示用户设定的最高时速和车辆实际时速。该部分子程序主要是对8155芯片进行控制,使6位LED进行动态显示。
LED显示系统主要有:户内单色信息屏，双基色视频屏，全彩色、真彩色视频屏;户外单色信息屏，双基色、全彩色、真彩色视频屏;可根据客户需要设计不同的LED显示系统。LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像，不仅可以用于室内境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是:亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。
3.11.2 LED显示屏的优点
使用LED显示屏具有如下特点:
1、简单性:由于系统最为复杂的数据转换部分都以芯片内部逻辑的形式实现，使系统变得非常简单;
2、易维护性:与简单性直接相关的是系统的易维护性，由于免去了复杂的控制部分，系统维护变成了一项由初级技术人员就可以完成的工作;
3、高可靠性:系统控制部分的简单进一步带来了系统的高可靠性，这也主要是因为集成芯片技术相比于分离器件技术具有数倍的稳定性;
4、高性价比:系统以最可靠的性能实现屏幕基色40%级灰度的控制，图象显示逼真、自然，实现同等显示控制效果;
5、单元化、结构化设计大型显示屏系统，使系统连线直观简便，且使系统的安装、调试与维护变得极为简便，从而最大程度地降低显示屏系统的不可见故障率;
6、工业化可靠性设计:系统采用单元化设计，取代了传统设计中大量的分离器件，使系统的可靠性与稳定性大幅度提高;
7、高解析度和高刷新频率:除了灰度等级之外，显示屏的另外两个性能指标是其解析度和刷新频率。
3.12 RAM 数据保护的条件陷阱
本系统扩充有RAM保存数据，这些数据的写入是使用MOVX@DPTR,A指令来完成。当CPU受到干扰而非法执行指令时，就会改写RAM中的数据，导致RAM中数据丢失。为了减少RAM中数据丢失的可能性，我们再RAM写操作之前加入条件陷阱，不满足条件时不允许写操作，并进入陷阱，形成死循环。然后由看门狗使其摆脱困境。
传感器课程设计 家庭报警防盗报警系统设计 2016年6月 目录 一.设计要求 传感器的简介 报警系统发展的背景 设计的目的、意义 报警系统的发展趋势 设计应解决的问题 二.设计内容 设计原理 设计的相关技术 实物的简介 三.硬件电路的设计 主机电路设计 用户端传感器设计 蜂鸣器电路的设计 电源电路设计 四．软件设计 程序语言设计 报警装置的程序设计 五．结论 六．参考文献 附录 附录1 附录2 附录3 附录4
一．设计要求 传感器的简介 传感器（transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。 在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。 在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。 目前，传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。 报警系统发展的背景 随着社会经济水平加速发展，人民生活状况也越来越好，于是大家就对住宅功能的要求有所提高，在有一个舒适，温暖的家的同时，还想有更多的功能，更安全的环境。但是，凡事有利必有弊，经济发展得快，也产生了一些负面影响，贫富差距开始扩大，流动人口也越来越多，盗窃，抢劫的案件也有所增加。这时，人们开始迫切需要一种能自动监控、自动报警的“电子保安”，对家庭安全进行保护。这样人们才既可以专心工作的，也可以避免损失。 早期的防盗报警器主要用于室内，随着报警技术的不断发展和完善，现在人们已研制出多种可用于室外做周界防范的报警器。如主动红外报警器、激光报警器、微波墙报警器、电场感应报警器、驻极体电缆报警器、泄漏电缆报器等等。它们各有特点，适合不同环境条件下采用，对防范场所的周界起报警探测作用。目前应用最多的是微波/被动红外双技术报警器。近年来报警领域里的一项最大成果是数字视频报警器的研制成功，数字视频报警器是随着数字电路技术、计算机技术和电视技术的发展而出现的一种新式报警器，它集电视监视与报警技术于一体，具有监视、报警、复核和图像记录取证多种功能，是当前一种最为先进的报警器。例如红外线是一种不可见光，有极强的隐蔽性和保密性，因此在安全警报等安全设备上得到广泛使用。大多数红外报警系统采用国外先进的技术，它的功能也非常先进。包括被动式热释电红外报警，也是本文研究的产品。 本设计的目的、意义 报警器在现实生活中应用非常的广泛，家庭防盗，汽车安全防盗，企业内部安全保障，特别是金融行业等。一般传统式的报警器采用机械式的，如压电式报警器，当有入侵者将压力施加与压电传感器时，机械能在压电传感器中转化为电能，通过放大电路，
汽车电子超速报警系统 摘要 近年来,随着汽车工业的不断进步,行驶在道路上的车辆越来越多,交通事故发生的频率也不断增加。众所周知,交通事故的发生大部分就是由驾驶员的超速驾驶造成的。研发汽车电子超速报警系统就就是为了能够提高汽车运行的安全性,减少交通事故的发生,减少损失,保证驾驶人员的人身安全。 本设计从驾驶员自身安全角度出发,设计了一种检测车辆超速的报警系统。该报警系统允许驾驶员通过自带键盘设置本车辆安全行驶的最高速度并通过LED数码管与其驱动芯片实现初显,当车辆处于行驶状态中,通过红外对管采集信号时刻监测机动车辆速度,通过单片机处理数据,最后对现时时速与初设时速进行比对,当发现车辆速度超过驾驶员设置的最高值时,蜂鸣器开始报警,提醒驾驶员减速。在实时检测与自动控制的单片机应用系统中,单片机往往就是作为一个核心部件来使用。此设计就就是一种基于51单片机对机动车超速行驶情况进行蜂鸣报警与灯光报警的系统。该系统结构简单,可靠性高,操作方便,可广泛应用于摩托车、汽车等机动车辆。 关键词:51单片机;汽车超速;红外对管;报警;LED显示 Automotive electronic overspeed alarm system
Abstract In recent years, with the automotive industry continues to progress, with the increasing number of vehicles on the road, the frequency of traffic accidents are increasing、It is well known by the majority of traffic accidents caused by speeding drivers、Development of automotive electronic overspend alarm system is to be able to improve the safety of the car running and reduce traffic accidents, reduce losses and ensure the safety of the driver、 This design from the perspective of the driver's own security, a kind of alarm system to detect speeding、The alarm system allows the driver to set the vehicle via the keyboard comes with a maximum speed and safe driving through its digital LED driver chip previews , when the vehicle is traveling the state to monitor the speed of motor vehicles on the tube by infrared signal acquisition time by microcontroller processes the data , and finally to the current preliminary design speed and speed for comparison, when the vehicle speed exceeds the maximum value found in the driver settings, start the alarm buzzer to alert the driver to slow down、In the real-time detection and automatic control of microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component、This design is a single chip based on 51 cases of motor vehicle speeding beep alarm system alarms and lights、The system is simple, reliable, easy to operate, can be widely used in motorcycles, cars and other motor vehicles、Keywords:51 single, cars speeding, infrared tube, alarm, LED display 1、前言 1、1 汽车超速报警系统研究目的及背景 在当今时代里,随着汽车工业的不断进步,行驶在道路上的车辆越来越多,交通事故发生的频率也不断增加。众所周知,交通事故的发生大部分就是由驾驶员的超速驾驶造成的。研发汽车电子超速报警系统就就是为了能够提高汽车运行的安
西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计任务书
目录 摘要 (3) 1 引言 (3) 1.1课题背景 (3) 1.2研究内容和意义 (5) 2 芯片介绍 (5) 2.1 DS18B20概述 (5) 2.1.1 DS18B20封装形式及引脚功能 (6) 2.1.2 DS18B20内部结构 (6) 2.1.3 DS18B20供电方式 (9) 2.1.4 DS18B20的测温原理 (10) 2.1.5 DS18B20的ROM命令 (11) 2.2 AT89C52概述 (13) 2.2.1单片机AT89C52介绍 (13) 2.2.2功能特性概述 (13) 3 系统硬件设计 (13) 3.1 单片机最小系统的设计 (13) 3.2 温度采集电路的设计 (14) 3.3 LED显示报警电路的设计 (15) 4 系统软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 4.1 流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 4.2 温度报警器程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 4.3 总电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19 5总结 (20)
摘要 随着时代的进步和发展，温度的测试已经影响到我们的生活、工作、科研、各个领域，已经成为了一种非常重要的事情，因此设计一个温度测试的系统势在必行。 本文主要介绍了一个基于AT89C52单片机的数字温度报警器系统。详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍，该系统可以方便的实现温度的采集和报警，并可以根据需要任意上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当做温度处理模块潜入其他系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C52结合实现最简温度报警系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：单片机；温度检测；AT89C52;DS18B20; 1 引言 1.1课题背景 温度是工业对象中主要的被控参数之一，如冶金、机械、食品、化工各类工业生产中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的温度处理要求严格控制。随着科学技术的发展，要求温度测量的范围向深度和广度发展，以满足工业生产和科学技术的要求。 基于AT89C51单片机提高了系统的可移植性、扩展性，利于现代测控、自动化、电气技术等专业实训要求。以单片机为核心设计的温度报警器，具有安全可靠、操作简单方便、智能控制等优点。 温度对于工业生产如此重要，由此推进了温度传感器的发展。温度传感器主要经过了三个发展阶段[1]： （1）模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、
汽车限速报警器使用说书 V1.0
产品简介 每年都会有很多车辆超速引起的重大事故，尤其是一些没有限速装置的特殊车辆，例如：油罐车、搅拌车、叉车、厂矿内部运输车等特殊车辆，都需要限速装置，国家相关法律法规针对大型特殊车辆也做了明确规定必须安装限速装置，因此我司推出汽车限速器。 欢迎使用唯创安全出品的汽车限速器，本产品具有电子限速，机械限速两种模式，限速精度高，性能稳定可靠，具有声光报警功能，主机及所有配件采用独特的防水抗震抗干扰设计，适合在恶劣环境使用，广泛应用：油罐车、大巴车，校车，公交车，泥头车，厂矿内部运输车，搅拌车，卡车，叉车，等各类特种车辆。 一、产品特点 1、DC12V-24V供电 2、支持电子和机械两种限速模式； 3、限速精度高、具有智能学习迈速表功能，可以直接连接各类车辆迈速表，安装简单； 4、二级超速设定，超过不同级别速度，有不同的语音提示； 6、遥控设置功能，1米范围内可进行限速相关参数设置； 7、具有语音预警功能、8级音量可调，声音可达120dB； 8、内置8Ω 1W、可外接8Ω 10W喇叭； 9、报警锁定时间0～99秒可调，汽车速度持续超过预设速度，在设定的锁定时间以上，会自动锁定限速状态； 二、技术参数 额定工作电压：DC 12V 报警响度：≤120db 测速信号输入参数：高电平:2-6V; 低电平≤0.3V； 驱动电流：≥15MA, 频率：≤10K； 最小脉宽：≥100US；有效信号：下降沿有效； 抗振性能指标：频率20-50HZ，加速度1g 电磁兼容性能：抗群脉冲电压达到4000V 产品耐低温性能 :-40℃ 产品耐高温性能：+85℃ 三、整机接线示意图
1.绪论 二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在这个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。 单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。 现在，这种单片机的使用领域已十分广泛。彩电、冰箱、空调、录像机、VCD、遥控器、游戏机、电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深地融入我们每个人的生活之中。 单片机能大大地提高这些产品的智能性，易用性及节能性等主要性能指标，给我们的生活带来舒适和方便的同时，在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量。单片机按用途大体上可分为两类，一种是通用型单片机，另一种是专用型单片机。
1.1 单片机基础知识 单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。 MCS-51单片机是美国INTEL公司于1980年推出的产品，与MCS- 48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令，指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材仍与MSC-51单片机作为代表进行理论基础学习。 MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品。 DP-51S单片机仿真实验仪是由广州致远电子有限公司设计的DP系列单片机仿真实验仪之一，是一种功能强大的单片机应用技术学习、调试。 1.2 单片机的应用领域 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分为如下几个范畴： 一、在智能仪器仪表的应用 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。 二、在家用电器中的应用 可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，
基于单片机实现汽车报警电路的设计 摘要人们安全意识的提高，汽车报警系统发挥的作用越来越重要，本课题设计了由单片机AT89S52作为中央控制单元的汽车报警系统，包括GSM网络汽车防盗报警、汽车倒车防撞报警、酒后驾车报警和汽车超速报警。介绍了各报警系统的工作原理，以及它们的各个功能。结果表明，该设计能最大限度的避免人身财产损失。 关键词单片机AT89S52，GSM网络，报警系统 1 引言 随着我国国民经济和汽车技术的飞速发展，本课题针对汽车运行的安全性，设计了由单片机作为中央控制单元的汽车报警系统，主要涉及GSM网络汽车防盗报警、汽车倒车防撞报警、酒后驾车报警和汽车超速报警等功能。该设计将单片机的实时控制及数据处理功能与传感器的A/D转换技术相结合，充分地利用了AT89S52的内部资源，使报警系统工作于最佳状态，从而提高系统的综合反映灵敏度，使报警系统及时准确，实现汽车多种功能的报警控制，最大限度的保护消费者的利益。所设计的报警系统对出现的危急情况，能及时进行声、光、网络报警及相应的显示，提醒车主或驾驶员尽快地采取相应的措施，有效的保护自身和他人的利益和安全，尽可能地降低事故发生率。 2.设计方案 汽车报警电路的基本组成模块包括：传感模块、控制模块、报警模块、无线通信模块。本设计的系统总架构如图所示。 图1 系统总架构 本设计的基本思路和原理为：传感器进行数据检测，将检测到的数据送到放大转换电路或模数转换电路，经过分析处理之后，将处理后的电信号送给单片机控制单元，单片机对数据进行分析和处理。如果发现异常，单片机发出指令，驱动报警电路报警，和使用GSM 通信模块，把报警信息传送到手机上，并作出相应的显示。系统的探测输入端口由多路传感器构成，输出端口为声、光、电、显示报警和手机通信报警，以达到提醒驾驶员及时对异常
1引言 (1) 1.1 单片机的应用背景 (1) 2 总体设计方案 (2) 2.1 功能简介 (2) 2.2 设计思路 (2) 2.3 芯片器材 (3) 3 硬件设计 (3) 3.1 AT89C51 (3) 3.1.1 AT98C51引脚图 (3) 3.1.2 AT89C51结构特点 (5) 3.2 温度获取 (5) (7) 3.3 时钟电路 (8) 3.4 温度显示电路 (8) 3.5报警电路 (10) (10) 4 程序设计 (10) 4.1 程序流程图 (11) 4.2 初始化子程序 (11) 4.3 读子程序 (12) 4.4 写子程序 (13) 4.5 数据处理子程序 (13) 4.6 显示子程序 (15) 4.7报警子程序 (17) 5 实验仿真 (18) (18) 6 总结 (19) 参考文献 (20) 附录 (21) 1引言 1.1 单片机的应用背景 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通信与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机，更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗机械了。
世面上主要的单片机类型有Motorola 单片机、Microchip 单片机、东芝单片机、8051单片机、Atmel 单片机等。此次课设中用到的是ATMEL公司，下面着重介绍一下ATMEL公司的单片机。 ATMEL 公司是世界上著名的高性能低功耗非易失性存储器和数字集成电路的一流半导体制造公司。ATMEL 公司最令人注目的是它的EEPROM 电可擦除技术闪速存储器技术和质量高可靠性的生产技术。在CMOS 器件生产领域中，ATMEL 的先进设计水平优秀的生产工艺及封装技术一直处于世界的领先地位。这些技术用于单片机生产，使单片机也具有优秀的品质在结构性能和功能等方面都有明显的优势，ATMEL 公司的单片机是目前世界上一种独具特色。 而性能卓越的单片机它在计算机外部设备通讯设备自动化工业控制宇航设备仪器仪表和各种消费类产品中都有着广泛的应用前景。其生产的AT90系列是增强型RISC内载FLASH单片机,通常称为A VR系列。AT91M系列是基于ARM7TDMI 嵌入式处理器的ATMEL 16/32 微处理器系列中的一个新成员，该处理器用高密度的16 位指令集实现了高效的32 位RISC 结构且功耗很低。另外ATMAL的增强型51系列单片机目前在市场上仍然十分流行,其中AT89S51十分活跃。 当今社会，人们在追求高质量的生活，所以生活中离不开单片机，根据国家权威统计显示，目前我国的单片机容量达3亿片，且每年以大约20％的速度增长，但在世界市场我国的占有率还不到1％。沿海地区尤其像电子产品高度发达的深圳大部分单片机应用更是广泛，这种发展趋势也不断向内地辐射，因此，学好单片机有很重要的意义。 2 总体设计方案 2.1 功能简介 8位LED数码管直接显示DS18B20所测量的温度，超出-50~110℃范围时喇叭报警，并且对应的发光二极管开始闪烁，在温度范围内时喇叭停止报警并且数码管显示其温度，测量精度为0.5℃。 2.2 设计思路
引言 汽车是现在最流行的代步工具，然而随着经济越来越好，汽车已经进入普通家庭中。全世界消耗的汽车数量大得惊人。与此同时，交通事故也一直居高不下。酒后驾驶，超速飙车，危及着人们的人身安全。本着解决超速引发的交通事故，本超速报警系统应用了数字电子技术，运用了一些比较简单的电路制成。 该电路主要是计算汽车在一秒轮子的转动圈数即转动频率，为使电路简单，仅以转动频率来模拟汽车的速度，并将计得的速度通过数码管显示出来，速度显示每1.25秒刷新一次，并对超速时产生报警信号或者自动将发动机熄灭，确保了行驶的安全，司机通过拨动开关可任意设置产生报警信号速度和安全行驶极限速度。 该电路主要由逻辑控制电路、信号接收电路、LCD显示器、报警信号等部分构成。
第一章汽车速度显示及超速报警器的基本工作原理 1.1 电路基本功能 该电路主要是计算汽车在一秒轮子的转动圈数即转动频率，，仅以转动频率来模拟汽车的速度，并将计得的速度通过LCD1602显示出来，确保了行驶的安全，通过控制开关可以设定速度，设置速度可以为10到120间为十的整数倍，当速度大于此设置速度时，电路将产生报警信号。 1.2 电路的基本组成部分 该电路主要由逻辑控制电路、LCD显示器、报警信号等部分构成。 1.3 电路的整体工作原理 驾驶者根据当前天气，路况，和自己的驾车状态等设定本系统的限速值，比如说60km/h。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。驾驶者根据警告提示就可以比较好地控制汽车的行驶速度，从而降低了事故的发生率，保证了人身安全。 1.4 电路实用说明 本系统有两个作用：一是将汽车速度通过LCD显示器显示出来，使司机能知道对应时刻的汽车速度；二是当司机加速过高达到设置值时，电路会产生报警信号。在不同级别的道路上、在不同的天气环境下、在司机不同精神状态下或者其他不同的情况下，汽车的安全行驶速度会有不同高低的限制，而往往由于司机不意识的加速过高而产生各种
毕业设计（论文）开题报告 1、课题的目的及意义 1.1发展前景 众所周知，汽车是当今世界主要的交通工具之一。随着人民生活水平的不断提 高，汽车越来越成为人们生活中不可缺少的一部分，从世界上第一辆T型福特车被盗开始，偷车已成为现今城市最常见的犯罪行为之一。随着汽车数量的增加，特别是轿车正以很快的速度步入家庭，车辆被盗的数量逐年上升，这给社会带来极大的不安定因素，担心车辆被盗，成为困扰每一位汽车用户的难题。人们为了车辆的安全大都安装了汽车防盗报警系统。汽车防盗报警器的使用在很大程度上有效地保护了国家和人民生命财产的安全。使人们有了安全的依靠。同时车辆防盗报警器的使用也减少了盗窃犯罪事件的发生，起到了一定的威慑作用。 1.2选题的目的和意义 随着科学技术的进步，为对付不断升级的盗车手段，人们研制开发不同方式结构的防盗器，目前防盗器发展按其结构和功能。可以分为三大类：机械防盗一—电子防盗——网络防盗。机械防盗主要是靠锁定离合制动，油门或变速档来达到防盗目的，但只防盗不报警，目前市场已不多见，属淘汰落伍产品。电子防盗是目前市场比较常见的防盗产品，其主要靠锁定点火或启动来达到防盗的目的。随着科技的发展和技术的进步汽车防盗的至高点将是网络防盗。无论车辆行驶到何处，随时处于自己的掌握之中，真正做到“车居四海皆安心”。 目前，用于汽车的防盗报警器种类繁多，功能也较单一，多数是汽车门被打开只有报警功能，切断点火电路汽车不能起动。正是由于诸多的汽车防盗报警器起不到应有的保护作用方导致汽车开始安装防盗网，将乘客与司机隔开，以防不测，虽然有一定的效果，但作用不大，也不雅观，且给乘客造成不舒服感，同时安装价格也较昂贵，如果有行窃者盗窃汽车或汽车上的物品，防盗系统不仅具有切断起动电路、点火电路、喷油电路、供油电路和变速电路、将制动锁死等的功能，同时，还会发出不同的声光信号，给窃贼一个精神上的打击，以阻止窃贼行窃。 2、课题任务、重点研究内容、实现途径 2.1课题任务 本次设计主要是利用51单片机完成对汽车防盗报警系统的设计，主要要求如 下：
1、作品介绍： 我个人设计的温度报警器是基于51单片机开发的一种能时时检测温度，并且报警的器件，它采用AT89S52单片机、DS18B20、1602液晶显示器等电学元器件，通过编写程序和一定的算法，最终实现的功能是：开机后单片机自动运行一套程序，使DS18B20检测室内的温度，并通过一定的算法对数据采样处理，计算出室内的温度，通过1602液晶显示器显示出来，当室温超过设定的值时，单片机驱动峰鸣发出声音！ 2、器件介绍： a、A T89S52单片机： AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。
b、DS18B20测温芯片： DS18B20数字温度传感器，采用美国DALLAS公司生产的DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。 DS18B20 单线数字温度传感器，即“一线器件”，其具有独特的优点： （1 ）采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20 的双向通讯。单总线
具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测 量，使用方便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测 量系统的构建引入全新概念。 ?（2 ）测量温度范围宽，测量精度高DS18B20 的测量范围 为-55 ℃~+ 125 ℃；在-10~+ 85°C 范围内，精度为± 0.5°C 。 ?（3 ）在使用中不需要任何外围元件。 ?（4 ）持多点组网功能多个DS18B20 可以并联在惟一的 单线上，实现多点测温。 ?（5 ）供电方式灵活DS18B20 可以通过内部寄生电路从数 据线上获取电源。因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外部电源，从而使系统结构更趋简单，可靠性更高。 ?（6 ）测量参数可配置DS18B20 的测量分辨率可通过程序 设定9~12 位。 ?（7 ）负压特性电源极性接反时，温度计不会因发热而 烧毁，但不能正常工作。 ?（8 ）掉电保护功能DS18B20 内部含有EEPROM ，在系统 掉电以后，它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。 ?DS18B20 具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小 的封装方式，更宽的电压适用范围，适合于构建自己的经济的 测温系统，因此也就被设计者们所青睐。 DS18B20管脚排列：
基于单片机的汽车超速报警器的设计
摘要 为了降低车辆超速造成的交通事故，设计了一种利用89C51单片机对机动车超速行驶情况进行蜂鸣报警和灯光报警的系统。随着国民经济的发展，机动车辆规模及流量大幅度增加。为了保护司乘人员安全，降低事故发生率成为当务之急，在汽车装置中，设置超速警示系统，为车辆驾驶人员提供警示标志，以便驾驶人员提前减速，成为一种必要手段。详细阐述了系统的总体设计方案，给出了界面模块与89C51接口电路，最后介绍了软件设计方法及程序流程图。 关键词：89C51；传感器；界面模块
ABSTRACT Design a sound alarming system using 89C51 single chip which can exam the over speed motor vehicle and meanwhile give out sound. With the development of the national economy Scales of motor vehicles are experiencing a substantially incensement. Assorting with and inducing traffic to protect the safety of drivers and passengers，reducing the accident rate become a urgent affair. Setting up speeding alert system and supplying the drivers with The system with simple structure,high reliability and convenient operation can widely used on motorbike ,car and so on. This paper detailedly introduces the whole design scheme of the system、the circuit on interface module and 89C51,the method of the software design and program flow chart. Keyword:89C51; transducer; Interface-Modul
摘要：随着传感器在生产生活中更加广泛的应用，一种新型的数字式温度传感器实现对温度的测试与控制得到了更快的开发。本文设计了一种基于单片机AT89C52的温度检测及报警系统。该系统将温度传感器DS18B20接到单片机的一个端口上，单片机对温度传感器进行循环采集。将采集到的温度值与设定的上下限进行比较，当超出设定范围的上下限时，通过单片机控制的报警电路就会发出报警信号，从而实现了本次课程设计的要求。该系统设计和布线简单、结构紧凑、体积小、重量轻、抗干扰能力较强、性价比高、扩展方便，在工农业等领域的温度检测中有广阔的应用前景。本次课程设计的测量范围为0℃--99℃，测量误差为±2℃。 关键字：温度传感器、单片机、报警、数码管显示 一、概述 本次设计可以应用到许多我们用过的软件设计，将前面所学的知识融汇在一起实现温度监测及其报警的功能，来提醒农民当前大棚内温度是否适合农作物的生长。 电子技术是在十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，在二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。 随着电子技术的飞速发展，电子技术在日常生活中得到了广泛的应用，各类转换电路的不断推出以及电子产品的快速更新，电子技术已成为世界发展和人们生活中必不可少的工具。 本次课设应用Protues软件设计一个温度检测报警系统，用温度传感器DS18B20采集大棚内的温度，当大棚内的温度高于30℃。或低于15℃。时，电路发出报警信号并显示当前温度，达到提醒农民的效果。 本次课设要求设计一个温度监测报警显示电路，要求温度范围：0℃--99℃；测量误差为±2℃；报警下限温度为：15℃；报警上限温度为：30℃。 二、方案论证 设计一个用于温室大棚温度监测系统。大棚农作物生长时，其温度不能太低，也不能太高，太低或太高均不适合农作物生长。该系统可实时测量、显示大棚的温度，当大棚温度超过农作物生长的温度范围时，报警提醒农民。 方案一： 方案一原理框图如图1所示。 图1 大棚温度检测系统的原理框图 方案二： 方案二原理框图如图2所示。
分类号: 单位代码:10452 毕业论文（设计） 超速报警器的设计 姓名** 学号201008130101 年级2010 专业电子信息科学与技术 系（院）理学院 指导教师王彦华 2014年3月19日
摘要 超速报警器的设计从硬件和软件方面阐述了单片机在汽车超速报警上的应用，该报警系统允许驾驶员通过自带键盘设置车辆安全行驶的最高速度，当发现车辆速度超过驾驶员设置的最高值时，蜂鸣器开始报警，提醒驾驶员减速，在一定程度上有效解决汽车超速驾驶的问题。文章介绍了霍尔传感器的工作原理，阐述了霍尔传感器测速系统的工作过程，利用脉冲计数法实现了对转速的测量，通过LCD直观地显示汽车的速度值。结合硬件电路设计，采用模块化方法进行了软件设计,编制了电机转速测量模块、报警模块、显示模块等的C51程序，并通过PROTEUSE软件进行了仿真。 关键词：转速测量，霍尔传感器，LED1602,单片机
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 pulse-counting 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 microcomputer
摘要： 本汽车速度显示及超速报警器电路是运用数字电路有关知识来设计的，它具有简易操作及实用等特点。司机可根据不同情况而设置所需的报警信号速度及安全行驶极限速度，确保行驶安全。电路的核心部分为时基信号发生器、计数器、显示器及报警控制器等，电路设计中主要用到了防真软件EWB及EDA软件PTOTEL99。电路能够将汽车速度实时显示，当行驶速度超过所设置的报警速度及安全行驶速度时，电路就会分别发出报警信号和将发动机熄灭，确保安全行驶。为使电路简单，本电路采用汽车转速来模拟汽车速度，本电路均适合各种大中型汽车安装使用。 关键词：汽车速度；超速；报警器；计数器
目录 引言 (2) 第一章汽车速度显示及超速报警器的基本工作原理 (3) 1.1 电路基本功能 (3) 1.2 电路的基本组成部分 (3) 1.3 电路的整体工作原理 (3) 1.4 电路实用说明 (4) 第二章主要基本电路的工作原理 (4) 2.1 时基电路的工作原理 (4) 2.2 100分频器工作原理 (5) 2.3 逻辑控制电路工作原理 (5) 2.4 信号接收及整形电路工作原理 (6) 2.5 计数器、锁存器、译码显示器电路工作原理 (7) 2.6 超速报警及熄灭发动机电路工作原理 (8) 第三章电路所用元件列举 (9) 3.1 分立元件 (9) 3.2 集成芯片 (9) 第四章电路原理图及PCB图 (10) 4.1 电路原理图 (10) 4.2 PCB图 (10) 第五章电路设计与调试总结 (11) 5.1 电路设计说明 (11) 5.2 电路设计总结 (12) 5.2 电路调试总结 (12) 谢辞 (14) 主要参考文献 (15)
单片机原理与应用 课程设计报告 { 课程设计名称：温度报警器设计 专业班级： 13计转本 | 学生姓名：张朝柱肖娜 学号： 140 113 指导教师：高玉芹 设计时间： 2016-11—2017-12 成绩： 信电工程学院
摘要 2009年6月14日随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。 本文主要介绍了一个基于AT89C52单片机的测温系统，详细描述了利用液晶显示器件传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感DS18B20的数据采集过程。对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C52结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：单片机AT89C51；DS18B20温度传感器；液晶显示LCD1602。
目录 1绪论 (1) 温度报警器简介 (1) 温度报警器的背景与研究意义 (1) 温度报警器的现状及发展趋势 (1) 2 系统整体方案设计 (2) 设计目标 (2) 系统的基本方案 (2) 系统方案选择 (2) 各模块方案选择 (3) 主要元器件介绍 (3) STC89C52的简介 (3) DS18B20的简介 (4) 3 系统的硬件设计与实现 (5) 系统硬件概述 (5) 主要单元电路的设计 (5) 键盘扫描模块电路的设计 (5) 单片机控制模块电路的设计 (5) 报警模块电路的设计 (6) LCD1602显示模块电路的设计 (7) 4 系统的软件设计与实现 (8) KEIL软件介绍 (8) 系统程序设计流程图 (8) 主程序软件设计 (8) 按键软件设计 (9) 密码设置软件设计 (9) 开锁软件设计 (10) 5 系统仿真设计 (12) Proteus 软件介绍 (12) Proteus 仿真图 (12) 硬件调试 (13) 调试结果 (13) 6 结论 (14)
- - - 本科生毕业论文(设计) 51单片机实现车辆超速报警器设计
目录 中文摘要 (3) 英文摘要 (4) 引言 (5) 1.设计方案的选择 (6) 1.1 设计要求 (6) 1.2方法选择 (6) 2.测速传感器的确立 (7) 2.1测速传感器的选择 (7) 2.2测速传感器的工作原理 (7) 3.系统硬件设计 (10) 3.1系统总体方框图 (10) 3.1.1电源单元 (10) 3.1.2光电耦合器单元 (11) 3.1.3 蜂鸣报警单元 (11) 3.2电路的连接 (12) 3.2.1测速传感器与单片机连接 (12) 3.2.2单片机与报警器连接 (12) 3.2.3单片机与显示电路连接 (13) 3.2.4单片机与按键电路的连接 (14) 4.系统软件设计 (15) 4.1系统流程图 (15)
4.2主程序 (16) 4.3初始化程序 (16) 4.4按键扫描程序 (17) 结束语 (18) 参考文献 (19) 致 (20) 附录 (21)
51单片机实现车辆超速报警器设计 摘要：近年来，随着现代汽车控制技术和高速公路的飞速发展，在世界各国特别是发达国家，无论是运输业还是个人，汽车都已成为长距离运输的主要交通工具。在高速公路上长时间高速行驶时，驾驶员长时间操纵加速踏板而得不到活动，容易造成疲劳。在限速路段总会出现超速现象，对他人和自己都造成安全隐患。本设计就是为了解决这一问题而诞生的。 本设计从驾驶员自身安全角度出发，设计了一种检测车辆超速的报警系统。该报警系统允许驾驶员通过自带键盘设置本车辆安全行驶的最高速度，当车辆处于行驶状态中，该系统通过速度传感器时刻监测机动车辆速度。当发现车辆速度超过驾驶员设置的最高值时，蜂鸣器开始报警，提醒驾驶员减速。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用。此设计就是一种利用51单片机对机动车超速行驶情况进行蜂鸣报警和灯光报警的系统。该系统结构简单，可靠性高，操作方便，可广泛应用于摩托车、汽车等机动车辆。该设计详细介绍了系统的总体设计方案，给出了界面模块与89C51接口电路，系统硬件电路及外围设计电路，最后介绍了软件设计方法度程序流程图。通过LED显示出来。 关键字：单片机；汽车超速；传感器；报警；LED显示