基于单片机的超速报警器设计

基于STC单片机的机场车辆超速报警系统设计
随着民航业的发展，航空器的数量不断增多，地面保障车辆随之增加，加之机场车辆行驶速度过快，导致刮碰飞机的不安全事件时有发生，直接影响了飞机的持续适航，严重危及航空公司的运行安全，同时也造成了一定的经济损失。

为了减少此类不安全事件的发生，本设计利用单片机实现车辆的超速报警来提醒司机减速行驶，并将超速情况实时记录下来作为评价车辆驾驶员的依据之一，以便于对员工进行管理。

1系统的硬件设计
1.1系统功能
系统实现的主要功能如下：
(1)按键调整时间以及实时显示时间;
(2)实时显示车辆行驶的速度;
(3)当车辆超过规定的速度值时，违规情况以数据形式保存在串行存储器中，并发出声音警报，同时警报灯闪烁;
(4)管理人员使用IC卡读取车辆的违规情况并取消报警。

1.2系统硬件的总体设计
系统的总体结构如图1所示。

它采用STC89C52单片机为主控芯片，主要有电源模块、信号采集模块、时钟模块、LED显示模块、按键模块、报警模块、AT24C64串行存储器模块和接触式IC卡存储模块。

其中STC89C52主要完成对外围硬件的控制以及信息处理功能;电源模块将12V车载电源降压至5V单片机工作电源;信号采集模块使用TLP521光电耦合器将采集到的高电平脉冲信号转换为5V脉冲信号;时钟模块提供LED显示的实时时间;LED显示模块使用
74HC595驱动数码管实现时间和速度的显示;按键模块主要用来调整时间;报警。

东北林业大学毕业设计任务书基于单片机的汽车超速报警系统设计基于单片机的汽车超速报警系统的设计摘要近年来，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。

汽车在公路上行驶时，通过GPS定位，当汽车的行驶速度超过该公路所规定的最高行驶速度时，蜂鸣器报警，并通过语音提示，提醒驾驶员减速。

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。

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。

在实时监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，通过LCD显示出来。

关键词: 51单片机；汽车超速报警器；语音传感器；LCD显示Monolithic integrated circuit-based automobileoverspeed alarm system designAbstractIn recent years, with the modern auto control technology and the rapid development of highway, in the world, especially in developed countries, whether shipping or personal, cars have become the main long-distance transport vehicles. When the car driving on the highway, through the GPS positioning, when the car speed is more than the highest speed specified in the road, the buzzer alarm, and through the voice prompt, and remind the driver to slow down.This design from the Angle of the driver's own security, we design a test vehicle overspeed alarm system. When the vehicle in the driving state, the system through the speed sensors to monitor vehicle speed. In real-time monitoring and automatic control of microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component. This design is a kind of vehicle speeding is to make use of 51 single-chip buzzer alarm system. The system has simple structure, high reliability, convenient operation, can be widely used in motorcycles, automobiles and other motor vehicles. This design detailed introduces the system's overall design scheme of interface module and 89 c51 interface circuit is given, and the system hardware circuit and peripheral circuit design, through the LCD display.Key words: Single chip microcomputer; Automobile overspeed alarm; Voice sensor; The LCD display目录摘要Abstract1前言 (1)1.1 汽车超速报警系统研究目的及背景 (1)1.2 汽车超速报警系统在国外的研究现状和发展趋势 (1)1.3 汽车超速报警系统的主要容 (2)2汽车超速报警系统设计方案的选择 (3)2.1 设计要求 (3)2.2方案选择 (3)3汽车超速报警系统硬件设计 (4)3.1 测速传感器的构建 (4)3.1.1 测速传感器的选择 (4)3.2汽车测速传感器的工作原理 (4)3.3主控模块 (6)3.4系统总体结构框图 (7)3.4.1电源单元 (8)3.4.2 光电耦合器单元 (8)3.4.3 蜂鸣报警单元 (9)3.5电路的连接 (9)3.5.1 霍尔传感器与单片机的连接 (9)3.5.2 单片机与报警器连接 (10)3.5.3单片机与LCD显示电路连接 (10)3.6 监测车辆速度 (11)3.6.1 GPS车速检测 (11)4汽车超速报警系统软件设计 (13)4.1 主程序 (13)4.2 子程序 (14)4.2.1 报警子程序 (14)结论 (15)参考文献 (16)致 (17)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，汽车时最普遍的交通运输工具，随着汽车工业和告诉公路建设的发展，每年由于各种交通事故造成的人员伤亡数目惊人，给国家造成的经济损失巨大。

基于单片机的汽车超速报警器的设计随着社会的发展和科技的进步，汽车已成为人们日常生活的重要交通工具。

然而，不适当的驾驶速度可能导致交通事故和生命财产的损失。

因此，设计一种基于单片机的汽车超速报警器，对保障行车安全具有重要意义。

一、设计背景与意义汽车超速报警器是一种通过监测车辆行驶速度并判断是否超速的装置。

当车辆行驶速度超过设定阈值时，报警器会发出警报，提醒驾驶员减速。

该装置有助于减少因超速驾驶导致的交通事故，提高道路安全。

二、硬件设计1、传感器选择：选用霍尔传感器作为车速传感器，其输出电压与转速成正比，可用于测量汽车行驶速度。

2、单片机选择：采用AT89C51单片机作为核心控制器，该单片机具有低功耗、高性能的特点，满足汽车行驶中的恶劣环境要求。

3、报警装置：采用蜂鸣器和LED灯作为报警装置，当汽车超速时，蜂鸣器发出警报声，LED灯闪烁提示。

4、存储模块：为保存设定的速度阈值和超速记录，需设计一个非易失性存储模块，如EEPROM。

5、电源模块：考虑到汽车电源的特殊性，设计一个稳定的电源模块，以确保报警器的稳定工作。

三、软件设计1、速度采集：通过霍尔传感器采集汽车行驶速度，并将速度信号转换为电信号输入单片机。

2、速度判断：单片机读取速度信号后，与设定的速度阈值进行比较。

若超速，则触发报警装置。

3、报警处理：当报警触发时，单片机控制蜂鸣器发出警报声，LED 灯闪烁提示。

同时，将超速记录保存在存储模块中。

4、速度阈值设定：为适应不同路况和驾驶需求，软件中设计一个速度阈值设定功能，驾驶员可根据实际情况调整阈值。

5、程序优化：为提高程序效率和稳定性，采用模块化设计和中断处理技术，减少CPU的占用时间。

四、系统测试与优化1、速度测试：通过实际行驶测试，验证报警器是否能准确监测汽车速度，并判断是否超速。

2、硬件调试：检查电路板连接是否正确，调整传感器和报警装置的工作状态，确保系统正常运行。

3、软件调试：通过调试和优化程序，提高报警器的响应速度和准确性。

基于单片机的超速报警器电路设计1前言1.1 课题产生原因超速行驶是指在一定道路上行驶的汽车，超过了该段道路所规定的行驶速度。

《道路交通安全法实施条例》第四十五条规定：机动车在道路上行驶不得超过限速标志、标线标明的速度。

在没有限速标志、标线的道路上，机动车不得超过下列最高行驶速度：没有道路中心线的道路，城市道路为30 km／h，公路为40 km／h，同方向只有一条机动车道的道路，城市道路为50 km／h，公路为70 km/h。

限速是为了行驶安全，而汽车在设计时都定有最高时速，以至于两者出现较大的差距，令驾驶员稍不留意就要超速[1]。

那么公路车速到底对交通事故的影响是什么呢（1）驾驶员在道路上行驶时，必须时刻获得周围环境的信息进行判断，决定自己的操作行为，这些过程都需要一定的时间。

但是，随着车速的提高，驾驶员观察和判断的时间必然减少、反应也会时间减少，导致做出错误决定的可能性就会相应增加，从而使交通事故发生的可能性变大。

而且车速的提高会减少驾驶员采取避让措施的时间和距离，汽车发生碰撞时的速度也比初始速度高。

(2)驾驶员对事物判断的准确性主要取决于两个方面：一是事物对驾驶员的刺激强度，强度越大，判断的准确性越高；二是单位时间内对驾驶员刺激的信息量的多少，信息量越少，判断的准确性越高。

超速行车时，刺激物一晃而过，刺激强度很小，而单位时间内对驾驶员刺激的信息量却增大，因而严重地影响了驾驶员对车外事物判断的准确性，极易导致事故的发生。

（3）我们都有这样的感觉，如果乘坐汽车，会感觉到车外的自行车速度很慢；如果乘飞机，会感觉到地面上行驶着的汽车像处于静止状态一样。

这就是所谓运动物体对速度的迟钝感。

它包含两个方面，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体的速度。

驾驶员超速行车时，必然会低估其他交通参与者的速度，当遇到异常情况时，就会失去采取有效措施的时机而导致事故的发生。

可见，随着车速的提高，事故率和事故的严重性都会提高。

基于单片机超速报警器电路设计
超速报警器是一种常见的安全设备，可以在车辆超过限速时发出警告声音，提醒驾驶员注意安全。

本文将介绍基于单片机的超速报警器电路设计。

1. 硬件设计
该电路主要由单片机、震动传感器、LCD屏幕、蜂鸣器和一些其他元件组成。

1.1 单片机
选择一款适合的单片机，如AT89S52。

它具有良好的性能和稳定性，并且易于编程和使用。

1.2 震动传感器
震动传感器用于检测车辆的运动状态。

当车辆超过限速时，会产生震动信号，并将其发送到单片机进行处理。

1.3 LCD屏幕
LCD屏幕用于显示当前车速和警告信息。

它可以帮助驾驶员了解车辆的运行状况，并及时采取相应措施。

1.4 蜂鸣器
蜂鸣器用于发出警告声音。

当车辆超过限速时，它会自动响起，提醒驾驶员减速。

2. 软件设计
2.1 初始化程序
在初始化程序中，需要设置各个元件的引脚和工作模式，并进行一些必要的初始化操作。

2.2 车速检测程序
车速检测程序用于检测车辆的运动状态。

当车辆超过限速时，它会产生震动信号，并将其发送到单片机进行处理。

2.3 警告程序
警告程序用于发出警告声音和显示警告信息。

当车辆超过限速时，它会自动响起蜂鸣器，并在LCD屏幕上显示相应的警告信息。

3. 总结
基于单片机的超速报警器电路设计可以有效地提醒驾驶员注意安全。

通过合理的硬件和软件设计，可以实现稳定可靠的工作效果。

然而，在实际应用中，还需要根据具体情况进行适当调整和优化，以确保其正常运行。

基于单片机的超速报警器设计一、引言二、设计原理超速报警器的设计基于速度检测和比较的原理。

首先，通过传感器获取车辆的实时速度信息，然后将该速度值与预设的限速值进行比较。

当实时速度超过限速值时，系统触发报警机制，提醒驾驶员减速行驶。

三、硬件组成1、单片机选择一款性能稳定、资源丰富的单片机作为核心控制器，如STM32 系列。

单片机负责接收传感器数据、进行速度计算和比较，并控制报警模块的工作。

2、速度传感器常见的速度传感器有霍尔传感器和光电编码器等。

这些传感器能够将车辆的转动速度转换为电信号，以便单片机进行处理。

3、显示模块采用液晶显示屏（LCD）或数码管来显示车辆的实时速度和限速值等信息，方便驾驶员查看。

4、报警模块当车辆超速时，报警模块发出声光报警信号。

报警模块可以包括蜂鸣器和发光二极管（LED）等。

四、软件实现1、初始化在系统启动时，对单片机的各个端口、定时器、中断等进行初始化设置。

2、速度采集与计算通过定时器中断或外部中断的方式，定时采集速度传感器的输出信号，并根据传感器的特性进行速度计算。

3、速度比较与报警判断将计算得到的实时速度与预设的限速值进行比较。

如果实时速度超过限速值，则置位报警标志。

4、显示更新实时更新 LCD 或数码管上显示的速度和限速值等信息。

5、报警控制根据报警标志，控制蜂鸣器和 LED 的工作状态，实现声光报警。

五、系统调试与测试1、硬件调试检查各个硬件模块的连接是否正确，电源是否稳定，传感器输出信号是否正常等。

2、软件调试使用在线调试工具，如 JLink 等，对单片机的程序进行单步调试，查看变量的值和程序的执行流程，确保软件逻辑的正确性。

3、系统测试在实际的车辆上进行测试，模拟不同的车速情况，验证超速报警器的准确性和可靠性。

同时，对报警声音和灯光的效果进行评估，确保能够有效地提醒驾驶员。

六、优化与改进1、提高测量精度通过选用更高精度的传感器和优化速度计算算法，提高系统对车速测量的精度。

文献综述电气工程及其自动化基于单片机的汽车超速报警系统设计前言随着我国汽车业的迅猛发展，在加上国民经济的提高，使得愈来愈多的中国普通百姓有经济实力购买轿车，圆自己多年的汽车梦，拥有一部自己爱车已不在遥远，反而是成为很多人触手可及的事情。

然而，事情总是有它的两面性，汽车多了，由此引发的道路交通安全问题也就变得日益突出了。

据相关资料统计显示造成交通事故的原因主要有两个：①很多老司机和新司机同时上路，驾驶技术参差不齐，驾驶习惯也都良莠不齐。

俗话说的好，十次事故九次快，很多司机朋友都喜欢“超速驾驶”，对其他车辆和行人漠然视之，车主往往根据自己的个人喜好随意提速，超速行驶，当汽车处于超速行驶状态下，其稳定性和安全性也就大大降低，一旦出现紧急状况，往往会导致车毁人亡的重大事故发生。

②我国人口众多，特别是一些大城市人口的数量比较庞大，汽车又多，一些商业繁华路段往往是一个城市中人口密度最大，车辆最集中的地方，也是交通事故突发率最高的地方[9]。

据相关数据显示，近10年来，我国平均每年发生道路交通事故为60万起，死亡10万余人。

我们再把眼光放到全球，全世界每过6分钟就有一人死于车祸，全世界每一分钟就有人伤于车祸。

交通事故不仅仅对人们的生命财产安全造成巨大的影响，同时也造成巨大的经济损失。

因此有必要采取措施来限制车速，维护驾驶员和行人的生命安全。

现实证明通过强制限制车速可以很好地解决汽车超速这问题，交警可以通过安装雷达测速器来限制汽车车速，虽然收到了一定的效果，但是目前雷达测速具有覆盖面不够广的问题，无法覆盖整个限速路段[10]。

针对这些问题，我们设计了汽车超速报警系统，让它时刻提醒驾驶员自己的行车速度，这在一定程度上可以有效地解决汽车超速驾驶的问题，避免重大交通事故的发生。

正文一、国内外关于超速限速系统设计情况世界各国为了解决驾驶者有意或无意超速驾驶的问题，采取了各式各样的措施，与此同时，汽车电子限速装置也在不断发展，有许多电子设计者或公司从事这方面的研究，力求能设计出一种能普遍使用的汽车限速装置。

基于单片机超速报警器电路设计1. 介绍超速报警器是一种常见的车载电子设备，用于提醒驾驶员超过了道路规定的限速。

本文将详细介绍基于单片机的超速报警器电路设计。

2. 超速报警器原理超速报警器的原理是通过测量车辆的速度，与预设的限速进行比较，当速度超过限速时触发报警。

基于单片机的超速报警器电路设计中，我们需要使用示波器作为速度传感器，通过单片机进行数据处理和报警控制。

2.1 示例电路2.2 信号处理流程1.通过示波器获取车辆速度信号2.使用滤波器对信号进行滤波，减小噪声干扰3.将滤波后的信号输入单片机进行模数转换4.单片机对转换后的数据进行处理，判断是否超速5.若超速，则触发报警器3. 单片机选择选择合适的单片机是超速报警器电路设计中的关键。

需要考虑的因素包括处理速度、存储容量、输入输出接口等。

常用的单片机有8051系列和AVR系列。

3.1 8051系列8051系列的单片机具有成熟的开发工具链和丰富的应用案例，易于入门和开发。

但处理速度相对较慢，存储容量有限。

3.2 AVR系列AVR系列的单片机具有高性能和低功耗的特点，适合用于实时应用和高要求的项目。

但开发工具链相对较新，上手难度较大。

4. 电路设计超速报警器的电路设计需要考虑传感器接口、信号处理、报警控制等多个方面。

4.1 传感器接口电路示波器作为速度传感器，需要适当的接口电路将其输出信号转换为单片机可处理的电压信号。

常用的接口电路包括运放放大电路和电平转换电路。

4.2 信号处理电路信号处理电路主要包括滤波器和模数转换电路。

滤波器用于去除信号中的噪声干扰，提高测量精度。

模数转换电路将滤波后的模拟信号转换为数字信号，供单片机处理。

4.3 报警控制电路报警控制电路用于触发报警器，通常采用蜂鸣器或LED灯进行报警。

单片机通过输出高或低电平控制报警设备。

5. 程序设计程序设计是基于单片机的超速报警器电路设计中的重要一环，需要根据实际需求编写合适的程序。

5.1 速度测量程序中需要使用单片机的计时器功能进行速度测量。

长沙学院CHANGSHA UNIVERSITY 毕业设计（论文）资料设计长沙学院教务处二○一一年二月制目录第一部分设计说明书一、设计说明书第二部分过程管理资料一、毕业设计（论文）课题任务书二、本科毕业设计（论文）开题报告三、本科毕业设计（论文）中期报告四、毕业设计（论文）指导教师评阅表五、毕业设计（论文）评阅教师评阅表六、毕业设计（论文）答辩评审表20 14 届本科生毕业设计（论文）资料第一部分设计说明书摘要随着经济的不断增长、城市化速度的加快，汽车产业的发展非常迅速，汽车已成为了人们出行和城市正常工作的主要工具，然而汽车给我们的生活带来方便的同时，也产生了一系列社会问题。

因汽车超速造成的交通事故而导致的伤亡人数占了意外伤亡人数的比重相当大，给社会造成了巨大的经济损失。

所以提高汽车的制动、超速报警等性能是非常必要的。

本文介绍了一种基于AT89C52 单片机的汽车超速报警系统。

该系统由测速模块、控制显示模块、报警模块和最高速调整模块组成。

运用了光电传感器测速、LED 显示等技术。

设计了以AT89C52 单片机为核心的汽车超速报警系统的硬件电路和软件算法。

本设计是在以电机带动转轮模拟车轮转动的条件下实现的。

模拟实验表明该方案可行，能有效提高汽车的制动、超速报警等性能，且系统硬件结构简单，软件快速高效，采样速度快，抗干扰能力较好，经济成本小等优点，有一定的应用价值。

关键词：车速，光电传感器，AT89C52 单片机，报警ABSTRACT Keywords:目录摘要................................................................................................................. I V ABSTRACT (V)第1章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2本课题设计的发展现状 (2)1.3研究内容 (2)第2章车速测量原理及方案 (3)2.1频率量的测量方法 (3)2.2 速度的实现 (4)第3章系统总体设计 (6)3.1系统总体设计方案 (6)3.2 测速传感器的选用 (6)3.2.1磁电式传感器 (6)3.2.2 霍尔传感器 (7)3.2.3 光电式传感器 (8)3.3 单片机选型 (8)3.3.1 单片机简介 (8)3.3.2 本设计对单片机的选用 (9)3.4 显示器和报警器的设计 (9)3.4.1 LCD显示结构及原理 (10)3.4.2 报警器 (10)第4章硬件电路设计 (11)4.1主控模块电路的设计 (11)4.2 光电传感器电路的设计 (11)4.3报警电路的设计 (12)4.4 显示电路的设计 (12)4.5 按键电路的设计 (13)第5章软件设计 (14)5.1主程序的设计 (14)5.2 脉冲计数程序的设计 (17)5.3 显示模块程序的设计 (19)5.4 按键中断子程序设计 (20)5.5 报警模块程序设计 (21)结论 (23)参考文献 (24)附录 (25)致谢 (33)第1章绪论1.1研究背景随着我国市场经济的发展，人民生活水平的不断提高，私家车已经走入千家万户，成为主要的交通工具。