基于單片機的車速報警電路硬件設計

【摘要】本文從駕駛員自身安全角度出發，設計了一種檢測車輛超速的報警系統。本設計基于單片機技術，利用按鍵對速度進行初設，其中通過LED數碼管與其驅動芯片實現視顯，再利用速度傳感器進行測速，最后通過單片機對現時速與初設時速進行對比，如若超速，發出警報，警示駕駛者減速。本設計方便駕駛員能根據自己的需要設置合適的車速上限，保障行車安全，具有很好的實用價值。

【關鍵詞】汽車超速；傳感器；報警；LED顯示

一、系統原理總體設計

（一）設計要求

一個具有數字顯示功能的單片機系統，它可以實現車輛當前速度輸出，當達到所設定的速度上限時會報警。在設計中考慮以下幾點：（1）遵循從整體到局部的設計原則。在過程中，應遵循從整體到局部的設計原則，把復雜難處理的問題分為若干個較為簡單的、容易處理的問題，分別加以解決。（2）經濟性要求。為了獲得較高的性能價格比，設計時不應盲目追求復雜高級的方案。在滿足性能的前提下，應盡可能采用簡單的方案。（3）可靠性要求。所謂可靠性是指產品在規定的條件下和規定的時間內完成規定功能的能力。只有可靠，才能足夠的安全、耐用。（4）操作和維護要求。在車速報警系統的硬件和軟件設計時，應當考慮操作方便，盡量降低對操作人員的專業知識的要求，以便產品的推廣應用。系統的輸入輸出方式，操作程序應盡量簡單明了，無須專門訓練就能掌握其使用方法。

（二）設計方案的選擇

在大力提倡環保，經濟，可持續發展的大前提下，警報器最大的特點應該是經濟實用，操作簡單，有利于可持續發展，綠色環保無污染，可充擴性，兼容性，可靠性，可用性，可維護性，能有效地達到超速報警的效果。選擇運用單片機實現車輛超速報警。基于單片機技術，利用按鍵對速度進行初設，其中通過LED數碼管與其驅動芯片實現視顯，再利用速度傳感器進行測速，最后通過單片機對現時速與初設時速進行對比，如若超速，發出警報，警示駕駛者減速。

（三）超速報警器設計原理

基于單片機技術，利用按鍵對速度進行初設，其中通過LED數碼管與其驅動芯片實現視顯，再利用速度傳感器進行測速，最后通過單片機對現時速與初設時速進行對比，如若超速，發出警報，警示駕駛者減速。

二、系統硬件設計

（1）主控模塊。本次設計采用的是Philipss80c51單片機。80C51抗干擾性好，適用于惡劣環境的場合。80C51 CPU的工作頻率采用12MHZ，方便系統對速度傳感器的計數脈沖進行快速的處理。80C5l的輸入，輸出引腳具有32根I/O口線。可以連接存儲器、LED顯示器、速度傳感器等各種外部器件。80C51具有低功耗和低電壓工作模式的特點，可以利用電源或電池對系統供電。但80C51內部只有256B的數據存儲器，系統可以外接RAM芯片以滿足系統的需求。

（2）復位電路。單片機采用是自動復位方式。S80C51單片機只要接一個電容至VCC即可。在加電瞬間，電容通過電阻充電，就在RST端出現一定時間的高電平，只要高電平時間足夠長，就可以使S80C51單片機有效的復位。RST端在加電時應保持的高電平時間包括VCC的上升時間和振蕩器起振的時間，所以一般為了可靠的復位，RST在上電應保持20ms以上的高電平。RC時間常數越大，上電RST端保持高電平的時間越長。

（3）顯示電路。MAX7219芯片是美國MAXIM公司生產的串行輸入/輸出共陰極顯示驅動器。片內包括BCD譯碼器、多路掃描控制器、字和位驅動器和88靜態RAM。在單片機應用系統中，單片機與LED的連接有并行和串行方式。由于串行方式占用單片機口線少，因而得到廣泛應用。

（4）按鍵電路。本設計為了能夠自行設定最高上限速度，故設計了按鍵電路。車輛超速報警的按鍵電路由四個開關加上拉電阻構成，所以要使用單片機的四個引腳，四個開關則分別對應著速度設置、速度增加、速度減小以及速度確定，通過對開關的操作可以對速度上限值進行設定操作，另外由于還有速度增減的按鍵，可以方便根據駕駛員的實時實地要求進行速度更改以達到報警目的，具有很強的操作靈活性。

（5）報警電路。報警模塊主要有聲音報警，報警電路相對來說比較簡單，聲音報警由單片機引腳接上兩個10K電阻，電源，一只三極管8550和一只蜂鳴器組成。共同組成報警電路來進行報警作用，以此來通知駕駛員進行調速，減少發生交通事故。

三、結語

本設計是基于單片機技術，利用按鍵對速度進行初設，其中通過LED數碼管與其驅動芯片實現視顯，再利用速度傳感器進行測速，最后通過單片機對現時速與初設時速進行對比，如若超速，發出警報，警示駕駛者減速。隨著時代的快速發展，越來越多的行車安全保障設備也越來越多，許多人性化的設備還會陸續出現，相信超速報警系統會做的越來越好，滿足各類人群的需要，從而使超速報警器邁上一個新的臺階。

參考文獻

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作者簡介：宋艷芳（1981.06—），山東協和學院機電工程學院，副教授，研究方向：自動化。