車輛速度檢測裝置的設計

李紅嶺 高曉陽 張華 王關平

摘要：針對生活中由于車速過快駕駛員無法做出正確反應而導致的安全事故頻發的問題，以STC89C52RC單片機為核心，設計了由車輛測速模塊、人機交互模塊，LCD1602液晶顯示以及報警電路模塊組成的測量測速裝置。車輛測速模塊是通過直接輸出數字量的霍爾傳感器，根據磁場感應強度的大小，來改變輸出電壓的高低。通過單片機控制，可高精度，實時顯示車輪速度，若速度超過設定值，報警電路發出警報，提醒駕駛人員應當減速行駛。

關鍵詞：瀏速;單片機;液晶顯示;報譽電路

中圖分類號：TN248.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2020）04-0188-02

1 引言

近年來，隨著我國經濟的飛速發展，道路上各種家用小汽車的數量增長迅速，隨之而來的交通事故愈發頻繁，造成的人員傷亡數目巨大。據統計，超速行駛是造成各種交通事故的主要原因之一，我國公路條件復雜，不同等級的公路允許的最高速度不同，而且超速行駛的隨機性很大，給交警的糾章造成困難，現有的公路電子測速裝置只能檢測車輛是否超速，事后給予處罰，避免不了事故的發生。針對這種狀況，開發具有智能決策模塊的汽車測速裝置前景廣闊[1，2]。

2 系統方案

如圖1所示，系統以單片機STC89C52RC為控制核心[3～7]。用霍爾集成傳感器作為測量車輛速度及里程的方法檢測元件，經過單片機數據處理，用字符型液晶顯示器LCD1602顯示車輛速度及里程。通過按鍵輸入最高限速，超限速的情況報警電路發出警報，提醒駕駛員。

3 硬件電路設計

硬件部分較重要的是測速部分，霍爾傳感器采用A3144集成霍爾開關，磁鋼用直徑D=5mm，長度為L=3mm的磁鋼。如圖2所示機軸圓盤的邊緣安有一個磁鋼，測量轉速的霍爾傳感器安裝靠近邊緣的磁鋼，機軸每轉1周，產生一定的脈沖個數。A3144是一種單磁極工作的磁敏電路，其組成包括穩壓電源，霍爾電壓發生器，差分放大器，施密特觸發器和輸出放大器，它將輸入的磁感應強度轉化為一個數字電壓信號輸出，直接連接單片機的P3.2引腳。

通過Proteus軟件來實現系統原理圖的繪制與仿真，如圖3所示。由于Proteus中沒有此元件，故用脈沖來替代。

4 軟件設計

主程序流程圖如圖4所示。主程序流程圖如圖4所示。先對定時器TO進行初始化設置，等待系統啟動。啟動系統后，由霍爾傳感器傳送給單片機的檢測脈沖到來后，由于霍爾傳感器連接單片機的P3.2引腳，啟動外部中斷，每進來一個脈沖外部中斷提出一次中斷申請。同時啟動定時器TO產生1s定時，1 s定時時間到產生中斷，讀取脈沖個數，即電機轉速V。再與手動按鍵輸入的設定速度Vm進行數值的比較，若數值高于最高限速Vm則報警并返回初始化階段，否則就顯示正常速度與里程。

5 結語

本文設計出了一種用單片機和霍爾傳感器測量車輛速度及里程的測量系統，并有報警提示功能，克服了傳統方法測量的不足，速度的刷新精確到秒。利用Keil和Proteus軟件完成并實現了整個系統功能的程序設計和硬件電路的模擬仿真，同時也完成了實物的焊制。該測速系統具有測量速度快，測量精度高的優點。不但可應用于汽車的速度測量，而且可應用于其它要求轉速精確測量系統中[8～10]。

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收稿日期：2020-01-06

基金項目：電氣工程及其自動化專業綜合改革項目（編號GAU-ZYZHGG-201704）;農業機械化及其自動化一流本科專業建設項目

作者簡介：李紅嶺（1986-），女，實驗師，碩士，研究方向為農業電氣化與自動化，智能控制與檢測。

通訊作者：高曉陽（1962-），男，教授，碩士生導師，研究方向為農業工程檢測與智能控制技術及系統。