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摘 要 本系统是基于单片机AT89S52为控制核心，用霍尔传感器采集车速，经过微控制器处理后通过液晶显示出来，并且可以自由设置上限车速和下限车速，当到达上限车速时，蜂鸣器开始报警，同时红灯闪烁。当低于下限车速时，蜂鸣器开始报警，同时，黄灯闪烁。在车速正常时，只有绿灯正常发光，红灯和黄灯处于关闭状态。它在一定程度上有效解决汽车超速驾驶的问题。
关键词 单片机 车速处理 LCD 实时显示
一、研究背景
在当今时代里，汽车是最普遍的交通运输工具，随着汽车工业和高速公路建设的发展，每年由于各种交通事故造成的人员伤亡数目惊人，造成了巨大的经济损失。据统计，造成各种交通事故的主要原因是车辆的超载和超速行驶，而后者随机性很大然而人们往往忽视高速行驶所带来的重大后果。每年由于司机超速行驶而产生的交通事故很多，因此造成的经济损失很多，然而很多因超速行驶而造成事故者不是他们想开很快，而是他们那时已经有了快感，根本没有意识到自己是在超速行使，因此在事故发生后大都感到后悔。针对这种状况，开发超速报警器非常重要，可以将产生的交通事故防患于未然.如果他们在汽车上安装汽车速度显示及超速报警器，在很大程度上能确保他们避免发生这类事故。
本文主要介绍单片机车速控制系统的软件设计过程，其中涉及系统结构设计、元器件的选取和控制算法的选择、程序的调试和系统参数的整定。在系统构建时选取了ATMEL公司提供的AT89S52芯片作为该控制系统的核心。车速信号由霍尔传感器提供。同时，具有车速显示和报警功能。
二、设计要求及系统硬件电路设计
1、设计要求
（1）实现车速的测量和控制。
（2）设置车速范围，实现报警和实时显示。
（3）通过液晶将所测结果显示出来。
（4）分别设计控制设备和采集设备，进行相关测试。
2、模块设计方案
设计思路
根据功能和指标要求，本系统可以从元件级开始设计，选用51单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对车辆车速的测量和控制。
在此系统中，采集系统主要是负责采集数据将其送至单片机，单片机也会进行将数据转换为对应的车速示数在LCD。控制系统主要由单片机AT89S52，LCD显示电路，霍尔传感器，蜂鸣器报警系统以及键盘组成。
微控制器模块
应用AT89S52单片机作为控制器。我们使用了ATMEL公司的AT89S52单片机，它也同样具有很强的信息处理功能，易于操作使用，具有8k的程序存储器，频率最大支持33MHZ，体积小，需要电压小，功耗低，价格便宜等优点，更适于本系统的要求。
传感器模块
采用霍尔传感器来测试车速，霍尔开关传感器是具有较高灵敏度的集成霍尔元件， 能感受到很小的磁场变化， 因而可对黑色金属零件进行计数检测。
霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出圆盘的转速。没有磁钢时输出高电平，有磁钢时输出低电平。
液晶显示模块
采用LCD液晶显示。LCD液晶显示模块虽然占用I/O口多，控制复杂，但其功能强大，显示内容丰富、清晰，显示信息量大。并且能够提示操作语句，这大大提高了系统的人性化设计。
外围电路连接：
我用P0口来给控制数据及命令传输，因为PO口没有接上拉，我们在外围电路上接4.7千欧的上拉电阻，提高推拉电流的能力。
按键模块
根据需要，数据需要进行相关的设置和控制，设置了这款电路，因为该电路比较简单，运用了独立键盘，来扫描每个IO口的状态，进行判断，同时我们在软件进行了消抖处理。
蜂鸣器报警及LED指示系统
为了更加直观，我们在上面加了蜂鸣器报警和LED灯来指示电路的工作。
电源模块
采用LM7805提供5V稳压电源，并在稳压模块两端加上加上多个电容，使之更加稳定，输出5V的稳压电源。
三、系统总体论证
工作原理：
车速监控系统是以单片机AT89S52为控制核心，通过霍尔传感器来测试车速。具体工作过程：
（1）通过霍尔传感器检测车速发送到液晶上，在液晶上实时显示出来。
（2）设置车速范围。
（3）判读车速是否超过设置的告警车速，并发出相应的指令。
（4）测试系统根据指令做出相应的显示。
（a）若是超过报警车速，则发送报警命令，则测试系统蜂鸣器报警，同时红色指示灯亮。
（b）若是没有超过报警车速，则发送正常命令，使测试系统正常工作，蜂鸣器关闭，绿色指示灯亮。
另外我可以通过手动设置报警车速，通过调控控制系统上面的按钮来可以设置不同报警车速，可以做出不同的反映。
使用液晶实时显示当前的车速，准确显示当前接收到的车速。
四、测试及结论
1、测试结果
根据工作原理我们对成品进行了相关的测试，打开开发板，开发板显示车速，按下测试键，控制系统开始进行车速读取并实时判断显示。如此反复循环，不断监控车速。
2、结论
车速监控系统可以实现对霍尔传感器的稳定控制，测量车速对功能进行了扩展与创新；而且功能上分别设置了预置固定车速报警、手动设置车速报警功能等，并且在液晶上实时显示出来。实现了车速的准确报警和实时车速显示。设计过程中考虑到了硬件与软件的相互补充，系统运行稳定，结构小巧美观。
参考文献：
[1]白延敏.51单片机典型系统开发实例精讲[M].北京：电子工业出版社.2009：18-30
[2]王为青.程国钢.单片机Keil Cx51应用开发技术[M].北京：人民邮电出版社，2007：45-60
（作者单位：河南机电职业学院电子工程系）
关键词 单片机 车速处理 LCD 实时显示
一、研究背景
在当今时代里，汽车是最普遍的交通运输工具，随着汽车工业和高速公路建设的发展，每年由于各种交通事故造成的人员伤亡数目惊人，造成了巨大的经济损失。据统计，造成各种交通事故的主要原因是车辆的超载和超速行驶，而后者随机性很大然而人们往往忽视高速行驶所带来的重大后果。每年由于司机超速行驶而产生的交通事故很多，因此造成的经济损失很多，然而很多因超速行驶而造成事故者不是他们想开很快，而是他们那时已经有了快感，根本没有意识到自己是在超速行使，因此在事故发生后大都感到后悔。针对这种状况，开发超速报警器非常重要，可以将产生的交通事故防患于未然.如果他们在汽车上安装汽车速度显示及超速报警器，在很大程度上能确保他们避免发生这类事故。
本文主要介绍单片机车速控制系统的软件设计过程，其中涉及系统结构设计、元器件的选取和控制算法的选择、程序的调试和系统参数的整定。在系统构建时选取了ATMEL公司提供的AT89S52芯片作为该控制系统的核心。车速信号由霍尔传感器提供。同时，具有车速显示和报警功能。
二、设计要求及系统硬件电路设计
1、设计要求
（1）实现车速的测量和控制。
（2）设置车速范围，实现报警和实时显示。
（3）通过液晶将所测结果显示出来。
（4）分别设计控制设备和采集设备，进行相关测试。
2、模块设计方案
设计思路
根据功能和指标要求，本系统可以从元件级开始设计，选用51单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对车辆车速的测量和控制。
在此系统中，采集系统主要是负责采集数据将其送至单片机，单片机也会进行将数据转换为对应的车速示数在LCD。控制系统主要由单片机AT89S52，LCD显示电路，霍尔传感器，蜂鸣器报警系统以及键盘组成。
微控制器模块
应用AT89S52单片机作为控制器。我们使用了ATMEL公司的AT89S52单片机，它也同样具有很强的信息处理功能，易于操作使用，具有8k的程序存储器，频率最大支持33MHZ，体积小，需要电压小，功耗低，价格便宜等优点，更适于本系统的要求。
传感器模块
采用霍尔传感器来测试车速，霍尔开关传感器是具有较高灵敏度的集成霍尔元件， 能感受到很小的磁场变化， 因而可对黑色金属零件进行计数检测。
霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出圆盘的转速。没有磁钢时输出高电平，有磁钢时输出低电平。
液晶显示模块
采用LCD液晶显示。LCD液晶显示模块虽然占用I/O口多，控制复杂，但其功能强大，显示内容丰富、清晰，显示信息量大。并且能够提示操作语句，这大大提高了系统的人性化设计。
外围电路连接：
我用P0口来给控制数据及命令传输，因为PO口没有接上拉，我们在外围电路上接4.7千欧的上拉电阻，提高推拉电流的能力。
按键模块
根据需要，数据需要进行相关的设置和控制，设置了这款电路，因为该电路比较简单，运用了独立键盘，来扫描每个IO口的状态，进行判断，同时我们在软件进行了消抖处理。
蜂鸣器报警及LED指示系统
为了更加直观，我们在上面加了蜂鸣器报警和LED灯来指示电路的工作。
电源模块
采用LM7805提供5V稳压电源，并在稳压模块两端加上加上多个电容，使之更加稳定，输出5V的稳压电源。
三、系统总体论证
工作原理：
车速监控系统是以单片机AT89S52为控制核心，通过霍尔传感器来测试车速。具体工作过程：
（1）通过霍尔传感器检测车速发送到液晶上，在液晶上实时显示出来。
（2）设置车速范围。
（3）判读车速是否超过设置的告警车速，并发出相应的指令。
（4）测试系统根据指令做出相应的显示。
（a）若是超过报警车速，则发送报警命令，则测试系统蜂鸣器报警，同时红色指示灯亮。
（b）若是没有超过报警车速，则发送正常命令，使测试系统正常工作，蜂鸣器关闭，绿色指示灯亮。
另外我可以通过手动设置报警车速，通过调控控制系统上面的按钮来可以设置不同报警车速，可以做出不同的反映。
使用液晶实时显示当前的车速，准确显示当前接收到的车速。
四、测试及结论
1、测试结果
根据工作原理我们对成品进行了相关的测试，打开开发板，开发板显示车速，按下测试键，控制系统开始进行车速读取并实时判断显示。如此反复循环，不断监控车速。
2、结论
车速监控系统可以实现对霍尔传感器的稳定控制，测量车速对功能进行了扩展与创新；而且功能上分别设置了预置固定车速报警、手动设置车速报警功能等，并且在液晶上实时显示出来。实现了车速的准确报警和实时车速显示。设计过程中考虑到了硬件与软件的相互补充，系统运行稳定，结构小巧美观。
参考文献：
[1]白延敏.51单片机典型系统开发实例精讲[M].北京：电子工业出版社.2009：18-30
[2]王为青.程国钢.单片机Keil Cx51应用开发技术[M].北京：人民邮电出版社，2007：45-60
（作者单位：河南机电职业学院电子工程系）