李紅嶺 高曉陽 張華 王關(guān)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(yīng)而導(dǎo)致的安全事故頻發(fā)的問題，以STC89C52RC單片機為核心，設(shè)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(shù)字量的霍爾傳感器，根據(jù)磁場感應(yīng)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(shè)定值，報警電路發(fā)出警報，提醒駕駛?cè)藛T應(yīng)當(dāng)減速行駛。

關(guān)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(jīng)濟的飛速發(fā)展，道路上各種家用小汽車的數(shù)量增長迅速，隨之而來的交通事故愈發(fā)頻繁，造成的人員傷亡數(shù)目巨大。據(jù)統(tǒng)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(fù)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(xiàn)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(fā)生。針對這種狀況，開發(fā)具有智能決策模塊的汽車測速裝置前景廣闊[1，2]。

2 系統(tǒng)方案

如圖1所示，系統(tǒng)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(jīng)過單片機數(shù)據(jù)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(fā)出警報，提醒駕駛員。

3 硬件電路設(shè)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(guān)，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(zhuǎn)速的霍爾傳感器安裝靠近邊緣的磁鋼，機軸每轉(zhuǎn)1周，產(chǎn)生一定的脈沖個數(shù)。A3144是一種單磁極工作的磁敏電路，其組成包括穩(wěn)壓電源，霍爾電壓發(fā)生器，差分放大器，施密特觸發(fā)器和輸出放大器，它將輸入的磁感應(yīng)強度轉(zhuǎn)化為一個數(shù)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(xiàn)系統(tǒng)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(shè)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(shè)置，等待系統(tǒng)啟動。啟動系統(tǒng)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(chǎn)生1s定時，1 s定時時間到產(chǎn)生中斷，讀取脈沖個數(shù)，即電機轉(zhuǎn)速V。再與手動按鍵輸入的設(shè)定速度Vm進行數(shù)值的比較，若數(shù)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(jié)語

本文設(shè)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(tǒng)，并有報警提示功能，克服了傳統(tǒng)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(xiàn)了整個系統(tǒng)功能的程序設(shè)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(tǒng)具有測量速度快，測量精度高的優(yōu)點。不但可應(yīng)用于汽車的速度測量，而且可應(yīng)用于其它要求轉(zhuǎn)速精確測量系統(tǒng)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(yè)綜合改革項目（編號GAU-ZYZHGG-201704）;農(nóng)業(yè)機械化及其自動化一流本科專業(yè)建設(shè)項目

作者簡介：李紅嶺（1986-），女，實驗師，碩士，研究方向為農(nóng)業(yè)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(dǎo)師，研究方向為農(nóng)業(yè)工程檢測與智能控制技術(shù)及系統(tǒng)。