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1. 设计概述
1.1设计背景
随着汽车行业的发展和人们生活节奏的加快，汽车已经成为一种最主要的交通工具，随之带来的便是安全问题，近年来交通事故不断发生，给社会以及家庭带来了很大伤害，汽车就是一把双刃剑，如何利用好其中的方便和快捷优点是我们应该研究和发展的。据统计，在各种交通事故中，主要原因在于驾驶员的超速行驶而造成的，因此，解决超速问题是降低交通事故频率的重中之重。
1.2现实意义
目前我们常见的汽车报警器只是在提醒驾驶员是否超速，从而引起驾驶员注意降低车速行驶，而超速现象有很多是由于驾驶员人急于赶时间或者其他原因造成的，仅仅提醒并不能从根本上解决超速给人们带来的安全问题，为了解决这个弊端，本设计旨在设计出一种新型汽车超速报警器，该报警器主要采用51单片机来控制，可以通过连续报警和指示灯两种方式提醒驾驶员注意行车速度，这样就有助于解决超速问题，从而降低交通事故的概率。设定汽车的最高行驶速度后，系统正式运行。本系统采用霍尔传感器来测定汽车的当前行驶速度，当车轮每滚动一周，霍尔传感器输出一个高低电平，计数一次，将数据实时传给单片机处理，计算出汽车当前的速度值，并实时显示在LCD显示屏上。当汽车的行驶速度大于设定的最高速度值时，蜂鸣器发出响声，LED警告灯亮，LCD显示屏显示“warning!!!”的提示语。还可以根据市场需求，对单片机的控制部分进行程序修改，从而改变速度上限，达到适应于对不同类型的车辆进行报警，驾驶者根据警告提示就可以有效的控制汽车的行驶速度，从而降低了事故的发生率，保证人身安全。
1.3功能概述
本报警系统其实也是单片机应用系统的一种，之所以这样说，是因为控制芯片和中心单元都是单片机。本设计的报警系统也是有硬件和软件两部分组成，硬件包括微处理器单片机、传感器以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称，通过它才能实现我们想要的功能。总体设计、硬件设计和软件设计和硬件仿真调试是本设计的四个核心部分。首先通过按钮开关来设定参照转速，其次，利用霍尔传感器来测汽车的转速，将转速输入51单片机控制系统，从而将速度显示在LCD液晶显示屏上，当转速未达到设定值时，单片机端口连接的绿色LED灯亮，蜂鸣器不报警；当转速超出设定值时，单片机另一端口连接的黄色LED灯亮并且通过蜂鸣器发出警报声。
1.4总体方案的设计
本设主要有信号采集模块、单片机控制模块、复位电路、键盘控制模块、报警模块、显示模块等部分构成。
各个模块的功能如下：
霍尔传感器：用来检测汽车车轮的速度，采集车轮的转动信息，产生脉冲，输入单片机控制模块进行速度转化。
单片机控制模块：系统核心处理器件，接收霍尔传感器输出的信号，通过调用内存储器中的相关程序和数据，对接收到的信号进行分析处理，并将处理结果送给显示器，同时单片机还控制显示模块和报警模块。
复位电路：复位单片机，本设计中的复位电路采用手动按键复位方式。
键盘控制模块：通过按键设定汽车超速报警上限值，通过单片机将实时速度与设定的报警值相比较，从而得出是否超速，实现人机“对话”，同时还有保持速度报警值的功能。
报警模块：当汽车速度超过设置的范围时，启动声音和灯光报警系统。
显示模块：及时准确的显示当前汽车的行驶速度。
图1 总体设计框图
霍尔传感器的作用是来产生脉冲方波，按键是用来设置报警速度，当车速超过预先设置的最大速度时，声光两路报警电路均将发出报警信号。单片机的外部中断口接霍尔传感器的输出端，车轮每转一圈就会产生一次INT0中断请求，通过单片机对INT0中断请求的次数进行计数，并把在1秒内的计数值转换成汽车的时速，然后送到显示缓冲区供显示程序调用。其具体算法如下：首先设单片机每秒钟计数值为n，即n r/s，设汽车车轮的周长为d m，那么汽车的时速就是V=d×n×3．6km/h。