1、 編號: 畢業論文(設計)題 目 基于單片機的汽車智能速度限制器的研究 指導教師 王 鵬 學生姓名 許文夢 學 號 200511702039 專 業 自動化 教學單位 德州學院機電工程系 （蓋章） 二oo九年五月十二日德州學院畢業論文（設計）開題報告書 2008年12月20日院（系）機電工程系專業自動化姓 名許文夢學號200511702039論文（設計）題目基于單片機的汽車智能速度限制器的研究一、選題目的和意義選題的目的：汽車智能速度限制器的功用是在某些特殊路段或行駛條件下對車速進行強制限制，防止因車速過高造成事故，從而保障駕駛員的安全。使人和車在意外的情況下都能受到很好的保護。選題的意義；隨

2、著社會的發展，汽車的擁有量越來越多，它給人們的工作和生活帶來了非常大的便利，但在使用中也給人們帶來了自身安全的很多問題。許多數據證明了速度與安全的必然關系。大量的交通事故統計表明，死亡事故中有50是由于超速行駛引起的。所謂超速行駛是指在一定道路上行駛的汽車，超過了該段道路所規定的行駛速度。超速行駛對行車安全主要危害有增加了事故發生的機會，加大事故的嚴重程度，影響車輛的安全性能。因此，對汽車行駛速度的限制是直接關系到人們身心健康的大事，有廣泛的社會效益和長遠的經濟效益。二、本選題在國內外的研究現狀和發展趨勢單片機自20世紀70年代問世以來，以其極高的性能價格比，受到人們的重視和關注，應用廣泛，發

3、展迅速。單片機體積小，重量輕，抗干擾能力強，環境要求不高，價格低廉，可靠性高，靈活性好，開發較容易。 隨著近幾年社會的飛速發展，人們生活水平的不斷提高，汽車變得越來越普遍。隨之而來的汽車事故也隨之增加。 通過對汽車智能速度限制器的研究，我們將有效的降低交通事故的發生率，減少因交通事故而造成的死亡率。同時，對于該系統的研究也為智能化交通奠定了基礎。因此現在進行該課題的研究具有很強的現實意義。 三、課題設計方案 主要說明：研究（設計）的基本內容、觀點及擬采取的研究途徑和方法。研究（設計）的基本內容：主要研究汽車在行駛過程中速度的限制。主要進行汽車行駛時速度的測量，汽車行駛的實際速度與行駛的極限速度

4、的比較，超速行駛時報警，以及在汽車長期超速狀態下進行強制降速等幾個模塊的設計。研究（設計）的基本觀點：由于汽車超速而造成的交通事故以及由此引發的死亡率較高，因此在汽車上安裝測速器，在汽車超速時進行提醒及降速是可行的，并且會取得喜人的成果。研究（設計）的研究途徑：（1）設計并實現汽車駛時速度的測量。 （2）設計并實現汽車行駛的實際速度與行駛的極限速度的比較。 （3）設計并實現汽車的報警功能。 （4）設計并實現汽車的自動控制。四、計劃進度安排 主要說明：起止時間及分階段的進度要求。起止時間：2008年12月至2009年5月10日進度安排：（1）2008.12.01至2008.12.31 收集、閱讀

5、、分析資料和參考文獻，理清思路，同時完成開題報告書。（2）2009.01.01至2009.01.20 設計論文的大體輪廓，草擬樣稿。（3）2009.01.21至2009.03.01 進一步收集、分析資料，進行整體設計確立，完成論文的初步設計，同時完成設計中期檢查表。（4）2009.03.02至2009.03.12 基本完成設計工作，交由老師審閱。 （5）2009.03.13至2009.04.05 根據導師提出的論文修改和完善意見，對論文做進一步的充實、修改和完善。（6）2009.04.06至2009.05.01 根據導師提出的定稿意見做最后的完善，檢查論文的格式和文字等細節，按照論文的同意格式

6、排版并將最終的論文定稿打印、裝訂。（7）2009.05.02至2009.05.12 準備答辯。五、主要參考文獻（只列出最重要的56種）1 張毅剛.單片機原理及應用m.高等教育出版社,2003.1001152 白鵬,張洪濤.國外汽車事故分析與碰撞傷害j.汽車與安全,1991.2742 3 何希才,薛永毅.傳感器及其應用實例m.北京:機械工業版社,2004.4364 4 陳超,鄔春學,蘇玉容.汽車遠程報警系統的設計與實現m.長江大學學報,2006.（3）5 厲玉鳴,馬召坤,王晶.自動控制原理m.北京:化學工業出版社,2005.40556 王幸之.單片機應用系統抗干擾技術m.北京:北京航空航天大學版

7、社,2000.514指導教師意見及建議：簽名： 年 月 日教學單位領導小組審批意見： 組長簽名： 年 月 日德州學院畢業論文（設計）中期檢查表院(系)：機電工程系 專業： 自動化 2009年02 月 20 日畢業論文（設計）題目：基于單片機的汽車智能速度限制器的研究學生姓名許 文 夢學 號200511702039指導教師王 鵬職 稱助教計劃完成時間：2009年5月01日畢業論文（設計）的進度計劃：2008.12.01-2008.12.16 進行課題的搜集資料。2008.12.17-2008.12.30 完成開題報告。2009.01.01-2009.02.28 初步完成論文或設計，寫出論文初稿，

8、 指導教師審查和修改后繼續完善。2009.03.01-2009.05.01 進一步完善，完成整個設計。2009.05.02-2009.05.12 準備答辯。完成情況：到現在為止，我通過收集、閱讀、分析資料完成了開題報告、任務書等的撰寫，參考文獻已經搜集齊備，設計的整體方案已經確定。論文正文已經進入起始階段，我相信只要努力，自己一定能按時完成畢業論文的撰寫。指導教師評議（指出優點和不足，如有其它建議，可另附頁） 簽 名： 年 月 日備 注：目 錄摘 要11 引言12汽車速度限制器研究的意義12.1汽車速度之說法22.2汽車速度之現象22.3汽車限速器的效果33 系統原理33.1速度的測量與計算4

9、3.2 速度的比較53.3 超速報警53.4 強制減速64系統采用元件的介紹64.1單片機64.2霍爾傳感器94.3報警器105系統的硬件連接圖116系統的程序實現147系統的抗干擾措施177.1干擾的分類177.2常用的抗干擾技術178結束語18參考文獻19謝 辭20基于單片機的汽車智能速度限制器的研究許文夢（德州學院機電工程系，山東德州 253023）摘 要：近年來隨著科技的飛速發展，單片機的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統控制檢測技術日新月益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統中，單片機往往是作為一個核心部件來使用1。在日常生活中，如果在速度控制方面做不好，道路行駛還是無法保障

10、安全。汽車智能速度限制器的使用，最大限度的控制了汽車在特殊情況下對速度的調整，對于減少交通事故有明顯效果。本系統由80c51單片機系統、霍爾效應傳感器、報警器等組成。關鍵詞：單片機，汽車，速度，自動控制 1 引言隨著近幾年社會的飛速發展，人們生活水平的不斷提高，汽車變得越來越普遍。由于汽車工業和高速公路建設的發展，道路交通事故在人類安全事故中所占比例越來越大，每年由于各種交通事故造成的人員傷亡數目驚人。人們在享受速度所帶來的高效率的同時，卻要面對安全的巨大陰影。俗話說“十次事故九次快”，汽車工業雖然經歷了一百多年的發展，但汽車速度的控制技術始終是最重要的問題。自動控制的應用在過去來講，主要以定

11、值控制為主，隨著控制向集中化發展，定值控制與隨動控制的區別越來越模糊，這有助于對系統運行的深入理解，具有一定的通用性和普遍意義2。通過對汽車智能速度限制器的研究，我們將有效的降低交通事故的發生率，減少因交通事故而造成的死亡率。本論文以轎車為對象,分析汽車在高速公路行駛過程中的速度的限制。2 汽車速度限制器研究的意義隨著道路交通建設的加快，高速公路網絡遍布。為了治理超速，國家制定了嚴格的法律法規，但是超速現象還是屢禁不止。在目前階段，降低汽車的最高時速幾乎不太現實，而限速是交通法明確規定的。除了中國，超速和限速也是其他許多國家汽車行業和交通運輸面臨的重大問題，除了交管部門在道路上采取了各種各樣的

12、限速設施和方法外，汽車企業也在行車限速保障駕駛員安全方面做出了很多努力，其中最為突出的就是汽車限速器。專家提示，這種類似于報警提示的主觀限速裝置要比目前國內市場流行的超速探頭電子狗更加安全。高速公路限速行駛是必須的，也是國際上通行的作法，我國之所以對小型汽車最高限速為160千米小時，是考慮了諸如道路性能，車輛機械性能、氣候特點、駕駛員的生理特性等眾多因素，是在既保證駕駛員安全，又保證充分利用道路資源的基礎上制定的，因而是科學的、合理的。所有高速公路的限速，都是根據國家頒布的“高速公路設計規范”嚴格執行的，“規范”中根據路段是否屬山區、隧道以及轉彎半徑、坡度等，都限定了最高時速，當然最低時速與最

13、高時速之間的空間還是比較大的，公路管理部門可根據實際情況再進行調整。此外，還要考慮該高速公路的已使用年限、道路地形條件、當地氣候條件等諸多因素。限速多少是在設計高速公路時就定下的，這是設計師在設計高速公路時，參考公路地段和寬窄等因素設定的。而最后路面的限速標志是多少，則要由交通部門或者高速路的業主單位與交警部門協商后確定。 所謂車載限速器，分為兩種，一種是在車輛超速時發出語音警報，提醒駕駛者超速行駛應立即減速，比如有的中文語音限速器就十分人性化，在車輛行駛超過160千米小時的時速后，車輛會自動報警。另一種限速器是在車輛超過限定速度后，通過車載電腦發出指令，強制降低車輛行駛速度3。而這第二種限速

14、器目前在國產車型中還未有安裝。2.1汽車速度之說法所謂超速行駛是指在一定道路上行駛的汽車，超過了該段道路所規定的行駛速度4。大量的交通事故統計表明，死亡事故中有50是由于超速行駛引起的。并且超速行駛違章隨著道路交通條件的改善而不斷增多。超速行駛對行車安全為什么有這么大影響呢？歸納有以下幾個方面：（1） 增加了縱向碰撞的可能性。超速行駛的車輛往往是緊跟其他車輛行駛，在當前車采取緊急制動時，后車很容易因距離過近而引發追尾事故。（2） 增加了翻車的可能性。車速過快，當車轉向時，離心力增加，打輪稍急，必定翻車。（3） 影響駕駛員的判斷能力。速度越快，反應時間越短，常聽到駕駛員說：“我還沒反應呢，事故就

15、發生了。”（4） 增大事故后果的嚴重性，高速公路上發生事故，后果比普通公路嚴重得多，這是車速過快造成的，速度越快，沖擊力越大，這是人所共知的。2.2汽車速度之現象在目前社會，超速行駛是一個普遍的現象。一項網上調查表明，70的被調查者有過超速行駛行為，并且在高速公路上的超速行為占到一半以上。超速行駛屬于重大違章，許多數據證明了速度與安全的必然關系，但是這么多人為什么置生死于不顧而逞一時之快呢？首先，對于汽車駕駛員來講，對超速行駛帶來的危害認識不夠據了解；此外，汽車的限速值與汽車本身的最高時速差距較大5。例如：在北京，限速最高的機場高速路為120公里小時，而我們的轎車從一出廠時最高時速都能達到20

16、0至240公里小時，遠遠超過法定的最高限速，更遠遠超過實際行駛的速度。 2.3汽車限速器的效果根據來自英國倫敦交通部門的研究顯示，私人汽車安裝這種裝置后，發生撞車事故的幾率將會下降19。而中國每年有數十萬起交通事故發生。如果汽車限速器能夠在國產車中普及，勢必會降低國內交通事故發生率，從而挽回不必要的財產和生命損失。如果國內汽車政策能夠給汽車限速器提供某些利好政策，汽車企業也會大力投入限速器的研發和安裝，畢竟，同適應消費稅等政策相比，汽車企業更愿意在實在的研發領域提升產品性能。而且，同近期在國內市場上熱銷的電子狗產品相比，汽車限速器更具有主動規避事故的優勢6。電子狗只是在接近超速測試探頭時才提醒

17、車主減速，這種類似“反偵察”的車載電子設備，大大增加了發生事故的隱患，如果汽車企業能夠大力普及車載限速器，也就不會給電子狗這種危險產品留下生存空間，從而保護了消費者。3系統原理本論文是基于單片機系統的設計，在系統中，首先要對汽車的行駛速度進行測量與計算，其次對汽車行駛的實際速度與行駛的極限速度進行比較，再次若汽車超速行駛則報警，最后在汽車長期超速狀態下進行強制降速等幾個模塊的設計。根據系統的特點，我們采用80c51單片機，霍爾效應傳感器，音樂報警器等元件。以轎車為對象,分析汽車在高速公路行駛過程中的速度的限制。設轎車的車輪直徑為40厘米，高速公路上轎車的最高行駛速度為160千米/小時。系統工作

18、流程如下：單片機不斷接收霍爾傳感器的數據，計算與比較當前車速。如果超速則使用音樂報警，若超速5s后仍未降速至最高行駛速度以下則發出控制信號切斷供油。汽車切斷供油后車速會降低，當低于限速值時恢復供油。這樣，汽車最多超速5s就會減速到正常速度。工作流程圖如圖1所示。初始化開始讀取存儲器限速值計算行駛速度保持噴油計數器清零是否超速5s？保持噴油關閉語音報警計數器清零切斷噴油是否 超速？ynny語音報警圖1 工作流程圖3.1速度的測量與計算目前科研生產中采用的速度測量方法可分為：直接測量法和間接測量法兩大類7。直接測量法是通過某種測量原理或效應直接獲得速度量，如多普勒測速儀、空間濾波測速等。這種方法的

19、最大優點是反應快、可測量瞬時速度，但設備成本高，且受到大氣物理環境的限制。間接測量法是測量目標的移動距離和時間，通過計算得到速度量，如光電測速、光柵測速、磁柵測速和圖像測速等，用于測量小型彈丸的天幕法和光幕法測速系統、用于車輛測速的激光測速儀，以及用于生產流水線上的光電脈沖測速方法。根據本系統的特點，我們采用霍爾效應傳感器來測量汽車的行駛速度。霍爾效應傳感器在汽車應用中是十分特殊的，這主要是由于變速器周圍空間位置沖突，霍爾效應傳感器是固體傳感器，它們主要應用在曲軸轉角和凸輪軸位置上，用于開關點火和燃油噴射電路觸發，它還應用在其它需要控制轉動部件的位置和速度控制電腦電路中。霍爾效應傳感器，是由一

20、個幾乎完全閉合的包含永久磁鐵和磁極部分的磁路組成8。一個軟磁鐵葉片轉子穿過磁鐵和磁極間的氣隙，在葉片轉子上的窗口允許磁場不受影響的穿過并到達霍爾效應傳感器，而沒有窗口的部分則中斷磁場，因此，葉片轉子窗口的作用是開關磁場，使霍爾效應象開關一樣地打開或關閉，這就是一些汽車廠商將霍爾效應傳感器和其它類似電子設備稱為霍爾開關的原因，該組件實際上是一個開關設備，而它的關鍵功能部件是霍爾效應傳感器。將一排磁性圓盤固定裝在車輪主軸上。圓盤邊緣等距離用對氧樹脂粘貼塊狀磁鋼，磁鋼采用永久磁鐵分割成的磁力較強的小磁塊。通過霍爾元件感磁面的磁場強度就會發生變化。主軸轉動，磁塊靠近霍爾元件處于磁塊之間時，輸出高電平。

21、從而使得在車輪轉動過程中，霍爾元件集成電路輸出連續脈沖信號。 單片機外部中斷0端口接于霍爾傳感器的輸出端。主軸轉動時開啟外部中斷口和計數器。主軸每轉一圈將產生一次中斷請求信號申請中斷。單片機對在1秒內計數的值進行處理，轉換成每小時的車速。具體計算如下： 設單片機每秒計數到n個值即n(r/s)。小汽車車輪直徑40厘米，則每小時車速值為：0.0004n3600（千米）。使用霍爾傳感器測量汽車行駛過程中的速度已在測量系統中得到了應用，具有良好的使用效果，具有實現成本低、可靠性好、精度良好的優點。3.2速度的比較 使用霍爾傳感器測量汽車的轉速，進行汽車速度的比較9。由公式： 0.0004nmax360

22、0=160千米/小時,計算得轎車在高速公路上行駛時1秒時間內的最高轉速nmax=35(r/s)。假設汽車在行駛過程中的1秒時間內的轉速為n，高速公路的最高轉速為35(r/s)。將汽車的實際行駛轉速n與最高轉速進行比較。若n35，則表明汽車的行駛速度正常，不屬超速行駛。若n或35，表明汽車在超速行駛，應立即降低速度。3.3超速報警當檢測到汽車超速行駛時，要及時的進行音樂報警，以免造成交通事故。 在汽車速度大于最高行駛速度時，單片機p1.7腳輸出高電平觸發語音電路發出報警提示，警告司機汽車的速度已經過快，提醒他降低速度。 音樂報警器對自動駕駛顯得極為重要。它可以發出各種悅耳的音樂，進一步提醒超速行

23、駛的司機，避免交通事故的發生，大力減少駕駛員的負擔和判斷錯誤，對于提高交通安全起到重要作用10。3.4強制減速單片機的p1.7腳和p1.6腳分別控制音樂報警電路和油路控制電路。若音樂報警仍不能引起司機的注意，在汽車超速行駛5秒后，則要進行強制減速，以保證司機的人身安全。由于超速行駛的危害性極大，且交通事故的發生極快，另外，考慮駕駛員的反應速度以及減速時間，因此，設定5秒超速后強制減速。在執行超速處理操作過程中，當車速大于限速值時，p1.7腳輸出高電平觸發語音電路發出報警提示。程序設計了5s超速延時，當音樂報警提示5s后仍然超速，則單片機p1.6腳輸出低電平到油路控制繼電器11。油路控制繼電器控

24、制汽車噴油嘴供電電路開關：單片機的p1.6腳輸出高電平控制油路控制繼電器接通，汽車噴油嘴供電電路可以保持正常供電；p1.6腳輸出低電平控制油路控制繼電器斷開，切斷汽車噴油嘴供電電路工作，從而達到限速的目的。4系統采用元件的介紹4.1單片機4.1.1單片機的特點與應用（1） 小巧靈活、成本低、易于產品化。它能方便地組裝各種智能式測控設備及各種智能儀表。（2） 可靠性高、適應的溫度范圍寬。單片機芯片本身是按工業測控環境要求設計的，能適應各種惡劣的環境，這是其它機種無法比擬的。（3） 易擴展、控制功能強。很容易構成各種規模的應用系統。指令系統中有豐富的邏輯控制功能指令。（4） 可以方便地組成多機和分

25、布式計算機控制系統，實現多機和分布式控制。（5） 低功耗、低電壓，便于生產便攜式產品。4.1.2 80c51單片機的組成及結構圖2為80c51單片機的基本組成功能方塊圖。由圖可見，在一塊芯片上，集成了一臺微型計算機的主要組成部分，其中包括中央處理器（cpu）、256個內部數據存儲器（內部ram）、4kb內部程序存儲器（內部rom）、2個16位的定時器/計數器、4個8位的并行i/o口、1個全雙工的可編程串行口、中斷系統、時鐘電路。外時鐘源 振蕩器和時序osc 外部事件計數216位定時器/計數器s 數據存儲器2256b ram/sfr程序存儲器4kbrom80c51cpu可編程全雙工串行口 內中斷

26、可編程i/o64kb 總線擴展控制器外中斷 控制 串行通信 并行口圖2 80c51單片機功能方塊圖4.1.3 80c51單片機的引腳定義及功能80c51單片機采用40腳雙列直插封裝（dip）形式，如圖3所示。80c51單片機是高性能單片機，因為受到引腳數目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。下面說明這些引腳的名稱和功能:（1） 主電源引腳vss和vccvss：接地。vcc：主電源+5v。（2） 時鐘電路引腳xtal1和xtal2xtal1：接外部晶體的一端。在片內它是振蕩電路反相放大器的輸入端。在采用外部時鐘時，對于hmos單片機，該端引腳必須接地;對于chmos單片機，此引腳作為驅動端。xt

27、al2：接外部晶體的另一端。在片內它是一個振蕩電路反相放大電路的輸出端，振蕩電路的頻率是晶體振蕩頻率。若需要采用外部時鐘電路，對于hmos 單片機，該引腳輸入外部時鐘脈沖，對于chmos單片機，此引腳應懸浮。圖3 80c51單片機引腳圖（3） 控制信號引腳rst、ale/、/vpprst：單片機剛接上電源時，其內部各寄存器處于隨機狀態，在該腳輸入24個時鐘周期寬度以上的高電平將使單片機復位。ale/：訪問片外存儲器時，ale作鎖存擴展地址低位字節的控制信號。平時不訪問片外存儲器時，該端也以1/6的時鐘振蕩頻率固定輸出正脈沖，供定時或其他需要使用；在訪問片外數據存儲器時會丟失一個脈沖。ale端的

28、負載驅動能力為8個lsttl。：在訪問片外程序存儲器時，此端輸出負脈沖作為存儲器讀選通信號。cpu在向片外存儲器取指令期間，信號在12個時鐘周期中兩次生效。不過，在訪問片外存儲器時，這兩次有效的信號不出現。端同樣可驅動8個lsttl負載。根據、ale和xtal2輸出端是否有信號輸出，可以判別80c51是否在工作。/vpp：當端輸入高電平時，cpu從片內程序存儲器地址0000h單元開始執行程序。當地址超出4kb時，將自動執行片外程序存儲器的程序。當輸入低電平時，cpu僅訪問片外程序存儲器。（4） 輸入/輸出引腳（p0、p1、p2和p3端口引腳）p0p3是4個寄存器，也稱為4個端口，是80c51單

29、片機與外界聯系的4個8位雙向并行i/o口。由于在數據的傳輸過程中，cpu需要對接口電路中輸入輸出數據的寄存器進行讀寫操作，所以在單片機中對這些寄存器像對存儲單元一樣進行編址。p0是一個8位漏極開路型雙向i/o端口。在訪問片外存儲器時，它分時提供低8位地址和8位雙向數據。在eprom編程時，從p0輸入指令字節，在驗證程序時，則輸出指令字節。p1是一個帶內部上拉電阻的8位雙向i/o端口。在eprom編程和驗證程序時，它輸入低8位地址。p2是一個帶內部上拉電阻的8位雙向i/o端口。在訪問片外存儲器時，它輸出高8位地址。在對eprom編程和驗證程序時，它輸入高8位地址。p3是一個帶內部上拉電阻的8位雙

30、向i/o端口。在整個系統中，這8 個引腳還具有專門的第二功能，如表1所示表1 p3口各位的第二功能 p3口的各位第二功能p3.0p3.1p3.2p3.3p3.4p3.5p3.6p3.7rxd（串行口輸入）txd（串行口輸出）int0（外部中斷0輸入）int1（外部中斷1輸入）t0（定時器/計數器0的外部輸入）t1（定時器/計數器1的外部輸入）wr（片外數據存儲器寫選通控制輸出）rd（片外數據存儲器寫選通控制輸出）4.2霍爾傳感器 霍爾傳感器的外形圖和磁場的作用關系如圖4所示。磁場由磁鋼提供，所以霍爾傳感器和磁鋼需要配對使用。 圖4 霍爾傳感器的外形圖和磁場的作用關系霍爾傳感器檢測轉速示意圖如圖

31、5所示。在汽車的輪胎上粘貼一塊磁鋼，霍爾傳感器固定在圓盤外緣附近12。圓盤每轉動一圈，霍爾傳感器便輸出一個脈沖。通過單片機測量產生脈沖的頻率就可以得出汽車的轉速。圖5 霍爾傳感器檢測轉速示開關型霍爾傳感器a3144e工作原理：開關型的霍爾傳感器a3144e是三個引腳，一個vcc電源正，一個gnd電源地，還有一個信號輸出的引腳v0。霍爾傳感器的原理就是如果經過磁場，其電流大小發生改變，使得v0輸出一個電壓信號。 如果要測量一個軸或輪子的轉速，則把一個小磁鐵固定在被測的轉動的物體上，然后霍爾傳感器靠近它，當小磁鐵轉動到霍爾傳感器附近時，傳感器產生一個信號。可以加個運算放大器把信號放大然后再接一個反

32、相器后，接到單片機的外部中斷引腳。開關型的霍爾傳感器本身已經存在濾波電路，輸出無須再加裝濾波，可直接供單片機的比較器直接參與比較，信號非常穩定，而且抗干擾能力也很強。霍爾傳感器具有許多優點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1mhz），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾線性傳感器的精度高、線性度好；霍爾開關傳感器無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高（可達m級）。其中取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍可以很寬，可達55150。4.3報警器音樂報警電路可以使報警聲優美悅耳。發聲電路可購買市售的樂曲發生器，

33、發出的樂曲聲可用來作為汽車超速時的提示信號或報警信號。可根據自己對樂曲的喜好來購買相應的集成電路。音樂報警接口由兩部分組成：（1） 樂曲發生器，即集成電子音樂芯片；（2） 放大電路，也可采用集成放大電路。音樂報警接口電路如圖6所示，圖中采用華爾茲樂曲的電子音樂芯片7920a。當8051從p1.7輸出高電平時，電子音樂芯片7920a的輸入控制端mt變為1.5v高電平，輸出端便發出樂曲信號，經m51182l放大而驅動揚聲器發出樂曲報警聲，音量的大小由10k電位器調整。相反，若p1.7輸出低電平，則7920a陰mt輸入電位變低而關閉，故揚聲器停止奏曲。音樂報警接口的參考程序為：start： setb

34、 p1.7retstop: clr p1.7ret 圖6 音樂報警接口電路5 系統的硬件連接圖如圖7所示系統硬件連接圖：圖7 系統硬件連接圖如圖8所示系統軟件流程圖：初始化設置初值開計數、計時中斷1秒時間到計時中斷子程序關計數中斷nnmax?計數器清零定時器清零開計數中斷音樂報警5秒延時計數器清零定時器清零開計數中斷1秒時間到計時中斷子程序nnmax?斷油關閉報警關計數中斷ynyn開始 圖8 系統程序流程圖如圖9所示系統中斷服務子程序流程圖：開中斷現場保護n=n+1關中斷恢復現場中斷返回關中斷開始 圖9 中斷服務子程序流程圖6 系統的程序實現#includesbit p3_7=p37;sbit

35、 p3_6=p36; sbit p0_7=p07;#define fm p3_7#define youmen p3_6#define gr p0_7#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuint a=0,b=0,c=0;uint nmax; / 設定最大值void delay(uint x) uint i,j; for(i=x.i0;i-)for(j=110;j0;j-);void duanyou() youmen=1; void baojing(uint x) uint bb;forbb=x;bb0;bb- fm=1; del

36、ay(10); fm=0; delay(10);viod main() tmod=0x01; / 選擇定時器0工作方式1 th0=(65536-50000)/256; tl0=(65536-50000)%256; ea=1;et0=1; / 允許t0溢出中斷tr0=1; / 啟動定時器/計數器工作ex0=1;it0=1; / 允許外部中斷0中斷fm=0; / 選擇外部中斷0為負跳變觸發youmen=0;while(1)wdt_contr=0x37;void jishu() interrupt 0 a+;void jishi() interrupt 1 b+; th0=(65536-50000)

37、/256; tl0=(65536-50000)%256; if(bnmax) a=0; baojing(); c+; if(c=5) duanyou(); else c=0; 7 系統的抗干擾措施在一定的環境條件下單片機控制系統才能正常工作，自然因素或人為因素產生的電磁能量也存在于這環境中，這些能量通過一定的途徑進入單片機控制系統或測量控制通道，產生了系統正常工作所不需的信號，影響了單片機的正常工作。另一方面，單片機控制系統內部也會產生影響正常工作的信號，我們把這些影響正常工作的信號稱為干擾。干擾是造成系統故障的主要原因之一。7.1干擾的分類干擾的主要形式是竄入式干擾，以傳導和輻射兩種方式竄入

38、到控制系統中13。根據干擾相對于工作現場的位置不同，可以分為內部干擾和外部干擾兩種。7.1.1 內部干擾這種干擾來自于控制系統本身。由于系統工作環境變化，如溫度、壓力、震動等產生噪聲電壓易疊加到輸入的信號源上，因此，噪聲電壓與信號源一起經過處理輸出到后級電路，造成干擾控制，這是串模干擾的形式（如圖10所示）。圖10 內部干擾框圖7.1.2 外部干擾這種干擾是指測控系統以外的各種因素對系統本身造成的干擾，可以分為電磁輻射干擾、電源竄入干擾和傳輸通道干擾三種形式。（1）電磁輻射干擾是指系統周圍的電磁波輻射到控制系統中所造成的影響。（2）電源竄入干擾是指由于供電系統不穩定而產生的干擾。（3）傳輸通道

39、干擾是指信息在傳輸過程中受到的干擾。7.2常用的抗干擾技術解決干擾問題的出發點就是：（1）設法切斷干擾通路，消除或減少干擾的影響；（2）增強系統本身的抗干擾能力。解決系統的干擾問題要從系統的硬件和軟件兩個方面考慮。硬件抗干擾從電源方面來說主要的措施有：采用屏蔽和濾波；采用分散的直流供電方式；在電路板的每個ic中的供電端并聯高頻電容。從輸入、輸出通道來說主要的措施有：布線時盡量減少回路環的面積；電源線和地線要盡量粗；對于單片機閑置的i/o口不要懸空。軟件抗干擾技術不需要增加硬件設備，使用靈活，修改方便。控制狀態失常時主要措施有：軟件冗余；設置當前輸出狀態寄存單元；設自檢程序。程序運行失常時主要措

40、施有：軟硬件“看門狗”技術；設置軟件指針陷阱。在本系統中，內部干擾主要有溫度、震動等產生的噪聲電壓，外部干擾有電源竄入干擾，傳輸通道干擾。根據各種干擾的性質，采用的抗干擾措施主要有屏蔽和濾波，增加“看門狗” 電路， “看門狗”電路采用軟件硬件相結合的方式解決。硬件“看門狗”電路如圖11所示14。圖11 由計數器構成的“看門狗”電路8 結束語本論文中主要研究汽車在行駛過程中速度的限制。主要進行汽車行駛時速度的測量，汽車行駛的實際速度與行駛的極限速度的比較，超速行駛時報警，以及在汽車長期超速狀態下進行斷油降速等幾個模塊的設計。各個模塊從功能上是獨立的，但各個模塊內部的數據是可以統一進行管理的。本設

41、計選用了80c51單片機，開關型霍爾傳感器a3144e及音樂報警電路。通過對汽車速度限制器的研究，有效的降低交通事故的發生率，減少因交通事故而造成的死亡率。降低了損失，保護了消費者。通過對本論文的設計和研究，較為深入的研究了單片機及其他元件的特性，對以后的學習與工作有很大的幫助。參考文獻： 1張毅剛.單片機原理及應用m.高等教育出版社,2003.12（2）10152王顯正.控制理論基礎m.北京:國防工業出版社,1980.1153陳倩詒,陳再清.汽車自動限速系統設計d.計算機測量與控制,2006.10604白鵬,張洪濤.國外汽車事故分析與碰撞傷害j.汽車與安全,1991.（3）27425柴毅.智

42、能化汽車主動安全系統研究d.重慶:重慶大學自動化學院,2001.17256李炎亮,高秀華,成凱.汽車電子技術m.北京:化學工業出版社,2005.71857吳敏.一種基于單片機的速度測量系統j.微計算機信息,2008.21308何希才,薛永毅.傳感器及其應用實例m.北京:機械工業版社,2004.（3）43649周航慈.單片機應用程序技術m.北京:北京航空航天大學版社,2002.435910陳超,鄔春學,蘇玉容.汽車遠程報警系統的設計與實現m.長江大學學報,2006.(3)l1厲玉鳴,馬召坤,王晶.自動控制原理m.北京:化學工業出版社,2005.（3）405512于京生,容旭巍.汽車速度測量系統的

43、智能化設計j.微計算機信息,2008.4075 13王幸之.單片機應用系統抗干擾技術m.北京:北京航空航天大學版社,2000.（1）14舒懷林.單片機原理與接口技術m.武漢:華中理工大學出版社, 2001.the research of vehicle intelligent speed limit devicebased on single-clipxu wenmeng(electromechanic department of dezhou university, dezhou shandong, 253023)abstract: in recent years, with the dev

44、elopment of science and technology, application of single-clip is to keep depth.at the same time, driven the traditional detection techniques on the control to update. in real-time detection and automatic control system of single-chip applications, it often is used as a core component. in daily life

45、, if it do not good in speed control, road are still unable to provide security. vehicle intelligent speed limit devices use, maximum control of the devices speed of adjustment in exceptional cases , for the obvious effect of reducing traffic accidents. the system by the 80c51 single-chip system, hall-effect sensors, alarms and so on. the system by the 80c51 single-chip system, hall-effect sensors, alarms and so on.key words: single-clip,vehicle speed,automatic,con