车辆速度检测装置的设计

李红岭 高晓阳 张华 王关平

摘要：针对生活中由于车速过快驾驶员无法做出正确反应而导致的安全事故频发的问题，以STC89C52RC单片机为核心，设计了由车辆测速模块、人机交互模块，LCD1602液晶显示以及报警电路模块组成的测量测速装置。车辆测速模块是通过直接输出数字量的霍尔传感器，根据磁场感应强度的大小，来改变输出电压的高低。通过单片机控制，可高精度，实时显示车轮速度，若速度超过设定值，报警电路发出警报，提醒驾驶人员应当减速行驶。

关键词：浏速;单片机;液晶显示;报誉电路

中图分类号：TN248.2 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2020）04-0188-02

1 引言

近年来，随着我国经济的飞速发展，道路上各种家用小汽车的数量增长迅速，随之而来的交通事故愈发频繁，造成的人员伤亡数目巨大。据统计，超速行驶是造成各种交通事故的主要原因之一，我国公路条件复杂，不同等级的公路允许的最高速度不同，而且超速行驶的随机性很大，给交警的纠章造成困难，现有的公路电子测速装置只能检测车辆是否超速，事后给予处罚，避免不了事故的发生。针对这种状况，开发具有智能决策模块的汽车测速装置前景广阔[1，2]。

2 系统方案

如图1所示，系统以单片机STC89C52RC为控制核心[3～7]。用霍尔集成传感器作为测量车辆速度及里程的方法检测元件，经过单片机数据处理，用字符型液晶显示器LCD1602显示车辆速度及里程。通过按键输入最高限速，超限速的情况报警电路发出警报，提醒驾驶员。

3 硬件电路设计

硬件部分较重要的是测速部分，霍尔传感器采用A3144集成霍尔开关，磁钢用直径D=5mm，长度为L=3mm的磁钢。如图2所示机轴圆盘的边缘安有一个磁钢，测量转速的霍尔传感器安装靠近边缘的磁钢，机轴每转1周，产生一定的脉冲个数。A3144是一种单磁极工作的磁敏电路，其组成包括稳压电源，霍尔电压发生器，差分放大器，施密特触发器和输出放大器，它将输入的磁感应强度转化为一个数字电压信号输出，直接连接单片机的P3.2引脚。

通过Proteus软件来实现系统原理图的绘制与仿真，如图3所示。由于Proteus中没有此元件，故用脉冲来替代。

4 軟件设计

主程序流程图如图4所示。主程序流程图如图4所示。先对定时器TO进行初始化设置，等待系统启动。启动系统后，由霍尔传感器传送给单片机的检测脉冲到来后，由于霍尔传感器连接单片机的P3.2引脚，启动外部中断，每进来一个脉冲外部中断提出一次中断申请。同时启动定时器TO产生1s定时，1 s定时时间到产生中断，读取脉冲个数，即电机转速V。再与手动按键输入的设定速度Vm进行数值的比较，若数值高于最高限速Vm则报警并返回初始化阶段，否则就显示正常速度与里程。

5 结语

本文设计出了一种用单片机和霍尔传感器测量车辆速度及里程的测量系统，并有报警提示功能，克服了传统方法测量的不足，速度的刷新精确到秒。利用Keil和Proteus软件完成并实现了整个系统功能的程序设计和硬件电路的模拟仿真，同时也完成了实物的焊制。该测速系统具有测量速度快，测量精度高的优点。不但可应用于汽车的速度测量，而且可应用于其它要求转速精确测量系统中[8～10]。

参考文献：

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[10]王云飞，张凯.基于STM32的直流电动机测速系统设计[J].电子制作，2018（23）：2831.

收稿日期：2020-01-06

基金项目：电气工程及其自动化专业综合改革项目（编号GAU-ZYZHGG-201704）;农业机械化及其自动化一流本科专业建设项目

作者简介：李红岭（1986-），女，实验师，硕士，研究方向为农业电气化与自动化，智能控制与检测。

通讯作者：高晓阳（1962-），男，教授，硕士生导师，研究方向为农业工程检测与智能控制技术及系统。