【《基于AT89C51单片机的为汽车超速检测系统设计》11000字（论文）】

第第页共22页基于AT89C51单片机的为汽车超速检测系统设计目录TOC\o"1-2"\h\u73881引言 2127211.1研究背景及意义 295601.2课题研究现状 334221.3汽车超速系统主要研究内容 4163992汽车超速系统总体设计 432312.1系统设计要求 4189992.2设计方案选择 5297022.3总体设计框图 6106283汽车超速系统硬件设计 782473.1测速传感器的选择 799243.2电机的选择 76713.3测速传感器工作原理 8210533.4主控模块 9258003.5部分模块介绍 15266593.6电路的连接 17121684汽车超速系统软件设计 1975914.1主程序 1972544.2子程序 20172435系统调试 21108835.1软件调试 21204995.2硬件调试 21161885.3综合调试 22162286结论 22摘要最近十几年来，随着交通行业发展速度越来越快，因汽车超速引起的交通事件日益增加。无论个人还是长途运输行业，汽车都已成为这个行业的最常用的工具。汽车在行驶时，通过测速传感器测出当前车速，如果车辆的当前速度，超出了系统设定的最大限定速度时，蜂鸣器发出响声，以此来提示司机注意降低车速，安全驾驶。本课题利用了AT89C51单片机作为汽车超速系统的核心控制芯片。在车辆行驶的过程中，该系统的测速传感器会实时检测当前车速，然后通过LCD1602显示汽车的当前速度。汽车超速系统拥有结构简单、使用方便、符合大众、不需要特殊的操作技巧等优点，适合各式各样的机动车辆。在本论文中给出了具体的设计方案。关键字：51单片机;电机；测速传感器；LCD1602液晶显示引言研究背景及意义现今时代，由于各种交通事故，造成的人员死亡数量令人震惊，同时也给国家造成了严重的经济损失。2020年12月2日，随着第九个122“国家安全交通安全日”的到来，河北省有关部门对他们省九个月以来发生的交通事件做了数据统计和分析。据分析最易引发交通事件的原因有以下几点：违反交通规则、未经授权驾驶、违章驾驶、超速和闯红灯。以上原因造成交通事件占总体数据的72.9%；导致死亡人数占总体数据的73.6%，而妨碍安全的非标准驾驶行为导致事故发生的数量占了总体数据的很大一部分，占总体是数据的31.2%、不遵守让行交通规则的占总体数据的14.8%，酒驾造成交通事故占总体数据的6.8%，无证驾驶占总体数据的6.4%，错误驾驶发生的交通事故占总体数据的5.2%，超速造成交通事故占总体数据的4.5%，闯红灯造成交通事故占总体数据的4.1%。汽车超速行驶为什么会这么容易的引发这么严重的交通事故，通过查找资料后，我总结出导致这一问题发生的原因有以下4点：汽车在快速拐弯行驶时，离心力增大，容易导致车辆侧翻。根据离心力公式F=mv²/r，m为汽车和人的总质量，v表示车辆当前行驶的速度，r表示汽车转弯时弯道的半径大小。由公式可以得出：F与r成反比，与v²成正比关系。所以车辆在高速行驶状态下紧急转弯时，离心力变大，最容易发生的交通事故就是车辆侧翻。超速驾驶的汽车在行驶过程中，常常会超越大部分同向驾驶的汽车发生交织的可能。在超越同向驾驶的汽车时，可能会用到逆向车道，这时与逆向行驶的车辆有很大可能产生冲突。在接近前方车辆时，驾驶员的视野会变得狭窄，在超车过程中可能看不见逆向行驶的车辆，非常容易发生交通安全问题。增加了停车制动距离S。S是指车辆已经行驶的距离加上从司机想要刹车到汽车完全停下来的这段时间内车辆走过的路程的总和。由公式S=V/254φ可以知道：S和V²形成正比关系。所以，V越大，S越大，安全区越小，发生交通安全问题的可能性也随之增大汽车爆胎的现象较为常见：在车辆正常行驶的过程中，轮胎本身的温度和气压会发生变化，温度升高，气压变大；而如果超速行驶，会加剧轮胎本身气压和温度的变化，使得温度和气压的升高的更快，轮胎各种性能急剧下降，增大了爆胎的可能性，从而造成事故的发生。人们很容易忽视超速驾驶带来的惨重代价。很多人开快车是因为心理原因，一方面觉得自己的车很好，另一方面可能觉得自己车技不错。在路上开车的时候，觉得前面的车开得太慢了，心里就想着超过前面的车；在路上少车的时候，心里就想着开快点，感觉整条道路都是自己的，与此同时，自己不知不觉的就陷入了那种开快车的快感当中，整个过程都不知道自己正在违规驾驶，在发生事故后，很多人才清醒过来，但为时已晚。针对超速驾驶这种状况，研发一个汽车超速系统非常有必要性。如果司机们在自家的车辆上安置一个超速系统，将有很大可能幸免一场灾祸的发生课题研究现状在最近十几年里，汽车电子产品发展迅猛世界上许多国家都意识到超速驾驶对交通安全方面产生了非常大的影响，纷纷加强了对遵守或不遵守交通规则的控制，并发展了先进的信息收集系统，与此同时，为了确保安全驾驶，针对汽车的最大限定速度这一方面深入研究。到现在为止，中国主管部门对这个研究取得了显著成果。1996年，根据设计速度和道路的水平和纵向形状的情况，在全国范围内制定了有关设置道路限速标志的基本原则，另外还建议，按照这个基本原则，在高速公路上按照车辆的类型的不同，对应设计出不一样的限速标志。现今为止，随着科学技术的高速发展，汽车超速监测的方式开始电子化、智能化，主要包括有:雷达、激光、视频和线圈等四种速度测量模式。进入新世纪，我国市场经济体制发展迅速，人民的生活质量在逐渐的提升，随着精神文化这个词的出现，大众对物质的需求慢慢转变到了精神需求和心里需求的层面。与此同时，物质的要求在不断提高，比如我国的汽车行业，现如今私家车几乎普及到每家每户，汽车的数量越来越多，最初人们对汽车的要求只是方便出行，替代自行车、摩托车等作为更加便利的代步工具。随着时代的更替，人们的生活方式发生了改变，由“慢生活”逐渐进入“快生活”的节奏，上班或者日常出行都要求快。因此对汽车速度的要求是越来越快，越快越好。也因为这个原因，人们对安全车速的掌控容易失去方寸，驾驶员们往往为了追求快感或者快点到达目的地而超速驾驶，这也是导致交通事故频频发生的原因。2019年，国家有关部门对这一年发生交通事故的数据进行统计分析，数据显示19年共发生378781起交通事故，死亡人数共有67759人，汽车超速驾驶造成交通事故占有很大部分。有关交通部门针对这种情况，通过各种方式加强汽车超速驾驶的监管力度，例如在大部分的车道上设置电子抓拍系统，不定时查车等方式。虽然现在的电子抓拍系统设备比较先进，可以有效的减少汽车、摩托车、电动车等违反交通规则，从一定程度上降低了交通事故的发生率。但有的人总是心怀侥幸心理，等躲过了这个“电子警察”就又开始快起来，由此可见先进的电子抓拍系统在防止机动车交通违章的范围是有限的。针对不定时查车的情况，监控管理的成本相对较高，而且同样存在不稳定性。现在很多汽车都装有GPS系统,GPS系统功能十分强大，具有车辆跟踪、道路情况信息、车辆信息查询、语音指挥提示等功能。在汽车驾驶过程中，如果当前车速超出该道路规定的车速时会发出语音报警，提醒司机注意减速行驶。在一些信号较差的道路，GPS的短板就显露了出来，信号差车辆信息和道路信息不能及时更新也可能发生交通事故。与此同时，车载GPS系统需要连接手机，耗费手机流量比较多，对于大众来说这个系统性价比并不高。随着智能化时代的到来，很多人希望能研究出一个智能化、网络化、大众化的汽车电子限速装置，减少交通事故发生的同时增加汽车自我检测的智能化方式。广州唯创有限公司研发了一种超速报警器（系统），该系统具有实时检测车辆速度的功能，并实时通过显示屏显示车速情况，另外该超速报警器还具有语音播报的功能，如果车辆超速行驶，将会提醒驾驶员注意行车安全；法国汽车制造和营销委员会、法国标致雪铁龙汽车集团以及雷诺汽车公司联手，向用户推出了三种汽车限速装置[[][]中国汽车技术研究中心.海外版:微软拟借助操作系统涉足汽车行业[J].汽车世界，2003，（9）：12~15.汽车超速系统主要研究内容综合国内外相关领域的研究成果可以得出，尽管我国加强了对超速驾驶的整治力度，也投入了大量的警力组织治专项理活动，逐渐引入一些功能比较强大的雷达系统和数据采集系统。但相对国外，在体系管理方面的差距相对较大。取决于当前国内的情况，在随后对高速驾驶系统和设计的研究中，中国拥有巨大的潜力和优势。研发出一个比较适合国内发展现状的控制车辆行驶速度的项目拥有良好的前景。在汽车内嵌入一个测速传感器，并实时监测车辆行驶速度，应用LCD，通过现代的数字化设计，实现人性化的系统报警设计。如果车辆超速行驶，蜂鸣器就会报警，让司机意识到要降低当前车速。本设计结构相对简单、实用性强、无需任何操作基础。汽车超速系统总体设计系统设计要求我们要求设计一个单片机系统，实现汽车车速超出设计车速，及时报警功能。要想制作出一个完整的汽车超速报警系统，需要考虑众多因素，以下几点是经过我考虑后总结得出的结论:(1)按照整体到一个一个的单独个体的设计思路。在设计汽车超速报警系统的过程中，尽量用简单的个体替代一个整体，再分别加以解决。(2)经济性要求。在执行生产率指标时，尽量采取简单的方式，选择性价比高的物件，突出总性价比。(3)可靠性要求。可靠性是指元件、产品、系统在一定时间、条件下无障碍地执行指定功能的能力或可能性[[]][](4)操作和维护要求。在硬件和软件设计中，应想到使用的便利、最大限度的扩展和减少专业化要求，为了方便产品的推广，操作程序必须尽可能简单和清晰，而不需要特别培训来掌握它的应用。设计方案选择方案的提出通过查阅大量关于汽车超速报警系统与单片机应用的文献资料，以及了解汽车超速报警系统的发展现状。根据自身的知识水平与能力，针对汽车超速系统设计这一课题，思考出了以下三种方案，通过这三种不同方案的对比，分析出各个方案的优点与不足，进行综合考虑后，再选出适合本课题设计的最优方案。以下是本设计的三种不同方案的对比：方案一：该方案选用8155芯片，功能强大，普遍使用在电脑的电路中。它含有1个6位I/O口，2个8位I/O口，1个14位的可预置计数器和1个8位地址锁存器。其内部有256个字节的随机存储器。传感器方面，选用了能够产生方形脉冲波的霍尔传感器，通过键盘输入数据固定限速。当车辆超速时，报警系统做出警报。霍尔传感器的输出端连接单片机系统的INTO口，汽车轮子每转一圈，就会有一次中断请求，单片微型计算机的计数器计算内部中断请求的次数。每秒的计数器值，转换成实际的车速，将数据传输到输入输出设备和CPU之间的显示缓冲区，由显示程序调用。当单片微型计算机的INT0口接收到霍尔传感器的输入信号，单片微型计算机将其信号存储在内部ROM中。8155是常用的拓展单片机I/O口的芯片，选用芯片的PB口控制数字LED管每一个发光的段通电或者断电；选用PA4-PA0控制数字LED管的位置选择，同时用作矩阵键盘的列线；矩阵键盘的行线选用了PCO与PC1口，行线与列线的交点构成矩阵键盘的按键，总共有十个按键。单片机的P2.6引脚接一个电流放大器件，用来激活报警系统。P2.6交错产生高电平与低电平信号，激活报警系统发出响声。汽车最大限制速度由按键设置。单片微型计算机检测霍尔传感器输出的高低电平，计算出车辆实时车速，输送到LED呈示。如果当前速度大于限制速度时，报警系统做出警报。方案二：该方案选用了一种内置的速度限制装置，在开发汽车时就装入到车辆的控制系统中。槽型光耦测速传感器将电机转速转化为脉冲信号，输入单片微型计算机中，单片微型计算机将脉冲信号转变成相应的速度，由LCD液晶显示当前速度，如果超出设定速度值蜂鸣器会发出报警声音提示司机降速。此设计是车辆行驶记录仪的一部分，对超速行驶等违反交通规则有监控作用，为交通安全提供了很大的保障。方案三：采用GPS车载系统，实时监测车辆行驶速度，若超出规定速度，则进行报警。方案比较方案一和方案二对比，方案一使用键盘电路比较繁琐，按键较多，仅仅显示实时车速，司机对限制速度不够清楚，整体电路较繁琐；方案二，采用槽型光耦传感器，该传感器具有响应速度快、无触点、寿命长等优点，而且连接电路简单。相对于方案一，该方案采用LCD1602显示，能清楚显示当前最大限制速度。整体思路转换成对电机的测速，可以不用考虑车轮周长等问题。而对于方案三，GPS车载系统具有定位、报警、导航等各种强大的功能，是目前国内最先进的汽车超速系统。但该系统成本过高，性价比不是最优选择，故不考虑该方案。利用单片机的价格比较便宜、集成度高、低能耗性能特点，设计以其为核心的一种汽车超速系统。该系统性价比高、实用性强，推广到实际应用中使用时，比较容易被消费者接受。经过以上对比，并在满足本课题要求的前提下，整体设计方案定为方案二。总体设计框图AT89C51单片机按键电路电源蜂鸣器报警模块显示模块电机调速模块红外测速电路由AT89C51单片微型计算机为主导的汽车超速系统电路由以下六部分组成：电源、按键电路、蜂鸣器报警模块、红外测速电路、显示模块和电机调速模块。汽车超速系统电路以AT89C51单片微型计算机为主要控制源，5V电源由外界提供，按键模块用于设置汽车最大限定速度，显示模块用于实时显示汽车的最大限定速度和实时车速，采用蜂鸣器报警模块在汽车超出最大限定速度时发出报警。总体框图如下AT89C51单片机按键电路电源蜂鸣器报警模块显示模块电机调速模块红外测速电路图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s11汽车超速系统结构框图本系统通过使用测速传感器安装在电机上进行实时测速，搭载蜂鸣器模块，当汽车超过最大限定速度时，脉冲传回单片机，蜂鸣器发出报警，并把实时车速显示在LCD1602上。汽车超速系统硬件设计测速传感器的选择能感受规定的被测量并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置称为传感器[[][]张慧如.“传感器”归类新规[J].中国海关,2012,(11):01~01.线速度传感器输出电压和被测物体运动速度形成线性关系[[][]李月仙.浅谈传感器的原理及应用[J].化工管理，2015，（14）：01~02.霍尔传感器是参照霍尔效应的原理发明出来的一种磁传感器，适用于各种磁场环境下，主要用来检测磁场及其变化。但霍尔传感器的安装不方便，而且需要磁铁。同时霍尔传感器输出信号容易随周边环境温度变化影响；槽型光耦传感器相比霍尔传感器来说，槽型光耦传感器的安装比较方便，只要旋转的物体周围有固定光就可实现测速。要测电机的旋转速度，不加电压调节器，所以采用光电式转速度传感器比较合适该设计。电机的选择本电机通常分为直流电机、交流电机。而直流电机又可以分为步进电机和普通直流电机。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件[[]肖金凤，扶文静，徐祖华等.步进电机控制系统的设计与实现[J].南方大学学报：自然科学版，2010，（4）：56~59.[]肖金凤，扶文静，徐祖华等.步进电机控制系统的设计与实现[J].南方大学学报：自然科学版，2010，（4）：56~59.测速传感器工作原理汽车测速传感器用的是槽型光耦传感器又叫U型光电传感器模块、测速传感器模块、计数器模块李槐生.基于单片机的光点测速传感器[J].科技与创新，2016，（11）：16~17.。具有抗电磁干扰能力好，响应好，李槐生.基于单片机的光点测速传感器[J].科技与创新，2016，（11）：16~17.LM393芯片将LM393底部朝上，引脚8是VCC，引脚4是GND；剩下6个引脚按左右分成两组，左右两边都有比较器，而且都含有2个输入口和1个输出口；当LM393产生作用时，通过比较正负极两端的电压大小来决定输出高低电平，如果“+”极大于“-”极，输出高电平，否则输出低电平；利用这个特性，常用来检测电压是否改变。槽型光耦传感器的比较电路与一般的比较电路有所不同，这个传感器没有电位器，它将红外对管置于对应的两旁，留有比较小的空间用来收发红外光，因此被干扰的可能性比较小。在本设计中要测汽车的速度可以简单的转换成测电机的转速。因此在设计过程中需要用到测速码盘来检测转速。测速码盘外观为圆形，其造材通常选用塑料。将其安装在与电机连接的转轴上，测速码盘放在测速传感器模块的U型槽中间；当圆盘外围的光栅挡住红外光时，测速传感器的D0端口输出高电平信号，传感器没有遮挡物时，接收管互通，测速传感器的D0端口输出低电平信号。传感器D0输出口与单片微型计算机INT0口连接，检查传感器是否被物体遮挡。主控模块AT89C51单片机的介绍这次设计选择MCS-51系列的8051微型处理器为主控。MCS51系列微型处理器是美国Intel公司推出的一种8位通用型微型处理器，其中8031、8051、8071这三个类型的单片机都是该公司的经典产品。8031包括1个8位中央处理器、内存大小为128个字节的可随机读取数字存储器RAM、21个特殊功能寄存器SFR、4个8位并行输入/输出口、1个全双工串行口(TXD和RXD)、2个16位可编程的定时器/计数器（T0和T1）、5个中断口魏鸿磊.单片机原理及应用[M].上海：同济大学出版社，2015：6~魏鸿磊.单片机原理及应用[M].上海：同济大学出版社，2015：6~6.图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s12单片机基本结构部分引脚功能介绍如下：中央处理器CPU：内部包含运算器和控制器，是单片微型计算机的中枢。存储器：8051微型处理器的内存有128B，用于程序中数据的随机存取，还有4KB的只读内存，用于存放指令代码和一些固定数值。定时/计数器：51微型处理器含有2个16位的可编辑的定时/计数器（T0和T1），用于定时或者计数。输入、输出（I/O）接口：P0、P1、P2及P3是8051单片微型计算机的4个8位的并行输入/输出口，主要在数据的并行输入或者输出时使用，TXD和RXD是1个全双工串行口，为单片微型计算机和其他设备进行数据输送。中断控制系统：8051单片微型计算机一共有5个中断源，包括外部中断0（INT0）和外部中断1（INT1）2个，当IE置1时做出相应；T0/T1溢出中断2个，用于响应T0/T1，在其计满归零时发出的中断请求时做出响应；串行中断（T1/R1）1个，当串行口完成收发数据后发出中断请求时做出响应。时钟电路：被认为是单片微型计算机的心脏，产生的时钟脉就像血液一样，激活了单片微型计算机，让其能正常运行。8051单片机引脚及其最小系统如下图所示：图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s138051单片机引脚及其最小系统8051单片机各引脚说明如下:Vcc ：接外接电源地极Vss ：电源输入，接+5V电源XTAL1：单片机内部震荡电路输入引脚XTAL2：单片机内部震荡电路输出引脚RST：用于单片机复位，连续2个机器周期收到高电平信号开始复位ALE ：地址锁存允许信号PSEN：外部存储器读选通信号EA：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令P0(P32~P29引脚):8位双向I/O口P1(P1~P8引脚):8位准双向I/O口P2(P21~P28引脚):8位准双向I/O口P3 (P10~P17引脚):8位准双向I/O口P3口具有双重功能，第一功能为基本输入输出，第二功能见下图：P3口第二功能定时器8051微机处理器内含有2个16位的定时器/计数器（T0/T1）。其中微机处理器内有一个特殊寄存器—TMOD,通过它设置定时器/计时器使用哪种工作方式，通过软件进行编辑后，能当定时器使用，也能当计时器使用。作定时器使用时，单片机XTAL1引脚为其提供脉冲信号，波特率为fosc/12,每个机器周期加1。8051微型处理器的T0/T1工作方式通过对TMOD编码后决定。其启动和运行，则需要对特殊功能寄存器TCON进行编程才能实现。由于寄存器的存储量是有限的，超出一定存储量寄存器就会溢出。定时器就是利用这一原理，当寄存器溢出某个固定值的时候定时器发生中断。无论作定时器还是计数器，它们都是可以编写程序的，在开始定时或计数操作前，必要的一步就是对定时器进行初始化，即我们通常说的格式化，一般包含以下几个步骤：（1）T0/T1工作方式的选用，在编写程序时通过对TMOD赋值的方式决定T0/T1使用四种工作方式中的哪一种。（2）算出T0/T1的初值，然后把计算结果分别赋值给定时器0或者定时器1的高八位和第八位。（3）根据个人的设计需求，对中断允许寄存器进行赋予某个值，打开定时器中断的开关。（4）将定时器0或者定时器1对应的运行控制位置“1”，开始运行定时器的定时功能或者计数器的计数功能。在编程时，要对定时器或计数器，进行设定一个初始的数值，这时需要进行必要的计算处理。因为计数器运算法则是加法，每溢出一次，就会中断一次，这就导致初始的数值与预算的数值并不相等，要用计数器最大值减令计数器溢出加1的值，最后得出的结果等于计数器的初始值。外部中断8051微型处理器含有2个外部中断引脚：INT0(P3.2引脚)和INT1(P3.3引脚)。IE0和IE1分别是外部中断INT0和INT1的中断请求标志，IT0和IT1分别是外部中断INT0和INT1的中断触发方式设置位[[]魏鸿磊.单片机原理及应用[M].上海：同济大学出版社，2015：74~74.]。电平触发和边沿触发（负跳变触发）是外部中断的2种触发方式。选择电平触发时，在每个机器周期微型处理器对P3.3引脚的电平信号进行采集，采集到低电平信号，P3.3置0时，中断请求将被触发，向中央处理器请求中断，中断允许寄存器置1时，允许中断。选择负边沿触发时，若微型处理器在连续上下2个机器周期中采集到P3.3引脚信号分别[]魏鸿磊.单片机原理及应用[M].上海：同济大学出版社，2015：74~74.部分模块介绍显示模块显示模块使用了价格便宜、低能耗、多样显示的LCD1602液晶显示。下为显示模块实物图。LCD1602实物图通常LCD1602采用标准的16引脚接口，部分管脚功能介绍如下：Vss ：接电源地Vdd ：接+5V电源RS：命令/数据选择引脚。接微型处理器的一个I/O口，当微型处理器给该引脚输入一个低电平信号时，LCD1602选择接受命令；当微型处理器给该引脚输入一个高电平信号时，LCD1602选择传送数据。RW：读指令或写指令信号引脚线。接微型处理器的一个I/O口，当微型处理器给该引脚输入一个低电平信号时，LCD1602写指令；当微型处理器给该引脚输入一个高电平信号时，LCD1602读指令。E：使能端口。当微型处理器给该引脚输入一个高电平信号时，LCD1602进行读取微型处理器输入的信息；当微型处理器给该引脚输入一个低电平信号时，LCD1602执行单片机的指令。D0~D7：双向数据端。LCD1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令[[]赵亮.液晶显示模块LCD1602应用[J].电子制作，2007，（3）：58~59.[]赵亮.液晶显示模块LCD1602应用[J].电子制作，2007，（3）：58~59.LCD1602的11条控制指令测速传感器模块测速传感器模块由电机与电机码盘组成。利用测速传感器的原理，在电机转轴上安装测速码盘，随着电流的变化产生高低电位再转化为脉冲信号。单位时间内产生的脉冲数就是汽车当前速度。蜂鸣器报警模块蜂鸣器与PNP型三极管连接。单片机的P2.0引脚与三极管的B极相连接，中间需要添加一个限制电流大小的电阻R，三极管的C极与蜂鸣器的“+”极相连接，三极管的E极与电源接通，同样中间条件一个限制电流大小的电阻R。利用PN结的工作原理，三极管的B极收到低电平时三极管导通，蜂鸣器获得正向电压，发出警报声音。电机调速模块电机调速模块内部含有一个电位器，属于可变电阻，其内部有一个可以移动的触点，当它在电阻体上移动的时，电阻体的阻值随之变化，通过调节阻值的大小即可调节电压电流的大小，电机的转动速度的快慢就是通过这样一种方式来改变。电路的连接微型处理器和测速传感器模块的电路连接槽型光耦传感器是基于红外对管的红外传感器。槽型光耦传感器工作时，红外对管的发射管会发出红外射线，如果在射线方向有遮挡物遮挡，射线将被反射到红外对管的光敏接收管，然后传感器产生一个模拟电压信号通过LM393比较器与基准电压对比，若模拟电压大于基准电压，LED灯灭，向单片机输出一个高电平信号；若模拟电压小于基准电压，LED灯亮，向单片机输出一个低电平信号。模块参数说明：输出信号为高电平信号的时候LED灭，输出信号为低电平信号的时候LED亮。使用的比较器型号为LM393。红外对管之间存在物体遮挡时，输出为1(高电平)；不存在物体遮挡时，输出为0（低电平）。槽型光耦传感器与单片机的电路连接如下图所示：红外测速电路图单片机与蜂鸣器的连接将S9012三极管与蜂鸣器连接在一起，如果微型处理器P2.0引脚输出信号为0，PN结开始产生作用，电压电流变大S9012导通，蜂鸣器发出报警信号。蜂鸣器与单片机连接的电路图如下。蜂鸣器与微型处理器连接的电路图单片机的LCD1602显示电路的连接将微型处理器的P2.7口相接LCD1602的使能端口E,把P2.5引脚接到LCD1602的命令/数据选择引脚，双向数据引脚D0-D7与微型处理器的PO端口相接,将要显示的数值传送至PO。微型处理器和LCD1602电路连接见下图。微型处理器和LCD1602的连接电路5V直流电机调速模块电路图电动马达又称为马达或电动机,是一种将电能转化成机械能,并可再使用机械能产生动能,用来驱动其他装置的设备[[]李新.气浮净水旋喷加压最佳气量控制系统研制[D].青岛：青岛理工大学，2010.[]李新.气浮净水旋喷加压最佳气量控制系统研制[D].青岛：青岛理工大学，2010.电机调速模块电路图汽车超速系统软件设计主程序主程序主要包括程序初始化，LCD1602初始化，T0/T1初始化，INT0/INT1初始化，将中断允许位置1，调用程序外部中断子程序，屏幕显示以及蜂鸣器报警等程序。定时器中断服务程序用来测量汽车速度，计算出电机的转速，即为汽车实时速度；报警子程序用于实现车速超出最大限制速度时发出响声;显示子程序主要将最大限定车速和汽车实时车速在LCD1602液晶屏显示，主程序具体流程见下图。主程序流程图子程序报警子程序主要实现汽车超出设定速度驾驶时发出响声。部分报警子程序如下：If(nums>max){ beep=0;}else{ beep=1; }nums为电机转速，即汽车当前速度；max为汽车限制最大速度。系统调试通电前的第一步检查各个元器件有无损坏，接着检查焊接是否存在问题，使用指针万用表检测器件与器件之间有没有存在短路的情况，防止通电后发生意外，确保系统能正常运行。利用KeiluVision4对编写的代码进行调试，代码没有错误就可以烧录进系统，然后对该系统的功能进行逐一测试，如果存在问题则需要反复调试，逐步完善系统。软件调试软件调试步骤如下：(1)新建工程：下载安装好KeiluVision4后，打开这个软件，点击上方工具栏中的“project”菜单，在下拉菜单中找到“newproject”，把新建工程命名为“汽车超速系统设计”，然后保存；接着会弹出一个窗口，选择本设计需要的CPU—AT89C51，创建完成。(2)创建源文件：在完成新建工程后在下方文本中开始编程，写完源代码后点击保存然后把源文件命名为“汽车超速系统设计.c”。(3)程序编译和调试：点击“project”在下拉菜单栏中找到“translate”，这是软件会将代码翻译成机器语言，如果在下方的窗口看到“0err