基于51单片机红外避障车辆汽车测速仪表系统设计

**单片机设计介绍，基于51单片机红外避障车辆汽车测速仪表系统设计

文章目录

• 一 概要
• 二、功能设计
• • 设计思路
• 三、 软件设计
• • 原理图
• 五、 程序
• 六、 文章目录

一 概要

  基于51单片机红外避障车辆汽车测速仪表系统设计概要如下：

一、设计背景与意义
随着汽车技术的快速发展和交通安全的日益重视，对车辆测速的准确性和实时性要求也越来越高。传统的测速方法存在成本高、操作复杂、易受干扰等问题，难以满足现代交通管理的需求。因此，设计一种基于51单片机红外避障技术的汽车测速仪表系统，具有成本低、操作简便、实时性好等优点，具有重要的实际应用价值。

二、系统组成

1. 51单片机控制模块
   核心控制单元，负责接收红外避障传感器的信号，进行数据处理和计算。
   根据预设的速度和距离计算公式，如“速度 = 距离/时间”，计算出车辆的速度。
2. 红外避障传感器模块
   包括两个红外避障探头，分别安装在车辆的前部和后部。
   探测前方和后方的障碍物，通过测量两个探头之间的时间差来计算车辆行驶的距离。
3. 液晶显示屏模块
   用于实时显示车辆的速度信息。
   将51单片机控制模块处理后的速度数据转换为直观的数值或图形，显示在液晶显示屏上。
4. 电源模块
   为整个系统提供稳定的电源供应，确保系统能够正常工作。
   三、工作原理
   车辆行驶过程中，红外避障传感器模块不断检测前方和后方的障碍物情况。
   当前方的红外避障探头检测到障碍物时，触发测速定时器开始计时；同时，51单片机控制模块开始接收和处理红外避障传感器的信号。
   当后方的红外避障探头也检测到障碍物时，停止定时器，并将测得的时间差传输给51单片机控制模块。
   51单片机控制模块根据预先设定的速度和距离计算公式，计算出车辆的速度，并通过液晶显示屏显示出来。
   四、系统特点
   实时性好：采用红外避障传感器进行测速，能够实时地检测车辆的速度情况，并将结果迅速显示出来。
   准确性高：通过精确测量两个红外避障探头之间的时间差，结合预先设定的速度和距离计算公式，能够准确地计算出车辆的速度。
   成本低廉：采用51单片机作为控制核心，结合简单的硬件电路和红外避障传感器，实现了低成本、高性能的测速系统。
   操作简便：系统采用模块化设计，各个模块之间通过接口连接，方便用户进行安装和维护。
   五、总结
   基于51单片机红外避障技术的汽车测速仪表系统，通过红外避障传感器实时检测车辆行驶过程中的障碍物情况，结合51单片机控制模块进行数据处理和计算，实现了对车辆速度的准确、实时测量和显示。该系统具有实时性好、准确性高、成本低廉、操作简便等优点，具有重要的实际应用价值。

二、功能设计

1、通过2个红外避障传感器检测人体反应的开始和结束，LCD1602液晶显示人体反应的速度。中间距离计算默认1m。

2、第一个红外避障传感器检测到障碍物时，蜂鸣器鸣叫一声作为提示。开始计时，当第二个检测到了，停止计时。两点间距离默认1m，经过的时间知道，就可以计算速度。

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

————————————————

仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
————————————————

原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

————————————————

六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25