文献综述
电气工程及其自动化
前言
随着我国汽车业的迅猛发展，在加上国民经济的提高，使得愈来愈多的中国普通百姓有经济实力购买轿车，圆自己多年的汽车梦，拥有一部自己爱车已不在遥远，反而是成为很多人触手可及的事情。然而，事情总是有它的两面性，汽车多了，由此引发的道路交通安全问题也就变得日益突出了。据相关资料统计显示造成交通事故的原因主要有两个：①很多老司机和新司机同时上路，驾驶技术参差不齐，驾驶习惯也都良莠不齐。俗话说的好，十次事故九次快，很多司机朋友都喜欢“超速驾驶”，对其他车辆和行人漠然视之，车主往往根据自己的个人喜好随意提速，超速行驶，当汽车处于超速行驶状态下，其稳定性和安全性也就大大降低，一旦出现紧急状况，往往会导致车毁人亡的重大事故发生。②我国人口众多，特别是一些大城市人口的数量比较庞大，汽车又多，一些商业繁华路段往往是一个城市中人口密度最大，车辆最集中的地方，也是交通事故突发率最高的地方[9]。据相关数据显示，近10年来，我国平均每年发生道路交通事故为60万起，死亡10万余人。我们再把眼光放到全球，全世界每过6分钟就有一人死于车祸，全世界每一分钟就有人伤于车祸。交通事故不仅仅对人们的生命财产安全造成巨大的影响，同时也造成巨大的经济损
失。因此有必要采取措施来限制车速，维护驾驶员和行人的生命安全。现实证明通过强制限制车速可以很好地解决汽车超速这问题，交警可以通过安装雷达测速器来限制汽车车速，虽然收到了一定的效果，但是目前雷达测速具有覆盖面不够广的问题，无法覆盖整个限速路段[10]。针对这些问题，我们设计了汽车超速报警系统，让它时刻提醒驾驶员自己的行车速度，这在一定程度上可以有效地解决汽车超速驾驶的问题，避免重大交通事故的发生。
正文
一、国内外关于超速限速系统设计情况
世界各国为了解决驾驶者有意或无意超速驾驶的问题，采取了各式各样的措施，与此同时，汽车电子限速装置也在不断发展，有许多电子设计者或公司从事这方面的研究，力求能
设计出一种能普遍使用的汽车限速装置。据悉，法国汽车制造和营销委员会与法国标致雪铁龙汽车集团和雷诺汽车公司日前联合向用户推出三种汽车限速装置。这三种装置中，最简单的一种是“超速报警器”，安装上这种装置的汽车如果超过车主原先设定的最高车速时，报警器就会发出声音警报，同时指示灯在车内闪烁，以警示司机控制车速。而其它两种限速装置是可以直接对汽车的部分功能及行驶进行调整的装置。一种是限速器，另一种是调速器。司机可以通过这种限速器提前设定最高时速，如果司机在汽车行驶中想超过开车前设定的最高时速，加速器也不会响应，而是把车速限定在一定范围内。更有些
汽车厂家已经把精力放到了汽车的主动安全技术研究这一方面。汽车主动安全技术是指采用雷达。光学和超声波传感器等技术来测量汽车与周围物体的距离以及接近物体时汽车的速度，这样就可以提醒驾驶者控制汽车行驶速度，避免可能发生的碰撞。回到国内，广州唯创公司也推出了一款超速报警器，它是一种实时指示车辆行驶速度，记录超速记录，并通过语音提醒司机安全驾驶的智能电子设备。该设备实时显示车辆速度。当超过测定速度的最高值时，及时播放语音提示，提示司机[12]。
统观各种电子限速装置，我取其优点，并结合自己掌握的知识，设计了一种基于单片机的汽车超速报警系统。该系统包括8051单片机主控模块、报警模块、传感器模块和显示模块。8051单片机主控模块主要负责外围硬件的控制和一些运算功能；报警模块主要负责声音报警和灯光报警；传感器模块则完成信号的采样功能；显示模块完成字符和数字的显示功能。此系统的核心就是8051单片机，它是整个系统的核心和控制中枢。
二、单片机的发展
单片机诞生于20世纪70年代末，发展至今已历经30余年，若将8位单片机的诞生作为起点，那么单片机的发展可以大致分为以下几个阶段。
1、第一阶段（1976-1978）：单片机的控索阶段。以Intel公司的MCS – 48为代表，该系列单片机内集成了一个8位CPU、一个8位平行I/O口和一个8位定时器/计数器，片内存储器RAM/ROM容量较小，寻址
范围不大于4KB，无串行借口。MCS – 48的推出是在工控领域的控索，参与这一控索的公司还有Motorola 、Zilog等，都取得了满意的效果。这就是SCM 的诞生年代，“单机片”一词即由此而来。
2、第二阶段（1978-1982）单片机的高性能阶段。Intel公司在MCS – 48 基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS –51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。
①完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有很多机器通信功能的串行通信接口。
②CPU外围功能单元的集中管理模式。
③体现工控特性的位地址空间及位操作方式。
④指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。
3、第三阶段（1982-1990）：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。目前以Intel公司推出的MCS –96系列单片机，TI公司的MSP430些列、Motorola的68HC12些列、日立公司的H8/3048系列为主。这些厂家的单片机系列将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。随着MCS – 51系列的广应用，许多电气厂商竞相使用80C51为内核，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道A/D转换部
件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路功能，强化了智能控制的特征。
4、第四阶段（1990—）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。
单片机目前正朝着高性能和多品种方向发展，而大的趋势则是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。单片机的另一个名称就是嵌入式微控制器，它可以嵌入到任何微型或是小型仪器或设备中去，所以最新热门项目就是实现以单片机为核心的嵌入式系统和internet的连接功能。
三、单片机的应用
单片机具有体积小、使用灵活方便、成本低、易于产品化、抗干扰能力强、可在各种恶劣的环境下可靠地工作等特点。特别是它强大的面向控制能力，使它在工业控制、智能仪表、外设控制、家用电器、机器人、军事装置等方面都得到了广泛的应用，整个工业设备和工艺将进行一次以及普及应用微机为特征的技术改造。由于单片机具有的优诸多点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手[3]。它的应用遍及各个领域，具体主要表现在以下几个方面：
1、单片机在智能仪表中的应用
单片机广泛地用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，并可以提高测量的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。
2、单片机在机电一体化中的应用
机电一体化是机械工业发展的方向。机电一体化产品是指集成机械技术、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品，例如微机控制的车床、钻床等。单片机作为产品中的控制器，能充分发挥它的体积小、可靠性高、功能强等优点，可大大提高机器的自动化、智能化程度。
3、单片机在实时控制中的应用
单片机广泛地用于各种实时控制系统中。例如，在工业测控、航空航天、尖端武器、机器人等各种实时控制系统中，都可以用单片机作为控制器。单片机的实时数据处理能力和控制功能，可使系统保持在最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品质量。
汽车超速查询4、单片机在分布式多机系统中的应用
在比较复杂的系统中，常采用分布式多机系统。多机系统一般由若干台功能各异的单
片机组成，各自完成特定的任务，它们通过串行通信相互联系、协调工作。单片机在这种系统中往往作
为一个终端机，安装在系统的某些节点上，对现场信息进行实时的测量和控制。单片机的高可靠性和强抗干扰能力，使它可以置于恶劣环境的前端工作。
5、单片机在人类生活中的应用
自从单片机诞生以后，它就步入了人类生活，如洗衣机、电冰箱、电子玩具、收录机
等家用电器配上单片机后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人们喜爱。单片机将使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。
小结
本文首先陈述了汽车在我国的发展以及普及情况，指出了交通安全事故在我国呈上升趋势，严重危害国家以及人民的生命财产安全。进而推出汽车超速限速系统，介绍了国内外关于这方面的研究成果以及未来的一些动态。然后简单的述说了基于单片机的汽车超速报警系统的结构以及各自功能。最后着重的介绍了单片机的发展史和单片机在人们生活各领域中的应用。
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