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显示）并用一个二维数组存储下来。接着允许中断，打开定时器。
采用2.5ms的控制周期，在一个控制周期内不断的从A/D转换器上读取当前的电压值，按一定的算法将其转化为汽车轮胎的实际转速，并判断是否超限，若超限，超限是<20%还是>20%。当超限<20%时，控制红色的小LED灯以一定的频率闪烁；当超限>20%时，驱动语音模块的音频解码芯片，播放语音提示“超速危险，请减速行驶。”
同时，在主函数的循环中，不断的扫描按键和刷新OLED屏来实时的显示当前的车速。当确认有按键按下时，OLED屏上的显示内容自动切换到人工设置报警阈值的界面，完成相应三个阈值的设置。
通过连续不断的周期性控制，从而达到我们宏观上看到的控制效果。
2.4.2 系统整体结构框图
根据本次毕业设计的需求分析以及对各个模块选型的最终确定，系统整体结构框架如图2.5所示。
图2.5 整体结构框架
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3 系统硬件设计与实现
3.1 整体电路设计框图
根据系统整体结构框图，利用万用板搭建硬件电路，系统整体的电路设计实物如图3.1所示。
图3.1 整体电路设计实物图
3.2 电源模块的设计
作为整个汽车超速报警器系统的能量供给站，电源模块发挥的作用就如同人的心脏一样，持续不断地给其四肢和大脑供应着能量。系统架设在汽车上面，随时提醒司机要安全行驶，关乎着驾驶员的生命安全，可谓意义重大、不容有失。因此，电源模块的设计显得尤为重要，需具备较强的抗干扰能力和稳定性以满足系统长时间、持续性的工作要求。
根据系统各个模块的供电要求，所设计的主板电源如图3.2所示。
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图3.2 主板电源
考虑到系统实际的功耗很低（<1W）以及ASM1117芯片的负载能力，设计用到了ASM1117 5.0V与ASM1117 3.3V共两片稳压芯片。其中稳压输出为5.0V的ASM1117芯片用于单片机最小系统、按键输入、OLED显示及AD转换芯片的供电需求。而由于语音报警模块的音频解码芯片的供电电压为3.3V，所以在设计中将5V电压再次经过降压得到3.3V的稳定输出电压。通过示波器的观测，稳压电路的输出电压纹波很小，电压稳定，完全能够满足本次设计要求[6]。
3.3 MC9S12XS128单片机最小系统设计
“麻雀虽小，五脏俱全”，要想使其有优异的表现，也同样要保证它具有一个健全的系统，作为整个超速报警器系统的核心控制单元，MCU的稳定性决定了整个系统能否稳定、持续的工作。在设计之前，对系统做了详细的需求分析，从主控芯片到电源部分，到传感器部分，到驱动部分，再到外设接口，对器件选择和设计原理都做了详细研究，我们在设计中，尽可能的考虑到了其抗干扰能力和稳定性，又根据实际使用情况不断尝试修改完善，最终确定了整个系统的硬件电路方案。所设计的最小系统的硬件电路原理图如图3.3所示。
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定性，
图3.3 最小系统
该模块可以分为以下三个小部分：
3.3.1 电源部分
S12单片机片内CPU使用1.8V电压，闪存操作使用2.8V电压，为了提高抗干扰能力，片外I/O口可使用5V电压，较低的片内电压使CPU运算速度快、功耗低；较高的硬件电路设计I/O电平有利于抵抗外界干扰，故S12单片机特别适合于那些工作环境恶劣的控制系统。由于S12单片机内部集成了电压调整器模块，电压调整器模块产生单片机内部需要的其他电压，因此，S12单片机的供电电压范围较大（+3.3V~+5.0V）。电压调整为3组输出，2组1.8V和1组2.8V，供单片机内部不同模块使用。1组1.8V供CPU内核使用；另一组1.8V供时钟电路的锁相环使用，由于锁相环电路的高频噪声高，故和CPU分开供电；2.8V的一组是为闪存供电的。两组外部电源端VDDX1和VDDX2为不同的I/O模块供电。分多个电源、地引脚给片内不同模块供电，可减小模块间的相互干扰。
在硬件电路设计中，在尽量靠近几个电源端引脚的位置增加了去耦电容，以降低电源噪声。这些电源端、地端最终还是连接在一起的，即外部提供的+5V电源。为了稳定不同模块的不同电压，需要外接一些电容，这些电容可以分为两类，电容值较大的作为存储电容，主要作用是消除单片机在突发运行时产生的尖峰电压；另一类容值较小的电容作为去耦电容，主要用于抑制单片机在高速运行时产生的高频噪声。
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3.3.2 时钟部分
对于S12X系列单片机，虽然单片机内部集成有RC震荡电路产生的时钟，但RC时钟的频率不够稳定，会随温度变化，频率在1-5.5MHZ之间，主要用来在检测到主时钟电路故障时起作用，靠自有时钟单片机就能正常运行，这种运行模式被称为自时钟模式。为了实现CPU的高速运行，单片机需要一个更高的时钟频率，这个更高的时钟频率是由单片机片内的压控振荡器（VCO）产生的，VCO可以有很高的频率，但仍需要稳定频率的电路。为了给单片机提供一个可设定频率并且稳定的工作时钟，单片机需要外接一个石英或陶瓷振子，产生一个频率稳定的时钟信号，再通过片内的锁相环电路（PLL）将时钟频率锁定[7]。
在设计中使用了16MHZ的石英晶振，并在其两侧分别串联了一个22PF的去耦电容。
3.3.3 复位电路与BDM接口
复位电路与BDM接口的电路原理图如图3.4所示。
图3.4 复位电路与BDM接口
在上电时，若电源电压未达到预期值，RESET端保持低电平；当电源电压达到预期值后，RESET端输出高电平，单片机就会自动复位运行。手动复位时，按下上图中的手动复位按钮RESET端保持低电平；松开手动复位按钮后，RESET端变成高电平，也能达到复位的目的。
BDM接口为下载程序和在线仿真调试的接口，由六个引脚组成，在制作时需要注意的是不要将其两侧画反。
3.4 速度检测模块
3.4.1 霍尔传感器
霍尔器件是一种磁传感器，是半导体材料制成的一种薄片，它是一种磁敏感器件，当它处于磁场中时，会产生电动势。在垂直磁场平面方向上施加外磁场、在平行于平面方向上施加外电场，则使电子在磁场中运动，结果在器件的两个侧面之间产生霍尔电势，霍尔电势的大小和外磁场以及电流大小成正比。利用它们可以检测磁场及其变化，可在
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