【正文】 ....................33 通訊子程序流程圖 .................................................33 鍵盤子程序的設(shè)計 ....................................................34 設(shè)計思想 .........................................................34 資源分配 .........................................................35 鍵盤子程序流程圖 .................................................35 采集子程序的設(shè)計 ....................................................36 設(shè)計思想 .........................................................36 資源分配 .........................................................36 采集子程序流程圖 .................................................37 顯示子程序的設(shè)計 ....................................................38 設(shè)計思想 .........................................................38 資源分配 .........................................................38蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書VII 顯示子程序流程圖 .................................................39第五章 總結(jié) ......................................................................................................................................................40 系統(tǒng)先進性 ..........................................................40 系統(tǒng)局限性 ..........................................................40參考文獻..............................................................................................................................................................41英文原文及翻譯 ...............................................................................................................................................43原文 ...................................................................43翻譯 ...................................................................49致謝 .......................................................................................................................................................................53附錄 .......................................................................................................................................................................541 程序清單: .............................................................54(1)主程序： ............................................................54(2)恢復(fù)參數(shù)子程序： ....................................................55(3)看門狗中斷子程序： ..................................................58(4)通訊子程序： ........................................................58(5)鍵盤子程序： ........................................................59(6)采集子程序： ........................................................60(7)顯示子程序： ........................................................632 元器件清單: ...........................................................64蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書1第一章 緒 論 選題背景　車輛超載是指運輸車輛所載的貨物質(zhì)量超過了額定裝載質(zhì)量的情況,車輛超載有著以下危害：1．車輛超載會增加車輛對路面的損害，按照國際上通用的計算方法，汽車軸載質(zhì)量對公路路面的破壞關(guān)系服從“十六次方法則” ，即汽車軸載質(zhì)量每增加一倍，公路受損將增加 16 倍,全國公路每年因車輛超載造成的損失超過 300 億元。2. 容易引發(fā)道路交通事故，汽車超載之后，車輛處于超負荷狀態(tài)行駛，會導(dǎo)致車輛的制動和操作性等安全性能迅速下降，表現(xiàn)為輪胎變形爆胎、剎車失靈、轉(zhuǎn)向器輕飄抖動、鋼板彈簧折斷、半軸斷裂等等。據(jù)統(tǒng)計載重貨車道路交通事故中有 80%以上是由于超載運輸所造成的?？梢妼τ谌绾蜗拗破嚦d的研究對道路的保養(yǎng)和減少交通事故有極其重要的意義。目前，為有效治理機動車嚴重違章超載、超限運輸現(xiàn)象，預(yù)防道路交通事故，維護良好的道路交通秩序，許多交通管理部門專門成立了“治超”機構(gòu)，“治超”人員日夜上路查堵，往往造成交通堵塞，查一漏百，而人工判斷又缺乏準確性，查堵中的不正之風(fēng)時有發(fā)生。鑒于這種情況，在超載車必經(jīng)的道路下埋上檢測儀器，通過電腦自動識別是否超載就顯得尤為重要。本設(shè)計就是基于這種需求，設(shè)計一基于單片機的機車超載檢測系統(tǒng)，對過往機動車輛進行稱重，判斷是否超載，若超載顯示超載重量并進行報警。要判斷汽車是否超載首先要知道車輛所裝載的貨物質(zhì)量，隨著傳感器技術(shù)和微處理器技術(shù)的發(fā)展，利用電子技術(shù)也可以測量出物體的質(zhì)量進而實現(xiàn)對汽車超載的監(jiān)控，而且精度可以做的很高。利用電子技術(shù)判斷汽車是否超載的基本的原理是：利用傳感器將汽車的載重量轉(zhuǎn)化為電壓信號，然后通過放大電路將這個微弱的電壓信號按比例放大后送 A/D 轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過接口電路將這個數(shù)字信號傳送給計算機進行處理，計算出汽車的載重量并判斷是否超載，如果超載了要顯示超載的重量并報警。 主要設(shè)計（研究）內(nèi) 容本設(shè)計涉及一基于單片機設(shè)計的機車超載檢測系統(tǒng)，在高速公路收費口的路面上裝有固定連著傳感器的鋼板，當(dāng)汽車經(jīng)過時，車輛的重量就會被稱重傳感器測量出來，蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書2送到變送器處理后，再傳送到計算機，經(jīng)過分析判斷，就會對超載車輛發(fā)出警報。設(shè)計實現(xiàn)的主要功能：（1）該系統(tǒng)有 32 個傳感器，每個收費路口用 4 個傳感器組成一個稱，可同時檢測8 個收費口；（2）一臺計算機控制 32 個變送器工作，采用多點通訊形式；（3）計算機通過發(fā)送命令字控制相應(yīng)的變送器進行校正、故障診斷、數(shù)據(jù)采集等工作，；（4）具備掉電參數(shù)保護功能，上電后參數(shù)恢復(fù)功能；（5）能夠遵循 RS485 通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，生成標準 MODBUS 通信數(shù)據(jù)包。 系統(tǒng)主要技術(shù)指標本系統(tǒng)所實現(xiàn)的主要技術(shù)指標如下:（1）參數(shù)測量誤差范圍為不大于177。1%；（2）實時采集周期＜＝1 次/1 分鐘，發(fā)送周期＝1 次/1 小時；（3）監(jiān)控數(shù)量：32 臺；（4）數(shù)據(jù)輸出：所有表格數(shù)據(jù)，查詢結(jié)果均可輸出為 Excel 文件。 解決的關(guān)鍵問題本系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵問題如下：（1）尋找適合現(xiàn)場條件的稱重傳感器。傳感器的靈敏度、測量范圍都會影響所測數(shù)據(jù)的準確性。（2）測量數(shù)據(jù)的處理。若測量數(shù)據(jù)處理不當(dāng)，系統(tǒng)就會做出錯誤的判斷。（3）鍵盤輸入。鍵盤用來設(shè)定上限值和解除報警。（4）掉電保護。在一些測控系統(tǒng)中，存在電源開斷、瞬時電壓不穩(wěn)等不安全因素，將會造成系統(tǒng)死機、信息丟失、運行不穩(wěn)定等故障，這就需要掉電保護。（5）與上位機的通信。第二章 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及其功能設(shè)計總體結(jié)構(gòu)如圖 所示。圖 以單片機為處理器的系統(tǒng)本設(shè)計為機動車超載檢測系統(tǒng)的設(shè)計，要求能夠判斷機動車是否超載并且在超載時能夠提供報警和顯示超載的重量。本設(shè)計采用 AT89C51 單片機作為系統(tǒng)處理的核心，利用橋式稱重傳感器 WPL110 將機動車載重量轉(zhuǎn)換成電壓信號；然后通過放大電路將電壓信號放大后送到 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 TLC0838 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并計算出載重量；所得的載重量將通過 RS485 接口電路送到上位機，上位機與設(shè)定的載重量作比較并判斷是否超載，若超載顯示超載的重量并報警；參數(shù)可通過鍵盤設(shè)定，鍵盤還可解除報警。 方案設(shè)計 方案一處理器基于 AVR 的機動車超載檢測系統(tǒng)。本檢測系統(tǒng)主要由主控制板、顯示部分、鍵盤部分、采集部分、串行通信部分和報警部分構(gòu)成。主控制板主要由 AVR 單片機、CPLD、濾波電路、電平轉(zhuǎn)換電路等構(gòu)成。AVR 單片機主要實現(xiàn)控制功能，CPLD 主要實現(xiàn) I/O 口擴展、邏輯判斷等功能。系統(tǒng)經(jīng)過初始化之后，先用鍵盤設(shè)定載重上限值，然后采集數(shù)據(jù)，由 AVR 單片機判斷是否超載，超載要發(fā)出報警。 方案二處理器基于 51 系列單片機的機動車超載檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件框圖如下所示:蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書4圖 基于 51 系列單片機的系統(tǒng)硬件框圖本次設(shè)計采用 51 系列的 AT89C51 單片機作為系統(tǒng)處理的核心，利用橋式稱重傳感器 WPL110 將機動車載重量轉(zhuǎn)換成電壓信號；然后通過放大電路將電壓調(diào)理后送到A/D 轉(zhuǎn)換芯片 TLC0838 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并計算出載重量； 所得的載重量將通過 RS485接口電路送到上位機，上位機與設(shè)定的載重量作比較并判斷是否超載，若超載顯示超載的重量并報警；參數(shù)可通過鍵盤設(shè)定，鍵盤還可解除報警。 方案的論證 AVR 系列AVR 單片機是 Atmel 公司推出的較為新穎的單片機，其顯著的特點為高性能、高速度、低功耗。它取消機器周期，以時鐘周期為指令周期，實行流水作業(yè)?！? 通用寄存器一共 32 個（R0～R31） ，前 16 個寄存器（R0～R15）都不能直接與立即數(shù)打交道，因而通用性有所下降。AVR 系列沒有類似累加器 A 的結(jié)構(gòu)，它主要是通過 R16～R31 寄存器來實現(xiàn) A 的功能。在 AVR 中，沒有像 51 系列的數(shù)據(jù)指針 DPTR，而是由 X（由 R2R27 組成） 、Y（由 R2R29 組成） 、Z（由 RR31 組成）三個 16 位的寄存器來完成數(shù)據(jù)指針的功能(相當(dāng)于有三組 DPTR)，而且還能作后增量或先減量等的運行。 51 系列51 系列內(nèi)部的硬件到軟件有一套完整的按位操作系統(tǒng)，稱作位處理器，或布爾處理器。它的處理對象不是字或字節(jié)而是位。雖然其他種類的單片機也具有位處理功能，但能進行位邏輯運算的實屬少見。51 系列在片內(nèi) RAM 區(qū)間還特別開辟了一個雙重功能的地址區(qū)間，十六個字節(jié)，單元地址 20H～2FH，它既可作字節(jié)處理，也可作位處理，使用極為靈活。AVR 系列單片機不能直接對 RAM 單元中的位進行操作，若想對 RAM 中的某位置位時，必須通過狀態(tài)寄存器 SREG 的 T 位進行中轉(zhuǎn)。51 系列的 I/O 腳的設(shè)置和使用非常簡單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時，只須將該腳設(shè)蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書5置為高電平（復(fù)位時，各 I/O 口均置高電平） 。當(dāng)該腳作輸出腳使用時，則為高電平或低電平均可。低電平時，吸入電流可達 20mA，具有一定的驅(qū)動能力；而為高電平時，輸出電流僅數(shù)十 μA 甚至更?。娏鲗嶋H上是由腳的上拉電流形成的） ，基本上沒有驅(qū)動能力。其原因是高電平時該腳也同時作輸入腳使用，而輸入腳必須具有高的輸入阻抗，因而上拉的電流必須很小才行。作輸出腳使用，欲進行高電平驅(qū)動時，得利用外電路來實現(xiàn)，I/O 腳不通，電流經(jīng) R 驅(qū)動 LED 發(fā)光；低電平時，I/O 腳導(dǎo)通，電流由該腳入地，LED 滅（I/O 腳導(dǎo)通時對地的電壓降