【正文】 the crew and the main phase of PC munications systems. AT89S52 SCM as a whole under the crew the heart of the system, through software programming, to collect information vehicles to reach the semiautomatic charging the purpose. The system can be divided into the design of hardware and software design in two parts. System and the main ponent of the structure, design methods and equipment choices made elaborate. Hardware circuit by the microcontroller, display circuit, alarm circuits, detection circuit, the power circuit, railings control circuit. And gives a detailed flow chart of the design process, initialization procedures and testing procedures, control procedures. Assembly language software used to prepare. Key words: SCM AT89S52。通過(guò)安裝在車(chē)輛擋風(fēng) 玻璃 上的車(chē)載 電子 標(biāo)簽與在收費(fèi)站 ETC 車(chē)道上的微波天線之間的微波專用短程通訊，利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與 銀行 進(jìn)行后臺(tái)結(jié)算處理，從而達(dá)到車(chē)輛通過(guò)路橋收費(fèi)站不需停車(chē)而能交納路橋費(fèi)的目的。 不停車(chē)收費(fèi)技術(shù)特別適于在高速公路或 交通 繁忙的橋隧環(huán)境下采用。另外，不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)對(duì)于城市來(lái)說(shuō)，就不僅僅是一項(xiàng)先進(jìn)的收費(fèi)技術(shù)，它還是一種通過(guò)經(jīng)濟(jì)杠桿進(jìn)行交通流調(diào)節(jié)的切實(shí)有效的交通管理手段。這種系統(tǒng)管理水平高 ,運(yùn)營(yíng)成本低 ,但存在一個(gè)致命的不足 :人工干預(yù)多 , 由于存在人為因數(shù)的影響，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)有時(shí)不能得到嚴(yán)格的執(zhí)行， 容易造 成應(yīng)收款流失，給國(guó)家財(cái)產(chǎn)造成損失。 2． 進(jìn)行 車(chē)型自動(dòng)識(shí)別與收費(fèi)控制系統(tǒng)的 硬件和軟件設(shè)計(jì)。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 論證 車(chē) 輛 分類(lèi)方法 普通公路 收費(fèi)站對(duì)過(guò)往車(chē)輛的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不同于高速公路收費(fèi)站，它是由各省、市人民政府 頒布 收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，車(chē)輛 一般 分為 4 中類(lèi)型， 車(chē)型的劃分主要是按車(chē)輛出廠時(shí)標(biāo)記的載重噸位、載客的位數(shù)進(jìn)行（不分重載、輕載）。 15 大 型 6～ 10噸貨車(chē)、 30～ 60座客車(chē) 20 特 型 10噸以上貨車(chē)、 60～ 80座客車(chē)、車(chē)長(zhǎng)超 13 米。 （ 4） 軸距：指汽車(chē)的前后軸中心的距離。 中型車(chē)： 車(chē)長(zhǎng) ～ 米 ， 車(chē)高 ～ 米 。 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 車(chē)型 檢測(cè) 方法選擇 車(chē)型自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng) 的技術(shù)關(guān)鍵是 應(yīng)用 現(xiàn)代計(jì)算機(jī) 技術(shù)和 先進(jìn)的 檢測(cè)技術(shù) ，實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)往車(chē)輛的自動(dòng)識(shí)別與分類(lèi)。并且檢測(cè)比較準(zhǔn)確、快速， 方法簡(jiǎn)單可靠，實(shí)時(shí)性好， 在測(cè)量精度方面能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 管理中心 的 PC 機(jī)主要進(jìn)行信息的存儲(chǔ)與管理，實(shí)時(shí)接收下位機(jī)傳輸?shù)能?chē)輛信息，監(jiān)督下位機(jī)的工作，進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理和 打印等功能。司機(jī)交款后 ， 由操作員 按下相應(yīng)的功能鍵，單片機(jī)會(huì) 控制 欄桿抬起，并把綠色信號(hào)燈點(diǎn)亮，放車(chē)通過(guò)。 圖 組成框圖 各部分電路的功能： 1. 超聲波發(fā)射 /接收電路：由超聲波 接收及驅(qū)動(dòng)模塊 Polaroid 6500 和超聲波傳感器 Polaroid 600 組成。 3. 主機(jī)電路：由 AT89S52 單片機(jī)和時(shí)鐘電路組成。 5. 串行接口電路：由 RS232 和 MAX232 驅(qū)動(dòng)芯片組成。 AT89S52 單片機(jī)是美國(guó) ATMEL 公司的 低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)產(chǎn)品， AT89S52 具有 8K 在 線 可編程 Flash 存儲(chǔ)器 ， 使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造 ， 與 MCS51 系列 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 ， 使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案 ， AT89S52 可降至 0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式 ， 空閑模式下 ， CPU停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作 ， 掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū) 動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。在這種應(yīng)用中， P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。對(duì) P3 端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。晶振工作時(shí)， RST 腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG：地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。如果需要，通過(guò)將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置 1， ALE 操作將無(wú)效。 PSEN： 外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令 ， EA 應(yīng)該接 VCC。 單片機(jī)基本電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘可以有兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式，本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式 ，如圖 所示 。可以用示波器從 XTAL2 腳觀察到單片機(jī)輸出的矩形波。 復(fù)位電路 設(shè)計(jì) 復(fù)位操作可以使單片機(jī)初始化，也可以使死機(jī)狀態(tài)下的單片機(jī)重新啟動(dòng)，因此非常重要。 簡(jiǎn)單復(fù)位電路 簡(jiǎn)單復(fù)位電路有手動(dòng)復(fù)位和上電復(fù)位兩種，不管是那種復(fù)位電路都要保證在RESET 引腳上提供 10ms 以上穩(wěn)定的高電平。 圖 (a)上電復(fù)位電路圖 圖 (b)手動(dòng)復(fù)位電路 圖 (c) 脈沖復(fù)位電路 圖 (b)是按鍵式復(fù)位電路，它的上電復(fù)位功能與圖 (a)相同，但它還可以通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)復(fù)位，按鍵按下，通過(guò) R1 和 R2 形成回路，使 RESET 引腳產(chǎn)生高電平。 片內(nèi) WDT 由 13 位計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門(mén)狗定時(shí)器復(fù)位存儲(chǔ)器（ WDTRST）構(gòu)成。除了復(fù)位（硬件復(fù)位或 WDT 溢出復(fù)位），沒(méi)有辦法停止 WDT 工作。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到 8191(1FFFH)時(shí)， 13 位計(jì)數(shù)器將會(huì)溢出，這將會(huì)復(fù)位器件。 當(dāng) WDT 計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，將給 RST 引腳產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位脈沖輸出，這個(gè)復(fù)位脈沖持續(xù) 96 個(gè)晶振周期（ TOSC），其中 TOSC=1/FOSC。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射，形成反射回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。 超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量最大，靈敏度也最高。主要取決于制造晶片本身。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示，它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè) 共振板。超聲波在空氣中的傳播速度為 340m/s，根據(jù)計(jì) 時(shí)器記錄的時(shí)間 t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離 。通常采用超聲波回波檢測(cè)法對(duì)探測(cè)物體進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)車(chē)輛自奇數(shù)號(hào)探頭向偶數(shù)號(hào)探頭行駛時(shí)，若其速度為 V，由奇數(shù)號(hào)探頭下方 與到達(dá)偶數(shù)號(hào)探頭下方時(shí)間差為 ⊿ T1，則有： 1TLV ?? （ 33） （ 3） 車(chē)輛長(zhǎng)度的檢測(cè) 當(dāng)車(chē)輛通過(guò)探頭下方時(shí)，必然會(huì)有一個(gè)持續(xù)時(shí)間。薄片和后板構(gòu)成了一個(gè)電容器，當(dāng)給薄片加上頻率為 、電壓為 300VAC pkpk 的方波電壓時(shí)，薄片以同樣的頻率震動(dòng) ，從而產(chǎn)生頻率為 的超聲波。對(duì)于單個(gè)回聲的方式，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路接收到碰到障礙物返回的第四個(gè)脈沖時(shí)就停止計(jì)數(shù)，所以最終測(cè)得的時(shí)間比實(shí) 際距離所對(duì)應(yīng)的時(shí)間多 出四個(gè)脈沖發(fā)送的時(shí)間。 6500 接收和驅(qū)動(dòng) 模塊 內(nèi)部有一個(gè) 420KHz 的陶瓷晶振， 6500 接收和驅(qū)動(dòng) 模塊開(kāi)始工作時(shí)，在發(fā)送的前 16 個(gè)周期，陶瓷晶振被 分頻，形成 的超聲波信號(hào)。當(dāng)超聲波信號(hào)碰到障礙物時(shí)信號(hào)立刻返回，微處理器不停的掃描 INT0 引腳，如果 INT0 接收的信號(hào)由高電平變?yōu)榈碗娖?，此時(shí)表明信號(hào)已經(jīng)返回，微處理器進(jìn)入中斷 ,關(guān)閉定時(shí)器。 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 5) XGND：超聲波脈沖信號(hào)接收引腳。 9) INIT：超聲波啟動(dòng)引腳。典型結(jié)構(gòu)是將一對(duì)磁阻元件安裝在一個(gè)永磁體的刺激上，元件的輸入輸出端子接到固定器上，然后安裝在金屬盒中，再用工程塑料密封，形成密閉結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)就具有良好的可靠性。這樣通過(guò)一個(gè)光電耦合器，就可以得到所需求的信號(hào)變化。其各器件功能如下所述。當(dāng)發(fā)光二極管無(wú)控制信號(hào)時(shí)，不導(dǎo)通，光敏三極管接收不到光信號(hào)處于截止?fàn)顟B(tài)，則被控電路斷 開(kāi)。 繼電器的結(jié)構(gòu)由電磁機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)組成，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格優(yōu)廉，使用維護(hù)方便，廣泛用于控制系統(tǒng)中。 LED 顯 示塊有共陰極和共陽(yáng)極兩種。通常將控制 8 個(gè)發(fā)光二極管的 8 位數(shù)據(jù)稱為段數(shù)據(jù)、段選碼或字型代碼，公共極稱為位控端或位選線，共陰極顯示塊常用的字型代碼如表 所示共陽(yáng)極與共陰極的段選碼互為反碼。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間有關(guān)。故在顯示位數(shù)較多時(shí)往往不采用靜態(tài)顯示方式。同時(shí)， MC14499 的價(jià)格由于市場(chǎng)的問(wèn)題價(jià)格偏高，這幾年較少使用 ； 8279為 INTEL 公司生產(chǎn)的通用鍵盤(pán) /顯示器接口芯片，其內(nèi)部設(shè)有 16*8 顯示數(shù)據(jù)RAM，若采用 8279 管理鍵盤(pán)和顯示器，可以減少軟件設(shè)計(jì)，提高效率，但 因 8279是一個(gè)并行芯片，占用口資源較多，外圍電路特別復(fù)雜，在本系統(tǒng)也不適使用 ；利用 8155 與 LED 數(shù)碼管接口，需外部擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)器并一般采用動(dòng)態(tài)顯示，而且一般用在顯示信息較多的場(chǎng)合，而采用動(dòng)態(tài)顯示的最大缺點(diǎn)就是 CPU 負(fù)擔(dān)太重 ；MAX7219 是以動(dòng)態(tài)掃描方式顯示，采用 3 線串行接口傳送數(shù)據(jù) (與 CPU 三線接口 )，占用口資源較少，但是， MAX7219 的價(jià)格也相對(duì)偏高，在小批量的產(chǎn)品中較適宜使用。 74HC164 簡(jiǎn)介 74HC164 為 8 位移位寄存器顯示驅(qū)動(dòng)芯片，具有 8 位二進(jìn)制鎖存，驅(qū)動(dòng)功能。而且可以接收 30V的輸入。根據(jù)設(shè)備供電電源的不同，正負(fù) 正負(fù) 正負(fù) 12 和正負(fù) 15 這樣的電平都是可能的。 接收數(shù)據(jù)（ Received? Data， RxD）：通過(guò) RxD 線終端接收從 MODEM 發(fā)來(lái)的串行數(shù)據(jù)，（ DCE→DTE ）。若 DTE 要發(fā)送數(shù)據(jù)，則預(yù)先將 DTR 線置成有效（ ON）狀態(tài)，等CTS 線 上收到有效（ ON）狀態(tài)的回答后，才能在 TxD 線上發(fā)送串行數(shù)據(jù)。隨著功率集成技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)可以把直流穩(wěn)壓電源電路中的 電源調(diào)整管、比較放大電路、基準(zhǔn)電壓電路、取樣電路、過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路等集成在一塊芯片上，制成集成穩(wěn)壓器。電路圖如圖 所示： 圖 電源電路圖 c l +1v s +2c 1 3c 2 +4c 2 5v s 6t 2 o u t7r 2 I N8R 2 O U T9T 2 I N10T 1 I N11R 1 O U T12R 1 I N13T 1 O U T14GND15V C C16U1M A X 2 3 25VT X DR X Dc12 2 0 uC22 2 0 uC42 2 0 uC32 2 0 uV C C162738495R S 2 3 2D B 9R X DT X DGND12349 V / 6 W4 7 0 u / 1 6 v 4 7 0 u / 1 6 v1 0 3 1 0 3V i n1GND2V o u t37 8 0 5 5vA C 2 2 0 V熔斷絲雙繞組扼流圈 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 報(bào)警電路 報(bào)警電路是系統(tǒng)中不可缺少的環(huán) 節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)警電路為聲光報(bào)警電路。 當(dāng)車(chē)輛正常交費(fèi)時(shí)，操作員按放行鍵 放行，當(dāng)有車(chē)輛闖欄桿逃費(fèi)時(shí)，操作員按下報(bào)警按鍵，此時(shí)由單片機(jī)的 口輸出低電平，蜂鳴器電路和紅燈電路接通，蜂鳴器開(kāi)始鳴叫，同時(shí)報(bào)警紅燈點(diǎn)亮。設(shè)計(jì)的鍵盤(pán)與單片機(jī)的連接 電路如圖 所 示 。 各 功能 鍵 應(yīng)完成的功能如下： K1 鍵每按下一次，系統(tǒng)內(nèi) 對(duì)應(yīng)車(chē)型的數(shù)量統(tǒng)計(jì)單元 自動(dòng)加 1，然后放行欄桿抬起，允許車(chē)輛通過(guò)。 R 1 65 . 1KR 1 75 . 1KR 1 85 . 1K