【正文】 取得的研究成果。畢業(yè)設(shè)計、畢業(yè)論文題 目 智能型客車 超載檢測系統(tǒng)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等）。當(dāng)客車內(nèi)人數(shù)超載時，系統(tǒng)發(fā)出聲光報警，并通過繼電器切斷客車的電子啟動裝置，從而將汽車鎖定，使之無法行駛。經(jīng)過單片機系統(tǒng)將處理的數(shù)據(jù)送LED顯示，聲光報警電路由蜂鳴器和發(fā)光二極管組成，用繼電器實現(xiàn)對客車啟動裝置的鎖定。overloading?？蛙嚦d對國家的公路設(shè)施和客運市場造成了不良的影響，也影響車輛本身和車輛的駕駛、控制，容易引發(fā)事故，我們都知道車輛超載運輸并且長期處于超負(fù)荷狀態(tài)，就會導(dǎo)致車輛的制動裝置和操作系統(tǒng)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。單片機作為微型計算機的一個很重要的分支，是將CPU、存儲器、總線、I/O接線口電路集成在一片超大規(guī)模集成電路芯片上。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。因此單片機的出現(xiàn)應(yīng)用于監(jiān)測系統(tǒng)后，智能化的監(jiān)測系統(tǒng)的模型也就基本具備了。因此本課題正是基于此點，采用單片機為核心的智能監(jiān)控系統(tǒng)可以對客車內(nèi)乘客人數(shù)的統(tǒng)計，并通過LED顯示器實時顯示。本課題主要任務(wù)是以MCS51單片機為控制核心，能夠自動檢測車內(nèi)乘客的人數(shù)并用LED即時顯示，通過鍵盤設(shè)置超載人數(shù)的上限值，一旦客車超載時能進(jìn)行聲光報警，同時鎖定客車的啟動裝置。⑷光報警信號要實現(xiàn)1S閃爍功能，聲音報警電路要產(chǎn)生1kHz音頻信號驅(qū)動蜂鳴器完成。以軟件配合硬件，使其可以利用軟件來使硬件相互關(guān)聯(lián)、相互輔助，使整個設(shè)計完整。其中，智能檢測包括兩部分：第一是檢測模塊部分。只有對車內(nèi)人數(shù)準(zhǔn)確的監(jiān)視，才能判斷出是否超載，來避免交通事故的發(fā)生，從而達(dá)到防患于未然的現(xiàn)實意義。當(dāng)探測器前方?jīng)]有障礙物時，探測器輸出端輸出高電平，當(dāng)檢測到障礙物時，探測器輸出端輸出低電平。同理，當(dāng)乘客下車時也會產(chǎn)生一個相應(yīng)的負(fù)脈沖信號，把其接入T1端，即T1端作為乘客下車動作信號的輸入端。⑹ 繼電器在該系統(tǒng)中用繼電器來模擬客車的啟動裝置。按照系統(tǒng)設(shè)計的總體方案，本設(shè)計采用模塊化的設(shè)計思想。其中包括適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測范圍、靈敏度、調(diào)理電路簡單、高性價比等。 點缺其優(yōu)點是價格合理，易于使用，且在10m以內(nèi)能給出精確的測量。但是算法復(fù)雜，處理速度慢。本設(shè)計采用的是一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感器。工作電流小于10mA；輸出驅(qū)動電流為100mA； 使用溫度范圍為－40～70；這是一種應(yīng)用最為廣泛的光電開關(guān)，它的直徑為17mm，固定時只要在設(shè)備外殼上打一個17mm的園孔就能輕松固定，長度約45mm，引線長度為45mm。E3FDS30C4發(fā)射返回漫反射光電開關(guān)被檢測物體 漫反射式光電開關(guān)工作示意圖測量電路也是傳感器組成的一部分。一般需要輔助電源供電。當(dāng)無檢測物體時，常開型的光電開關(guān)所接通的負(fù)載由于光電開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管的截止而不工作，當(dāng)檢測到物體時晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。 上車方向車 門傳感器1傳感器2下車方向車廂內(nèi) 車廂外圖 檢測傳感器安放圖本系統(tǒng)對方向識別電路的設(shè)計采用了雙D觸發(fā)器，實現(xiàn)了對乘客方向的識別。將D觸發(fā)器的端與端連接起來，這樣D觸發(fā)器的特征方程為。在沒有乘客上車時，兩個D觸發(fā)器的時鐘信號CLKCLK2均等于0, =0,=0,D1=0,D2=0。在上車這一過程中，只有和狀態(tài)發(fā)生了變化，從低電平變?yōu)楦唠娖皆僮優(yōu)榈碗娖健?雙D觸發(fā)器在電子技術(shù)中，N/2(N為奇數(shù))分頻電路有著重要的應(yīng)用，對一個特定的輸入頻率，要經(jīng)N/2分頻后才能得到所需要的輸出，這就要求電路具有N/2的非整數(shù)倍的分頻功能。我們設(shè)它們均已加入了高電平，不影響電路的工作。這時G3和G4打開，它們的輸入Q3和Q4的狀態(tài)由G5和G6的輸出狀態(tài)決定。這是因為G3和G4打開后，它們的輸出Q3和Q4的狀態(tài)是互補的,即必定有一個是0，若Q3為0，則經(jīng)G3輸出至G5輸入的反饋線將G5封鎖，即封鎖了D通往基本RS 觸發(fā)器的路徑；該反饋線起到了使觸發(fā)器維持在0狀態(tài)和阻止觸發(fā)器變?yōu)?狀態(tài)的作用,故該反饋線稱為置0維持線,置1阻塞線?？傊?，該觸發(fā)器是在CP正跳沿前接受輸入信號，正跳沿時觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，正跳沿后輸入即被封鎖,三步都是在正跳沿后完成，所以有邊沿觸發(fā)器之稱。 (2)保持時間：為實現(xiàn)邊沿觸發(fā),應(yīng)保證CP=1期間門G6的輸出狀態(tài)不變,不受D端狀態(tài)變化的影響。 (3)傳輸延遲時間：從CP上升沿到達(dá)時開始計算,輸出由高電平變?yōu)榈碗娖降膫鬏斞舆t時間tPHL和由低電平變?yōu)楦唠娖降膫鬏斞舆t時間tPLH分別是:tPHL=3tpd tPLH=2tpd (4)最高時鐘頻率：為保證由門G1～G4組成的同步RS觸發(fā)器能可靠地翻轉(zhuǎn)，CP高電平的持續(xù)時間應(yīng)大于 tPHL,所以時鐘信號高電平的寬度tWH應(yīng)大于tPHL。因為數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的是負(fù)電壓，所以設(shè)置反相電路可以將其轉(zhuǎn)換為正電壓。另外，AT89C51還具有MCS51系類單片機的所有優(yōu)點。89C51引腳圖如圖所示。每個寄存器均可單獨訪問。TMOD主要是用于選定定時器的工作方式；TCON主要是用于控制定時器的啟動停止，此外TCON還可以保存T0、T1的溢出和中斷標(biāo)志。如在第一個機器周期中采得的值為1，而在下一個周期中采得的值為0，則在緊跟著的再下一個周期S3P1的期間，計數(shù)器加1。所以以下重點介紹工作方式2的特點。在設(shè)計硬件電路時，要考慮到將來修改、擴展的方便。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器。～12MHz之間任選，電容CX1和CX2的典型值在20pF～100pF之間選擇，在本課題中CX1和CX2選擇值為30pF。有了它可以使程序從指定處開始執(zhí)行，即從程序存儲器中的0000H地址單元開始執(zhí)行程序。復(fù)位電路如圖所示。當(dāng)按鍵按下時，復(fù)位電路工作在按鍵復(fù)位方式，RST端電壓為： （）由于手動按鍵復(fù)位的按鍵時間，其電平一般都能使脈沖寬度維持10ms以上，所以對單片機的RST端能持續(xù)提供高電平以確保單片機可靠的復(fù)位。本設(shè)計以P0作為碼段輸出口，P2口的前兩位作為位選口，以動態(tài)方式實時顯示數(shù)據(jù)。因為數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的是負(fù)電壓，所以設(shè)置反相電路可以將其轉(zhuǎn)換為正電壓。LED顯示器的發(fā)光管分別為a、b、c、d、e、f、g、dp,通過八個發(fā)光段的不同組合，可以顯示0—9和A—F等16個字母數(shù)字，從而可以實現(xiàn)十六進(jìn)制整數(shù)和小數(shù)的顯示。共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常叫做共陰極接地。 LED顯示部分電路圖在多位LED顯示時，為了簡化電路，節(jié)省I/O口，降低成本，動態(tài)顯示方案具備一定的實用性，也是目前單片機數(shù)碼管顯示較為常用的一種顯示方法。在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，為了控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以及向系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)，應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有按鍵或鍵盤。鍵盤也有工作方式之分：分別為程序掃描方式、定時掃描方式和中斷掃描方式?？紤]到客車的實際要求，客車的實際裝載乘客的人數(shù)默認(rèn)值設(shè)置為30人。本課題采用蜂鳴器作為聲報警的發(fā)生元件，采用紅色發(fā)光二極管作為光報警的發(fā)生元件。當(dāng)客車超載時，為了阻止客車超載行駛。發(fā)光二極管是用來識別繼電器是否動作的光指示信號，當(dāng)繼電器內(nèi)部開關(guān)吸合至常閉觸點時紅色二極管不發(fā)光，表示客車的啟動裝置可以正常運行；當(dāng)客車超載時由單片機控制繼電器動作，使內(nèi)部開關(guān)置于常開觸點，此時紅色發(fā)光二極管亮，紅色發(fā)光二極管點亮表示客車已被鎖定無法正常運行。LM317（電壓可調(diào)）：，～37V，內(nèi)部過熱保護(hù)等。內(nèi)置過熱保護(hù)電路，無需外部器件，輸出晶體管安全范圍保護(hù)，內(nèi)置短路電流限制電路。（2）穩(wěn)壓電路：由于得到的輸出電壓受負(fù)載、輸入電壓和溫度的影響不穩(wěn)定，為了得到更為穩(wěn)定電壓添加了穩(wěn)壓電路，從而得到穩(wěn)定的電壓。使用三端穩(wěn)壓器時注意一定要加散熱器，否則是不能工作到額定電流。（2）由于核心的元件7805的工作速度不太高，所以對于輸入電壓或者負(fù)載電流的急劇變化的響應(yīng)慢。第4章 客車超載監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計研制一臺智能儀器是一個復(fù)雜的過程，這一過程包括分析儀表的功能要求和擬定總體設(shè)計方案，確定硬件結(jié)構(gòu)和軟件算法，研制邏輯電路和編制程序，以及儀表的調(diào)試和性能的測試等等。軟件編寫的好壞，語句運用的是否簡潔直接關(guān)系單片機的工作效率。子程序包括：T0、T1計數(shù)中斷程序的設(shè)計、按鍵處理子程序、報警子程序，顯示子程序。⑶ 顯示子程序是將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果送顯示器實時顯示。當(dāng)發(fā)生中斷時，單片機轉(zhuǎn)入中斷子程序進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，同時還對顯示子程序和報警子程序進(jìn)行了調(diào)用，完成實時顯示和實時監(jiān)控的功能。TT0均設(shè)為計數(shù)器工作模式，工作方式為方式2，即8位的常數(shù)自動重新裝載的計數(shù)器。進(jìn)入中斷子程序后，硬件會自動把斷點地址（16位程序計數(shù)器PC的值）壓入堆棧，保護(hù)有關(guān)工作寄存器、累加器、標(biāo)志位等信息，在完成中斷服務(wù)程序后，恢復(fù)有關(guān)的工作寄存器、累加器、標(biāo)志位內(nèi)容，最后執(zhí)行中斷返回指令，從堆棧中自動彈出斷點地址到PC，繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序。延時10ms開 始有鍵閉合嗎？有鍵閉合嗎？按鍵ADD_SET=0?按鍵DEC_SET=0?返 回超載人數(shù)加1超載人數(shù)減1YYYNNNNY 按鍵子程序流程圖。=1,=1=1返 回YN=0,=0,=0調(diào)用延時子程序開 始車內(nèi)人數(shù)值大于超載人數(shù)？ 報警與鎖定子程序流程圖報警與鎖定子程序是一個實時比較程序，實現(xiàn)對超值報警與鎖定的控制。返 回個位、十位分離存入30HBCD轉(zhuǎn)換01H送P2口取個位段碼送P0口延時02H送P2口取十位段碼送P0口延時開 始 顯示子程序流程圖數(shù)據(jù)處理完后，顯示子程序開始工作，由于LED顯示為段碼的顯示，所以處理后的十進(jìn)制數(shù)要首先將個位十位分離再將數(shù)據(jù)存入顯緩單元30H，然后位選數(shù)據(jù)送P2口，取個位段碼送P0口，調(diào)用延時子程序。通過理論，實驗驗證了系統(tǒng)的可行性，能滿足設(shè)計要求，達(dá)到設(shè)計指標(biāo)。這個開發(fā)過程主要包括了硬件電路設(shè)計和軟件程序的編寫兩個部分。在這次畢業(yè)設(shè)計中，指導(dǎo)教師唐娜師對我精心指導(dǎo)，從畢業(yè)設(shè)計的開始到結(jié)束，王老師時刻關(guān)心我的進(jìn)度，幫我梳理思路，指導(dǎo)設(shè)計思想，讓我有計劃、有方向、有針對性的進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計。最后，對各位教授、老師審閱我的論文深表感謝，由于本人能力有限，課題設(shè)計中還存在的不足之處，希望給予批評與指導(dǎo)。設(shè)置堆棧區(qū)MOV TMOD,66H 。****************************************************。******************************************。F2個8紅外傳感器E3FDS30C42個9電容30PF2個10繼電器（+5V）1個11發(fā)光二極管4個12三極管（7805）3個13蜂鳴器1個14排針若干15電阻若干16導(dǎo)線若干45