【正文】 。根據(jù)多普勒原理，當雷達把信號發(fā)射 到運動車輛上時，將會反射回一個與車輛速度成比例的回波信號，回波信號經(jīng)過處理后得到一個頻率的變化值，這個變化值就是多普勒頻率，再根據(jù)多普勒效應(yīng)公式就可以得到車輛行駛速度。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 1 頁 共 43 頁 1 緒論 課題的背景與意義 隨著雷達技術(shù)的發(fā)展，雷達的任務(wù)不僅是測量目標的距離、方位和仰角，而且還包括測量目標的速度，以及從回波中獲取更多有關(guān)目標的信息。交通測速雷達作為民用雷達的一個重要應(yīng)用，目前廣泛用于道路交通巡邏，車流速度檢測等方面，特別是在交通管制方面起著重要的作用。國內(nèi)取締違規(guī)超速大多數(shù)是以雷達測速儀輔助于照相設(shè)備 (俗稱電子眼 )為工具。在 單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢將是進一步向著CMOS 化、低功耗、小體積、大 容量、高性能、低價格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展 的今天， 單片機應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。由于單片內(nèi)部含有穩(wěn)定度較高的標準頻率源、定時／計數(shù)器等硬件，能非常方便地對外部信號或標準頻率信號進行計數(shù)，并且可以進行計數(shù)的邏輯控制及數(shù)據(jù)儲存運算等，考慮到 單片機的諸多優(yōu)點，所以本設(shè)計采用單片機為處理控制核心。其發(fā)展速度大約每三四年要更新一代、集成度增加一倍、功能翻一番。這個系列的單片機內(nèi)集成有 8位 CPU、 I/O 接口、 8位定時器 /計數(shù)器，尋址范圍不大于 4K字節(jié)，簡單的中斷功能，無串行接口。一些單片機片內(nèi)還集成了 A/D轉(zhuǎn)換接口。這個階段單片機的代表為8051 系列。其主要方面有： （ 1）單片嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用是面對最底層的電子技術(shù)應(yīng)用，從簡單的玩具、小家電；到復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)、智能儀表、電器控制；以及發(fā)展到機器人、個人通信信息終端、機頂盒等。由于單片機設(shè)計生產(chǎn)技術(shù)的提高、周期縮短、成本下降，以及許多特定類型電子產(chǎn)品，如家電類產(chǎn)品的巨大的市場需求能力，推動了專用單片機的發(fā)展。采用更先進的技術(shù)來提高單片機的綜合品質(zhì)，如提高 I/O口的驅(qū)動能力；增加抗靜電和抗干擾措施；寬（低）電壓低功耗等。 本文內(nèi)容包括： 1) 第一章 簡述了課題的背景和意義以及單片機發(fā)展概況。 4) 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計。但 是地感線圈要預(yù)先在確定的公路位置鋪設(shè)，因此現(xiàn)在地感線圈多用在固定地點的車輛監(jiān)控系統(tǒng)中，如電子警察的超速 /闖紅燈違章監(jiān)控。激光測距是通過對被測物體發(fā)射激光光束，并接收該激光光束的反射波，記錄該時間差，來確定被測物體與測試點的距離。 雷達測速是應(yīng)用多普勒效應(yīng)，通過多普勒頻移計算目標的速度。雷達測速 準確，測速快，可移動測速等優(yōu)點，得到廣泛應(yīng)用，其缺點是成本較高，不能用于多車測速，抗電子干擾性差。 由于雷達測速的準確、快速、可移動等優(yōu)點，本設(shè)計是采用以多普勒效應(yīng)為基礎(chǔ)的雷達測速儀的設(shè)計。 1930 年左右開始將這一規(guī)律運用到電磁波范圍。 這時發(fā)射信號可表示為 )c o s ()( 0 ?? ?? Ats () 式中， 0? 為發(fā)射角頻率； ? 為初相； A為振幅。 當目標與雷達之間有相對運動時，則距離 R隨間變化。當目標靠近雷達時，多普勒頻率為正值，接收信號頻率高于發(fā)射信號頻率；而當目標遠離雷達時，多普勒頻率為負值，接收信號頻率低于發(fā)射信號頻率 [7]。在多數(shù)情況下，多普勒頻率處于音頻范圍。這時的基準電壓通常稱為想干電壓，而完成 差頻比較的檢波器成為想干檢波器。混合的 發(fā)射信號和接收信號經(jīng)過放大后，在相位檢波器的輸出端取出其差拍電壓，隔除其中的直流分量，得到多普勒頻率信號送到終端指示器。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 8 頁 共 43 頁 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計思想以及原理框圖 方案論證 雷達測速首要解決的就是多普勒頻率。功能包括對會聚主信號 發(fā)生器 放大 電路 波形轉(zhuǎn) 換電路 AT89C52 單片機 圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 晶振電 路 復(fù)位電路 LCD顯示模塊 通信接口 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 9 頁 共 43 頁 IC 內(nèi) 部寄存器、數(shù)據(jù) RAM 及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號 IR 的接收解碼及 與主板 CPU通信等。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計中， P0 端口（ 32~39 腳）被定義為 N1 功能控制端口，分別與 N1 的相應(yīng)功能管腳相連接， 13 腳定義為 IR輸入端， 10 腳和 11 腳定義為 I2C 總線控制端口，分別連接 N1 的 SDAS（ 18腳）和 SCLS（ 19 腳）端口， 12 腳、 27 腳及 28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板 CPU 的相應(yīng)功能端，用于當前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進入的控制功能。作為輸出口用時，每 腳以 吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL邏輯門 電路，對端口 P0 寫 “1” 時，可作為高阻抗輸入端用。對端口寫 “1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 和 的第二功能 如表 所示： 表 引腳號 功能特性 T2，時鐘輸出 T2EX（定時 /計數(shù) 1器 2） P2 口 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 Flash 編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和一些控制信 號。此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。當振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。對 Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時 ，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H— FFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。 振蕩器特性 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在閑置模式下， CPU 停止工作 ， 但 RAM、 定時器 、 計數(shù)器 、 串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。因而，復(fù)位是一個很重要的操作方式。 單片機的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。單片機冷啟動后，片內(nèi) RAM 為隨機值，運行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi) RAM區(qū)中的內(nèi)容， 21 個特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值，見表 。 IP＝ 00000B ，表明各個中斷源處于低優(yōu)先級； IE＝ 000000B ，表明各個中斷均被關(guān)斷； 系統(tǒng)復(fù)位是任何微機系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個控制芯片回到默認的硬件狀態(tài)下。 AT89C52 單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器 的高增益反相放大器。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz 內(nèi)選擇。對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。由于 OP07 具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對于 OP07A 最大為 25μV ），所以 OP07 在很多應(yīng)用場合不需要額外的調(diào)零措施。待測信號經(jīng)過放大整形電路后得到一個待測信號的脈沖信號，然后通過單片機計數(shù)器計數(shù)，可 測得所需要的頻率值。 方案一、 LED 靜態(tài)顯示器。缺點是硬件電路比 較復(fù)雜，成本較高。選亮數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示。 LCD 顯示器工作原理 就是利用液晶的物理特性 ； 通電時排列變得有序，使光線容易通過；不通電時排列混亂，阻止光線通過，說簡單點就是讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特 點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、 PDA 移動通信工具等眾多領(lǐng)域。 液晶顯示器各種圖形的顯示原理 1）線段的顯示 點陣圖形式液晶由 M N個顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有 64行，每行有 128列，每 8列對應(yīng) 1字節(jié)的 8位，即每行由 16 字節(jié)，共 16 8=128 個點組成，屏上 64 16 個顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024 字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。這樣一來就組成某個字符。 1602LCD 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別。 第 4腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 //光標歸位指令 （ 3） void Entry_mode_set()。 //功能設(shè)定指令 （ 7） void Set_character_address()。 //將數(shù)據(jù)寫入 DDRAM 或 CGRAM 指令 （ 11） void Read_data()。按整體功能分為多個不同的模塊，單獨設(shè)計、編程、調(diào)試，然后將各個模塊裝配聯(lián)調(diào)，組成完整的軟件。下面作簡單介紹： 測頻方法的 選擇 測頻方法的分類 測量頻率的方法有很多種，主要分為模擬法和數(shù)字法兩大類，因為本次設(shè)計的要求和環(huán)境，現(xiàn)在主要討論數(shù)字法中的電子計數(shù)式的幾種測頻方法。其待測頻率為： cxx ATMF ? () 脈沖數(shù)分頻測頻法（ AT 法）：此法是為了提高 T法高頻測量時的精度產(chǎn)生的。其特點在于：測量方法簡單，測量精度與待測信號 頻率和門控時間有關(guān)，當待測信號頻率較低時誤差可能偏大。 脈沖平均周期測頻法，此法在測高頻是精度較高，但在測低頻信號時精度較低。但是本次設(shè)計由于技術(shù)指標的要求不會使頻率達到一個很低的范圍，因此為簡化設(shè)計，采用脈沖數(shù)定時測頻法。 GotoXY(0,1)。 // LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/100000+0x30)。 // LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/1000%10+0x30)。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)Fage/10%10+0x30)。 LCD_Write(LCD_DATA,(long)(Fage*10)%10+0x30)。 開始 禁止外部中斷， T1清零，允許 T1計時， T0 計數(shù) 統(tǒng)計脈沖總和 結(jié)果存入數(shù)組 頻率 =脈沖總和 /時間總長 頻率與速度的轉(zhuǎn)換 結(jié)束 禁止 T1計時，禁止 T0計數(shù) N Y i=0 i＞ 2 計算平均值 i=i+1 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 26 頁 共 43 頁 TR1=0。 //脈沖數(shù)的總和 Fresult=Psum/Tsum。 //把結(jié)果放進數(shù)組里 Fresult=0。} Fage=Fresult/。 TL1=0。 TR0=1。 //8 位數(shù)據(jù)端口 ,2行顯示 ,5*7 點陣 LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38)。 //AC 遞增 , 畫面不動 } 液晶初始化開始 8位數(shù)據(jù)端口， 2行顯示， 5*7點陣 開啟顯示，無光標 清屏 地址指針遞增，畫面不可平移 初始化完畢，返回主程序 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 28 頁 共 43 頁 5 系統(tǒng)仿真及調(diào)試 Proteus Proteus 軟件簡介 Proteus 軟件是來自英國 Labcenter Electronics 公司的 EDA 工件 ,Proteus 軟件除了其具有和其它 EDA 工具一樣的原理布圖 ,PCB 自動或人工布線及電路仿真的功能外 , 其革命性的功能是 ,他的電路仿真是互動的 ,針對微處理器的應(yīng)用 ,還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程 ,并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調(diào)試 ,如有顯示及輸出 , 還能看到運行后輸入輸出 的效果 ,配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器 ,邏輯分析儀等 , Proteus 建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。這在相當程度上替代了傳統(tǒng)的單片機實驗教學(xué)的功能。它具有設(shè)計靈活，結(jié)果、過程的統(tǒng)一的特點。 Keil C51 軟件提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案 [14]，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起，是一款方便易用的的軟件仿真調(diào)試工具。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。因此，需要建立一個工程文件，并為這個工程選擇 處理器類型 ，確定編譯，匯編，連接的參數(shù)，指定調(diào)試的方式 ； 建立好工程之后添加新的項目。 功能的檢測 用 Proteus 軟件搭建硬件電路圖 圖 硬件電路圖 使用 Keil C51