【正文】 feasible. Keywords:STM32 microcontroller series。同時(shí)，有 STM32 與 PL2303 相結(jié)合實(shí)現(xiàn)的通信。該系統(tǒng)通過(guò)比較 MAG3110 地磁腳產(chǎn)生的變化，獲取 車流量 信息，并啟動(dòng)、停止計(jì)數(shù)，該系統(tǒng)的控制中心是由 STM32 微處理器承擔(dān)以實(shí)現(xiàn)地磁腳的求取。 Information engineering ,Physics amp。Vision4 MDK 簡(jiǎn)介 ............................... 18 IV 5 結(jié)論 .................................................... 20 實(shí)驗(yàn)遇到的問(wèn)題 ...................................... 20 結(jié)論 ............................................... 20 .......................................... 20 致謝 ...................................................... 21 參考文獻(xiàn) .................................................. 22 附錄 A 外文翻譯 ............................................ 23 附錄 B 源程序 .............................................. 31 附錄 C 元器件清單 .......................................... 40 附錄 D 實(shí)物圖 .............................................. 41 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 46 頁(yè) 1 緒論 研究現(xiàn)狀 這些年來(lái)我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，而作為城市發(fā)展最主要的問(wèn)題就是交通問(wèn)題，交通工具已經(jīng)增長(zhǎng)，道路上的車流量也在逐步增多 ， 所以認(rèn)識(shí) 路況交通實(shí)時(shí)信息讓司機(jī) 抉擇路線通順 的路段是處理 道路 擁擠 的一個(gè)重要 方法 [1]。改變這種交通現(xiàn)狀的有效解決辦法就是在城市交通管理部門建立完善的交通監(jiān)控系統(tǒng)。運(yùn)用交通監(jiān)控系統(tǒng)可以提高現(xiàn)有道路的通行能力，協(xié)調(diào)處理突發(fā)性交通事件，緩和交通阻塞，從而改善交通狀況。目前，實(shí)現(xiàn)車輛實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)的方法主要有 :視頻法、紅外法、車載無(wú)線系統(tǒng)輔助法與地磁方法等。如今的車流量檢測(cè)器則不需要埋在地下 ， 由一種類型向多種組合類型展開(kāi)。 早在 60年代末 ， 70年代初國(guó)外的科學(xué)家就對(duì)車輛的自動(dòng)識(shí)別進(jìn)行了研討 ， 因?yàn)楫?dāng)時(shí)的技術(shù)發(fā)展的影響曾采納照相 ， 聲表面波等技術(shù)來(lái)完成車輛的自動(dòng)識(shí)別 ， 但都因現(xiàn)場(chǎng)的詳細(xì)環(huán)境復(fù)雜一直沒(méi)有解決系統(tǒng)辨別精度不高抗干擾功能差這一技術(shù)難題因而沒(méi)有得到廣泛使用。 本文介紹了一種基于 單片機(jī) 的道路 車流量計(jì)設(shè)計(jì)的 方法。 地磁傳感器發(fā)展前景 地磁傳感器是可以將各種磁場(chǎng)及其變化的量轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸出的裝置。在當(dāng)今的信息社會(huì)中，地磁傳感器已成為信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)中不可缺少的基礎(chǔ)元件。在測(cè)磁儀器中“探頭”或“取樣裝置”就是磁場(chǎng)傳感器。例如 IBM、東芝 、 索尼、松下、 Siemens Akt、 Honeywell、 Akkegro 等等 .在這些企業(yè)中 ,起碼有兩點(diǎn)明顯的優(yōu)勢(shì)：一是研制 — 生產(chǎn) — 使用的緊密結(jié)合；另一個(gè)就是一旦要迅速擴(kuò)大生產(chǎn)時(shí)、可調(diào)動(dòng)巨大的經(jīng)濟(jì)實(shí)力給予 支持，使產(chǎn)品能占領(lǐng)市場(chǎng)。地磁傳感器利用車輛通過(guò)道路時(shí)對(duì)地球磁場(chǎng)的影響來(lái)完成車輛檢測(cè)的傳感器與常用的地磁線圈（又稱地感線圈）檢測(cè)器相比，具有安裝尺寸小、靈敏度高、施工量小、使用壽命長(zhǎng)，對(duì)路面的破壞?。ㄓ芯€安裝只需要在路面開(kāi)一條 5 毫米寬的縫，無(wú)線安裝只需要在路面打一個(gè)直徑 55 毫米深 150 毫米的洞，當(dāng)在檢測(cè)點(diǎn)吊架或側(cè)面安裝時(shí)不用破壞路面）等優(yōu)點(diǎn)，在智能交通系統(tǒng)的信息采集中必將起到非常重要的作用。STM32 是基于 ARM 公司最新一代 cortexM 內(nèi)核芯片，意法半導(dǎo)體公司推出的，因?yàn)槠涑叩男詢r(jià)比和簡(jiǎn)單函數(shù)庫(kù)編程方式而被廣泛使用。而 51 的自身功能少 ,需要外圍元件多 ,要求對(duì)電子熟悉 ， 所以本設(shè)計(jì)選擇 STM32系列單片機(jī)。 系統(tǒng)框圖 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 (1)地磁傳感器模塊：安裝在 道路 的地面 上 邊，用于檢測(cè)汽車的駛?cè)?。然后將分析后的?shù)據(jù)再經(jīng)過(guò)串口傳給 PC。與此同時(shí)， 數(shù)據(jù)更新方式為定時(shí) 10s 周期更新 ， 同時(shí)在檢測(cè) 到新的流量信息時(shí)立即更新 ，車輛每經(jīng)過(guò)一次就計(jì)數(shù)一次， 10 秒為數(shù)字統(tǒng)計(jì)更新。地磁場(chǎng)信號(hào)檢測(cè)的信號(hào)傳給單片機(jī)，經(jīng)過(guò) STM32 單片機(jī)處理，再將分析后的結(jié)果傳給外圍設(shè)備，處理后就可以判斷 是否有車輛經(jīng)過(guò) ，最后將 車流量 情況在液晶顯示屏中顯示出來(lái)。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 46 頁(yè) 3 主要的功能器件介紹及相應(yīng)程序 元器件介紹 本節(jié)將介紹 MAG3110 地磁傳感器、 STM32 系列單片機(jī)、 PL2303 串口 主要是介紹 MAG3110 及其特點(diǎn)、原理圖、引腳及引腳功能，在程序中的使用。 如果 VDDIO 被移除時(shí) ，控制信號(hào) SCL 和 SDA 將鉗位任何邏輯信號(hào)，其內(nèi)部 ESD 保護(hù)二極管。0x08=1,一次轉(zhuǎn)換此時(shí)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，那 么此時(shí)能夠讀出數(shù)據(jù)。 如圖所示， N 為地磁場(chǎng)及四周干擾地磁合成而形成的磁力， XY 我們可以認(rèn)為是分解到兩個(gè)方向上的力，在周圍干擾磁場(chǎng)不是很強(qiáng)的情況下，就可以把 N 認(rèn)為是北向。 MAG3110 包含標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的 I2C 串行接口，可以測(cè)量高達(dá) 10 高斯的所在位置磁場(chǎng)，輸出數(shù)據(jù)的速率 (ODR)可達(dá) 80Hz。 C 的溫度范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。兩個(gè)系列都內(nèi)置 32K 到 128K 的閃存，不同的是 SRAM 的最大容量和外設(shè)接口的組合。此外，新系列微控制器還支持以太網(wǎng)、 USB OTG 和 外設(shè)接口同時(shí)工作，因此，開(kāi)發(fā)人員只需一顆芯片就能設(shè)計(jì)整合所有這些外設(shè)接口的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。這個(gè)功能使其可用于各種家庭音響設(shè)備，如音響底座系統(tǒng)、鬧鐘 /音樂(lè) 播放器和家庭影院。意法 半導(dǎo)體還將推出一個(gè)新的評(píng)估板，目前正在向大客戶提供 STM32F105 和 STM32F107 互連型系列的樣片 ， STM32的運(yùn)算速度大約是 51單片機(jī)的幾十倍 ， 而且外圍接口功能比 51強(qiáng)大 ， STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的 ARM CortexM3 內(nèi)核。 C ~ 85176。增強(qiáng)型系列時(shí)鐘頻率為 72MHz，是同類產(chǎn)品中功能和性能最高的產(chǎn)品；基本型時(shí)鐘頻率為 36MHz，以 16 位產(chǎn)品的價(jià)錢獲得比 16 位產(chǎn)品大幅提高的性能，是 16 位產(chǎn)品用戶的最佳選取產(chǎn)品。 （ 2） F： F 代表芯片子系列。 （ 6） T： T 這一項(xiàng)代表封裝，其中 H 代表 BGA 封裝， T 代表 LQFP封裝， U 代表 VFQFPN 封裝。 PL2303 是 Prolific 公司 制作 的一種高度集成的 RS232USB 接口轉(zhuǎn)換器，可提供一個(gè) RS232 全雙工異步串行通信 設(shè)備 與 USB 的功能 接口 以方便 聯(lián)接的 解決 方案 [5]。在工作模式和休眠模式中具備功耗低的特點(diǎn)，是嵌入式系統(tǒng)手持設(shè)備的首要理想的選擇。 PL2303X 用于 3． 3 V 電壓的應(yīng)用， PL2303HX 用于以前使用 PL2303H(5 V)設(shè)計(jì)應(yīng)用的升級(jí)，而兩者驅(qū)動(dòng)程序相同。 1)單片機(jī)通訊設(shè)置程序單片機(jī)程序?qū)嶋H上是完成單片機(jī)對(duì)串口的初始化，即對(duì)波特率，數(shù)據(jù)位，校驗(yàn)位，有無(wú)奇偶校 驗(yàn)等通信協(xié)議的設(shè)計(jì)及單片機(jī)串行通信功能控制器的設(shè)置。 3)PC 應(yīng)用程序用戶按照傳統(tǒng)的串行接口控制方式來(lái)使用該模擬的“ COM 口”。當(dāng)插入計(jì)算機(jī)不同 USB 接口時(shí)，虛擬的“ COM 口”不同，因此，需要計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)識(shí)別是在哪一個(gè)串口插入的設(shè)備。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 46 頁(yè) 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試 地磁傳感器 MAG3110的初始化 地磁傳感器 MAG3110 的初始化比較特別，方法是將接好的 MAG3110 水平旋轉(zhuǎn)一周，為什么要這樣呢，因?yàn)樾D(zhuǎn)一周可以讓它在水平方向取到最值 [6]。所以一旦經(jīng)過(guò)初始化好后的地磁傳感器，就不能再隨意移動(dòng)了。 提供撥碼開(kāi)關(guān)的板子，設(shè)置方法： BOOT1：不需要設(shè)置（默認(rèn)為 0 或已設(shè)置）； BOOT0：將 BOOT CONFIG 開(kāi)關(guān)切換到 SYSTEM 端。 圖 選擇 COM 接口 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 46 頁(yè) （ 5）點(diǎn)擊 Next 選擇目標(biāo)芯片內(nèi)存大小，請(qǐng)務(wù)必選擇正確。 圖 ISP 燒入程序 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 46 頁(yè) （ 7）以上步驟完成后，點(diǎn)擊 Next 執(zhí)行相應(yīng)的操作。然后按 RESET 或者重新上電。之后，我們會(huì)得到有規(guī)律的數(shù)值。Vision4 MDK簡(jiǎn)介 ARM發(fā)布 Keil 181。通過(guò)μ Vision4 IDE中引入的靈活的窗口管理系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)人員可以使用多臺(tái)監(jiān)視器，在可視界面任何地方全面控制窗口放置。uisOn4MDK開(kāi) 發(fā)平臺(tái) ， Kei1 181。 （ 2） Kei1181。 （ 4） Kei1181。 （ 1） System Viewer (系統(tǒng)查看程序 )窗口，提供了設(shè)備外圍寄存器信息，這些信息可以在 System Viewer窗口內(nèi)部直接更改。 Cortex?處理器的 MCU提供了 Data and instruction trace(數(shù)據(jù)和指令追蹤 )功能。 ，因?yàn)槭堑谝淮谓佑|，所以對(duì)其不是很了解。 ，在測(cè)好數(shù)據(jù)后不小心移動(dòng)了地磁傳感器后 ，發(fā)現(xiàn)數(shù)值又變了范圍了。本次研究過(guò)程中，最復(fù)雜的部分就是 stm32的程序設(shè)計(jì)，并且遇到了很多問(wèn)題，但在無(wú)數(shù)次的調(diào)試后，經(jīng)過(guò)一番努力困難都被一一解決。 系統(tǒng)的特點(diǎn) （ 1）安全性：系統(tǒng)采用地磁傳感器 統(tǒng)計(jì)車流量 ，也就是說(shuō)具有一定的安全管理機(jī)制，能很好的克服傳統(tǒng)方法，但是可能存在 一起磁場(chǎng)被擾亂等缺點(diǎn)。剛開(kāi)始拿到這個(gè)題目的時(shí)候，感覺(jué)束手無(wú)策，不知道 從何下手，通過(guò)在圖書(shū)館，上網(wǎng)查詢和向老師請(qǐng)教。在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將完成之際，我向我的老師致以最 衷心的感謝！ 同時(shí)，在此次設(shè)計(jì)中，還有其他的老師對(duì)我的指導(dǎo)，以及同學(xué)們對(duì)我的幫助，使自己的能力有了很大的提高，使我能夠順利完成此次設(shè)計(jì)任務(wù)，在此一并致謝，謝謝你們讓我學(xué)到這么多知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)。自動(dòng)控制原理 [M]。 power consumption while sleeping (CPU clock and most peripherals off) may be just nanowatts, making many of them well suited for long lasting battery applications. Other microcontrollers may serve performancecritical roles, where they may need to act more like a digital signal processor (DSP), with higher clock speeds and power consumption. History The first singlechip microprocessor was the 4bit Intel 4004 released in 1971, with the Intel 8008 and other more capable microprocessors being available over the next several years. However, both