【正文】 單片機(jī)選擇 ................................................................................................ 6 單片機(jī)基本電路設(shè)計(jì) ................................................................................ 9 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) ................................................................................. 9 復(fù)位電路設(shè)計(jì) ................................................................................. 9 看門狗定時(shí)器 ............................................................................... 10 傳感器選擇和設(shè)計(jì) .................................................................................. 11 超聲波傳感器 ............................................................................... 11 電磁傳感器 ................................................................................... 17 欄桿控制器電路設(shè)計(jì) .............................................................................. 17 光電隔離管與繼電器簡(jiǎn)介 ........................................................... 17 抬桿電路接線圖及工作原理 ....................................................... 18 顯示電路 .................................................................................................. 19 LED 顯示器結(jié)構(gòu)與原理 ............................................................... 19 LED 顯示方式 ............................................................................... 20 顯示器與單片機(jī)連接圖 ............................................................... 21 單片機(jī)與主 PC 機(jī)通信接口 ................................................................... 23 電源部分 .................................................................................................. 24 報(bào)警電路 .................................................................................................. 25 鍵盤電 路 .................................................................................................. 25 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................... 27 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想 .................................................................................. 27 地址及內(nèi)存分配 ...................................................................................... 27 主程序 ...................................................................................................... 28 信號(hào)采集子程序 ...................................................................................... 29 數(shù)據(jù)抗干擾算法流程圖 .......................................................................... 30 單片機(jī)與主機(jī)通信程序 .......................................................................... 31 中斷子程序 .............................................................................................. 32 車型識(shí)別及顯示子程序 .......................................................................... 33 第 5 章 結(jié) 論 ......................................................................................................... 34 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 35 致 謝 ....................................................................................................................... 36 附 錄 ....................................................................................................................... 37 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 緒 論 關(guān)于自動(dòng)檢測(cè)收費(fèi)的發(fā)展趨勢(shì) ETC(Electronic Toll Collection) 不停車收費(fèi)系統(tǒng)是目前世界上最先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式。 在硬件設(shè)計(jì)部分 對(duì)系統(tǒng)主要組成，設(shè)計(jì)方法選擇做了詳細(xì)闡述。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 目前由于交通建設(shè)的高速發(fā)展，公路，橋梁等收費(fèi)有償類交通設(shè)施的建設(shè)越來(lái)越多，相應(yīng)對(duì)其交通控制管理及收費(fèi)方式的要求也在不斷提高 。 本系統(tǒng)可分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。 RS232。實(shí)施不停車收費(fèi)，可以允許車輛高速通過 (幾十公里以至 100 多公里 )，故可大大提高公路的通行能力；公路收費(fèi)走向電子化，可降低收費(fèi)管理的成本，有利于提高車輛的營(yíng)運(yùn)效益；同 時(shí)也可以大大降低收費(fèi)口的噪聲水平和廢氣排放。 本文針對(duì) 普通 公路收費(fèi)站設(shè)計(jì)了一種 車型自動(dòng)識(shí)別 與收費(fèi)控制系 統(tǒng) ，以提高公路收費(fèi)站的自動(dòng)化程度 ,提高費(fèi)額征收率，增加經(jīng)濟(jì)效益。 表 車輛分類及收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn) 車 型 參 數(shù) 標(biāo) 準(zhǔn) 收費(fèi)金額（元） 小 型 、 13 座以下客車。中軸與后軸的距離為第二軸距 。 由于紅外線抗干擾能力較差，利用紅外遙控來(lái)判 別車輛信息，受環(huán)境的影響較大，因此在外界環(huán)境很差情況下，其錯(cuò)誤率較高；應(yīng)用 圖像識(shí)別技術(shù) 對(duì) “車牌照識(shí)別 ”， 需 在 公路 收費(fèi)站 口設(shè)置車牌照抓拍系統(tǒng)， 雖然準(zhǔn)確率高，但是需要龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，用來(lái)存儲(chǔ)各種車輛車牌號(hào)，這需要全國(guó)統(tǒng)一車牌號(hào)的編寫 ， 目前這種方法在國(guó)內(nèi)實(shí)施 起來(lái) 難度較大；用地感線圈檢測(cè)，由于線圈安裝在地下，維護(hù)比較困難 ，因此也未得到實(shí)際應(yīng)用。 本文 設(shè)計(jì) 重點(diǎn) 對(duì) 下位 機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì) 。 2. 控制執(zhí)行電路：由繼電器、光電隔離管 和非門組成。 超聲波發(fā)射 /接收電路 單片機(jī) 電源電路 時(shí)鐘電路 串行通信接口電路 電磁傳感器 顯示電路 欄桿及報(bào)警電路 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第 3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)選擇 單片機(jī)是本控制系統(tǒng)的核心， 其性能直接決定著整個(gè)系統(tǒng)的性能。 在 flash 編程時(shí)， P0 口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。對(duì) P2 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16IN T 012IN T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U1A T 8 9 S 5 2 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 時(shí)可以作為輸入口使用。 在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。 在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 EA/VPP； 訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是這個(gè)放大器的輸入端和輸出端。單片機(jī)系統(tǒng)在工作時(shí)，由于各種干擾信號(hào)的影響，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)程序的 “跑Y16 M H zC93 3 P FC 1 03 3 P FX T A L 1X T A L 2 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 飛 ”或死機(jī)現(xiàn)象，這就需要系統(tǒng)能夠自動(dòng)復(fù)位，重新運(yùn)行。 圖 (c)是按鍵脈沖式復(fù)位電路，它利用 RC 微分電路在 RESET 引腳產(chǎn)生正脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)位 。 為了激活 WDT，用戶必須向WDTRST 寄存器（地址為 0A6H 的 SFR）依次寫入 0E1H 和 0E1H。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。它有許多不同的結(jié)構(gòu)，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個(gè)探頭反射、一個(gè)探頭接收） 等。由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別時(shí)診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長(zhǎng)時(shí)間地工作而不失效 。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。 本系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立 超聲脈沖回波技術(shù)是歷史最久、應(yīng)用最廣的一種超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。 超聲波檢測(cè)電路 本系統(tǒng) 選用 Polaroid 600 超聲波 傳感器 （俗稱超聲波探頭） 、 Polaroid 6500 超聲波 接收 、 驅(qū)動(dòng) 模塊 ，來(lái)檢測(cè)車輛信息。經(jīng)過擬合， 本系統(tǒng) 得到下面的方程： y= （其中： y 為實(shí)際值， x 為測(cè)量值） （ 35） 修正后本超聲波測(cè)距系統(tǒng)測(cè)量值與實(shí)際值的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 所示： 表 修正后超聲測(cè)距系統(tǒng)測(cè)量值與實(shí)際值 單位： m 實(shí)際值 1 2 3 4 5 6 7 8 測(cè)量值 從修正后的數(shù)據(jù)可以看出，系統(tǒng)的測(cè)量誤差在 177。 Polaroid 6500 超聲波 接收驅(qū)動(dòng) 模塊 內(nèi)部組成如圖 所示： 超 聲波控制器 6500 接收及驅(qū)動(dòng)模塊 引腳功能如下： 1) GND：地 2) VCC：電源 3) BLANK：空載控制引腳 4) XDCR：超聲波控制脈沖發(fā)射引腳。 圖 超聲波傳感器檢