【正文】 在畢業(yè)設(shè)計即將完成之際，我向我的老師致以最 衷心的感謝！ 同時，在此次設(shè)計中，還有其他的老師對我的指導(dǎo)，以及同學(xué)們對我的幫助，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)計任務(wù)，在此一并致謝，謝謝你們讓我學(xué)到這么多知識與經(jīng)驗(yàn)。 ，在測好數(shù)據(jù)后不小心移動了地磁傳感器后 ，發(fā)現(xiàn)數(shù)值又變了范圍了。 （ 4） Kei1181。Vision4 MDK簡介 ARM發(fā)布 Keil 181。 圖 選擇 COM 接口 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 共 46 頁 （ 5）點(diǎn)擊 Next 選擇目標(biāo)芯片內(nèi)存大小，請務(wù)必選擇正確。當(dāng)插入計算機(jī)不同 USB 接口時，虛擬的“ COM 口”不同，因此，需要計算機(jī)程序自動識別是在哪一個串口插入的設(shè)備。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。增強(qiáng)型系列時鐘頻率為 72MHz，是同類產(chǎn)品中功能和性能最高的產(chǎn)品；基本型時鐘頻率為 36MHz，以 16 位產(chǎn)品的價錢獲得比 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。此外，新系列微控制器還支持以太網(wǎng)、 USB OTG 和 外設(shè)接口同時工作，因此，開發(fā)人員只需一顆芯片就能設(shè)計整合所有這些外設(shè)接口的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。 如圖所示， N 為地磁場及四周干擾地磁合成而形成的磁力， XY 我們可以認(rèn)為是分解到兩個方向上的力，在周圍干擾磁場不是很強(qiáng)的情況下，就可以把 N 認(rèn)為是北向。地磁場信號檢測的信號傳給單片機(jī)，經(jīng)過 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 ，最后將 車流量 情況在液晶顯示屏中顯示出來。而 51 的自身功能少 ,需要外圍元件多 ,要求對電子熟悉 ， 所以本設(shè)計選擇 STM32系列單片機(jī)。在測磁儀器中“探頭”或“取樣裝置”就是磁場傳感器。 早在 60年代末 ， 70年代初國外的科學(xué)家就對車輛的自動識別進(jìn)行了研討 ， 因?yàn)楫?dāng)時的技術(shù)發(fā)展的影響曾采納照相 ， 聲表面波等技術(shù)來完成車輛的自動識別 ， 但都因現(xiàn)場的詳細(xì)環(huán)境復(fù)雜一直沒有解決系統(tǒng)辨別精度不高抗干擾功能差這一技術(shù)難題因而沒有得到廣泛使用。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)。同時，有 STM32 與 PL2303 相結(jié)合實(shí)現(xiàn)的通信。 經(jīng)濟(jì)的飛躍式進(jìn)步，智能交通已在我國悄然興起，道路車流量的檢測已經(jīng)成為交通問題中的一個重要部分，而且逐步受到到人們的關(guān)注。該方法利用 地磁傳感器 車輛對車輛的電磁感應(yīng)特性進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過 對串口 計數(shù)獲得通行車輛的信息車流量這里指通過車輛的個數(shù)再通過顯示電路顯示出來。 地磁傳感技術(shù) 地球的磁場在幾公里之內(nèi)基本上是恒定的，但大型的鐵磁性物體會對地球磁場引起龐大的擾動，地磁傳感器能夠分辨出地球磁場 6000 分之 1 的變動，而當(dāng)車輛通過時對地磁的影響將高達(dá)地磁強(qiáng)度的幾分之一，所以使用地磁傳感器來探測車輛，具備極高的靈敏度，失誤比較少等優(yōu)點(diǎn)，地磁傳感器就是利用探測車輛通過時對地球磁場產(chǎn)生的擾動來探測車輛的。送給單片機(jī)做相應(yīng)的處理。 MAG3110 是一款小型的低功耗、數(shù)字 3 軸磁力計 。相應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)速率能夠從 12ms到 數(shù)秒鐘的采樣間距里調(diào)整。新系列產(chǎn)品整合先進(jìn)的面向連接的外設(shè)，標(biāo)準(zhǔn)的 STM32外設(shè)（包括一個 PWM定時器），高性能的 32位 ARM CortexM3 CPU，這些特性使開發(fā)人員可以在設(shè)備上（如家電、樓宇或工業(yè)自動化）整合多種功能，如馬達(dá)控制、X Y θ 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 共 46 頁 用戶界面控制和設(shè)備互連功能。 （ 3） 103： 103 代表增強(qiáng)型系列。將 PL2303的 TXD(PINl)和 RXD(PIN5)分別與單片機(jī)上的串口 (TXD 和 RXD)連接， DM、 DP 與計算機(jī)的 USB 接口連接，再加上其他外圍元件 ，就可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計算機(jī)之間的通訊。取到最大值和最小值后，就會有參考 點(diǎn)，不然會出現(xiàn)經(jīng)過計算后的數(shù)值不管被測位置有沒有磁體都會非常不穩(wěn)定。 圖 NEXT 步驟 （ 8）如果芯片是 Enable Flash protection 的情況下，是需要 remove protection 才可以繼續(xù)進(jìn)行編程下載的，點(diǎn)擊了此按鍵后芯片 里面的內(nèi)容全部恢復(fù)出廠狀態(tài)。新用戶界面可以更好地利用屏幕空間，更有效地組織多個窗口，為開發(fā)應(yīng)用提供整齊高效的環(huán)境。 （ 2） Debug Restore Views (調(diào)試恢復(fù)視圖 )允許保存多個窗口布局，為程序分析迅速選擇最適合的調(diào)試視圖。 但是此系統(tǒng)的完善性還有待提高。第二版。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 共 46 頁 致謝 這次 畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)階段的最后一次設(shè)計，持續(xù)的時間也比較長，從去年的十一月份的選題到今天完成論文稿有半年時間，在這半年的時間里，自己學(xué)到了很多平時課程學(xué)中沒有涉及的知識與設(shè)計思想。 圖 Keil MDK 試用版的界 面 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 共 46 頁 5 結(jié)論 實(shí)驗(yàn)遇到的問題 ，單片機(jī)選擇的是 51單片機(jī)，其容量過小，不能提供浮點(diǎn)運(yùn)算這些比較繁瑣的程序，最后經(jīng)過一番探索，選擇了 STM32這種 32位的單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，該器件 不僅能滿足儲存量的要求，并且固有高效、功能多的優(yōu)勢，其輸出效果很好 [9]。 （ 1） 啟動代碼和系統(tǒng)硬件緊密的相結(jié)合，所以一定要用匯編語言去編寫，因此這成為許多工程師難以跨越多門檻， MDK開發(fā)工具可以自動生成完善的啟動代碼，并提 供圖形化的窗口，輕松完成修正，無論對于初學(xué)者還是經(jīng)驗(yàn)豐富的開發(fā)工程師，都能大大節(jié)省時間，節(jié)省開發(fā)效率。 MAG3110 使用開發(fā)板 I2C 接口 1 （ I2C1） ， 示燈 LED1 每閃爍一次表明 STM32 對 MAG 進(jìn)行了一次數(shù)據(jù)查詢 . （ 1） 延時函數(shù)可以調(diào)整掃描速度： 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 共 46 頁 圖 改變掃描速度 （ 2） 修改這個 45 為任意大于 0 的值可以改變掃描靈敏度數(shù)字越大靈敏度越低： 圖 改變靈敏度 （ 3）當(dāng)前主要掃描 X 方向 可以修改為 Y 或者 Z 方向 直接改為 Y 或 Z 就行： 圖 改變掃描方向 串口查看器查看數(shù)據(jù)并分析 使用任意串口軟件作為監(jiān)視器 使用的 STM32 USART2（串口 2） 設(shè)置 波特率 115200 數(shù)據(jù)位 8 位 停止位 1 位 校驗(yàn) 無校驗(yàn)（ No） 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 共 46 頁 在選擇好相應(yīng)的 COM 口和波特率后，根據(jù)地磁傳感器的算法計算，會在串口查看器看到無規(guī)律的數(shù)值，這是因?yàn)檫€沒有初始化，于是我們應(yīng)該將其水平旋轉(zhuǎn)一周，讓它取到最大和最小值。 BOOT 設(shè)置原理： BOOT1 為 0， BOOT0 為 1。驅(qū)動安裝完后， PC 系統(tǒng)出現(xiàn) 1 個“ Prolific USBtoSerial Comm Port”自動增加一個 COM 口，如 COM3， COM4 等。本次研究以 51 單片機(jī)著手，但是考慮到浮點(diǎn)運(yùn)算，程序復(fù)雜繁瑣，所以選擇 STM32 單片機(jī)。 STM32F103RCT6 基本參數(shù)： 類別：集成電路 (IC) 家庭：嵌入式 微控制器 系列： stm32 芯體尺寸： 32位 速度： 72MHz 連通性： CAN， I2C， IrDA， LIN， SPI， UART/USART， USB 外圍設(shè)備： DMA，電機(jī)控制 PWM， PDR， POR， PVD， PWM，溫度傳感器， WDT 輸入 /輸出數(shù)： 51 程序存儲器容量： 256KB (256K x 8) 程序存儲器類型： FLASH RAM 容量： 48K x 8 電壓 電源 (Vcc/Vdd)： 2 V ~ V 振蕩器型：內(nèi)部 工作溫度： 40176。增強(qiáng)型系列時鐘頻率達(dá)到 72MHz，是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品；基本型時鐘頻率為 36MHz，以 16 位產(chǎn)品的價格得到比 16位產(chǎn)品大幅提升的性能，是 16 位產(chǎn)品用戶的最佳選擇。 ： 讀 DR_TATUS(0x00)狀態(tài)寄存器，如果出現(xiàn) DR_TATUSamp。當(dāng) 串口 接收到的信號是在有車的范圍內(nèi)的話，此時開始計 數(shù) ，顯示部分變?yōu)椤?當(dāng)前車流量數(shù)據(jù)更新為 ”，表示 已經(jīng)有車經(jīng)過 ，方便查地磁傳感器 單片機(jī)控制中心 串 口 PC 用戶讀取 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 共 46 頁 看；當(dāng)車離開后，此時 不 計 數(shù) 。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 共 46 頁 2 方案論證 STC51 是 STC 公司推出的以 MCS51 為內(nèi)核的單片機(jī)，和 AT89C51 基本一致，可以通過串口直接燒寫程序所以被廣泛使用，是入門級一款很經(jīng)典的 MCU，特點(diǎn)就是簡單，所以在教學(xué)時大量采用。因此，探測、采集、存儲、轉(zhuǎn)換、復(fù)現(xiàn)和監(jiān)控各種磁場和磁場中承載的各種信息的任務(wù)，自然就落在地磁傳感器身上。 這些年來 ， 城市道路車流量越來越多 ， 并且已經(jīng)出現(xiàn)許多檢測系統(tǒng) ， 車流量的設(shè)計系統(tǒng)也伴隨著傳感器 ， 檢測系統(tǒng)越來越來 ， 不僅用于停車場 ， 而且還用于道路等許多場合 [2]。 PL2303 serial port III 目錄 1 緒論 ..................................................... 1 ............................................. 1 ................................... 1 ......................................... 2 ..................................... 2 2 方案論證 ................................................. 3 ............................................. 3 ............................................. 3 ......................................... 4 3 主要的功能器件介紹及相應(yīng)程序 ............................. 5 ........................................... 5 .......