客車超載控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-09-30 14:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0 81123C D 40 814069406940694069270k 100kI C ADCKRQ/QSC D 40 1320020012V光電傳感器光電傳感器A3B3B2B1A1 A2F 1AF 2AF 3A F 4AR1 R2C1R3R4R8R6C2R5R7 圖 2 檢測(cè)電路模塊 在圖 2的電路中， F1A～ F4A是用 CMOS集成的六反相放大器 CD4069組成的放大濾波部分電路； ICA是 CD4013構(gòu)成的 CMOS雙 D觸發(fā)器， Y1A、Y2A是 CD4081四個(gè) 2輸入端與門，這兩部分與 4069輸出的兩路傳感器檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，最后在 Y1A和 Y2A的輸出端輸出合適的電平信號(hào)，分別送至 AT89C51單片機(jī)的 T0腳和 T1腳（即計(jì)數(shù)器 0和計(jì)數(shù)器 1的時(shí)鐘輸入端） 。 兩個(gè)傳感器的安裝位置之間要有一定的距離（ 30cm～ 50cm之間），當(dāng)無人經(jīng)過傳感器時(shí)（以下用 E1和 E2表示傳感器），紅外線二極管發(fā)出的紅 4 外線照射不到光電三極管上，送給單片機(jī)的信號(hào)一直是不變的低電平，系統(tǒng)不會(huì)計(jì)數(shù)。當(dāng)有人上車時(shí)，先遮擋住 E1，則 E1的紅外線二級(jí)管發(fā)出的光照射在人身上，反射到受光三極管上，電路中的 A1點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)高電平信號(hào)，經(jīng)過放大濾波，邏輯運(yùn)算最后在 A3端輸出一個(gè)低電平信號(hào)。隨后人體全部遮擋 E1和 E2，然后是離開 E1遮擋住 E2，最后離開。由此類推在整個(gè)上車的過程中 A3點(diǎn)的電平是高低變化的，即一個(gè)上車脈沖信號(hào)，送至單片機(jī)的STATUS寄存器進(jìn)行加計(jì)數(shù)，而 此時(shí) B3點(diǎn)的輸出狀態(tài)是不變的。具體的檢測(cè)方法和脈沖產(chǎn)生的時(shí)序如圖 3，圖 4所示 [2]。 圖 3 人的走動(dòng)方向 圖 4 各點(diǎn)時(shí)序波圖 E1 E2 人 A1 1 B1 A3 B3 5 同時(shí)人上車時(shí)各點(diǎn)邏輯關(guān)系如表 1 所示 表 1 人上車時(shí)各點(diǎn)邏輯關(guān)系 傳感器工作狀態(tài) A1 B1 A2 B2 A3 B3 1 無人上車 0 0 0 0 0 0 2 遮擋 E1 1 0 1 0 0 0 3 遮擋 E1,E2 1 1 1 1 1 0 4 遮擋 E2 0 1 0 1 0 0 5 人離去 0 0 0 0 0 0 當(dāng)人下車的時(shí)候則是把這個(gè)遮擋的順序反過來， B3 點(diǎn)產(chǎn)生的脈沖時(shí)序 是相反的，信號(hào)送至單片機(jī)的 STATUS 寄存器進(jìn)行減計(jì)數(shù)，單片機(jī)即可通過程序模擬把車廂內(nèi)的實(shí)際人數(shù)計(jì)算出來并寄存在寄存器中。 紅外線傳感器指能夠發(fā)射紅外線和接收紅外線的器件。紅外線傳感器根據(jù)其機(jī)理不同可以分為被動(dòng)型紅外線傳感器和主動(dòng)型傳感器。其中主動(dòng)型紅外線傳感器 ,包括紅外發(fā)射管和紅外接收傳感器 ,這兩種傳感器配套使用可組成一個(gè)完整的紅外線檢測(cè)、遙控系統(tǒng) ,這類傳感器也稱光探測(cè)型感器本系統(tǒng)使用了其中的紅外發(fā)射二極管和紅外接收三極管來檢測(cè)判斷客車載客人數(shù)。 CD4013 是 CMOS 雙 D 觸發(fā)器，內(nèi)部集成了兩個(gè)性能相同， 引腳獨(dú)立(電源共用 )的 D 觸發(fā)器，采用 14 引腳雙列直插塑料封裝，是目前設(shè)計(jì)開發(fā)電子電路的一種常用器件，它的使用相當(dāng)靈活方便且易掌握，受到許多電子愛好者的喜愛。 CD4013 的管腳排列如圖 5 所示，內(nèi)部有兩個(gè)完全相同的 D 觸發(fā)器 FF1和 FF2。圖中， D 為數(shù)據(jù)輸入端， CP 為時(shí)鐘脈沖輸入端， Q 和為 Q 一對(duì)互補(bǔ)的輸出端， S 為置位端， R 為復(fù)位端， VDD 和 VCC 分別為電源正負(fù)端 . 6 FF1FF2Q1Q 1 \C P 1R1D1S1V s s S2D2R2C P 2Q 2 \Q2V p pC D 4 0 1 3 圖 5 CD4013 管腳 CD4013 的功能如表 2 所示，由表可見，當(dāng) R=S=0 時(shí)，在 CP 上升沿作用下 ， Q 端狀態(tài)與 D 端相同，即 Qn+1=D，也就是將 D 端數(shù)據(jù)置入觸發(fā)器。當(dāng) R= 0、 S=1 時(shí)， Q=1；當(dāng) R= S=0 時(shí)， Q=o，稱為直接置 1 和置 o，無需 cP 和 D 的配合。一般情況下不允許同時(shí)在 R、 S 兩端加上高電平，因?yàn)榇藭r(shí)觸發(fā)器的兩個(gè)輸出端為高電平，是不正常的工作狀態(tài) 。 表 2 CD4013的功能表 CP D R S Qn+1 ↑ ↓ ↓ X X 0 0 0 0 1 0 0 1 x 0 0 Qn x 1 0 0 x 0 1 1 CD4013有四種基本方式，即數(shù)據(jù)鎖存器，單穩(wěn)態(tài)工作方式，無穩(wěn)態(tài)工作方式和雙穩(wěn)態(tài)工作方式。 單片機(jī) 模塊電路 單片機(jī)模塊主要用來實(shí)現(xiàn)對(duì)上、下車人數(shù)的加、減計(jì)數(shù)。單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)中 ,考慮到系統(tǒng)中的程序量和數(shù)據(jù)量較少 ,需要的 I/ O 口資源也相對(duì)較少 ,AT2MEL 公司的 AT89C51 芯片的資源就能很好的滿足系統(tǒng)的需求 ,所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用了 MCS51 系列單片機(jī) AT89C51 芯片的最小系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。我們選用 ATMEL公司 89系列的標(biāo)準(zhǔn)型單片機(jī) AT89C51， AT89C51是一種低功耗、高性能的 8位單片機(jī)，片內(nèi)帶有一個(gè) 4K字節(jié)的 FLASH可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ EPROM），它采用了 CMOS工藝和 ATMEL公司的高 7 密度非易失性存儲(chǔ)器 (NURAM)技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MCS 51兼容。另外， AT89C51還具有 MCS51系列單片機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)。128X8位內(nèi)部 RAM， 32位雙向輸入輸出線，兩個(gè)十六位定時(shí) /計(jì)時(shí)器， 5個(gè)中斷源，兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，一個(gè)全雙工異步串行口及時(shí)鐘發(fā)生器等。片內(nèi)的 FLASH存儲(chǔ)器允許在系統(tǒng)內(nèi)改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)器來編程。因此 AT89C51是一種功能強(qiáng)、靈活性高且價(jià)格合理的單片機(jī)，它可方便地應(yīng)用在各種控制領(lǐng)域 [3]。 AT89C51的主要性能有： ◇ 與 MCS 51微控制器產(chǎn)品兼容； ◇ 4KB可改編程序 FLASH存儲(chǔ)器 。 (可經(jīng)受 1,000次的寫入 /擦除周期 ) ◇ 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz； ◇ 三級(jí)存儲(chǔ)器保密； ◇ 128x8字節(jié)內(nèi)部 RAM； ◇ 32條可編程 I/O線； ◇ 2個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； ◇ 6個(gè)中斷源； ◇ 可編程串行通道； ◇ 片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器； ◇ 空閑狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保存片內(nèi) RAM中的內(nèi)
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