【文章內(nèi)容簡介】 訓(xùn)，最安全的辦法還是謹(jǐn)慎駕駛。 該系統(tǒng)測速工作原理為，利用壓力傳感器感受車輪壓力并采集汽車行駛信號，當(dāng)單片機(jī)接收 到行駛信號后，啟動定時器，當(dāng)汽車前進(jìn) 1m時定時器停止，然后讀取定時時間，從而得出汽車每行駛 1m所花的時間，并將測量結(jié)果轉(zhuǎn)化為km/h 在顯示單元中顯示出來。 １ ｍ／ｓ ＝ ３．６ ｋｍ／ｈ 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計 7 攝像頭的工作原理大致為：景物通過鏡頭 (LENS)生成的 光學(xué) 圖像投射到圖像傳感器表面上，然后轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)過 A/D(模數(shù)轉(zhuǎn)換 )轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號， 再送到數(shù)字信號處理芯片 (DSP)中加工處理，再通過 USB 接口傳輸?shù)诫娔X中處理，通過顯示器就可以看到圖像了。 目前攝像頭的視頻捕獲都是通過軟件來實現(xiàn)的，因而對電腦的要求非常高，即 CPU的處理能力要足夠的快，其次對畫面要求的不同，捕獲能力也不盡相同?，F(xiàn)在攝像頭捕獲畫面的 最大分辨率 為 640480，在這種分辨下沒有任何數(shù)字?jǐn)z像頭能達(dá)到 30 幀 /秒的捕獲效果，因而畫面會產(chǎn)生跳動現(xiàn)象。 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計 8 3系統(tǒng)設(shè)計 在整個測速系統(tǒng)設(shè)計中占有很重要的位置的是測速系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計。硬件電路設(shè)計的合理性將直接影響系統(tǒng)運行的可靠性與穩(wěn)定性 。 選擇合適的器件和合理的電路布局將對系統(tǒng)有很大的影響，并且硬件系統(tǒng)的性能是整個測距系統(tǒng)可靠性的最根本保證。因此，在能夠保證實現(xiàn)測速所需要功能的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該需要重點考慮以下幾個原則： (1)盡量選擇一些典型芯片，典型的應(yīng)用電路。這樣可以保證電路設(shè)計模塊的正確性，為系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)。 (2)盡量減小硬件電路的復(fù)雜性，能在片內(nèi)實現(xiàn)的功能，最好不要再外接電路，在芯片選擇和線路板多選用集成度高的芯片。 ( 3)排布時候盡量考慮系統(tǒng)的可靠性。 該硬件系統(tǒng)基本包括復(fù)位感應(yīng)部分、控 制部分、實施記錄部分，本電路采用AT89c51 單片機(jī)作為微處 理器 [1],對定時、數(shù)據(jù)處理起關(guān)鍵作用。 圖 系統(tǒng)框圖 圖 簡單的介紹了本硬件系統(tǒng)的基本實施思路，本系統(tǒng)主要是單片機(jī)對部分電器件的控制，從而得到基本的應(yīng)用。 本文涉及的主要器件有三種，包括控制中心的單片機(jī)，用于感應(yīng)汽車信號的感應(yīng)器，拍照記錄的攝像頭。還有一些簡單的器件，如閃光燈、顯示器等。 復(fù)位開關(guān) 傳感器感應(yīng)電路 中心控制系統(tǒng) 89c51 攝像頭開啟 系統(tǒng) 顯示 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計 9 開關(guān)復(fù)位 上電后，由于電容 C1 的充電 過程 ，使 RST 持續(xù)一段時間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已 在運行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵 S1 后松開，也能使 RST 為一段時間的高電平， 從而實現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。 根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動復(fù)位，并且在單片機(jī)運行期間，用開關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。本設(shè)計使用的 上電或開關(guān)復(fù)位電路 如 圖 所示。上電后，由于電容 C1 的充電過程 ，使 RST 持續(xù)一段時間的高電平。 當(dāng)單片機(jī)已在運行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵 S1 后松開，也能使 RST 為一段時間的高電平， 從而實現(xiàn)上電 或開關(guān)復(fù)位的操作。 圖 CPU上電或開關(guān)復(fù)位電路 感應(yīng)發(fā)射部分 系統(tǒng)通過采樣 口的情況 (設(shè)定 為低電平有效），送到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。汽車的重量一般在 1500kg~70000kg 之間，基于此，選用壓阻式壓力傳感器。該電路選擇兩個 MPM380 型壓力傳感器 [2]，因為此傳感器的特點是穩(wěn)定度高、能承受的壓力大、溫度特性好 (10℃ ~80℃ )，能夠滿足高速公路地表面的要求。 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計 10 圖 傳感器 承受的壓力范圍是 (0~35Mpa)，最高能承受 50Mpa 當(dāng)車輪經(jīng)過傳感器時 ，設(shè)敏感元件受力部分為 ，經(jīng)計算，每一次車輪經(jīng)過的地方承受的壓力在500Kpa~35000Kpa 之間，輸出的電壓范圍是 ~ [3]使電壓滿足要求，當(dāng)電壓放大 100 倍，輸出電壓的動態(tài)范圍是 ~12V，再通過比較電路，高于 TTL 高電平，低于 ，設(shè)定穩(wěn)壓二極管 [4]的穩(wěn)壓值為 4V。再經(jīng)過反相器，將采樣得到的脈沖送 D 觸發(fā)器，根據(jù)要求將信號送入 。 當(dāng)汽車輪胎經(jīng)過第一個傳感器，由于程序選擇外中斷請求方式，根據(jù) 的 信息，啟動定時器 .單片機(jī)選擇定時 /計數(shù)器 0，定時時間為 1ms，選擇方式 1，設(shè)定的晶振為 ，設(shè)定定時器的初值為 TH0=0FCH， TL0=18H。 在執(zhí)行中斷服務(wù)子程序時，禁止中斷請求方式 ,設(shè)定為查詢方式。當(dāng)汽車輪胎經(jīng)過第二個傳感器時，采用查詢 P3 口的方式停止計數(shù)，從定時器溢出的次數(shù)判斷出經(jīng)過的毫秒數(shù)，放入 50H 單元中。將 TH0、 TL0 中的數(shù)值減去 0FCH、 18H后 ,判斷出經(jīng)過的毫秒數(shù)，放入 51H 單元、 52H 單元中。因為選擇的測量范圍是35m/s~99m/s，而兩個傳感器之間的距離為 1 m 所花費的時間為1/35=，當(dāng) 50H 單元內(nèi)容大于等于 29ms 時，速度小于 35m/s。 1/99=，當(dāng) 50H 單元內(nèi)容小于等于 10ms 時，速度大于 99m/s 時，轉(zhuǎn)到河南科技大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計 11 超過范圍處理程序。 壓力傳感器的線性特性使得測量系統(tǒng)的校準(zhǔn)十分容易。為了保證線性輸出需要以恒流源作為傳感器的激勵。電路設(shè)計的重點是保證測量精度和穩(wěn)定性。 圖 壓力傳感器電路原理示意圖 恒流源為壓力傳感器提供激勵電流的同時在取樣電阻 R2 上獲得深度測量時A/D 的基準(zhǔn)參考電壓，從而抵消激勵 電流變化帶來的測量誤差，降低了對電流源的要求 [5]。 圖 壓力傳感器電流源 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計 12 系統(tǒng)控制 單片微型計算機(jī) (Single Chip Micro Computer)簡稱單片機(jī)，它是一種把組成微型計算機(jī)的各功能部件：中央處理單元 CPU、一定容量的隨機(jī)存儲器 RAM 和只讀存儲器 ROM、 I/O 接口電路、定時器 /計數(shù)器以及串行口等制作在一塊芯片中的計算機(jī) ,從而實現(xiàn)微型計算機(jī)的基 本功能 [6]。單片機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、控制功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、價格低等特點，在家用電器、智能化儀器、工業(yè)控制以及火箭導(dǎo)航尖端技術(shù)領(lǐng)域都發(fā)揮著十分 重要的作用 [7]。 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如下圖 所示。 圖 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 圖 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)組成示意圖 單片機(jī)實質(zhì)上是一個芯片，在實際應(yīng)用中通常很難直接把單片機(jī)和受控對象進(jìn)行電氣連接，而是必須外加各種擴(kuò)展接口電路以至外部設(shè)備，連同受控對象和單片機(jī)程序軟件構(gòu)成一 個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，配以輸入、輸出、顯示、測量和控制等外圍電路和軟件能實現(xiàn)一種或多種功能的實用系統(tǒng)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成示意圖如 上圖 所示 [8]。 而微控制器中有時鐘信號，是應(yīng)用于使系統(tǒng)操作同步的定時脈沖，單片機(jī)控制系統(tǒng)的時鐘電路有內(nèi)部振蕩和外部振蕩兩種方式 [9]，此系統(tǒng)中采用的是內(nèi)部振蕩方式，從而進(jìn)行計時。 XTAL1(19 腳 )： 接外部晶體的一端。在片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸入端。在采用外部時鐘時，對于 HMOS 單片機(jī)，該端引腳必須接地；對于 CHMOS單片機(jī)，此引腳作為 驅(qū)動端。 XTAL2(18 腳 )： 接外部晶體的另一端。在片內(nèi)它是個振蕩電路反相放大器輸出端，振蕩電路的頻率是晶體振蕩頻率。若需采用外部時鐘電路，對于 HMOS單片機(jī) 接口電路及外設(shè)等 + + 軟 件 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計 13 單片機(jī)，該引腳輸入外部時鐘脈沖；對于 CHM