【文章內(nèi)容簡介】 檢測汽車存在的具體實現(xiàn)是在感應(yīng)線圈的始端連接上檢測電感電流變化的檢測器 , 并將之轉(zhuǎn)化為標準脈沖電壓輸出。其具體電路圖由三部分組成 :信號源部分、檢測部分、比較鑒別部分。原理框圖如圖 3所示 , 輸出脈 沖波形見圖四。 （ 3）傳感器的鋪設(shè) 圖 3 車輛檢測原理圖及檢測電路電壓脈沖輸出波形 7 圖 4 車輛存在與檢測電路原理框圖 車輛計數(shù)是智能控制的關(guān)鍵 ，為防止車輛出現(xiàn)漏檢的現(xiàn)象，環(huán)狀絕緣電線在地下的鋪設(shè)我們設(shè)采取在每個車行道上中的出口地 (停車線處 )以及在離出口地一定遠的進口的地方各鋪設(shè)一個相同的傳感器，方案如圖 5(以典型的十子路口為例 )，同一股道上的兩傳感器相距的距離為該股道正常運行時所允許的最長停車車龍為好。 圖 5 十字路口車輛檢測電路 系統(tǒng)總體設(shè)計 框圖 8 圖 6 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖 1) 實用交通燈控制器的硬件設(shè)計方案 (1)認真理解實用交通燈的控制要求，仔細觀察現(xiàn)實生活交通燈的運行情況，對實用交通燈有一個大概的了解； (2)查閱資料，確定并畫出實用交通燈控制器的原理圖，為選擇要實現(xiàn)實用交通燈控制器功能的器件做準備； (3)根據(jù)原理圖選擇實用交通燈控制器的器件，畫出實用交通燈控制器的硬件原理圖并生成 PCB 圖； (4)根據(jù)硬件原理圖，把元器件都焊接在板 上，焊好后根據(jù)原理圖仔細檢查硬件接線情況； (5)等軟件編寫好寫進片子后，進行硬件調(diào)試，以保證達到控制要求。 2） 實用交通燈控制器軟件設(shè)計方案 (1)仔細研讀控制要求和硬件原理圖 ,達到對每一塊硬件非常熟悉的程度； (2)查閱資料，梳理思路，開始畫程序框圖； (3)編寫程序，認真調(diào)試，檢查每一步的作用及運行情況，最后生成 HEX文件； (4)將 HEX 文件寫進片子，軟硬件結(jié)合進行調(diào)試，看是否達到所要求的設(shè)計任務(wù)； (5)寫畢業(yè)設(shè)計論文及畢業(yè)論文總結(jié)、答辯。 實用交通燈控制器 實用交通控制器的硬件設(shè)計方案 實用交通控制器的軟件設(shè)計方案 9 第三章 控制器硬件系統(tǒng)設(shè)計 硬件設(shè)計方案的分析 實用交通燈方案的設(shè)計 在一個十字路口 (如圖六）分別有主干道和支干道，當主干道為綠燈時車輛通行，支干道為紅燈時，主干道車輛可以通行，人行道也可以通行，；當主干道為紅燈時，支干道為綠燈時，支干道車輛和人行道上都可以通行；當綠燈閃爍、黃燈亮時表示將要進行紅綠的切換，提醒大家注意通行安全。 圖六 交通燈設(shè)計方案 各個燈燃亮的時間表 (表 1）： 30S 5S 20S 4S 主干道 綠燈亮 綠燈閃爍，黃燈亮 紅燈亮 紅燈亮 支干道 紅燈亮 紅燈亮 綠燈亮 綠燈閃爍，黃燈亮 控制器硬件總框圖 主干道 支干道 10 圖七 控制器硬件總框圖 控制器硬件選用器件及硬件基本電路介紹 AT89C52 一片，共陽極的七段數(shù)碼管兩個， C9012 三極管 6 個，固態(tài)繼電器（ G3MB 202P ,輸入直流 5V,輸出交流 220V)6 塊， 220V、 15W 的燈泡 6 個，電容四個：兩個33PF 的，兩個 10μ F,晶振 兆赫茲一個 ,13 個按鍵 .電阻 560Ω的 16個 ,一個 ,一個 2KΩ ,一個 3KΩ ,一個 1kΩ還有一個滑動變阻器 單運放， 74HC00 與非門。 芯片的選型及硬件電路單元介紹 中央控制單元 ⑴ AT89C52 的介紹 AT89C52 單片機是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在線系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。 AT89S52 具有以下標準功能： 8k字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外， AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 ⑵ AT89C52 的時鐘振蕩電路電路介紹 車輛檢測電路 AT89C52 系統(tǒng) 控制 器 倒計時時間顯示電路 交通燈控制電路 11 圖 8 時鐘振蕩電路 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時 鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。上述電路是靠AT89C52 單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生震蕩的，也可以由外部的振蕩器或者時鐘直接驅(qū)動， XTAL2 應(yīng)不接。其余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。此電路主要是為單片機產(chǎn)生時鐘脈沖的，時鐘脈沖經(jīng)過脈沖分配器，可產(chǎn)生 多項時序。 ⑶ AT89C52 的復(fù)位電路介紹 圖 9 復(fù)位電路 此系統(tǒng)的復(fù)位電路為手動按鍵復(fù)位電路，當按鍵按下時，實用交通燈控制器回到初始狀態(tài)，各項參數(shù)都是初始化的參數(shù)。上圖中電容 C3= 10μ F 電阻 R2=10KΩ . 倒計時顯示單元 ⑴共陽極數(shù)碼管的選擇 12 該系統(tǒng)為通過單片機的兩個個口線來驅(qū)動數(shù)碼管顯示，為靜態(tài)顯示。所謂靜 態(tài)顯示，就是每一個顯示器各筆畫段都要獨占具有鎖存功能的輸出口線， CPU 把要顯示的字形代碼送到輸出口上，就可以使顯示器顯示所需的數(shù)字或者符號，此后，即使CPU 不去訪問它，因為各筆畫段接口具有鎖存功能，顯示的內(nèi)容也不會消失。靜態(tài)顯示的優(yōu)點是：顯示程序十分簡單，顯示亮度大，由于 CPU 不必經(jīng)常掃描顯示器，所以節(jié)約了 CPU 的工作時間。但靜態(tài)顯示也有自己的缺點，主要是占用口線比較多，硬件成本比較高，所以靜態(tài)顯示法一般用在顯示器數(shù)目比較少的應(yīng)用系統(tǒng)中。 LED 采用靜態(tài)顯示與單片機接口時。共陰極或者共陽極點連接在一起接地或者 接高電平。每個顯示位的段選線與一個 8位并行口對應(yīng)相連，只要在顯示位上的段選線上保持段碼電平不變，則該位 2 就能保持相應(yīng)的顯示字符。這里的八位并行口可以直接采用并行 I/O接口芯片。也可以采用串入 /并出的移位寄存器或者其他的具有三態(tài)功能的鎖存器等。 此系統(tǒng)為通過單片機的兩個口線來驅(qū)動數(shù)碼管顯示，但因為單片機的兩個口線出來的電流比較小，單個 LED 導(dǎo)通的電壓一般為 之間 ,工作電流在515mA 之間 ,具體數(shù)值與 LED 得制作材料有關(guān)，因此須采用共陽極的數(shù)碼管，使數(shù)碼管的接 +5V 的電壓。 ⑵ 選用共陽極數(shù)碼管的電阻的計算 同時如果直接讓口線接數(shù)碼管的各個端口，電流太大，可能會燒壞數(shù)碼管，故必須加限流電阻，限流電阻在電路中起分壓，限流的作用。限流電阻 R的計算公式如下： ffi IVR csVV ??? 其中： iV 為輸入電平； fV 為輸入端發(fā)光二極管的壓降，通常是 —— csV 為驅(qū)動壓降，通常是 —— fI 為發(fā)光二極管的工作電流，通常是 520mA 當 iV =5V, fV =， csV =， fI =20mA 時， 最小R =100Ω 。 當 iV =5V, fV =， csV =， fI = 5mA 時， 最大R =740Ω； 這里取 R為 560Ω，在 100Ω和 740Ω之間，符合要求。 13 ⑶顯示單元硬件接線圖 圖 10 共陽極數(shù)碼管的靜態(tài)顯示的原理圖 如圖 10 所示 ,顯示單元的硬件接線是在 PO口和 P1口分別接 8 個 560Ω的電阻 ,然后再將電阻的另一端接數(shù)碼管的各個筆畫段 ,并且接線一定要按順序進行 ,最后 將COM 端接 5V. 紅綠燈控制單元 ⑴三極管 C9012 的選擇 圖 11 控制交通燈亮 滅電路圖 三極管的選擇與固態(tài)繼電器有。根據(jù)圖四，易看出只能選擇 PNP 型的三極管 ,結(jié)合 P2 口的輸出低電平時， ?I =, L0V = 電壓，結(jié)合固體繼電器的型號和 C9012 14 的技術(shù)參數(shù)，易確定 9012 三極管合適。如下為 C9012 的技術(shù)參數(shù) : 集電極 發(fā)射極電壓 30V 集電極 基電壓 40V 射極 基極電壓 5V 集電極電流 耗散功率 結(jié)溫 150℃ 特怔頻率 最小 150MHZ 放大倍數(shù)： D6491 E78112 F96135 G122166 H144220 I190300 ⑵ 固態(tài)繼電器的選擇 固態(tài)繼電器 是今年來發(fā)展起來的新型電子繼電器，其輸入控制電流小，用 TTL、HTL、 CMOS 等集成電路或簡單的輔助電路就可以直接驅(qū)動，因此特別適宜在控制現(xiàn)場作為輸出通道的控制元件。其輸出利用晶體管或者晶閘管驅(qū)動，無觸點，與普通的電磁繼電器和磁力開關(guān)相比，具有無機械噪聲、按鍵抖動和回跳、開關(guān)速度快、體積小、質(zhì)量輕、壽命長、工作可靠等特點，并且耐沖力、抗腐蝕，因此目前已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)的電磁式繼電器和磁力開關(guān)作為開關(guān)量輸出控制元件。本系統(tǒng)采用的是固態(tài)繼電器。 固態(tài)繼電器有光耦合電路、觸發(fā)電路、開關(guān)電路、過零控制電路和吸收電路 5 部分構(gòu)成。它被封裝成一個整體，外面只有四個引腳。按負載類型分，固態(tài)繼電器分為直流型和交流型兩種： 一、 直流型固態(tài)繼電器 主要用于直流功率的控制場合。其輸入為光電耦合電路，可用 OC 門和晶體管直接驅(qū)動，驅(qū)動電流一般為 330mA,輸入電壓為 530V。其輸出端為晶體管輸出，輸出電壓為 30—— 180V。 二、 交流型固態(tài)繼電器 分為非過零型和過零型，二者都是用雙向晶閘管作為開關(guān)器件。對于非過零型 SSR,在輸入信號時，不管負載電源電壓相位如何，負載端立即導(dǎo)通；過零型必須在負載電源電壓接近零且輸入控制信號有效時，輸出 端負載電源才導(dǎo)通可以抑制射頻干擾。當輸入端的控制電壓撤消后，流過雙向晶閘管的負載電流為零時才關(guān)斷，根據(jù)本系統(tǒng)的特點，應(yīng)該選擇非過零型的 SSR. 15 車輛檢測電路介紹 ⑴ OP07芯片的選擇 OP07 為單運放放大器，是一個精密的，低噪聲的單運放可以做為車輛檢測電路的元器件使用，以下位 OP07 的工作參數(shù)： OP07失調(diào)電壓 25UV,電源電壓 +（ 3~18），壓擺率 產(chǎn)品型號 :OP07CP 通道數(shù) :1 每通道 IQ(典型值 )(mA):5 帶寬 GBW(典型值 )(MHz): 轉(zhuǎn)換 速率 (典型值 )(V/us): 輸入失調(diào)電壓 (25℃ )(Max.)(mV): 失調(diào)漂移 (典型值 )(uV/℃ ): 輸入偏置電流 (Max.)(pA):7000 共模抑制比 (Min.)(dB):100 噪聲電壓 (典型值 ): 封裝 /溫度 (℃ ):PDIP8/0~70 描述 :精密 ,低噪聲運放 ⑵車輛檢測單元硬件接線圖 16 圖 13 車輛檢測電路 將與非門的輸出端口接 AT89C52 的 INT1 端口上，其它的硬件接線如圖所示。此車輛檢測電路根據(jù) OP07 的放大特性制成的，此電路系統(tǒng)為開環(huán)系統(tǒng)， 當同向端的電壓電壓大于反向端的的電壓時，運放輸出與同向端電壓相同經(jīng)過與非門之后變?yōu)榈碗娖?，相?yīng) INT1 中斷；當同向端的電壓小于反向端的電壓時，運