【導(dǎo)讀】集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個。人和集體均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律。結(jié)果由本人承擔。作,斷開汽車電子點火器，對客車執(zhí)行鎖定，并繼續(xù)對當前車內(nèi)人數(shù)進行循環(huán)判斷,汽車能再次正常啟動。[1]徐科軍.傳感器與檢測技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,.[2]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,.[8]楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程[M].北京:高等教育出版社,1998.擬訂提綱的基礎(chǔ)上進行開題報告；第三階段：20xx年4月22日，定稿并打印出合格的畢業(yè)論文；紅外檢測模塊的主要功能是對乘客的上下車方向進行識別。單片機系統(tǒng)主要對乘客。進行顯示,當超載時通過蜂鳴器報警,并通過繼電器對客車執(zhí)行鎖定。討，按時完成課題中所提出各項研究內(nèi)容，及時撰寫和提交畢業(yè)論文。

　　

【正文】 向傳感器相送入單片機 INT0、 INT1。設(shè)計中采用中斷方式來檢測。人物分辨檢測電路如圖 3 所示。 通過熱釋電紅外傳感器和紅外線發(fā)射 —— 接收對管能夠有效地實現(xiàn)以下情況。正常上下車的識別是 阻斷紅外線發(fā)射 —— 接收對管的先后來判斷，而其他情況至少有一個傳感器信號為零。上下車情況分析如表 1 所示。 表 1 上下車情況分析 上下車信號情況 傳感器 情況一 情況二 情況三 情況四 正常上車 正常下車 物體 小孩 傳感器電平 傳感器電平 傳感器電平 傳感器電平 識別上車紅外管對 1 1 1 0 識別下車紅外管對 1 1 1 0 熱釋電紅外傳感器 1 1 0 1 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)其機理不同可以分為被動型紅外線傳感器和主動型傳感器。其中主動型紅外 線傳感 6 器 ,包括紅外發(fā)射管和紅外接收傳感器 ,這 2 種傳感器配套使用可組成一個完整的紅外線檢測、遙控系統(tǒng) ,這類傳感器也稱光探測型傳感器本系統(tǒng)使用了其中的紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管來檢測判斷客車載客人數(shù)。檢測上下車人員計數(shù)電路如圖 3 所示 。 圖 3 紅外檢測模塊 單片機系統(tǒng) 單片機系統(tǒng)主要用來實現(xiàn)對上、下車人數(shù)的加、減計數(shù)并控制數(shù)碼顯示管對車上的乘客人數(shù)進行準確的顯示，以及驅(qū)動相關(guān)的控制電路。在單片機系統(tǒng)的設(shè)計中 ,考慮到系統(tǒng)中的程序量和數(shù)據(jù)量較少，需要的 I/O 口資源也相對較少，ATMEL 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)計中采用了 MCS51 系列單片機 AT89C51 芯片的最小系統(tǒng)來實現(xiàn)。 AT89C51 是ATMEL 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能的 8 位 CMOS 微處理器芯片，與工業(yè)標準的 8051 指令集及引腳分布相兼容，片內(nèi)有 4KB 的 E178。PROM ，允許在線編程[3] 。 MCS51 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能部件 [4] 7 MCS－ 51 單片機是在一塊芯片中集成了 CPU、 RAM、 ROM、定時器 / 計數(shù)器和多種功能的 I/O 接口等一臺計算機所需要的基本功能部件。單片機內(nèi)包含下列幾個部件： 一個 8 位 CPU； 一個片內(nèi)振蕩器及時鐘電路； 4K 字節(jié) ROM 程序存儲器： 128 字節(jié) RAM 數(shù)據(jù)存儲器； 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器； 可尋址 64K 外部數(shù)據(jù)存儲器和 64K 外部程序存儲器空間的控制電路； 32 條可編程的 I/O 線（四個 8 位并行 I/O 端口） ； 一個可編程全雙工串行口； 具有五個中斷源、兩個優(yōu)先級嵌套中斷結(jié)構(gòu)。 8051 單片機框圖如圖 4 所示 ， 各功能部件由內(nèi)部總線聯(lián)接在一起。 圖中 4K（ 4096）字節(jié)的 ROM 存儲器部分用 EPROM 替換就成為 8751； 圖中去掉 ROM 部分就成為 8031 的結(jié)構(gòu)圖 ； 圖中去掉 ROM 部 分就成為 8031 的結(jié)構(gòu)圖。 圖 4 8051 單片機框圖 8051 的引腳功能 MCS－ 51 單片機都采用 40 引腳的雙列直播封裝方式。圖 5（ a）為引腳排列圖，（ b）為邏輯符號圖。 8 圖 5 8051 引腳圖 40 條引腳說明如下： ⑴ ． 主電源引腳 Vss 和 Vcc Vss 接地。 Vcc 正常操作時為十 5 伏電源。 ⑵ ． 外接晶體引腳 XTAl1 和 XTAL2 XTAL1 內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端，是外接晶體的一個引腳。當采 用外部振蕩器時，此引腳接地（見圖 5（ b））。 XTAL2 內(nèi)部振蕩器的反相放大器的輸出端，是外接晶體的另一端 。當采用外部振蕩器時，此引腳接外部振蕩源。 ⑶ ．控制或與其它電源復(fù)用引腳 RST/Vpd， ALE/PROG， PSEN 和 EA/Vpp。 RST/Vpd 當振蕩器運行時。在此引腳上出現(xiàn)兩個機器同期的高電平（由低到高跳變），將使單片機復(fù)位。 在 Vcc 掉電期間，此引腳可接上備用電源，由 Vpd 向內(nèi)部 RAM 提供備用電源，以保持內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù)。 ALE/PROG 正常操作時為 ALE 功能（允許地址錢存），提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器。 ALE 引腳以不變的頻率（振蕩周期的 1/6）周期性地發(fā)出正脈沖信號。因此， 它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。但要注意，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。 ALE 端可以驅(qū)動（吸收或輸出電流）八個 LSTTL 電路。 對于 EPROM 型單片機，在 EPROM 編程期間，此引腳接收編程脈沖（ PROG功能）。 9 PSEN 外部程序存儲器讀選通信號輸出端。在從外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）期間； PSEN 在每個機器周期內(nèi)兩次有效。 PSEN 同樣可以驅(qū)動八個LSTTL 輸入。 EA／ Vpp EA 為內(nèi)部程序存儲器和外部程序存儲器選擇端。當 EA 為高電平時，訪問內(nèi)部程序存儲器（ PC 值小于 4K）。當 EA 為低電平時，則訪問外部程序存儲器。對于 EPROM 型單片機，在 EPROM 編程期間，此引腳上加 21VEPROM編程電源（ Vpp）。 ⑶ ． 輸入 /輸出引腳 ～ ， ～ ， ～ ， ～ ～ ： P0 是一個 8 位漏極開路型雙向 I/O 口。在訪問外部存儲器時，它是分時傳送的低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)總線。 PO 口能以吸收電流的方式驅(qū)動八個LSTTL 負載。 ～ ： P1 是一個帶有內(nèi)部提升電阻的 8 位準雙向 I/O 口。它能驅(qū)動（吸收或輸出電流 ）四個 LSTTL 負載。 ～ ： P2 是一個帶有內(nèi)部提升電阻的 8 位準雙向 I/O 口。在訪問外部存儲器時，它輸出高 8 位地址。 P2 口可以驅(qū)動（吸收或輸出電流）四個 LSTTL負載。 ～ ： P3 是一個帶有內(nèi)部提升電阻的 8 位準雙向 I/O 口。能驅(qū)動（吸收或輸出電流）四個 LSTTL 負載。 P3 口還用于第二功能請參看表 2 ： 表 2 P3 口 的 第二功能 復(fù)位電路 MCS－ 51 單片機的復(fù)位電路如圖 6 所示。在 RESET（圖中表示為 RST）輸入端出現(xiàn)高電平時實現(xiàn)復(fù)位和初始化。在振蕩器運行的情況下，要實 現(xiàn)復(fù)位操作，必須使 RST 引腳至少保持兩個機器周期（ 24 個振蕩器周期）高電平。 CPU 在第二個機器周期內(nèi)執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位操作、以后每一個機器周期重復(fù)一次，直至 RST端電平變低。復(fù)位期間不產(chǎn)生 ALE 及 PSEN 信號 。 10 圖 6 復(fù)位電路 控制模塊電路 控制模塊利用在單片機內(nèi)預(yù)先設(shè)定好一個額定值，當上車人數(shù)超過額定值時，單片機便通過繼電器控制客車使之不能啟動，并以 LED 顯示當前車上的人數(shù)，同時通過蜂鳴器發(fā)出報警聲?？刂颇K電路組成如圖 7 所示，包括 LED 數(shù)碼管顯示電路、報警電路和汽車執(zhí)行鎖定電路。在數(shù)碼管顯示電路設(shè)計中，將 待顯示數(shù)據(jù)的段碼經(jīng) P0 口和 P2 口輸出，送給數(shù)碼管顯示。報警電路比較簡單，當超載時，系統(tǒng)通過軟件控制蜂鳴器實現(xiàn)報警 [6] 。 鎖定電路 對汽車的鎖定電路中繼電器選用固態(tài)繼電器 [7]，利用光電耦合器 [8]作輸入輸出電位隔離，當車內(nèi)人數(shù)未超過預(yù)定的人數(shù)時， 處于高電平狀態(tài)，光耦有輸出，晶體管 VQ1 的基極為低電平， VQ1 不導(dǎo)通；而 VQ2 基極高電平，導(dǎo)通。同樣 VQ3 導(dǎo)通，直流常閉繼電器 ,其常閉觸頭接在汽車的高壓回路中。當打開動開關(guān) (即點火開關(guān) ) 時 ,由于 口處于高電平 ,所以繼電器不動作 ,對汽車正常工作沒 有影響。 當車內(nèi)人數(shù)超過預(yù)定人數(shù) ,即超載時，單片機系統(tǒng)向 送低電平，光耦無輸出，晶體管 VQ1 的基極高電平， VQ1 導(dǎo)通；而 VQ2 基極低電平，不導(dǎo)通。同樣 VQ3 不導(dǎo)通，繼電器動作，其常閉觸頭斷開，切斷汽車的高壓回路，駕駛員無法啟動汽車發(fā)動機。當車內(nèi)人數(shù)恢復(fù)到預(yù)定人數(shù)以下時，單片機系統(tǒng)再次送高電平到 口，繼電器動作，其常閉觸頭閉合，汽車又恢復(fù)正常的啟動，從而有效地限制了客車的超載行為。 11 圖 7 系統(tǒng)原理圖 報警部分 當單片機判斷出車上人員數(shù)量超出規(guī)定時 , 將通過單片機的 口輸出 秒 1kHz的 方波，接著輸出 秒的低電平。音頻信號驅(qū)動揚聲器 , 作報警信號 , 本電路中使用了音頻放大集成芯片 LM386[9] 。 車內(nèi)人數(shù)顯示部分 由于客車載人數(shù)目都在 100 人以內(nèi) , 所以用兩個 7 段 LED 已經(jīng)足夠。本設(shè)計采用 P0 口和 P2 口的輸出來驅(qū)動兩個 LED [10] 。 12 3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計和實現(xiàn) 人員檢測系統(tǒng)是一個智能化的系統(tǒng)，首先初始化系統(tǒng) ,包括設(shè)置堆棧指針、設(shè)置定時器計數(shù)初值、設(shè)置定時器工作方式、設(shè)置中斷允許控制 [11]。將通用寄存器清零，用來存放車內(nèi)當前的乘客人數(shù)，其中一個單元存放預(yù)定客車能乘載的最大乘客數(shù) ，然后將寄存器中存放的當前車內(nèi)乘客數(shù)放入累加器中，通過比較指令和單元的內(nèi)容比較，判斷當前車內(nèi)人數(shù)是否達到預(yù)定人數(shù)如果當前車內(nèi)人數(shù)小于預(yù)定人數(shù)，則繼續(xù)對車內(nèi)人數(shù)進行判斷。如果當前車內(nèi)人數(shù)大于預(yù)定人數(shù)，則跳轉(zhuǎn)到報警，使蜂鳴器報警；同時使繼電器動作，斷開汽車電子點火器。 它的軟件所完成的功能主要包括： (1)信息處理：即當單片機 I/O 口接收到脈沖時，單片機做加 /減法計數(shù)。 (2)顯示輸出：主要實現(xiàn)的是將外部中斷所產(chǎn)生的計數(shù)值，由十六進制轉(zhuǎn)換為 8 位 BCD 碼，然后進行顯示單片機將總?cè)藬?shù)輸出到 LED 進行顯示。 (3)控制輸出：對當前車內(nèi)人數(shù)進行循環(huán)判斷，當車內(nèi)人數(shù)小于預(yù)定人數(shù)時 ,要隨時清除報警程序，使繼電器的常閉觸頭閉合，以便汽車能再次正常啟動；當車載人數(shù)超出規(guī)定時，產(chǎn)生鎖定和報警控制信號 [12] 。 程序流程設(shè)計 顯示子程序流程圖如圖 8 所示 中斷子程序流程圖如圖 9 所示 主程序流程圖如圖 10 所示 圖 8 顯示子程序流程圖 等待顯示控制信號 顯示車內(nèi)當前人數(shù) 返回主程序 有 ? 13 圖 9 外部中斷子程序流程圖 圖 10 程序流程圖 開始 系統(tǒng)初始化 設(shè)置客車人數(shù)上限 送車內(nèi)人數(shù)到 number 判斷車內(nèi)人數(shù)是否超載 ? 產(chǎn)生報警信號 斷開汽車點火器 再 次判斷車內(nèi)人數(shù)是否超載 ? 消除報警信號 開啟汽車點火器 判斷上或下？ 等待外部中斷信號 做加 /減運算 返回判斷車內(nèi)人數(shù)是否超載 ? 有 ? 14 程序設(shè)計 主程序 采用了 3 個中斷（其中 2 個外部中斷用于記數(shù)，一個定時中斷用于 LED 顯示）。 void main(void) { TMOD=0x20。 //采用 T1 定時，工作方式 2// TH1=0x06。 //設(shè)置記數(shù)初值 // TL1=0x06。 TR1=1。 //啟動 T1// ET1=1。 //允許 T1 中斷 // EA=1。 //CPU 開中斷 // EX0=1。 //允許外部中斷 0// EX1=1。 //允許外部中斷 1// PX0=1。 PX1=1。 //設(shè)定中斷優(yōu)先級 // IT0=1。 //外部中斷下降沿觸發(fā) // IT1=1。 number=00。 //初始化車內(nèi)人數(shù) // up=0。 down=0。 while(1) { if(number48)//車內(nèi)人數(shù)大于額定人數(shù)電子點火器關(guān)閉并發(fā)出報警聲 // { P1_0=0。 alarm()。 delay200ms()。 } else //車子不超載時汽車正常工作 // { P1_0=1。 P1_7=1。 } 15 } } 部分子程序 ：采用定時器 T1，每 20 次定時刷新一次顯示的內(nèi)容，其程序如下： void t1(void) interrupt 3 using 0 //20 次中斷才顯示一次 // { mstt++。 if(mstt==20) { mstt=0。 P1=dispcode[number/10]。 P0=dispcode[number%1