【導(dǎo)讀】指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注。和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，了明確的說(shuō)明并表示了謝意。的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。對(duì)本文的研究做出重。要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本。聲明的法律后果由本人承擔(dān)。文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。數(shù)的上限值，并用LED顯示器顯示車(chē)內(nèi)的實(shí)時(shí)乘客人數(shù)。當(dāng)超載解除后，聲光報(bào)警也相應(yīng)的解除，客車(chē)鎖定解除，可以正常運(yùn)。本設(shè)計(jì)共分兩部分，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。方向識(shí)別電路將乘客的上、下車(chē)情況進(jìn)行檢測(cè)和判斷并輸入單片機(jī)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)客車(chē)啟動(dòng)裝置的鎖定。

　　

【正文】 3mA。 LM317（電壓可調(diào)）：輸出電流可達(dá) ，輸出電壓 ～ 37V，內(nèi)部過(guò)熱保護(hù)等。 選用 7805，一方面簡(jiǎn)單；另一方面比較常用且比較便宜。 LM78 系列是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的固定輸出三端正穩(wěn)壓器集成電路。我國(guó)和世界各大集成電路生產(chǎn)商均有同類(lèi)產(chǎn)品可供選用，是使用極為廣泛的一類(lèi)串聯(lián)集成穩(wěn)壓器。內(nèi)置過(guò)熱保護(hù)電路，無(wú)需外部器件，輸出晶體管安全范圍保護(hù)，內(nèi)置短路電流限制電路。對(duì)于濾波電容的選擇，需要注意整流管的壓降。 穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成， （ 1）整流和濾波電路：整流作用是將交流電壓變換成脈動(dòng)電壓。濾波電路一般由電容組成，其作用是脈動(dòng)電壓中 的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓。 （ 2）穩(wěn)壓電路：由于得到的輸出電壓受負(fù)載、輸入電壓和溫度的影響不穩(wěn)定，為了得到更為穩(wěn)定電壓添加了穩(wěn)壓電路，從而得到穩(wěn)定的電壓。 25 圖 穩(wěn)壓電源電路 0 三端集成穩(wěn)壓器 LM7805 正常工作時(shí)，輸入、輸出電壓差 2～ 3V。 C1 為輸入穩(wěn)定電容，其作用是減小紋波、消振、抑制高頻和脈沖干擾， C1 一般為 ～ f。C2 為輸出穩(wěn)定電容，其作用是改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)， C2 一般為 1μ F。使用三端穩(wěn)壓器時(shí)注意一定要加散熱器，否則是不能工作到額定電流。二極管 IN4007 用來(lái)卸掉 C2上的儲(chǔ)存電能，防止反向擊穿 LM7805。查相關(guān)資料該芯片的最大承受電流為 ，因此輸入端必須界限流電阻 R1， R1=(12*)/=58Ω，取近似值，選用 70Ω的電阻。 此電源的缺點(diǎn) （ 1）此電源是線性穩(wěn)壓電路，所有有其特有的內(nèi)部功率損耗大，全部壓降均轉(zhuǎn)換為熱量損失了，效率低 .所以散熱問(wèn)題要特別注意。 （ 2）由于核心的元件 7805 的工作速度不太高，所以對(duì)于輸入電壓或者負(fù)載電流的急劇變化的響應(yīng)慢。 此源的優(yōu)點(diǎn) （ 1）電路簡(jiǎn)單，穩(wěn)定，調(diào)試方便 (幾乎不用調(diào)試 )。 （ 2）價(jià)格便宜，適合于對(duì)成本要求苛刻的產(chǎn)品。 （ 3）電路中幾乎沒(méi)有產(chǎn)生高頻或者低頻輻射信號(hào)的元件，工作頻率低，易于控制。 C1 C2 C3 26 第 4 章 客車(chē)超載監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 研制一臺(tái)智能儀器是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，這一過(guò)程包括分析儀表的功能要求和擬定總體設(shè)計(jì)方案，確定硬件結(jié)構(gòu)和軟件算法，研制邏輯電路和編制程序，以及儀表的調(diào)試和性能的測(cè)試等等。軟件的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循模塊化設(shè)計(jì)原則，在總體概況設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行具體的子程序設(shè)計(jì)，功能分解，模塊劃分，細(xì)化軟件層次，優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)，以達(dá)到模塊功能的獨(dú)立性，執(zhí)行的高效性?？傊O(shè)計(jì)的程序應(yīng)該達(dá)到可 讀性，可理解性，可維護(hù)性，有效性。 客車(chē)超載監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案 在單片機(jī)系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，各個(gè)部分模塊化的程序就是整個(gè)系統(tǒng)的組成成份。軟件編寫(xiě)的好壞，語(yǔ)句運(yùn)用的是否簡(jiǎn)潔直接關(guān)系單片機(jī)的工作效率。在各個(gè)模塊化的程序中盡量用最少的語(yǔ)句做最多的事情，不讓語(yǔ)句出現(xiàn)歧義，這樣就可以使整個(gè)程序可以在系統(tǒng)中更好的運(yùn)行，使單片機(jī)工作效率大大的提高。下面就對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的軟件部分作些介紹，如圖 所示為軟件總體流程圖。首先是對(duì)系統(tǒng)的初始化，包括通過(guò)鍵盤(pán)手動(dòng)設(shè)置乘客上限值，各個(gè)寄存器 、計(jì)數(shù)器的工作方式等。子程序包括： T0、 T1 計(jì)數(shù)中斷程序的設(shè)計(jì)、按鍵處理子程序、報(bào)警子程序，顯示子程序。下面就其主要部分進(jìn)行分析。 ⑴ T0、 T1 計(jì)數(shù)中斷程序是將傳感器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)接入計(jì)數(shù)器的 T0、 T1 口，首先把計(jì)數(shù)的初始值設(shè)為 0FFFFH,然后計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng) T0、 T1 口有高低電平變化時(shí)，計(jì)數(shù)器就產(chǎn)生溢出中斷。 ⑵ 按鍵處理子程序用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)設(shè)置上限值。 ⑶ 顯示子程序是將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果送顯示器實(shí)時(shí)顯示。 ⑷ 報(bào)警子程序是將統(tǒng)計(jì)脈沖信號(hào)的數(shù)目與所設(shè)預(yù)置數(shù)進(jìn)行比較，若大于預(yù)置數(shù)則進(jìn)行報(bào)警，若小于或等于預(yù)置數(shù)則解除報(bào)警。本系統(tǒng)軟件總體流程圖 如 圖 所示 。 27 圖 系統(tǒng)軟件總流程圖 程序的初始化是對(duì) AT89C51 的初始化，包括對(duì)中斷計(jì)數(shù)器工作方式和計(jì)數(shù)初值的初始化，對(duì)堆棧的初始化，以及對(duì)暫存地址的分配等。在初始化結(jié)束以后，程序進(jìn)入循環(huán)等待中斷的環(huán)節(jié)。當(dāng)發(fā)生中斷時(shí)，單片機(jī)轉(zhuǎn)入中斷子程序進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù) 處理，T0 產(chǎn)生溢出中斷 ? 計(jì)數(shù)器人數(shù)加 1 T1 產(chǎn)生溢出中斷 ? 計(jì)數(shù)器人數(shù)減 1 調(diào)用顯示子程序 是否大于 超載人數(shù)？ 聲光報(bào)警 啟動(dòng)繼電器鎖定裝置 Y N Y N Y N 初始化 鍵盤(pán)設(shè)置超載人數(shù) 開(kāi) 始 解除報(bào)警 解除繼電器鎖定 28 同時(shí)還對(duì)顯示子程序和報(bào)警子程序進(jìn)行了調(diào)用，完成實(shí)時(shí)顯示和實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能。當(dāng)統(tǒng)計(jì)數(shù)值大于預(yù)置數(shù)值時(shí)，程序執(zhí)行報(bào)警和鎖定指令；當(dāng)統(tǒng)計(jì)數(shù)值小于或等于預(yù)置數(shù)值，程序解除報(bào)警、鎖定指令。 T0、 T1中斷計(jì)數(shù)程序的設(shè)計(jì) T0、 T1中斷程序的流程圖如圖 所示。 圖 中斷程序流程圖 本設(shè) 計(jì)采用 T0、 T1計(jì)數(shù)器對(duì)外部脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。 T T0 均設(shè)為計(jì)數(shù) 器工作模式，工作方式為方式 2，即 8位的常數(shù)自動(dòng)重新裝載的計(jì)數(shù)器。其計(jì)數(shù)初值均設(shè)為 0FFFFH，當(dāng)單片機(jī)外部輸入一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)溢出產(chǎn)生溢出中斷， 計(jì)數(shù)器 T0、 T1的溢出中斷標(biāo)志位 TF0、 TF1 作為外部中斷請(qǐng)求的標(biāo)志位被置 1， CPU 經(jīng)查詢后便暫時(shí)EA=0 累加器 A、寄存器內(nèi)容入棧 開(kāi) 中斷 中斷處理 R1+1 或 R11 現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù) 開(kāi) 始 中斷返回 29 終止當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。所不同的是： T0 計(jì)數(shù)器用做統(tǒng)計(jì)上車(chē)的人數(shù)，所以 T0 每中斷一次數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)容加 1； T1 計(jì)數(shù)器累計(jì)的是下車(chē)的人數(shù)，所以 T1 每中斷一次數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)容減 1。在每次溢出中斷子程序中都調(diào)用了顯示子程序和報(bào)警子程序，這樣就實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)顯示 和實(shí)時(shí)監(jiān)控。進(jìn)入中斷子程序后，硬件會(huì)自動(dòng)把斷點(diǎn)地址（ 16 位程序計(jì)數(shù)器 PC 的值）壓入堆棧，保護(hù)有關(guān)工作寄存器、累加器、標(biāo)志位等信息，在完成中斷服務(wù)程序后，恢復(fù)有關(guān)的工作寄存器、累加器、標(biāo)志位內(nèi)容，最后執(zhí)行中斷返回指令，從堆棧中自動(dòng)彈出斷點(diǎn)地址到 PC，繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序。 按鍵子程序的設(shè)計(jì) 按鍵電路在本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立式接口電路，由于所用按鍵不多，不會(huì)占用大量 I/O口線，所以采用設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的獨(dú)立式按鍵。考慮到客車(chē)的實(shí)際要求，客車(chē)的實(shí)際裝載乘客的人數(shù)應(yīng)小于 100，所以只用鍵盤(pán)設(shè)置上限值。為了確保 CPU 對(duì)一 次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次按鍵，必須消除抖動(dòng)的影響，本設(shè)計(jì)采用軟件延時(shí)的方法來(lái)消除按鍵的抖動(dòng)。按鍵子程序流程圖見(jiàn)圖 所示。 延時(shí) 10ms 開(kāi) 始 有鍵閉合嗎？ 有鍵閉合嗎？ 按鍵 ADD_SET=0? 按鍵 DEC_SET=0? 返 回 超載人數(shù)加 1 超載人數(shù)減 1 Y Y Y N N N N Y 30 圖 按鍵子程序流程圖 報(bào)警與鎖定子程序的設(shè)計(jì) 報(bào)警 與鎖定 子程序流程圖如圖 。該模塊的主要功能是實(shí)現(xiàn)客車(chē)是否超載的判斷，若檢測(cè)值大于設(shè)置的上限值時(shí)，則進(jìn)行報(bào)警，通過(guò)軟件程序控制繼電器動(dòng)作，切斷客車(chē)的電子啟動(dòng)裝置。報(bào)警時(shí)的現(xiàn)象為：紅色發(fā)光二極管進(jìn)行閃爍，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲，由繼電器控制的 紅色指示燈亮起。若檢測(cè)值等于或低于所設(shè)閾值則解除報(bào)警，現(xiàn)象為：聲光報(bào)警消失，由繼電器控制的 紅 色指示燈 熄滅。 其中 端口， ， 。 圖 報(bào)警與鎖定子程序流程圖 報(bào)警 與鎖定 子程序是一個(gè)實(shí)時(shí)比較程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)超值報(bào)警 與鎖定 的控制。將數(shù)據(jù)處理后的實(shí)時(shí)檢測(cè)值與預(yù)置上限值進(jìn)行比較， 報(bào)警子程序用 SUBB 語(yǔ)句進(jìn)行判斷，即預(yù)置值減測(cè)量值，若后者大于前者則進(jìn)行報(bào)警，否則消除報(bào)警。 在主程序的執(zhí)行過(guò)程 中，每次顯示乘客人數(shù)值時(shí)都對(duì)報(bào)警子程序進(jìn)行了調(diào)用，從而完成了實(shí)時(shí)監(jiān)控的要=1,=1 =1 返 回 Y N =0,=0,=0 調(diào)用延時(shí)子程序 開(kāi) 始 車(chē)內(nèi)人數(shù)值大于超載人數(shù)？ 31 求。 顯示子程序的設(shè)計(jì) 顯示子程序流程圖如圖 所示。 圖 顯示子程序流程圖 返 回 個(gè)位、十位分離存入 30H BCD 轉(zhuǎn)換 01H 送 P2 口 取個(gè)位段碼送 P0 口 延時(shí) 02H 送 P2 口 取十位段碼送 P0 口 延時(shí) 開(kāi) 始 32 數(shù)據(jù)處理完后，顯示子程序開(kāi)始工作，由于 LED 顯示為段碼的顯示，所以處理后的十進(jìn)制數(shù)要首先 將個(gè)位十位分離再將數(shù)據(jù)存入顯緩單元 30H，然后 位選數(shù)據(jù)送 P2口，取個(gè)位段碼送 P0 口，調(diào)用延時(shí)子程序。再將位選數(shù)據(jù)送 P2 口，取十位段碼送P0 口，再調(diào)用延時(shí)子程序。 在發(fā)生中斷和等待中斷時(shí)，都對(duì)顯示子程序進(jìn)行了調(diào)用，完成了實(shí)時(shí)顯示的要求。 兩 位位選碼由 。 33 結(jié) 論 該課題的主要任務(wù)是開(kāi)發(fā)一個(gè)以 MCS51 單片機(jī)為核心以紅外傳感器作為檢測(cè)元件的客車(chē)超載 監(jiān)控 系統(tǒng)。通過(guò) 理論 ，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行 性 ，能滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)對(duì)客車(chē)內(nèi)乘客人數(shù)的統(tǒng)計(jì)，并用 LED 數(shù)碼顯示器實(shí)時(shí)顯示。若客車(chē)發(fā)生超載，則進(jìn)行相應(yīng)的聲光報(bào)警，并且切斷客車(chē)的電子啟動(dòng)裝置，鎖定客車(chē)。當(dāng)客車(chē)超載現(xiàn)象消除后，聲光報(bào)警也相應(yīng)的解除，系統(tǒng)對(duì)客車(chē)的鎖定也解除，客車(chē)可正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了對(duì)客車(chē)的智能監(jiān)控功能。這個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程主要包括了硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序的編寫(xiě)兩個(gè)部分。從確定畢 設(shè)題目，到查閱資料、確定總體方案設(shè)計(jì)，總體方案論證，硬件電路的設(shè)計(jì)，硬件電路的優(yōu)化，軟件的設(shè)計(jì)，軟件的優(yōu)化，焊制硬件電路板，調(diào)試硬件電路，調(diào)試軟件程序，到最后的軟硬件聯(lián)調(diào)，其中每一個(gè)過(guò)程都是精心設(shè)計(jì)、認(rèn)真仔細(xì)完成的。但是該設(shè)計(jì)還是不盡完善的方面，比如傳感器的檢測(cè)還存在一定死角，兩個(gè)人要并行一起上車(chē)，將無(wú)法正確統(tǒng)計(jì)人數(shù)，因此，在傳感器方面應(yīng)該進(jìn)行更完善的設(shè)計(jì)。 34 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)期間最后一次的考核，同時(shí)也是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，指導(dǎo)教師 唐娜 師對(duì)我精心指 導(dǎo)，從畢業(yè)設(shè)計(jì)的開(kāi)始到結(jié)束，王老師時(shí)刻關(guān)心我的進(jìn)度，幫我梳理思路，指導(dǎo)設(shè)計(jì)思想，讓我有計(jì)劃、有方向、有針對(duì)性的進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。使我對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了濃厚的興趣。在完成設(shè)計(jì)的過(guò)程中王老師時(shí)刻督促我，抓緊一切時(shí)間收集資料，早作準(zhǔn)備，正是由于老師的時(shí)刻提醒，才使我早日完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示忠心的感謝！謝謝您王老師 ! 在此，我還要感謝所有教導(dǎo)過(guò)我的老師和關(guān)心我的同學(xué)， 感謝老師們?cè)谒哪甑拇髮W(xué)生活中給予的關(guān)心和幫助。 正是源于他們無(wú)私的幫助，使我增長(zhǎng)了方方面面的經(jīng)驗(yàn)。最后，對(duì)各位教授、老師審閱我的論文深表感謝，由于本人能 力有限，課題設(shè)計(jì)中還存在的不足之處，希望給予批評(píng)與指導(dǎo)。 35 參考文獻(xiàn) 1何立民，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，北京航天航空大學(xué)出版社 2張德江、胡貞，微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，吉林科學(xué)技術(shù)出版社 3王承發(fā)、劉巖，微機(jī)接口技術(shù)，高等教育出版社 4沈紅衛(wèi)，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例與分析，北京航天航空大學(xué)出版社 5馬明建，數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)，西安交通大學(xué)出版社 6V. 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