基于單片機(jī)的車輛超載系統(tǒng)

摘要當(dāng)今社會，在重大的交通事故中，有很大一部分原因是因?yàn)槌d而引起的。而本論文就是為了降低由于交通事故造成的安全隱患和人們的生命財(cái)產(chǎn)安全所設(shè)計(jì)的一種車輛超載系統(tǒng)。該超載系統(tǒng)需要滿足可以對車輛超載進(jìn)行判斷，當(dāng)車輛發(fā)現(xiàn)違規(guī)超載時(shí)系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)并在LED屏幕上顯示重量，如果是客車通過計(jì)算獲得車輛里的人數(shù)。該設(shè)計(jì)是基于STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)處理的核心，共兩個(gè)部分，分別為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，硬件部分使用紅外傳感器和方向檢測電路來記錄和評估并進(jìn)入該系統(tǒng)中的乘客上車和下車。處理后的數(shù)據(jù)通過單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)送到LED顯示器。聲光報(bào)警裝置電路由蜂鳴器和發(fā)光二極管組成，繼電器用于阻塞總線啟動裝置。軟件部分使用匯編語言編程，并具有模塊化結(jié)構(gòu)。對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試后，可以更好地完成汽車超載的預(yù)警和預(yù)警，并控制超載。關(guān)鍵詞：智能超載單片機(jī)便利

Abstract

Intoday'ssociety,alargepartofmajortrafficaccidentsarecausedbyoverload.Thispaperisavehicleoverloadsystemdesignedtoreducethesafetyhazardscausedbytrafficaccidentsandthesafetyofpeople'slivesandproperty.Theoverloadsystemneedstobeabletojudgetheoverloadofthevehicle.Whenthevehiclefindsanoverloadviolation,thesystemsendsanalarmanddisplaystheweightontheLEDscreen.Ifitisapassengercar,itcancalculatethenumberofpeopleinthevehicle.ThedesignisbasedontheSTC89C52microcontrollerasthecoreofthesystemprocessing.Therearetwoparts,whicharehardwaredesignandsoftwaredesign.Thehardwarepartusesinfraredsensorsanddirectiondetectioncircuitstorecordandevaluateandenterthesystem.Passengersgetonandoff.TheprocesseddataissenttotheLEDdisplaythroughthemicrocontrollersystem.Thesoundandlightalarmdevicecircuitiscomposedofabuzzerandalight-emittingdiode,andtherelayisusedtoblockthebusstartingdevice.Thesoftwarepartisprogrammedinassemblylanguageandhasamodularstructure.Afterdebuggingthesystem,itcanbettercompletetheearlywarningandearlywarningofvehicleoverload,andcontroloverload.Keywords:intelligentoverload,singlechipmicrocomputer,convenience目錄11771第一章車輛超載的背景 車輛超載的背景1.1研究背景當(dāng)今社會，隨著科技的進(jìn)步，汽車已經(jīng)成為了我們生活中必不可少的部分，而車輛超載指的是當(dāng)前車輛所承載的貨物遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了車輛目標(biāo)承載額度的狀況。超載的車輛將存在的危害有：（1）行駛過程中存在著嚴(yán)重的安全隱患超載車輛在國外有著“公路死神一號”的稱呼。根據(jù)權(quán)威報(bào)告，目前傷亡人數(shù)最高的交通事故中，有七成及以上是由超載車輛造成的。在我國有關(guān)于超載而引發(fā)的事故層出不窮，為了加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)收益，“多拉貨”這種觀念存在大多數(shù)貨運(yùn)、客運(yùn)司機(jī)的思維中，棄人民生命安全于不顧。每輛汽車都有自己的承載范圍，在其所能承載的范圍內(nèi)，能保持最佳的性能，包括在車輛的剎車性能上和安全性上都較穩(wěn)定，而超載的車輛為了提高承載能力會對車輛的一些部件進(jìn)行更換，例如將輪胎換位更高抗壓的輪胎，強(qiáng)化鋼板癱瘓的任性。但是，達(dá)到這些目的的同時(shí)卻忘記了加強(qiáng)車輛的制動系統(tǒng)，以及一些其他的傳統(tǒng)系統(tǒng)。在車輛的長時(shí)間高強(qiáng)度的超載運(yùn)輸過程中，加上車輛超負(fù)荷運(yùn)行，最終導(dǎo)致車輛的剎車性能還有穩(wěn)定性上嚴(yán)重磨損。通常造成了剎車失靈、爆胎等惡性車輛安全事故。對人民的生命財(cái)產(chǎn)安全和社會交通秩序造成了極大的影響。（2）嚴(yán)重?fù)p害社會公共財(cái)產(chǎn)安全如今，公路已經(jīng)成為了城市與城市直接交流的渠道，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)重要因素，在公路上行駛的車輛逐年增加。在這些眾多車輛中，有些車輛是嚴(yán)重超出了公路或者橋梁所承受額標(biāo)準(zhǔn)，這些車輛在行駛過程中嚴(yán)重破壞了公路的表面甚至結(jié)構(gòu)，大幅度的降低了公路的使用壽命。這些超載的車輛給社會公共財(cái)產(chǎn)帶來了巨大的破壞。研究表明，超載車輛給我國的公路帶來公路上的損失突破了200億元。（3）擾亂社會以及市場秩序在市場方面，由于車輛超載，作為“運(yùn)輸”這一種特殊的產(chǎn)品發(fā)生過剩，造成在運(yùn)輸市場上發(fā)生競爭，運(yùn)輸供大于求導(dǎo)致運(yùn)輸行業(yè)價(jià)格下跌。大量運(yùn)輸車主為了挽回經(jīng)濟(jì)收益，通常又采用進(jìn)一步的超載，發(fā)生惡性循環(huán)使得超載越發(fā)嚴(yán)重。還有一些不法分子有目的性的修改汽車重量，將原本質(zhì)量較高的車改為質(zhì)量較小的車實(shí)現(xiàn)多拉貨。由于目前收費(fèi)的公路是依據(jù)汽車的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量進(jìn)行收費(fèi)，這種修改汽車原本質(zhì)量的行為大大提高了利潤水平，但是對于遵紀(jì)守法的人來說卻是相當(dāng)不平等的。（4）以及極大地對我國的車輛工業(yè)的持續(xù)發(fā)展和技術(shù)改進(jìn)造成了影響車輛工業(yè)是祖國國民經(jīng)濟(jì)的支柱，在刺激內(nèi)需，促進(jìn)工作和改善人民生活水平方面發(fā)揮著重要作用。但是，因?yàn)榇笮秃托⌒蛙囕v在卡車市場上的普及，因此忽略了根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)噸位設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)的車輛。因此，一些非標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)和汽車廠的整修利用了制造和銷售非法車輛的機(jī)會。它不僅嚴(yán)重破壞了市場競爭秩序，使得合規(guī)企業(yè)最有能力的合法利益的生存受到了嚴(yán)重影響，運(yùn)輸市場的規(guī)則嚴(yán)重扭曲，如果大型和小型車輛的生產(chǎn)現(xiàn)象繼續(xù)發(fā)展，我國卡車的運(yùn)輸水平與全球水平的差距將會擴(kuò)大1.2世界關(guān)于汽車超載的應(yīng)對1.2.1國外車輛超載的應(yīng)對上世紀(jì)，全世界幾乎所有國家都普遍存在車輛超載，據(jù)權(quán)威報(bào)告發(fā)現(xiàn)，西方等發(fā)達(dá)國家的汽車超載現(xiàn)象超過一半，就連日本也達(dá)到20%。上世紀(jì)中末期，為了解決這一現(xiàn)象，許多國家開始針對性的開始對汽車進(jìn)行動態(tài)的稱重，包括美國、俄羅斯等。他們想對汽車進(jìn)行動態(tài)稱重監(jiān)控汽車的質(zhì)量從而避免汽車超載帶給公路的損毀，并且能達(dá)到理想的效果。在美國，有超過1000多個(gè)的動態(tài)稱重監(jiān)控系統(tǒng)，通過攝像機(jī)和傳感技術(shù)，在將數(shù)據(jù)傳到指揮部的電腦中，對每個(gè)行駛的車輛進(jìn)行監(jiān)控檢查，再將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比車輛獲得超載車輛的準(zhǔn)確信息。 而在日本也有與之相近的對策，他們一般采用固定式亦或者也是動態(tài)式的系統(tǒng)施行監(jiān)控檢查。在日本高速公路的收費(fèi)站上安裝了秤重器達(dá)到測量效果。日本的交通部門話特別的要求了一些中大型的運(yùn)輸車必須要配備上自動的測量重量的設(shè)備。 隨著技術(shù)的進(jìn)步，世界各國都開始研發(fā)了自己的車輛超載檢測與識別的技術(shù)，不斷優(yōu)化存在的缺陷和不足，發(fā)現(xiàn)問題解決問題，大幅度的減小了這些違法違規(guī)的車輛超載行為。1.2.2國內(nèi)技術(shù)的發(fā)現(xiàn)與進(jìn)步由于各方面的影響，我夠的相關(guān)技術(shù)落后于其他發(fā)達(dá)國家，起步時(shí)間較后，還需要不斷發(fā)展。我國在上世紀(jì)80年代才開始有了兩種方式，一種是帶基坑的設(shè)備，一種是無基坑的設(shè)備。帶基坑式的是主要用于公路上檢測的方式，但是其對道路的要求較高，也會對道路的破壞較為嚴(yán)重。而我國超載方面的手段還是在收費(fèi)站或者高速入口采用靜態(tài)或動態(tài)的方式來進(jìn)行超載車輛的檢測。 改革開放之后，國內(nèi)也逐步引入了國外等發(fā)達(dá)國家的車輛超載檢測技術(shù)?？偠灾覈钪饕€是利用相關(guān)制度及政策去管控這些車輛違法違規(guī)超載的行為。目前，由于我國并沒有在時(shí)間方面抓住機(jī)會研究，起步時(shí)間晚于大多數(shù)發(fā)達(dá)國家，也間接造成了我們的車輛超載檢測系統(tǒng)落后于這些發(fā)達(dá)國家，雖然我們不斷的完善了我們的檢測系統(tǒng)，可是在進(jìn)步的同時(shí)出現(xiàn)的問題，如：對數(shù)據(jù)分析的不夠充足，車輛在行駛過程中產(chǎn)生的狀況比對不深入等諸多問題導(dǎo)致了我們在檢測方面上數(shù)據(jù)缺乏可信度，同時(shí)引入外國技術(shù)成本過高。

項(xiàng)目的意義2.1項(xiàng)目的意義2.1.1項(xiàng)目研究的內(nèi)容 本設(shè)計(jì)中開發(fā)的汽車過載監(jiān)視系統(tǒng)主要用于避免因人數(shù)過多而引起的交通事故。因此，該系統(tǒng)應(yīng)具有對乘客上下車運(yùn)動的智能檢測，并使用單片機(jī)處理從傳感器接收到的信息，即自動調(diào)整公交車狀態(tài)。實(shí)時(shí)顯示特定人數(shù)的LED。如果公交車上的實(shí)際人數(shù)超過設(shè)置的上限，則會自動發(fā)出警報(bào)和警報(bào)聲，并且公交車的啟動裝置也會被阻塞，從而可以有效地防止發(fā)生過載。 2.1.2項(xiàng)目的目的 該系統(tǒng)中的智能監(jiān)控方法尤為重要。智能監(jiān)控包括兩部分：第一部分是檢測模塊的一部分。反射型紅外傳感器和兩個(gè)D型觸發(fā)器用于檢測和評估乘客的上下車。第二個(gè)是統(tǒng)計(jì)區(qū)域。單片機(jī)對接收到的脈沖信號進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)數(shù)，以完成對乘客人數(shù)的計(jì)數(shù)功能。只有仔細(xì)監(jiān)控汽車中的人數(shù)，才能確定汽車是否超載，以免發(fā)生交通事故并達(dá)到預(yù)防事故的實(shí)際重要性。2.2項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案與結(jié)構(gòu)2.2.1設(shè)計(jì)方案 本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要以51系列STC89C52單片機(jī)為核心，簡化了在電路上的布局，而且也方便了程序的編寫。技術(shù)選擇主要是：蜂鳴器、LED顯示器、紅外傳感器、鍵盤電路。 2.2.2總體結(jié)構(gòu) 圖2.1 項(xiàng)目總體結(jié)構(gòu)圖2.2.3部分結(jié)構(gòu)介紹（1）反射式紅外傳感器反射式紅外傳感器是集成了發(fā)送器和接收器的傳感器。如果檢測器前方有障礙物，則物體會將從光電開關(guān)的發(fā)射器發(fā)出的足夠量的光反射到接收器，從而使光電開關(guān)生成開關(guān)信號。當(dāng)檢測器前面沒有障礙物時(shí)，檢測器輸出端將輸出高電平，而當(dāng)檢測到障礙物時(shí)，檢測器輸出端將輸出低電平。因此，當(dāng)乘客完成通過門進(jìn)出車輛的運(yùn)動時(shí)，將產(chǎn)生脈沖信號，從而完成對乘客在車輛上和從車輛上的運(yùn)動的檢測，并實(shí)現(xiàn)將運(yùn)動信號轉(zhuǎn)換為電子信號的功能。（2）方向檢測電路該系統(tǒng)是屬于雙向穩(wěn)態(tài)的電路，它可以通過自己的算法與邏輯去達(dá)到對方向進(jìn)行感知和識別的能力，它是由雙D觸發(fā)器構(gòu)成的。將電路與單片機(jī)的T0與T1端口連接起來。如果乘客發(fā)生了上車這一個(gè)動作，將會有一個(gè)負(fù)的脈沖信號與T0端連接地方產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于乘客的上車運(yùn)動信號信號到輸入端，從而實(shí)現(xiàn)了分辨作出上車運(yùn)動信號功能。同理，如果乘客做出下車這一運(yùn)動信號時(shí)也將會有一個(gè)與之對應(yīng)的負(fù)脈沖信號生成，它會與T1接口連接，即作為T1的輸入信號

主要元器件的選擇3.1單片機(jī)的選擇3.1.1單片機(jī)的概括單片機(jī)，也叫單片微控器，是一種集成式的電流芯片。在單片機(jī)中主要包含CPU、只讀存儲器ROM和隨機(jī)存儲器RAM等,多樣化數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)能夠讓單片機(jī)完成各項(xiàng)復(fù)雜的運(yùn)算,無論是對運(yùn)算符號進(jìn)行控制,還是對系統(tǒng)下達(dá)運(yùn)算指令都能通單片機(jī)完成。他所占空間較小，比重輕盈，市場價(jià)格便宜，因?yàn)檫@些特性也成為了日常教育以及應(yīng)用開發(fā)的首要選擇。在開發(fā)的早期階段，單片機(jī)是尋求最佳單片嵌入式系統(tǒng)的最佳架構(gòu)。英特爾公司的創(chuàng)新模式為單片機(jī)在獨(dú)立嵌入式開發(fā)的道路上奠定了基礎(chǔ)。在中間階段，人們開始擴(kuò)展它的外圍電路和接口，并逐漸走向?qū)ο蟮闹悄芸刂?。?dāng)前單片機(jī)的發(fā)展越來越傾向于開發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)，即通過外圍電路和接口以小的集成來完成系統(tǒng)的功能，這也是產(chǎn)生單片機(jī)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)代社會，我們的生活已經(jīng)離不開單片機(jī)，許多高等電子設(shè)備以及智能化的電器就是以單片機(jī)來作為基礎(chǔ)。所以現(xiàn)在大多數(shù)的企業(yè)或者廠家生產(chǎn)的電子設(shè)備的核心都是單片機(jī)。3.1.2stc89c52介紹STC89C52單片機(jī)是一個(gè)8位的單片機(jī)，在系統(tǒng)可編程芯片中使用8051內(nèi)核ISP。該芯片包含8K字節(jié)的Flash只讀程序存儲設(shè)備，可以被重寫和重寫1000次。它與標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令系統(tǒng)和80C51腳結(jié)構(gòu)兼容。由于其低廉的價(jià)格和豐富的數(shù)據(jù)，51是目前在學(xué)習(xí)單片機(jī)程序的過程中必須學(xué)習(xí)的單片機(jī)之一，也是單片機(jī)課程的基礎(chǔ)板之一。STC89C52是51單片機(jī)中最受歡迎的型號之一。在資源和外圍設(shè)備相同的情況下，它的最大優(yōu)勢是便宜且全面。STC的單片機(jī)基于8051內(nèi)核，它是新一代的增強(qiáng)型單片機(jī)。該指令代碼與傳統(tǒng)的8051完全兼容，速度提高了8-12倍，抗干擾能力強(qiáng)。該系統(tǒng)中使用的主要設(shè)備是單片機(jī)的計(jì)時(shí)器。這次選擇的主芯片STC89C52帶有三個(gè)16位定時(shí)器。從本質(zhì)上講，計(jì)時(shí)器是一個(gè)加法計(jì)數(shù)器，即每個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器都會增加1。通過晶體計(jì)算設(shè)置其初始值，計(jì)算1秒后計(jì)數(shù)器不累加多少次，您可以設(shè)置一個(gè)元素，即元素值累計(jì)的經(jīng)過時(shí)間。3.2傳感器的選擇3.2.1傳感器的對比該系統(tǒng)中傳感器的主要功能是完成對上車和下車乘客的運(yùn)動信號的檢測，因此在選擇傳感器時(shí)應(yīng)盡可能考慮實(shí)際需求。這需要檢查范圍的正確，較高的靈敏度，以及包括一些簡要的電路還有價(jià)格合理。而一般較為常用的有超聲波、視覺、激光雷達(dá)以及反射紅外等傳感器。如圖3.2.1所示，比較了幾種傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)。圖3.1傳感器對比圖超聲波傳感器的基本原理是超聲波的線性傳輸特性。該傳感器具有超聲發(fā)射端和另一個(gè)超聲接收端，該超聲發(fā)射端在打開后發(fā)射超聲波。如果前方有障礙物，則超聲波被反射回接收端，并在輸出端輸出相應(yīng)的電平信號。此方法通常用于移動機(jī)器人研究中。優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格合理，操作簡單，10m以內(nèi)測量準(zhǔn)確。但是，超聲波傳感器的工作原理是基于聲音的。即使可以在最遠(yuǎn)100m處進(jìn)行測量，它在傳輸過程中也會受到其他信號的干擾，因此無法在本系統(tǒng)中使用。視覺傳感器廣泛用于連續(xù)波系統(tǒng)。它具有體積小，價(jià)格合理的優(yōu)點(diǎn)，可以在一定的寬度和視野范圍內(nèi)測量和設(shè)置多個(gè)目標(biāo)，并且可以使用測量的圖像根據(jù)目標(biāo)的形狀和大小對目標(biāo)進(jìn)行分類。但是，算法復(fù)雜，處理速度慢。雷達(dá)傳感器已經(jīng)在軍事和航空航天工業(yè)中使用了數(shù)十年。主要優(yōu)點(diǎn)是可以可靠地識別障礙物，而不受天氣或光照條件的限制。在過去的十年中，隨著尺寸和價(jià)格的降低，它已在汽車行業(yè)中使用，但是在性價(jià)比方面仍然存在問題。該設(shè)計(jì)使用集成了發(fā)送和接收功能的光電傳感器。可以根據(jù)需要調(diào)整檢測距離。該傳感器具有檢測距離大，可見光干擾小，價(jià)格低廉，安裝簡單，使用方便的特點(diǎn)。它可以在許多情況下使用，例如避免機(jī)器人障礙物并計(jì)算裝配線。3.2.2反射紅外線傳感器具有漫反射的光電開關(guān)是將發(fā)射器和接收器集成在一起的傳感器。當(dāng)檢測到的物體通過時(shí)，該物體將從光電開關(guān)的發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光反射到接收器，并且產(chǎn)生光電開關(guān)信號。如果被測物體的表面較亮或反射率極高，則首選具有漫反射功能的光電開關(guān)。帶有漫反射的光電開關(guān)的原理圖如圖3.2.2所示。圖3.2反射開關(guān)原理圖測量電路也屬于傳感器。因?yàn)橥ǔ４蟛糠值膫鞲衅魇怯赊D(zhuǎn)換元件和敏感元件構(gòu)成的，所以一般情況下很難對轉(zhuǎn)換元件的輸出功率進(jìn)行顯示、處理、記錄和控制。也因此，需要對此加工從而將其轉(zhuǎn)化為更加直觀和方便處理的電信號，而進(jìn)行此步驟的過程所需要的電路被稱為測量電路。為了促進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，測量電路也開始被集成帶傳感器芯片中通常需要輔助能量。測量電路的選擇取決于轉(zhuǎn)換元件的類型。通常使用具有高輸入功率的電橋電路，脈寬調(diào)制電路，振蕩器電路和高電阻電路。

硬件設(shè)計(jì)4.1單片機(jī)模塊電路的設(shè)計(jì)4.1.1單片機(jī)模塊電路單片機(jī)最主要的目的是完成檢測模塊傳送線路的頻率，檢測車廂內(nèi)的凹陷程度并計(jì)算車廂的承載能力。鑒于設(shè)計(jì)中的方案和數(shù)據(jù)數(shù)量很少，對于I/O口的需求也不用太多，STC89C52芯片的滿足的要求能夠很好地達(dá)到設(shè)計(jì)的需求量，因此，低性能的MCS-51大片即STC89C52已集成到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。我們使用ATMEL的89系列微型計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)微型計(jì)算機(jī)STC89C52。STC89C52是一種低功耗8位計(jì)算機(jī)計(jì)算微速率，具有4K字節(jié)的FLASH程序，該程序是只讀存儲器（EPROM）。它使用CMOS和ATMEL的非揮發(fā)性高密度存儲技術(shù)（NURAM），其引腳和控件的使用與MCS-51兼容。此外，STC89C52還具有MCS-51系列微控制器的優(yōu)勢。128X8位內(nèi)部RAM，32位內(nèi)部和外部電源線，兩組定時(shí)器/計(jì)算器，5個(gè)中斷，兩個(gè)高性能雙核，高速無線連接和電氣接線等。FLASH的目的是使程序性重新編程或從非靜態(tài)的正常意義上進(jìn)行編程成為可能。因此，STC89C52是強(qiáng)大，靈活和自適應(yīng)的微計(jì)算模型，可以在某些組織中使用。STC89C52單片機(jī)引腳圖如下圖所示：圖4.1 STC89C52單片機(jī)引腳圖它總共有4個(gè)八位口，分別是①、P0端口是三態(tài)兩通端口。因?yàn)檫@個(gè)口只能直接用于外部存儲中的讀/寫目的。P0端口還用于提供外部存儲器的8位地址。因?yàn)槭欠謺r(shí)的，因此，需要將地址數(shù)據(jù)由外部加鎖的方式進(jìn)行鎖存，并且鎖存的標(biāo)簽將使用ALE。②、P1端口是為用戶設(shè)置的I/O端口。這是一條雙向口。③、p2端口從系統(tǒng)擴(kuò)展，用作第一個(gè)8位地址。它沒有延伸到外界，配置后，P2端口也可以用作I/O端口，并且P2端口還是一條雙向口。④、P3端口是一個(gè)兩個(gè)任務(wù)端口，該端口的每個(gè)端口都可以分別配置為主要I/O功能或第二個(gè)I/O端口。操作與p1端口相同。4.1.2.單片機(jī)的計(jì)數(shù)器由于此系統(tǒng)需要使用單片機(jī)中的計(jì)數(shù)接口，因此應(yīng)在此處介紹定時(shí)器/計(jì)數(shù)器操作系統(tǒng)。主要原理圖如下圖所示：圖4.2計(jì)數(shù)器原理圖從定時(shí)器/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)，我們可以看到16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器包含8位特定寄存器，包括：T0包括TH0和TL0；T1包括TH1和TL1。它的地址空間一次是8AH-8DH。每個(gè)寄存器都可以單獨(dú)訪問。這些寄存器主要目的是存儲時(shí)序或起始編號。另外，還有TMOD8位定時(shí)器模式寄存器和8位定時(shí)器控制寄存器TCON。這些寄存器連接到總線控制和連接。TMOD通常用于確定時(shí)間過程。TCON通常用于控制開始和停止時(shí)間。此外，TCON還可以存儲而復(fù)雜的T0和T1標(biāo)志。以定時(shí)器/事件計(jì)數(shù)器為例，數(shù)值來自相應(yīng)的影片標(biāo)簽T0或T1。當(dāng)輸入信號從1變?yōu)?負(fù)變化時(shí)，輸入值將增加1。在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2中，說明了機(jī)器中引腳的性能。如果原始計(jì)算機(jī)中的值是1，范圍中的值是0，則在緊隨其后的S3P1期間計(jì)數(shù)器將增加到1。由于需要兩個(gè)機(jī)器電機(jī)發(fā)出負(fù)變化信號（即24個(gè)間隔），因此外部脈沖的最大工作頻率是振蕩器頻率的1/24。在這種情況下，將選擇頻率為11.0592MHz的晶體，并且操作時(shí)間為500MHz。T0和T1的值在此項(xiàng)目中使用，它們在第二種方式中工作。第二種工作方式是一個(gè)8位端口，可快速恢復(fù)原始值。第一個(gè)計(jì)數(shù)器值可以設(shè)置為0FFFFH。當(dāng)TFX標(biāo)志設(shè)置為“1”時(shí)，THX中的第一個(gè)值將自動發(fā)送到TLX，以便TLX可以再次從第一個(gè)值開始讀取。這種工作方法可以將原始成本回收程序保存在操作系統(tǒng)中。因此，方法2是不需要恢復(fù)到原始值的緩沖區(qū)。這為我們提供了在T0和T1下連續(xù)使用代碼的能力。4.2傳感器電路的設(shè)計(jì)4.2.1設(shè)計(jì)思路在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，傳感器單元的功能是檢測來自走過門的乘客的運(yùn)動信號，但是無法判斷乘客進(jìn)出車輛時(shí)的具體動作，因此，使用方向檢測電路來區(qū)分和判斷傳感器的輸出信號成為必要的環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)此圖案時(shí)，反射紅外傳感器安裝在乘用車門附近。具體的放置方法如圖4.3所示。圖4.3安裝方法示意圖4.2.2電路布局該系統(tǒng)中方向檢測電路的設(shè)計(jì)采用雙D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)乘客的方向檢測。方向檢測電路如圖4.4所示。圖4.4電路布局圖4.2.3數(shù)據(jù)分析如圖3.4所示，雙D觸發(fā)器的復(fù)位端均連接到74F04。因?yàn)殡pD觸發(fā)器的有效的置位連接是低電平，因此置位連接到+5V的電壓，該電壓屏蔽了置位信號。將D觸發(fā)器的連接器連接到連接器，以使D觸發(fā)器的特性方程為。如果時(shí)鐘信號CLK=0，則D觸發(fā)器的和始終處于邏輯的狀態(tài)。當(dāng)時(shí)，也就是說當(dāng)時(shí)鐘信號(D觸發(fā)器)到達(dá)了上升沿的時(shí)候，連接和連接的狀態(tài)必須反轉(zhuǎn)。處于剛好相反的邏輯狀態(tài)。特性表如圖4.5所示。圖4.5觸發(fā)器特性表當(dāng)沒有乘客通過門時(shí)，傳感器1和2同時(shí)輸出高電平，并且在74F04反轉(zhuǎn)處理之后，輸出為低電平。觸發(fā)器的復(fù)位端和設(shè)置端為低電平有效。采用這種設(shè)計(jì)，觸發(fā)器的設(shè)置端連接到+5V，以確保屏蔽。如果機(jī)上沒有乘客，則兩個(gè)D觸發(fā)器的時(shí)鐘信號和等于0，=0，=0，和。如圖3.3所示，當(dāng)有乘客進(jìn)入轎廂的乘客的第一個(gè)傳感器＃1。此時(shí)，傳感器1的輸出為低，在第一個(gè)74F04之后將為高。，;；=0，=1，即的狀態(tài)反轉(zhuǎn)。當(dāng)乘客離開傳感器1時(shí)，D1觸發(fā)器的連接和的狀態(tài)保持不變，因?yàn)?。?1也保持高電平。當(dāng)乘客進(jìn)入傳感器2的檢測區(qū)域時(shí)，傳感器2的輸出信號為低電平，因此，；和邏輯狀態(tài)應(yīng)取反。=0，并且的狀態(tài)保持不變。進(jìn)入汽車時(shí)，只有和電平狀態(tài)從低變高，然后變低。這會產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號，該信號可以被單片機(jī)的T0連接識別。依照本設(shè)計(jì)的電路設(shè)計(jì)，T0點(diǎn)是用于識別乘客上車的運(yùn)動的輸入端，通過監(jiān)測乘客的移動朝向來辨別乘客是否上下車。同理，如果乘客產(chǎn)生下車的動作也就是乘客的朝向與上車的相反，則會產(chǎn)生相應(yīng)的信號發(fā)送給T1端口。4.3報(bào)警電路的設(shè)計(jì)4.3.1設(shè)計(jì)流程圖在警報(bào)信號中在警報(bào)信號中，單片機(jī)傳輸?shù)木瘓?bào)信號用于通過電路放大傳輸?shù)綋P(yáng)聲器。其圖像如下圖所示。圖4.6報(bào)警流程圖4.3.2電路的設(shè)計(jì)當(dāng)汽車上的乘客人數(shù)或貨物質(zhì)量超過預(yù)設(shè)值時(shí)，過載監(jiān)控系統(tǒng)將發(fā)出聲音和視覺警報(bào)。在該項(xiàng)目中，蜂鳴器用作聲音警報(bào)器的主要部件，紅色發(fā)光二極管用作光警報(bào)生成部件起到提醒作用。具體電路圖如下圖所示。圖4.7蜂鳴器電路圖發(fā)生過載時(shí)，單片機(jī)將高級指令發(fā)送到端口P1.0和P1.1。在經(jīng)過7406反向器之后，蜂鳴器和LED激活以工作。發(fā)出1kHz音頻信號，LED執(zhí)行一秒鐘的頻閃功能。如果連接P1.0和P1.1處于低電平，則蜂鳴器不工作，并且LED不發(fā)光，即清除了聲音和視覺警報(bào)。4.4LED顯示的電路設(shè)計(jì)4.4.1二極管的原理與分析該顯示系統(tǒng)通常包括7407開路六為正向高壓驅(qū)動器和兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)陰極LED，而7407具有能力去驅(qū)動LED。使用ARK-SR420561K合成器并使用傳統(tǒng)的第一號陰極有兩位LED。在此設(shè)計(jì)中，P0用作輸出口，P2的前兩個(gè)組件用作選擇口，實(shí)時(shí)數(shù)字圖像動態(tài)顯示。LED是發(fā)光二極管，是由半導(dǎo)體專用材料制成的PN節(jié)。由于高雜質(zhì)，隨著電極的前進(jìn)，會出現(xiàn)越來越多的電子，并且更多的能量被釋放到光能中。LED顯示屏具有個(gè)頭小，低電壓，長壽命（約100,000小時(shí)），反應(yīng)快和色彩豐富的特性。電源電壓通常為1.2V-2.6V，輸出工作在5mA-20mA。發(fā)光強(qiáng)度與電流呈現(xiàn)正比例關(guān)系，因此電壓必須與串聯(lián)中存在的有限電阻相關(guān)。LED發(fā)光為a，b，c，d，e，f，g和dp。通過八組發(fā)光段的不同部分，可以顯示16個(gè)字母數(shù)字字符，為0-9和A-F，可以實(shí)現(xiàn)十六進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制的表達(dá)式。通過控制每個(gè)二極管的通道，可以顯示各種數(shù)據(jù)。LED顯示器有兩種類型：普通陽極和普通陰極。LED照明有幾種類型，例如單個(gè)，七個(gè)，八段和點(diǎn)陣矩陣，而在本項(xiàng)目中采用了八段的共陰級發(fā)光二極管。結(jié)構(gòu)圖如下圖所示:圖4.8八段的共陰級LED結(jié)構(gòu)圖4.4.2LED電路的設(shè)計(jì)發(fā)光二極管的陰極相互連接在一起，通常稱為陰極的公共接地。當(dāng)發(fā)光二極管為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮并顯示相應(yīng)的段?？刂瓢l(fā)光二極管的8位數(shù)字通常稱為選定的LED顯示信號編號，要?jiǎng)?chuàng)建多位LED顯示屏，除了選定的段選線外，還需要選擇位選線用于選定的數(shù)字選擇顯示位，位選線用于控制二極管的發(fā)光顯示，段選線用于控制顯示字符與數(shù)據(jù)。顯示電路圖如下圖所示：圖4.9顯示電路圖在多位LED顯示器中，動態(tài)顯示方案在簡化電路，節(jié)省I/O端口和降低成本方面具有一定的實(shí)用性，它也是單管數(shù)字管顯示器的常用顯示方法。此設(shè)計(jì)使用兩位數(shù)動態(tài)LED顯示屏。在位選擇線和段選擇線的共同作用下，每個(gè)顯示器都可以顯示自己的數(shù)據(jù)。值得一提的是所有字符都不會在同一時(shí)間段顯示。上部發(fā)光二極管的余輝效果，因?yàn)閽呙杷俣茸銐蚩觳⑶腋鱾€(gè)顯示器之間的距離足夠短，可以像同步顯示一樣給人以不閃爍的同時(shí)顯示的感覺。經(jīng)過程序的處理，首先將要顯示的數(shù)據(jù)放在存儲單元中，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到與段選通燈相對應(yīng)的地址，然后使特定的LED閃爍以逐漸完成兩個(gè)LED的顯示。軟件的設(shè)計(jì)5.1程序的框架5.1.1要求開發(fā)一個(gè)程序智能化工作的項(xiàng)目是一個(gè)十分復(fù)雜的過程。該過程包括分析儀器的功能需求，創(chuàng)建總體設(shè)計(jì)計(jì)劃，從而去決定出適合的硬件布局和軟件程序的設(shè)計(jì)，開發(fā)邏輯電路和編程程序以及調(diào)試和測試儀器的性能。軟件設(shè)計(jì)應(yīng)遵循組件化設(shè)計(jì)并執(zhí)行特定子例程設(shè)計(jì)，功能分解，模塊劃分，實(shí)現(xiàn)解耦，詳細(xì)的軟件層次結(jié)構(gòu)以及基于總體配置文件設(shè)計(jì)進(jìn)行軟件結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原則，以實(shí)現(xiàn)模塊功能的獨(dú)立性和高效性執(zhí)行。簡而言之，該程序應(yīng)可讀，可理解，易維護(hù)且有用。5.1.2設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì)思想首先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，這包括設(shè)置指針和為定時(shí)器設(shè)置最大時(shí)間，設(shè)置計(jì)時(shí)器的工作模式以及設(shè)置中斷激活控制。清除通用寄存器以識別計(jì)數(shù)器從0開始計(jì)數(shù)，并且一個(gè)單元存儲最大位移，該最大位移由預(yù)定乘用車的最大負(fù)載轉(zhuǎn)換，傳感器由重力傳感器單片機(jī)傳輸，然后由寄存器傳輸。存儲的電流偏移量存儲在累加器中。通過比較該指令和該單元的內(nèi)容，確定當(dāng)前乘用車的負(fù)載是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)定最大值。如果當(dāng)前轎廂重量大于指定的最大值，則警報(bào)指令觸發(fā)警報(bào)。 在每一個(gè)組件化的程序中，嘗試從最少的指令中獲得最大的收益，以使指令不會模棱兩可，從而可以在系統(tǒng)中更好地執(zhí)行整個(gè)程序，并顯著提高單片機(jī)的工作效率。本設(shè)計(jì)的軟件部分如下所述，整個(gè)軟件流程圖如圖4.1所示。第一步是初始化系統(tǒng)，包括使用鍵盤，各種寄存器和計(jì)數(shù)器的工作模式手動設(shè)置乘客限制。該測試程序包括：T0，T1可編程中斷系統(tǒng)，核心操作系統(tǒng)，警報(bào)模式，顯示程序。主要部分分析如下。（1）計(jì)數(shù)器中斷程序T0，T1用于將傳感器生成的脈沖信號輸送到計(jì)數(shù)器的端口T0和T1。首先將計(jì)數(shù)的初始化為0FFFFH，接下來有計(jì)數(shù)器將每一個(gè)數(shù)記錄下來。當(dāng)T0和T1端口在高電平和低電平之間變化時(shí)。在這種情況下，計(jì)數(shù)器會產(chǎn)生溢出中斷。（2）用按鍵來處理按鍵程序從而達(dá)到設(shè)置上限值的效果。（3）顯示程序是用于將獲得的數(shù)據(jù)在處理之后將結(jié)構(gòu)輸出到顯示器從而達(dá)到數(shù)據(jù)監(jiān)測的效果（4）警報(bào)子程序?qū)⒔y(tǒng)計(jì)脈沖信號的數(shù)量與預(yù)設(shè)數(shù)量進(jìn)行比較。如果大于預(yù)設(shè)數(shù)量，則觸發(fā)警報(bào)；如果小于或等于預(yù)設(shè)數(shù)量，則取消警報(bào)。該系統(tǒng)軟件的總體流程圖如圖4.1所示。圖5.1程序流程圖初始化程序可以說是對STC89C52進(jìn)行初始化，包括中斷計(jì)數(shù)器工作模式和計(jì)數(shù)起始值的初始化，批處理的初始化以及臨時(shí)存儲器地址的分配。初始化完成后，程序進(jìn)入等待中斷的循環(huán)。當(dāng)中斷觸發(fā)時(shí)，中斷子程序?qū)⒂蓡纹瑱C(jī)去適當(dāng)?shù)娜フ{(diào)用處理數(shù)據(jù)。此外，單片機(jī)還將調(diào)用報(bào)警程序和顯示程序，以達(dá)到監(jiān)控和顯示的功能。如果統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)比設(shè)置值大，則程序?qū)?zhí)行警報(bào)和鎖定指令。如果統(tǒng)計(jì)值小于或等于設(shè)置的值，程序?qū)⑨尫啪瘓?bào)和解除指令。5.2模塊程序的設(shè)計(jì)5.2.1中斷程序的設(shè)計(jì)中斷程序大致示意圖：圖5.2中斷程序示意圖該設(shè)計(jì)使用計(jì)數(shù)器T0，T1對外部脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。T1和T0都設(shè)置為計(jì)數(shù)器的工作方式，并且工作模式為模式2，即8位恒定自動重載計(jì)數(shù)器。初始計(jì)數(shù)值設(shè)置為0FFFFH。當(dāng)從外部輸入脈沖信號時(shí)，計(jì)數(shù)器溢出并產(chǎn)生一個(gè)過沖中斷。計(jì)數(shù)器T0和T1的溢出中斷指示器TF0和TF1被定義為外部中斷請求的指示器。請求后，當(dāng)前工作暫時(shí)中斷，并執(zhí)行中斷服務(wù)程序。不同之處在于，計(jì)數(shù)器T0用于對上車的人數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，因此每次中斷T0時(shí)，數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容就會增加1。T1計(jì)數(shù)器是下車的人數(shù)，因此每次T1中斷時(shí)，數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容都會減一。在每個(gè)溢出中斷子例程中調(diào)用顯示子例程和警報(bào)子例程，以便執(zhí)行實(shí)時(shí)顯示和監(jiān)視。進(jìn)入中斷程序后，硬件將自動將斷點(diǎn)地址（16位PC程序計(jì)數(shù)器的值）推入堆棧，以保護(hù)工作寄存器，累加器，標(biāo)志等。完成中斷服務(wù)程序后，恢復(fù)中斷服務(wù)程序。工作寄存器，累加器，指示符位的內(nèi)容，最后執(zhí)行中斷返回指令，將電池的斷點(diǎn)地址自動傳遞給PC并繼續(xù)運(yùn)行被中斷的程序。5.2.2按鍵子程序的設(shè)計(jì)在此設(shè)計(jì)中，按鈕電路采用了獨(dú)立的接口電路，因?yàn)樗鼪]有使用太多的按鍵，因此不占用大量的I/O端口線，所以使用了具有設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)都簡單的獨(dú)立按鍵?？紤]到公共汽車的實(shí)際需求，公共汽車上的實(shí)際乘客人數(shù)應(yīng)少于100人，因此我們僅使用鍵盤來設(shè)置上限。為了使CPU僅檢查一次按鍵的動作，必須消除抖動的影響。軟件延遲方法用于消除鍵延遲。子程序的流程圖如圖4.3所示。5.3按鍵程序流程圖5.2.3報(bào)警程序的設(shè)計(jì)警報(bào)和鎖定程序的流程圖如圖4.4所示。該模塊的主要功能是確定乘用車是否超載。如果檢測到的值大于設(shè)置的上限，則會生成警報(bào)，并通過軟件程序控制繼電器的運(yùn)行，并且會阻塞乘用車的電子起動器。發(fā)生警報(bào)時(shí)，紅色LED閃爍，發(fā)出嗶聲，并且繼電器控制的紅色指示燈點(diǎn)亮。如果檢測到的值低于設(shè)置的閾值，則取消警報(bào)。聲音和視覺警報(bào)消失，繼電器控制的紅燈熄滅。其中，P2.6端口是由繼電器控制的，P1.0端口是控制紅色LED的，P1.1端口是控制蜂鳴器警報(bào)的圖5.4報(bào)警程序流程圖警報(bào)和鎖定程序是實(shí)時(shí)程序，因此有必要控制過載警報(bào)和車輛鎖定。數(shù)據(jù)處理后，必須將實(shí)時(shí)識別值與預(yù)設(shè)的上限進(jìn)行比較。警報(bào)例程使用SUBB命令進(jìn)行評估，即預(yù)先設(shè)定的值去減去測量出來的值。如果后者大于前者，則會發(fā)出警報(bào)，否則將抑制警報(bào)。在執(zhí)行主程序期間，每次顯示乘客值時(shí)都會調(diào)用警報(bào)子例程，從而滿足實(shí)時(shí)監(jiān)控的要求。5.2.4顯示程序的設(shè)計(jì)處理完數(shù)據(jù)后，顯示程序開始運(yùn)行。由于發(fā)光二極管顯示為段碼的方式，因此處理后的十進(jìn)制數(shù)字必須由前十個(gè)數(shù)字分開，然后存儲在顯示和顯示單元30H中。然后，將位選擇數(shù)據(jù)發(fā)送到端口P2，獲取一個(gè)位段碼，然后將其發(fā)送到端口P0，并調(diào)用延遲程序。然后將位選擇數(shù)據(jù)發(fā)送到端口P2，將十位的段代碼帶到端口P0，并調(diào)用延遲程序。當(dāng)發(fā)生中斷并等待中斷時(shí)，將調(diào)用顯示例程以滿足實(shí)時(shí)顯示要求。兩位選擇碼由P2.0-P2.1控制。程序流程圖如下圖所示圖5.5顯示程序流程圖

項(xiàng)目的測試6.1調(diào)試分析調(diào)試和解析過程通常包括調(diào)試所有硬件電路，調(diào)試程序及其聯(lián)合調(diào)試過程。一旦確定了系統(tǒng)的整體框圖，就可以快速開始電路圖和程序的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)硬件和軟件分別進(jìn)行調(diào)試，軟件和硬件分別進(jìn)行調(diào)整。系統(tǒng)的最后階段是系統(tǒng)特別重要的部分，因?yàn)檫@里無法反映設(shè)計(jì)和開發(fā)的系統(tǒng)的成功以及完整的功能。因此，為了確保設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，必須對軟件和硬件的每個(gè)部分進(jìn)行調(diào)試和分析。本章詳細(xì)介紹了基于單片機(jī)的總線過載監(jiān)控系統(tǒng)的硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)合調(diào)試過程，并給出并分析了調(diào)試結(jié)果。6.2硬件調(diào)試該主題的硬件回路是系統(tǒng)的中心部分。它包括單片機(jī)的外圍電路，傳感器電路，方向識別電路，顯示電路，報(bào)警電路和繼電器鎖存電路。下面主要介紹設(shè)計(jì)和調(diào)試單片機(jī)最小系統(tǒng)電路和方向識別電路的方法和過程。（1）調(diào)試單片機(jī)系統(tǒng)：按照設(shè)計(jì)的電路圖焊接單片機(jī)系統(tǒng)，主要包括晶體振蕩器電路和復(fù)位電路。開啟后，使用萬用表測量每個(gè)電壓。檢查18和19晶體振蕩器引腳的電壓大約為2.0V，并使用示波器檢查ALE連接器是否具有固定的方波信號輸出。如果按下復(fù)位按鈕，檢查RST9引腳是否存在可以達(dá)到3.5V以上的高電平。一切正常之后，準(zhǔn)備一個(gè)有延遲打開和關(guān)閉的小程序，然后將其刻錄到單片機(jī)中，并再次檢查單片機(jī)系統(tǒng)是否正常工作。（2）調(diào)試方向檢測電路：根據(jù)設(shè)計(jì)的方向檢測電路圖，將74LS04逆變器和74LS74雙D觸發(fā)器放入面包中，使用兩個(gè)接地按鈕的一端，另一端產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖去代替?zhèn)鞲衅?。連接到方向檢測電路的輸入。然后使用萬用表去測試Q1和Q2觸發(fā)器的電平狀態(tài)，并調(diào)整適當(dāng)?shù)碾娐吩O(shè)計(jì)，直到實(shí)現(xiàn)區(qū)分方向的功能為止。另外，在焊接的時(shí)候中，必須非常小心謹(jǐn)慎，以免出現(xiàn)錯(cuò)誤的焊接和漏焊情況。焊接引腳時(shí)，應(yīng)先去除芯片，然后再進(jìn)行焊接這一步，以防止芯片過熱被燒毀。焊接完每條電線后，需使用萬用表檢查其路徑。使用萬用表檢查焊點(diǎn)附近的點(diǎn)，以查看焊點(diǎn)是否焊接在一起以避免混合。這樣，很容易發(fā)現(xiàn)問題并一次接一個(gè)地糾正錯(cuò)誤，這非常有針對性。更為重要的一點(diǎn)是，必須對硬件系統(tǒng)進(jìn)行部分和部分的焊接，即，必須先焊接系統(tǒng)的一部分，然后再將其焊接到下一個(gè)小型系統(tǒng)。如果所有的硬件都焊接完畢在調(diào)試，因?yàn)殡娋€和焊點(diǎn)很多，則很難區(qū)分特定的電路，并且故障排除也很困難。產(chǎn)品大制圖如下圖所示圖6.1產(chǎn)品大致圖圖6.2產(chǎn)品背面圖6.3軟件調(diào)試軟件調(diào)試由KeilμVision2編譯完成，并與Proteus軟件進(jìn)行共享調(diào)試。在KEIL工作窗口中觀察存儲單元數(shù)據(jù)的變化，找出并修復(fù)程序的在語法上或者在算法邏輯上的錯(cuò)誤。（1）在仿真軟件中分別調(diào)試系統(tǒng)的每個(gè)模塊，例如顯示或報(bào)警模塊。（2）在調(diào)試需要分配值的每個(gè)模塊時(shí)，分配初始值，一步調(diào)試，觀察模擬器窗口，并檢查設(shè)計(jì)時(shí)的輸出結(jié)果是否是期望的結(jié)果。（3）組合模塊并全速運(yùn)行，以確定程序是否運(yùn)行平穩(wěn)以及是否可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的所有功能。故障和分析本章簡要介紹了設(shè)計(jì)智能車輛超載載監(jiān)視系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤和問題。7.1焊接的缺陷在實(shí)際焊接硬件電路時(shí)，由于線路數(shù)量多而產(chǎn)生交叉混合現(xiàn)象，從而導(dǎo)致某些電路短路。還有漏焊現(xiàn)象，例如確定蜂鳴器警報(bào)電路未接地，則在警報(bào)期間沒有聲音。7.2元件選擇的不適合P0連接器的上拉電阻太大，導(dǎo)致LED數(shù)字管的亮度不足。更換電阻器后，LED的亮度增加。在報(bào)警電路中，蜂鳴器的控制端沒有逆變器，驅(qū)動能力不足。單片機(jī)的端口用于控制三極管的導(dǎo)通和關(guān)斷。效果不佳，警報(bào)音弱。添加逆變器，更正程序后蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。7.3調(diào)試方法及軟件修改在整個(gè)調(diào)試過程中，顯示器均無法正常工作，每個(gè)都顯示88，并且閃爍現(xiàn)象嚴(yán)重。檢查的原因有以下幾種：①由于繼電器型號的選擇不正確，繼電器的觸點(diǎn)不動，車輛的電子點(diǎn)火裝置無法鎖定。校正后，繼電器可以正常運(yùn)行。②在軟件調(diào)試過程中，由于顯示程序中延遲子程序的時(shí)間不足，導(dǎo)致LED顯示不穩(wěn)定。相應(yīng)地修復(fù)了延遲程序后，數(shù)字顯示清晰穩(wěn)定，可以滿足觀察要求。

結(jié)論本次項(xiàng)目的最主要部分就是需要已紅外傳感器為監(jiān)控單片機(jī)STC89C52為基礎(chǔ)的汽車超載監(jiān)測系統(tǒng)。通過測試實(shí)驗(yàn)，證明了本次系統(tǒng)的可靠性，達(dá)到了了此次設(shè)計(jì)的目標(biāo)，并滿足了解決問題的可靠性。而且可以自動對人數(shù)統(tǒng)計(jì)的公交車可以通過LED實(shí)時(shí)進(jìn)行車輛人數(shù)的顯示并判斷人數(shù)是否過載如果乘用車超載，則會觸發(fā)相應(yīng)的聲音和視覺警報(bào)，并關(guān)閉乘用車的電子啟動器以鎖定乘用車。當(dāng)消除乘用車的超載現(xiàn)象時(shí)，相應(yīng)地會觸發(fā)聲音和視覺警報(bào)，并且系統(tǒng)會鎖定乘用車。汽車能安全完整的運(yùn)行，而且達(dá)到了智能化監(jiān)聽的能力。在項(xiàng)目的開發(fā)時(shí)，主要任務(wù)有兩個(gè)：一個(gè)是軟件設(shè)計(jì)，另一個(gè)是關(guān)于硬件設(shè)施的開發(fā)，并且還需要確定整個(gè)項(xiàng)目的主要問題以及流程，演示總體原理圖，硬件電路設(shè)計(jì)，硬件電路優(yōu)化，軟件設(shè)計(jì)，軟件優(yōu)化，焊接硬件電路板，調(diào)試硬件電路和調(diào)試軟件程序?yàn)榱俗罱K將軟件和硬件一起調(diào)試，對每個(gè)過程都進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)和精心完成。但是，設(shè)計(jì)仍然不完整。例如，當(dāng)檢測到傳感器時(shí)，仍然存在一定的盲點(diǎn)。如果兩個(gè)人要同時(shí)上車，那么人數(shù)就無法正確計(jì)算。因此，應(yīng)實(shí)現(xiàn)更完整的傳感器設(shè)計(jì)。26參考文獻(xiàn)[1]張毅剛.新編MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003.7[2]張洪潤.傳感技術(shù)與應(yīng)用教程.北京:清華大學(xué)出版社，2005.4[3]何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編.北京:北京航天航空大學(xué),1999.7[4]宋雨潭.DS12C887及其在智能化儀器儀表中的應(yīng)用.黑龍江稅專學(xué)報(bào).2002，29（3）：87-89[5]?？栖?傳感器與檢測技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社，2004.9[6]鄒逢興.計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ).北京:國防科技大學(xué),2001.4[7]賈伯年等.傳感器技術(shù).南京:東南大學(xué)出版社，2000.8[8]馬家辰.MCS-51單片機(jī)原理及接口技術(shù).哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2002.10[9]李華主.MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù).北京:北京航天航空大學(xué),2003.5[10]趙茂泰.智能儀器原理及應(yīng)用.電子工業(yè)出版社，2004.7[11]徐淑華.單片機(jī)微型機(jī)原理及應(yīng)用.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2002.11[12]孫育才.微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).南京:東南大學(xué),1990.5[13]張洪潤.傳感器技術(shù)與應(yīng)用教程.北京：清華大學(xué)出版社，2005.4[14]何希才.傳感器及其應(yīng)用實(shí)例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.1[15]張洪潤.傳感器技術(shù)與應(yīng)用教程.北京:清華大學(xué)出版社,2005.4[16]張亞凡.傳感器及其應(yīng)用實(shí)例.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.1[17]陳永甫.紅外探測與控制電路.北京:人民郵電出版社,2004.7[18]王仲生.智能監(jiān)測與控制技術(shù).西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2002.10[19]吳基安.汽車電子裝置圖解檢修手冊.北京:人民郵電出版社,2001.4[20]李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001.11

致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)期間的最后評估，也是對所學(xué)知識的全面應(yīng)用。在這個(gè)最后的項(xiàng)目中，林瑾老師認(rèn)真地指導(dǎo)了我。從最終項(xiàng)目的開始到結(jié)束，林先生始終關(guān)心著我的進(jìn)度，幫助我整理想法，指導(dǎo)設(shè)計(jì)想法，以便我有計(jì)劃，有方向和有針對性的去完成最終設(shè)計(jì)，也讓我對研究單片機(jī)加強(qiáng)了興趣。在完成過程中，林老師總是要求我抓緊時(shí)間來收集數(shù)據(jù)并盡早做好準(zhǔn)備。由于老師的幫助，我能夠盡快完成最后的項(xiàng)目。在此我表示衷心的感謝！謝謝林老師！至此，我還要感謝所有教我的老師以及所有照顧我的同學(xué)，以及在大學(xué)四年生活中所給予的關(guān)懷和幫助。由于老師的無私幫助，我在各個(gè)方面都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。最后，我對對我的論文進(jìn)行審查的教授和老師深表感謝。由于我的技能有限，項(xiàng)目設(shè)計(jì)中仍然存在缺陷，希望能給予批評和指導(dǎo)。

電腦不啟動故障診治了解電腦啟動的過程在諸多電腦故障中，無法正常啟動是最令用戶頭痛的事了。筆者長期從事維護(hù)電腦的工作，在這個(gè)方面積累了一些經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在就將這些經(jīng)驗(yàn)整理歸納出來與朋友們分享。本文將以家用電腦和windows98操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，介紹電腦無法正常啟動故障的診治。要想準(zhǔn)確地診斷電腦不啟動故障，首先要了解的起動過程，當(dāng)我們按下電源開關(guān)時(shí)，電源就開始向主板和其它設(shè)備供電，此時(shí)電壓還沒有完全穩(wěn)定，主板控制芯片組會根據(jù)CMOS中的CPU主頻設(shè)置向CPU發(fā)出一個(gè)Reset(重置)信號，讓CPU初始化，電壓完全穩(wěn)定后，芯片組會撤去Reset信號，CPU馬上從地址FFFF0H處執(zhí)行一條跳轉(zhuǎn)指令，跳到系統(tǒng)BIOS中真正的啟動代碼處。系統(tǒng)BIOS首先要做的事情就是進(jìn)行POST(PowerOnSelfTest，加電自檢)。POST的主要任務(wù)是檢測系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵設(shè)備(電源、CPU芯片、BIOS芯片、定時(shí)器芯片、數(shù)據(jù)收發(fā)邏輯電路、DMA控制器、中斷控制器以及基本的64K內(nèi)存和內(nèi)存刷新電路等)是否存在和能否正常工作，如內(nèi)存和顯卡等。自檢通過后，系統(tǒng)BIOS將查找顯示卡的BIOS，由顯卡BIOS來完成顯示卡的初始化，顯示器開始有顯示，自此，系統(tǒng)就具備了最基本的運(yùn)行條件，可以對主板上的其它部分進(jìn)行診斷和測試，再發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，屏幕上會有提示，但一般不死機(jī)，接著系統(tǒng)BIOS將檢測CPU的類型和工作頻率，然后開始測試主機(jī)所有的內(nèi)存容量，內(nèi)存測試通過之后，系統(tǒng)BIOS將開始檢測系統(tǒng)中安裝的一些標(biāo)準(zhǔn)硬件設(shè)備，這些設(shè)備包括：硬盤、CD－ROM、軟驅(qū)、串行接口和并行接口等連接的設(shè)備，大多數(shù)新版本的系統(tǒng)BIOS在這一過程中還要自動檢測和設(shè)置內(nèi)存的相關(guān)參數(shù)、硬盤參數(shù)和訪問模式等。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備檢測完畢后，系統(tǒng)BIOS內(nèi)部的支持即插即用的代碼將開始檢測和配置系統(tǒng)中已安裝的即插即用設(shè)備。每找到一個(gè)設(shè)備之后，系統(tǒng)BIOS都會在屏幕上顯示出設(shè)備的名稱和型號等信息，同時(shí)為該設(shè)備分配中斷、DMA通道和I/O端口等資源。最后系統(tǒng)BIOS將更新ESCD(ExtendedSystemConfigurationData，擴(kuò)展系統(tǒng)配置數(shù)據(jù))。ESCD數(shù)據(jù)更新完畢后，系統(tǒng)BIOS的啟動代碼將進(jìn)行它的最后一項(xiàng)工作，即根據(jù)用戶指定的啟動順序從軟盤、硬盤或光驅(qū)啟動。以從C盤啟動為例，系統(tǒng)BIOS將讀取并執(zhí)行硬盤上的主引導(dǎo)記錄，主引導(dǎo)記錄接著從分區(qū)表中找到第一個(gè)活動分區(qū)，然后讀取并執(zhí)行這個(gè)活動分區(qū)的分區(qū)引導(dǎo)記錄，而分區(qū)引導(dǎo)記錄將負(fù)責(zé)讀取并執(zhí)行IO.SYS，這是Windows最基本的系統(tǒng)文件。IO.SYS首先要初始化一些重要的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，然后就顯示出我們熟悉的藍(lán)天白云，在這幅畫面之下，Windows將繼續(xù)進(jìn)行DOS部分和GUI(圖形用戶界面)部分的引導(dǎo)和初始化工作，一切順利結(jié)束，電腦正常啟動。根據(jù)故障現(xiàn)象診治了解電腦啟動的過程，故障就好判斷了，下面我們就根據(jù)故障現(xiàn)象開始診治了：現(xiàn)象一：系統(tǒng)完全不能啟動，見不到電源指示燈亮，也聽不到冷卻風(fēng)扇的聲音。這時(shí)，基本可以認(rèn)定是電源部分故障，檢查：電源線和插座是否有電、主板電源插頭是否連好，UPS是否正常供電，再確認(rèn)電源是否有故障，最簡單的就是替換法，但一般用戶家中不可能備有電源等備件，這時(shí)可以嘗試使用下面的方法（注意：要慎重）：先把硬盤，CPU風(fēng)扇，或者CDROM連好，然后把ATX主板電源插頭用一根導(dǎo)線連接兩個(gè)插腳（把插頭的一側(cè)突起對著自己，上層插腳從左數(shù)第4個(gè)和下層插腳從右數(shù)第3個(gè)，方向一定要正確），然后把ATX電源的開關(guān)打開，如果電源風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，說明電源正常，否則電源損壞。如果電源沒問題直接短接主板上電源開關(guān)的跳線，如果正常，說明機(jī)箱面板的電源開關(guān)損壞?，F(xiàn)象二：電源批示燈亮，風(fēng)扇轉(zhuǎn)，但沒有明顯的系統(tǒng)動作。這種情況如果出現(xiàn)在新組裝電腦上應(yīng)該首先檢查CPU是否插牢或更換CPU，而正在使用的電腦的CPU損壞的情況比較少見（人為損壞除外），損壞時(shí)一般多帶有焦糊味，如果剛剛升級了BIOS或者遭遇了CIH病毒攻擊，這要考慮BIOS損壞問題（BIOS莫名其妙的損壞也是有的），修復(fù)BIOS的方法很多雜志都介紹過就不重復(fù)了；確認(rèn)CPU和BIOS沒問題后，就要考慮CMOS設(shè)置問題，如果CPU主頻設(shè)置不正確也會出現(xiàn)這種故障，解決方法就是將CMOS信息清除，既要將CMOS放電，一般主板上都有一個(gè)CMOS放電的跳線，如果找不到這個(gè)跳線可以將CMOS電池取下來，放電時(shí)間不要低于5分鐘，然后將跳線恢復(fù)原狀或重新安裝好電池即可；如果CPU、BIOS和CMOS都沒問題還要考慮電源問題：PC機(jī)電源有一個(gè)特殊的輸出信號，稱為POWERGOOD（PG）信號，如果PG信號的低電平持續(xù)時(shí)間不夠或沒有低電平時(shí)間，PC機(jī)將無法啟動。如果PG信號一直為低電平，則PC機(jī)系統(tǒng)始終處于復(fù)位狀態(tài)。這時(shí)PC機(jī)也出現(xiàn)黑屏、無聲響等死機(jī)現(xiàn)象。但這需要專業(yè)的維修工具外加一些維修經(jīng)驗(yàn)，因此，建議采用替換法；電源沒有問題就要檢查是否有短路，確保主板表面不和金屬（特別是機(jī)箱的安裝固定點(diǎn)）接觸。把主板和電源拿出機(jī)箱，放在絕緣體表面，如果能啟動，說明主板有短路現(xiàn)象；如果還是不能啟動則要考慮主板問題，主板故障較為復(fù)雜，可以使用替換法確認(rèn)，然后更換主板?，F(xiàn)象三：電源指示燈亮，系統(tǒng)能啟動，但系統(tǒng)在初始化時(shí)停住了，而且可以聽到嗽叭的鳴叫聲（沒有視頻）：根據(jù)峰鳴代碼可以判斷出故障的部位。ccid_page/AwardBIOS1短聲：說明系統(tǒng)正常啟動。表明機(jī)器沒有問題。2短聲：說明CMOS設(shè)置錯(cuò)誤，重新設(shè)置不正確選項(xiàng)。1長1短：說明內(nèi)存或主板出錯(cuò)，換一個(gè)內(nèi)存條試試。1長2短：說明顯示器或顯示卡存在錯(cuò)誤。檢查顯卡和顯示器插頭等部位是否接觸良好或用替換法確定顯卡和顯示器是否損壞。1長3短：說明鍵盤控制器錯(cuò)誤，應(yīng)檢查主板。1長9短：說明主板FlashRAM、EPROM錯(cuò)誤或BIOS損壞，更換FlashRAM。重復(fù)短響：說明主板電源有問題。不間斷的長聲：說明系統(tǒng)檢測到內(nèi)存條有問題，重新安裝內(nèi)存條或更換新內(nèi)存條重試。AMIBIOS1短：說明內(nèi)存刷新失敗。更換內(nèi)存條。2短：說明內(nèi)存ECC較驗(yàn)錯(cuò)誤。在CMOS中將內(nèi)存ECC校驗(yàn)的選項(xiàng)設(shè)為Disabled或更換內(nèi)存。3短：說明系統(tǒng)基本內(nèi)存檢查失敗。換內(nèi)存。4短：說明系統(tǒng)時(shí)鐘出錯(cuò)。更換芯片或CMOS電池。5短：說明CPU出現(xiàn)錯(cuò)誤。檢查CPU是否插好。6短：說明鍵盤控制器錯(cuò)誤。應(yīng)檢查主板。7短：說明系統(tǒng)實(shí)模式錯(cuò)誤，不能切換到保護(hù)模式。8短：說明顯示內(nèi)存錯(cuò)誤。顯示內(nèi)存有問題，更換顯卡試試。9短：說明BIOS芯片檢驗(yàn)和錯(cuò)誤。1長3短：說明內(nèi)存錯(cuò)誤。內(nèi)存損壞，更換。1長8短：說明顯示測試錯(cuò)誤。顯示器數(shù)據(jù)線沒插好或顯示卡沒插牢?，F(xiàn)象四：系統(tǒng)能啟動，有視頻，出現(xiàn)故障提示，這時(shí)可以根據(jù)提示來判斷故障部位。下面就是一些常見的故障提示的判斷：一、提示“CMOSBatteryStateLow”原因：CMOS參數(shù)丟失，有時(shí)可以啟動，使用一段時(shí)間后死機(jī)，這種現(xiàn)象大多是CMOS供電不足引起的。對于不同的CMOS供電方式，采取不同的措施：1.焊接式電池：用電烙鐵重新焊上一顆新電池即可；2.鈕扣式電池：直接更換；3.芯片式：更換此芯片，最好采用相同型號芯片替換。如果更換電池后時(shí)間不長又出現(xiàn)同樣現(xiàn)象的話，很可能是主板漏電，可檢查主板上的二極管或電容是否損壞，也可以跳線使用外接電池，不過這些都需要有一定的硬件維修基礎(chǔ)才能完成。二、提示“CMOSChecksumFailure”CMOS中的BIOS檢驗(yàn)和讀出錯(cuò)；提示“CMOSSystemOptionNotSet”，CMOS系統(tǒng)未設(shè)置；提示“CMOSDisplayTypeMismatch”，CMOS中顯示類型的設(shè)置與實(shí)測不一致；提示“CMOSMemorySizeMismatch”，主板上的主存儲器與CMOS中設(shè)置的不一樣；提示“CMOSTime&DateNotSet”，CMOS中的時(shí)間和日期沒有設(shè)置。這些都需要對CMOS重新設(shè)置。三、提示“KeyboardInterfaceError”后死機(jī)原因：主板上鍵盤接口不能使用，拔下鍵盤，重新插入后又能正常啟動系統(tǒng)，使用一段時(shí)間后鍵盤無反應(yīng)，這種現(xiàn)象主要是多次拔插鍵盤引起主板鍵盤接口松動，拆下主板用電烙鐵重新焊接好即可；也可能是帶電拔插鍵盤，引起主板上一個(gè)保險(xiǎn)電阻斷了（在主板上標(biāo)記為Fn的東西），換上一個(gè)1歐姆／0.5瓦的電阻即可。四、自檢過程中斷在xxxKCache處這表示主板上Cache損壞，可以在CMOS設(shè)置中將“ExternalCache”項(xiàng)設(shè)為“Disable”故障即可排除。同理，在自檢主板部件時(shí)出現(xiàn)中斷，則可以認(rèn)為該部件損壞，解決方法一般可以在CMOS中將其屏蔽，如果不能屏蔽該部件最好更換主板。五、提示“FDDControllerFailure”BIOS不能與軟盤驅(qū)動器交換信息；提示“HDDControllerFailure”，BIOS不能與硬盤驅(qū)動器交換信息。應(yīng)檢查FDD（HDD）控制卡及電纜。六、提示“8042GateA20Error”8042芯片壞；提示“DMAError”，DMA控制器壞。這種故障需要更換。七、提示“DisplaySwitchNotProper”主板上的顯示模式跳線設(shè)置錯(cuò)誤，重新跳線。八、提示“KeyboardisLock...Unlockit”鍵盤被鎖住，打開鎖后重新引導(dǎo)系統(tǒng)。九、IDE接口設(shè)備檢測信息為：“DetectingPrimary（或Secondary）Master（或Slave）...None”表示該IDE接口都沒有找到硬盤，如果該IDE口確實(shí)接有硬盤的話，則說明硬盤沒接上或硬盤有故障，可以從以下幾方面檢查：1、硬盤電源線和數(shù)據(jù)線是否接觸不良，或換一根線試試；2、CMOS設(shè)置有無錯(cuò)誤，進(jìn)入CMOS將“PrimaryMaster”、“PrimarySlave”、“SecondaryMaster”三項(xiàng)的的“TYPE”都設(shè)置成“Auto”；3、替換法確認(rèn)硬盤本身有故障。十、IDE接口設(shè)備檢測信息下面顯示“Floppydisk(s)fail(40)”出錯(cuò)信息表示CMOS所指定的軟盤驅(qū)動器有問題。判斷和解決的方法與硬盤相似。現(xiàn)象五：系統(tǒng)不能引導(dǎo)。這種故障一般都不是嚴(yán)重問題，只是系統(tǒng)在找到的用于引導(dǎo)的驅(qū)動器中找不到引導(dǎo)文件，比如：BIOS的引導(dǎo)驅(qū)動器設(shè)置中將軟驅(qū)排在了硬盤驅(qū)動的前面，而軟驅(qū)中又放有沒有引導(dǎo)系統(tǒng)的軟盤或者BIOS的引導(dǎo)驅(qū)動器設(shè)置中將光驅(qū)排在了硬盤驅(qū)動的前面，而光驅(qū)中又放有沒有引導(dǎo)系統(tǒng)的光盤，這個(gè)都很簡單，將光盤或軟盤取出就可以了，實(shí)際應(yīng)用中遇到“DiskBootFailure，InsertSystemDiskAndPressEnter”的提示，多數(shù)都是這個(gè)原因。如果是硬盤不能引導(dǎo)的話一般有兩種情況：一種是硬盤數(shù)據(jù)線沒有插好，另一種就是硬盤數(shù)據(jù)損壞。前者一般多會出現(xiàn)硬盤容量檢測不正確和引導(dǎo)時(shí)出現(xiàn)死機(jī)的現(xiàn)象；后者則是干脆找不到引導(dǎo)文件或提示文件損壞。前者只需重新連接好數(shù)據(jù)線即可；后者則需要用win98的啟動軟盤或啟動光盤啟動，根據(jù)實(shí)際情況來定：一、提示“Invalidpartitiontable”或“NotFoundany[activepartition]inHDDDiskBootFailure，InsertSystemDiskAndPressEnter”，這說明找不到硬盤活動分區(qū)，需要對硬盤重新分區(qū)。二、提示“Missoperationsyste”，說明硬盤活動分區(qū)需要重新格式化（formatc:/s）。三、提示“InvalidsystemdiskReplacethedisk，andthenpressanykey”或顯示“StartingWindows98…”時(shí)出現(xiàn)死機(jī)，說明硬盤上的系統(tǒng)文件丟失了或損壞，使用“sysc:”，命令傳遞系統(tǒng)文件給c盤，再將C拷貝給c盤?，F(xiàn)象六：硬盤可以引導(dǎo)，但Windows不能正常啟動，也不能進(jìn)入安全模式。這種情況表明Windows98出現(xiàn)了嚴(yán)重的錯(cuò)誤，首先，用殺毒軟件查殺病毒，看是不是病毒造成的，如果沒有發(fā)現(xiàn)病毒可以用以下方法試一試。一、直接將接口卡與各個(gè)外設(shè)都撥去，再插回去，并調(diào)整接口卡上的設(shè)置（如果可以的話）來檢查是否是硬件沖突造成，開機(jī)看看是