【基于單片機(jī)的客車超載檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)（論文）9300字】

一、緒論1.1課題背景及意義伴隨著人們生活水平的不斷提高，大家外出旅游、探親、出差的人變得越來越多，節(jié)假日時(shí)外出的人數(shù)更多，隨著外出的人數(shù)變多公路客車這一行業(yè)并沒有因此變大，而客車超載的情況卻經(jīng)常發(fā)生，這種情況會(huì)導(dǎo)致客車司機(jī)對車輛的控制，就會(huì)非常容易的出現(xiàn)車禍交通事故，將會(huì)帶來不可磨滅的傷害[1]。相應(yīng)的國家也頒布了很多的法律規(guī)范，從而達(dá)到降低客車超載這一現(xiàn)象，由于每個(gè)省的政府也針對這一現(xiàn)象頒布了很多的法例來解決，雖然效果很顯著，但是在節(jié)假日外出的等情況下，客車人數(shù)超員的情況還是會(huì)頻頻的出現(xiàn)。所以不僅需要法律法規(guī)的限制，也需要通過科學(xué)的方式杜絕車輛超員的情況發(fā)生。針對客車超載的現(xiàn)象國內(nèi)國外都有很多解決方法，但是的大多都是通過單片機(jī)進(jìn)行對車輛超員進(jìn)行智能控制的監(jiān)督，

單片機(jī)擁有非常高的性價(jià)比，單片機(jī)可以使用的地方非常多，所以受到很多使用者的喜愛，從而促使了單片機(jī)的發(fā)展。它涉及到的領(lǐng)域有很多，大概可以歸類為下面幾個(gè)鄰域：單片機(jī)在智能儀器里的應(yīng)用，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的很小，決定能力很強(qiáng)，機(jī)動(dòng)能力優(yōu)秀所以很適合應(yīng)用在智能儀器中，通過各種各樣的傳感器可以實(shí)現(xiàn)對多種物理量的測量；在計(jì)算機(jī)方面單片機(jī)也有很重要的影響，給通訊設(shè)備供應(yīng)了很重要的基礎(chǔ)，現(xiàn)在單片機(jī)都普遍的應(yīng)用在各個(gè)通訊設(shè)備里。本文正是由于以上的原因，通過單片機(jī)當(dāng)主體進(jìn)行對車輛內(nèi)人數(shù)情況的計(jì)算，然后就可以通過LED顯示器將客車內(nèi)的人數(shù)表示出來，當(dāng)車輛內(nèi)人數(shù)超過額定值時(shí)，就會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，并且繼電器也會(huì)工作，車輛將會(huì)無法啟動(dòng)，從而來阻止車輛行駛。如果車輛內(nèi)人數(shù)下降到限定人數(shù)之下時(shí)，與此同時(shí)停止報(bào)警系統(tǒng)，繼電器停止工作，車輛也可以正常的啟動(dòng)了，由此來達(dá)到對客車的智能監(jiān)察，極大的降低了客車超載這一現(xiàn)象而引發(fā)的各種問題，有效的保障車輛內(nèi)人員的生命安全。1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀由于需要運(yùn)輸行業(yè)，所以國家的交通變得十分便利，也導(dǎo)致國家的的交通事故頻繁發(fā)生，所以國家對這一現(xiàn)象變得非常重視。外國大多數(shù)國家進(jìn)行對行駛中車輛的動(dòng)態(tài)情況進(jìn)行分析的裝置來阻止車輛超載這一現(xiàn)象。外國第一批用來解決車輛超載的方法特別簡單，就是通過對靜止汽車狀態(tài)下的重量測量，從而防止客車超載，大型電子地磅就是最先一批的裝置。但是之中裝置用起來不太方便，所以又有科研人員發(fā)明了比它更方便裝置，該裝置更方便而且攜帶很方便，可以用來靜止稱重以及在車輛很慢時(shí)也可以進(jìn)行稱重，相對于之前的裝置有了很大的進(jìn)步，變得更加成熟。這項(xiàng)技術(shù)在國外使用了將近30多年，這種技術(shù)在國際上得到了一致的好評，使用率非常高，這一技術(shù)又稱為WIM技術(shù)[2]。而我們國內(nèi)最開始的儀器是通過本國科研人員研究的BQZ-I型的靜態(tài)測量儀器，該儀器攜帶十分方便，非常容易掌握對該儀器的使用安裝的方法現(xiàn)在國內(nèi)推行的車輛超載監(jiān)測系統(tǒng)大部分都是通過動(dòng)態(tài)檢測，例如公路車輛動(dòng)態(tài)測試儀等。鄭軍庭等人研發(fā)出了一種在橋梁上高速行駛的超載車輛的動(dòng)態(tài)檢測方法，他們通過非常精準(zhǔn)的傳感器，來進(jìn)行對高速行駛時(shí)車輛的檢測，只需要把該儀器安裝到橋下。該儀器會(huì)通過傳感器進(jìn)行對車輛速度和重量的分析，由此獲得車輛在高速情況下的測量，從而達(dá)到對車輛超載的情況的控制，該檢測方法十分準(zhǔn)確并且安裝使用非常方便。1.3主要研究內(nèi)容與章節(jié)安排本文的主要任務(wù)是檢測車輛是否超載，通過單片機(jī)當(dāng)主體進(jìn)行對車輛內(nèi)人數(shù)情況的計(jì)算，然后就可以通過LED顯示器將客車內(nèi)的人數(shù)表示出來，當(dāng)車輛內(nèi)人數(shù)超過額定值時(shí)，就會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，并且繼電器也會(huì)工作，車輛將會(huì)無法啟動(dòng)，從而來阻止車輛行駛。如果車輛內(nèi)人數(shù)下降到限定人數(shù)之下時(shí)，與此同時(shí)停止報(bào)警系統(tǒng)，繼電器停止工作，車輛也可以正常的啟動(dòng)了，由此來達(dá)到對客車的智能監(jiān)察。該檢測系統(tǒng)主要包括五個(gè)部分：檢測裝置、顯示裝置、控制裝置和報(bào)警裝置。然后對這五大部分進(jìn)行研究的內(nèi)容有：紅外檢測技術(shù)、LED數(shù)碼管顯示、單片機(jī)系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、繼電器的控制等。本文分為六個(gè)章節(jié)：第一章為緒論，主要討論系統(tǒng)的研究背景以及對國內(nèi)外現(xiàn)狀的研究，介紹了本文設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。第二章為系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)，對整個(gè)系統(tǒng)的組成和原理進(jìn)行了描述。第三章為系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，對系統(tǒng)的檢測模塊電路，單片機(jī)模塊電路進(jìn)行描述。對數(shù)碼管顯示電路，警報(bào)電路，繼電器控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)對硬件實(shí)現(xiàn)所需的相關(guān)芯片和元器件的選型進(jìn)行說明。第四章為系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，對系統(tǒng)各模塊軟件設(shè)計(jì)和工作模式進(jìn)行介紹，并對系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。第五章為系統(tǒng)測試與結(jié)果分析，克服系統(tǒng)重點(diǎn)與難點(diǎn)技術(shù)后，把各模塊組合成一個(gè)系統(tǒng)，并對其進(jìn)行仿真測試，根據(jù)顯示結(jié)果查看本系統(tǒng)是否能夠達(dá)到客車超載報(bào)警的要求。結(jié)論，對本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)并指出不足之處。

二、系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)組成原理本文進(jìn)行的是對客車超載智能監(jiān)控裝置的研究，研究該程序的原因是車輛超員而導(dǎo)致的各種危險(xiǎn)事故。所以這個(gè)裝置能夠?qū)囕v內(nèi)人數(shù)的智能監(jiān)控，由單片機(jī)為主題進(jìn)行計(jì)算，通過LED顯示器將客車內(nèi)的人數(shù)表示出來，當(dāng)車輛內(nèi)人數(shù)超過額定值時(shí)，就會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，并且繼電器也會(huì)工作，車輛將會(huì)無法啟動(dòng)，從而來阻止車輛行駛。如果車輛內(nèi)人數(shù)下降到限定人數(shù)之下時(shí)，與此同時(shí)停止報(bào)警系統(tǒng)，繼電器停止工作，車輛也可以正常的啟動(dòng)了，由此來達(dá)到對客車的智能監(jiān)察，利用該系統(tǒng)從而降低由于載客人數(shù)過多而引發(fā)的各種問題，從而來保障人員的生命安全[4]。該裝置用來檢測車輛內(nèi)人員人數(shù)的模塊以及對人數(shù)的運(yùn)算統(tǒng)計(jì)的方法非常重要。用來檢測車輛內(nèi)人數(shù)的儀器是采用反射式紅外傳感器來感應(yīng)車輛內(nèi)上下車的動(dòng)作的收集；而人數(shù)的計(jì)算及統(tǒng)計(jì)是通過單片機(jī)進(jìn)行對傳感器傳來的信息進(jìn)行處理，從而完成車輛內(nèi)人數(shù)監(jiān)控。通過上面兩個(gè)模塊來顯示出車輛內(nèi)人員的人數(shù)，就能判斷車輛有沒有超員，由此來避免由車輛超員而引發(fā)的危險(xiǎn)，來實(shí)現(xiàn)本課題的意義。2.2系統(tǒng)各部分功能介紹該系統(tǒng)可以分為三大部分，檢測部分，單片機(jī)以及控制報(bào)警部分，由圖2.1所示為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖。圖2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖檢測部分的儀器是采用反射式紅外傳感器來感應(yīng)車輛內(nèi)上下車的動(dòng)作的并且進(jìn)行收集。而人數(shù)的計(jì)算及統(tǒng)計(jì)是通過單片機(jī)進(jìn)行對傳感器傳來的信息進(jìn)行處理，然后再把單片機(jī)處理的信息傳輸?shù)娇刂撇糠?，通過LED顯示器將車輛里的人數(shù)表示出來，從而完成車輛內(nèi)人數(shù)的監(jiān)控，當(dāng)車輛中的人數(shù)超過額定值時(shí)系統(tǒng)觸發(fā)揚(yáng)聲器報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)繼電器將會(huì)鎖定啟動(dòng)裝置，車輛無法正常行駛，該系統(tǒng)各組成模塊的功能如下：單片機(jī)在整個(gè)程序里起著至關(guān)重要的作用，通過單片機(jī)系統(tǒng)接受來自傳感器的信號，然后再由單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)，然后將計(jì)算的信息傳輸?shù)斤@示電路以及報(bào)警電路，由此來進(jìn)行對車輛內(nèi)人數(shù)的檢測。檢測模塊的反射式紅外傳感器有兩個(gè)部分組成，分別是發(fā)射器和接收器，一個(gè)用來發(fā)射信號，一個(gè)用來接收信號。當(dāng)發(fā)射器前方有障礙物的時(shí)候，接收器接收到光線，傳感器的端口就會(huì)產(chǎn)生高電平；當(dāng)傳感器沒有檢測到物體的時(shí)候，接收器接收不到光線，傳感器的端口就會(huì)產(chǎn)生低電平。所以在有人上車下車就會(huì)通過反射式紅外傳感器，傳感器的端口就會(huì)產(chǎn)生高低電頻，從而來完成對人數(shù)的檢測[5]。報(bào)警模塊是由蜂鳴器組成，通過單片機(jī)傳來的信息進(jìn)行報(bào)警任務(wù)。繼電器模塊是用來控制車輛的啟動(dòng)裝置。當(dāng)人數(shù)超過上限繼電器斷開，從而車輛無法正常行駛；當(dāng)人數(shù)下降到限定人數(shù)之下，繼電器閉合車輛可以的正常行駛。LED顯示電路采用的是兩位LED動(dòng)態(tài)顯示，當(dāng)有人上下車時(shí)，顯示模塊就會(huì)將車輛內(nèi)的人數(shù)顯示出來。2.3本章小結(jié)本章介紹了系統(tǒng)的組成部分系統(tǒng)組成原理。運(yùn)用反射式紅外傳感器進(jìn)行上下車人數(shù)統(tǒng)計(jì)。通過單片機(jī)系統(tǒng)分析處理車上人數(shù)，顯示模塊輸出載客人數(shù)，當(dāng)人數(shù)超過額定值觸發(fā)揚(yáng)聲器報(bào)警系統(tǒng)，繼電器鎖定啟動(dòng)裝置。

三、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)硬件的總體組成系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)是該系統(tǒng)中最為重要的，該系統(tǒng)包括三個(gè)部分的設(shè)計(jì)：檢測模塊的設(shè)計(jì)通過兩個(gè)反射式紅外傳感器裝置來判斷乘客上下車的數(shù)量；單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)使用了AT89C51芯片進(jìn)行對乘客人數(shù)的加減計(jì)算；控制模塊的設(shè)計(jì)包括了客車內(nèi)人數(shù)的顯示，報(bào)警系統(tǒng)，繼電器控制的設(shè)計(jì)。3.2檢測模塊電路檢測模塊電路使用了兩組反射式紅外傳感器裝置，這兩個(gè)組裝置應(yīng)該在車輛的上下車的地方進(jìn)行安裝，當(dāng)發(fā)射器前方有人經(jīng)過的時(shí)候，接收器接收到光線，傳感器的端口就會(huì)產(chǎn)生高電平；當(dāng)傳感器沒有檢測到物體的時(shí)候，接收器接收不到光線，傳感器的端口就會(huì)產(chǎn)生低電平，然后由單片機(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。該部分電路模塊設(shè)計(jì)的電路如圖3.1。圖3.1檢測電路模塊發(fā)射器和接收器裝置要保持30cm～50cm的距離如圖3.2，如果沒有人從兩個(gè)裝置中走時(shí)，光敏三極管接收不到由發(fā)射裝置發(fā)射出的射線，所以端口產(chǎn)生的是低電頻，然后傳遞給單片機(jī)。如果有人從兩個(gè)裝置中走時(shí)，人首先通過裝置E1，發(fā)射裝置通過人的反射，光敏三極管就可以接受到發(fā)射裝置所發(fā)出的信號，然后人從E1和E2經(jīng)過，將兩個(gè)裝置都給擋住，接下來人離開E1擋住E2裝置。通過之前的信息分析，可以知道在進(jìn)車時(shí)A3端口的電平是在改變的，所以在人進(jìn)入車輛時(shí)會(huì)有脈沖信號，然后將上車的信息送到單片機(jī)中進(jìn)行加減計(jì)算，在該情況下B3端口沒有任何變化[6]。各點(diǎn)的時(shí)序如圖3.3所示。人E2E1人E2E1圖3.2人的走動(dòng)方向圖3.3各點(diǎn)時(shí)序波圖車內(nèi)人員下車時(shí)與上車時(shí)的方向相反，所以車內(nèi)人員首先經(jīng)過E2，然后把E1與E2都擋住，最后在經(jīng)過E1。這種形況下B3端口的信號與之前相反，然后將車內(nèi)人員下車的信息輸入到單片機(jī)中，再通過單片機(jī)對車輛中的人數(shù)統(tǒng)計(jì)。紅外線傳感器是一個(gè)能夠?qū)⒓t外線進(jìn)行發(fā)射與接收的機(jī)器或器件。根據(jù)它的機(jī)理性的不一樣將其歸為兩種分別是：主動(dòng)型紅外線傳感器與被動(dòng)性傳感器。而主動(dòng)型紅外線傳感器也可以分為兩種，一個(gè)是紅外發(fā)射傳感器另一個(gè)為紅外接收傳感器，這兩個(gè)傳感器也能夠互相搭配使用。CD4013通過兩個(gè)一樣的但是互不干涉的引腳觸發(fā)器，在各種電路中可以經(jīng)?？匆娝纳碛?。CD4013的內(nèi)部有兩個(gè)一模一樣的D觸發(fā)器FF1和FF2[7]。如圖3.4所示，CP是時(shí)鐘脈沖的輸入端，D是數(shù)據(jù)的輸入端，Q與Q/是一對互補(bǔ)地輸出端，R是復(fù)位端，S是置位端，Vpp與Vss分別為電源的正端與電源的負(fù)端。圖3.4CD4013管腳CD4013的功能如表3.1所示，由該表可以看出，當(dāng)R=S=0的時(shí)候，在CP端口上升沿的作用下，Q端口與D端口的狀態(tài)一樣，為Qn+1=D，也就是將D端口的數(shù)據(jù)傳入觸發(fā)器中。當(dāng)R=0、S=1的時(shí)候，Q=1；R=1、S=0時(shí)，所以Q=0，這稱作為直接置1和置0，不需要CP與D之間的配合。在一般的情況下不能允許在R、S兩個(gè)端口同時(shí)施加高電平，因?yàn)檫@么做施加的高電平就不能進(jìn)入正常的工作。表3.1CD4013的功能表CPDRSQn+1↑0000↓x001↓x00QnXx100Xx0113.3單片機(jī)模塊電路該單片機(jī)模塊是對檢測模塊傳送過來的信息進(jìn)行分析，通過計(jì)算來統(tǒng)計(jì)出車輛內(nèi)乘客的數(shù)量。由于在該電路中所處理的信息比較少，而且只進(jìn)行加減運(yùn)算，所以對系統(tǒng)需求較小，因此在該電路模塊選擇了AT89C51芯片。AT89C51芯片是MCS-51系列中的8位芯片，AT89C51芯片擁有高性能、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，它的機(jī)動(dòng)性很優(yōu)秀、在各方面的能力非常強(qiáng)并且性價(jià)比非常高，因此該芯片在很多地方都能夠方便的應(yīng)用，深的使用者的喜愛[8]。該模塊選擇了AT89C51芯片，從而進(jìn)行加減計(jì)算并且進(jìn)行儲存的功能，如圖3.5為單片機(jī)的最小系統(tǒng)。圖3.5單片機(jī)最小系統(tǒng)3.4

控制模塊電路在單片機(jī)之中，控制模塊會(huì)依據(jù)提設(shè)定好的載客人數(shù)值進(jìn)行處理，當(dāng)上車的乘客數(shù)量超過了額定值，揚(yáng)聲器開始發(fā)出報(bào)警，在此同時(shí)繼電器斷開，從而車輛無法正常行駛，而且車輛上的人員會(huì)通過LED屏進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示[10]。3.4.1數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)

數(shù)碼管的電路設(shè)計(jì)之中，把沒有發(fā)出的信息改變成BCD碼，然后把該信息進(jìn)行傳輸，使用共陰極數(shù)碼管譯碼驅(qū)動(dòng)器74LS48把BCD碼變?yōu)槠叨未a，最后把它輸送給數(shù)碼管進(jìn)行顯示信息，如圖3.6所示。圖3.6乘客人數(shù)顯示電路LED顯示器一種通過二極管組合以及控制而進(jìn)行顯示的狀態(tài)。段式LED顯示器的使用十分頻繁，因?yàn)樵擄@示器擁有較強(qiáng)的可靠性，性價(jià)比高，使用很穩(wěn)定，能夠使用的時(shí)間也很長等等的優(yōu)點(diǎn)；而點(diǎn)陣LED顯示器經(jīng)常在商店門口使用，用來顯示各種信息。[11]但LED顯示器的功率消耗很大，容易發(fā)熱，相比來說體積算是比較大的了。LED顯示器是通過LED組合的，如果有任何一個(gè)LED導(dǎo)通，這個(gè)LED所顯示的地方將被點(diǎn)亮，LED顯示器上的二極管由單片機(jī)進(jìn)行控制，由此來表示出各種不同的信息[12]。在LED顯示中，不能將該電路復(fù)雜化，需要節(jié)省成本，所以動(dòng)態(tài)顯示這一設(shè)計(jì)擁有很大的實(shí)用性，這類設(shè)計(jì)也是現(xiàn)在最為普遍的方案。本模塊使用的是兩位的LED顯示器，通過單片機(jī)對位選線與段選線控制，從而讓該LED顯示器表達(dá)出想要的內(nèi)容[13]。3.4.2報(bào)警電路設(shè)計(jì)報(bào)警程序是在人數(shù)超過限定值時(shí)開始啟動(dòng)，該程序收到來自單片機(jī)的信號，然后該信號經(jīng)過警報(bào)程序的功率放大器，最后揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)，電路框圖如圖3.7所示。圖3.7報(bào)警電路框圖LM386芯片是給一些電源消耗小的電路而做的功率放大器。該芯片能夠通過電池來補(bǔ)充電能，不工作時(shí)只有4mA的電流消耗，并且失真較低[14]。LM386的接腳圖如圖3.8所示圖3.8LM386的接線圖如果系統(tǒng)檢測出來客車的乘客數(shù)量超過了額定值的時(shí)候，揚(yáng)聲器就會(huì)收到來自由P2.2端口傳遞來的1KHz的音頻信號，從而揚(yáng)聲器開始工作，發(fā)出報(bào)警，該程序如圖3.9所示。圖3.9報(bào)警電路3.4.3繼電器控制電路設(shè)計(jì)經(jīng)過在點(diǎn)火線路之中加入繼電器開關(guān)從而來實(shí)現(xiàn)對汽車的鎖定。如果啟動(dòng)開關(guān)打開的時(shí)候，P3.7處為低電平時(shí)，不會(huì)觸發(fā)繼電器，車輛可以正常啟動(dòng)。如果系統(tǒng)檢測來客車上的乘客數(shù)量超出了額定值時(shí)，高電平就會(huì)從P3.7口進(jìn)行輸出，這時(shí)就會(huì)觸發(fā)繼電器，車輛無法正常行駛。只有車輛內(nèi)的人數(shù)到額定值人數(shù)之下時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)再次輸入低電平到P3.7口，繼電器將會(huì)恢復(fù)到原有的狀態(tài)，從而使客車可以正常的啟動(dòng)行駛，通過該方法來抵制了客車的超載現(xiàn)象[15]。該電路常常都需要在線圈的兩邊加二極管，進(jìn)行吸收斷電時(shí)所產(chǎn)生的反電動(dòng)勢，進(jìn)而防止受到外界的干擾，繼電器的控制電路如圖3.11。圖3.11繼電器控制電路3.4本章小結(jié)本章進(jìn)行了對客車超載系統(tǒng)的電路的設(shè)計(jì)。通過對檢測模塊的設(shè)計(jì)，單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)以及控制模塊的設(shè)計(jì)來進(jìn)行介紹。

四、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)軟件的整體設(shè)計(jì)根據(jù)全部的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)想法來看，客車超載的框圖如4.1所示。首先需要進(jìn)行對系統(tǒng)的初始化。首先把單片機(jī)的寄存器的數(shù)據(jù)清空，從而方便儲存車輛內(nèi)人的數(shù)量，另外一個(gè)用來儲存車輛的可以乘坐的上限人數(shù)，之后把寄存器儲存的人數(shù)輸送到累加器中，由相應(yīng)的指令來進(jìn)行判斷車輛內(nèi)的人數(shù)是否超過限定的條件，若檢測到的人數(shù)沒有達(dá)到上限人數(shù)，繼續(xù)對指令進(jìn)行判斷，當(dāng)車輛里人數(shù)超員時(shí)，繼電器與揚(yáng)聲器開始工作，車輛無法正常啟動(dòng)[16]。圖4.1整體設(shè)計(jì)程序框圖同時(shí)，該程序還能夠?qū)崟r(shí)的顯示車輛上的乘客人數(shù)。該系統(tǒng)的循環(huán)來判斷目前客車內(nèi)的人數(shù)，如果車?yán)锏娜藬?shù)小于設(shè)定的人數(shù)時(shí)，隨時(shí)可以清除報(bào)警的程序，從而使繼電器的常閉觸頭開始閉合，可以讓客車再次正常的啟動(dòng)。在顯示的子程序中，主要讓外部的中斷產(chǎn)生的計(jì)數(shù)值從16進(jìn)制轉(zhuǎn)變成8

位的BCD

碼，從而顯示數(shù)據(jù)[17]。4.2計(jì)數(shù)功能程序設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)程序的框圖如圖4.2所示圖4.2計(jì)數(shù)功能程序框圖計(jì)數(shù)模塊的作用是能夠把紅外線傳感器傳遞過來的信息送到AT98S51芯片的STATUS寄存器中來進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)，把客車內(nèi)的人數(shù)和設(shè)置的額定值進(jìn)行比較循環(huán)，如果等于上限客車人數(shù)將會(huì)發(fā)出報(bào)警的信號從而進(jìn)行報(bào)警，如果大于上限的人數(shù)就將會(huì)被執(zhí)行程序鎖定發(fā)動(dòng)機(jī)的電路[18]。4.3報(bào)警電路的程序設(shè)計(jì)這個(gè)部分的主要功能就是不斷的查詢該來自單片機(jī)的傳來的電平信號，當(dāng)有收到信號后，就會(huì)由LM386芯片，然后揚(yáng)聲器開始工作，發(fā)出警報(bào)，從而降低警報(bào)電路程序框圖如圖4.3所示。圖4.3警報(bào)電路程序框圖4.4本章小結(jié)本章介紹了整體的設(shè)計(jì)思想，計(jì)數(shù)功能程序的設(shè)計(jì)以及報(bào)警電路的整體設(shè)計(jì)，通過程序框圖可以更清晰的看清設(shè)計(jì)思路，更清楚地體現(xiàn)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)更迅速的進(jìn)行接下來的工作。

五、系統(tǒng)測試與結(jié)果分析通過前兩章進(jìn)行選擇系統(tǒng)所需要的元器件、設(shè)計(jì)完整個(gè)程序后，通過本章把各個(gè)模塊組合為成一個(gè)完整的系統(tǒng)，從而對其仿真測試。5.1PROTEUS軟件簡介本次設(shè)計(jì)使用的是Proteus仿真軟件。相對于市面上的其它的仿真軟件來說并沒有進(jìn)行廣泛介紹以及展示，而且也沒有進(jìn)行大量的宣傳，但是這個(gè)軟件用簡單而且便捷得操作與強(qiáng)大得功能作為基礎(chǔ)，非常成功的進(jìn)入了中國的市場，直到今天許多的單片機(jī)的研究者與很多高校都會(huì)把它當(dāng)作仿真和教學(xué)的重要工具，而且在很多專業(yè)的領(lǐng)域之中有很多的單片機(jī)的開發(fā)者與各個(gè)商業(yè)公司都會(huì)通過使用這個(gè)軟件[19]。開始推出的時(shí)候，這個(gè)軟件所能適用的各種處理器的模型就已經(jīng)有了很多，包括了8051、HC11、ARM、AVR、808和MSP430等等多種多樣的處理器，但是自從推出以來Proteus這個(gè)軟件就在一直不停的更新，就在這幾年之間又連續(xù)不斷的添加很多種系列的處理器芯片，例如在2010年進(jìn)行添加的新的處理器功能性就變得十分全面。與此同時(shí)該軟件能夠進(jìn)行IAR、Keil與MATLAB多種軟件的使用，編譯地便捷。和其他的軟件相比較，Proteus軟件擁有著非常豐富的元器件庫，而且搜索十分地方便，布線非常簡單且快捷[20]?？梢宰屧O(shè)計(jì)出來的系統(tǒng)通過這個(gè)軟件仿真對其進(jìn)行測試與調(diào)試，讓系統(tǒng)的效果可以更加直觀的展示在自己的電腦上，而且在對系統(tǒng)調(diào)試的過程之中假如發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題就可以隨時(shí)的進(jìn)行修改，節(jié)省了很多的時(shí)間。該軟件仿真的效果和處理器實(shí)物的相似度十分高，所以在仿真后可就可以直接進(jìn)行參考系統(tǒng)的仿真圖把各個(gè)元件進(jìn)行連接，可以在進(jìn)一步實(shí)物的制作之中有非常好的參考的作用[21]。5.2PROTEUS仿真調(diào)試打開protues軟件，將各個(gè)部分連接在一起。復(fù)位開關(guān)A和B來表示紅外線傳感器檢測到的人員上下車的動(dòng)作，通過摁下復(fù)位開關(guān)A和B來表示車輛內(nèi)人數(shù)的加減。將hex文件導(dǎo)入單片機(jī)中，使用頁面左下角四個(gè)按鈕進(jìn)行調(diào)試，分別代表：運(yùn)行、單步運(yùn)行、暫停、停止運(yùn)行，剛剛開始時(shí)的電路的顯示結(jié)果如圖5.1所示數(shù)碼管剛開始顯示為00，繼電器上的二極管亮起，繼電器和揚(yáng)聲器都不啟動(dòng)。圖5.1開始工作時(shí)電路仿真結(jié)果通過對A和B復(fù)位開關(guān)操作，數(shù)碼管上所表示的數(shù)字就會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的改變。如果按下復(fù)位開關(guān)A的話LED所顯示的數(shù)字變大，每按動(dòng)一下顯示器上的數(shù)字就會(huì)加一；如果按下復(fù)位開關(guān)B的話LED所顯示的數(shù)字變小，每按動(dòng)一下顯示器上的數(shù)字就會(huì)減一。如過一直按復(fù)位開關(guān)A，在LED顯示器上的數(shù)字增加到40以上的時(shí)候，顯示電路如圖5.2所示。圖5.2超過限定人數(shù)時(shí)仿真結(jié)果顯示數(shù)字超過40之后，繼電器上二極管不發(fā)光，繼電器與揚(yáng)聲器都啟動(dòng)開始工作到40以上后按下復(fù)位開關(guān)B，LED顯示器顯示的人數(shù)小于等于40時(shí)，電路圖如圖5.3所示圖5.3人數(shù)未超過限定值時(shí)仿真結(jié)果當(dāng)人數(shù)小于等于40時(shí)，蜂鳴器和繼電器就會(huì)停止工作，發(fā)光二極管也會(huì)開始發(fā)光。5.3本章小結(jié)本章進(jìn)行了對客車超載系統(tǒng)的調(diào)試與仿真，并且介紹了進(jìn)行仿真所使用的軟件以及整個(gè)仿真的過程。

結(jié)論本文研究了以AT89C51單片機(jī)為控制中心的一套智能客車超載檢測系統(tǒng)本文介紹了各模塊的主要儀器的選型，采用了紅外線接收器能夠準(zhǔn)確的檢測出乘客的動(dòng)作，系統(tǒng)中選擇了AT89C51芯片，它擁有高性能、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，通過該芯片進(jìn)行人數(shù)的計(jì)算及統(tǒng)計(jì)，然后再把單片機(jī)處理的信息傳輸?shù)娇刂撇糠?，通過LED顯示器將車輛里的人數(shù)表示出來，從而完成車輛內(nèi)人數(shù)的監(jiān)控，當(dāng)車輛中的人數(shù)超過額定值時(shí)系統(tǒng)觸發(fā)揚(yáng)聲器報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)繼電器將會(huì)鎖定啟動(dòng)裝置，車輛無法正常行駛。最后完成了仿真測試，測試結(jié)果表明此系統(tǒng)可以進(jìn)行對客車人數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對人數(shù)的智能監(jiān)控，從而降低車輛超員引發(fā)的事故。本設(shè)計(jì)用的是以單片機(jī)為核心的控制元件，以及紅外傳感器，抗干擾能力很強(qiáng)，通過對客車上的人數(shù)的檢測與計(jì)算，非常完美的完成了客車超載這一問題的提前預(yù)警。該系統(tǒng)運(yùn)行十分可靠、穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速，檢測到的結(jié)果可以實(shí)時(shí)的顯示，并且擁有抗干擾能力強(qiáng)、操作方便等很多優(yōu)點(diǎn)。通過本次設(shè)計(jì)對Keil，proteus軟件有了根深地認(rèn)識，它們具有仿真調(diào)試的功能，擁有強(qiáng)大的繪圖功能，也發(fā)現(xiàn)了自己的短板，也提高我了我解決問題的能力，因?yàn)闀r(shí)間和個(gè)人能力的有限，該智能型檢測的系統(tǒng)還存在很多需要完善與進(jìn)行研究的地方。今后在系統(tǒng)測試階段應(yīng)多考慮實(shí)用性，實(shí)驗(yàn)測試和現(xiàn)場使用有很多不同之處，在此方向需要更加努力。

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