公路收费站车流量统计系统的研制

第 I 页 摘 要 随着现代经济 与现代社会 的 飞 速发展 ， 交通 还有 运输 行业 的 安全 保障 问题慢慢的开始成为现代技术的关注热点以及突破口的同时，随着人们 对交通管理的 需 求 慢慢变高，如何 将计算机 学科还有 通信 、微电子 等高新 现代 技术运用 在车辆 交通 的 监控 、 管理 以及交通 车辆 的 控制 上， 以保障交通 的安全 及行车 的顺畅，进 而改善 交通 环境 的 质量 。 随着生活水平的提高，车辆不断增多，城市道路也越来越多，这些变化给城市交通的管理带来了巨大的压力。因此，车流量的统计系统对于管理监测城市交通有着重要的作用。公路收费站车流量统计系统的研制是一个很有实际意义的研究课题。 本研究课题主要研制公路收费站的车流量统计系统，基于 52 单片机的最小控制系统，采用两个红外传感器对车流量进行检测并且返回相应的电平信号，再由系统中的编程对电平信号进行判断、处理，最终实现对车辆的计数和显示数量。 本系统结构简单，并且程序比较优化，成本低，系统可以自动统计通过某通道的车辆数目，并且将 其显示，并且不会将行人误认为是车辆。本系统对城市交通的管理以及规划有一定的帮助，同时对收费站高峰路段的交通管理有很大意义。 关键词： 车流量 统计；红外传感器；单片机； C 语言；编程 第 of of an of at is to in of to of of to of is an of is a of on 2, of by in to to on s is a of a of be of at of C 目录 目 录 摘 要 . I . 绪论 . 1 究的背景、目的 . 1 展现状 . 2 展方向 . 2 章小结 . 3 2 方案设计 . 4 统车流量统计系统 . 4 超声波为基础的车流量统计系统 . 4 过视频图像来实现的车流量统计系统 . 4 用声学实现车流量检测 . 5 于磁力计的车 流量检测 . 5 于激光雷达的检测系统 . 5 外线传感器测量技术 . 6 外线传感器原理 . 6 外线矩阵法检测车流量 . 6 体方案设计 . 7 统方案设计 . 9 章小结 . 10 3 硬件设计 . 11 件系统设计 . 11 片机系统 . 11 片机系统概述 . 11 入式系统概述 . 12 片机 . 13 小系统电路 . 14 外传感器探测模块 . 17 目录 晶显示模块 . 18 电保护存储模块 . 19 源及电源指示模块 . 20 键部分 . 21 章小结 . 21 4 系统的软件设计与开发 . 22 统软件设计 . 22 统主程序设计 . 23 块子程序设计 . 25 章小结 . 26 5 结论总结 . 27 谢 辞 . 28 附录一 基于 片机车流量统计系统电原理图 . 30 附录二 基于 片机车流量统计系统 . 31 附录三 基于 片机车流量统计系统 C 语言源程序 . 32 第 1 页 共 43 页 1 绪论 智能交通系统 ( 一种 将 高端 的 通信 、数据 信息 传输、电子 领域 传感技术、 微 电子控制技术 以及 计算机技术 等 等有效地 集合 运用 在 整个交通管理的一种 作用大范围 、全方位作用、实时 作用 、 精准然后又非常 高效的交通运输 的 管理系统。交通 的 检测系统 在 智能交通系统 中占有 重要 地位 ， 主要 负责 搜集 道路交通流量的 相关 参数。 究的背景、目的 车辆 监测的技术 研究 从时间来说，其实 可以 从 20 世纪 70 年代 那个时候开始说起 ， 因为早在 1978 年， 就出现了通过机器视觉来检测车辆的方法 ， 并且已经被指出，这个方法虽然是传统的，但是，这的确是一种可以操作的方法。然后到了 1991 年，美国 某 大学对 基于 视频 的车流量统计技术 进行了 评测与估算 ，评估之后，对各种不一样的视频检测技术进行了分类。 1994 年明尼苏达运输部为 美国联邦公路局进行了更严格的 系统 测评，结果 显示 视频检测器的准确性 和可靠 度 达到 了一定 程度。 与此同时， 车辆检测技术 飞速 发展，人们已 经 不满足仅仅 通过视频来 检测车 流量的方法 ， 尽管 利用此技术来 获取相关的 交通参数，如交通 车辆数 量 、 路口车辆 的 转向信息等。 我 国 在 交通视频检测 领域的研究 落 后于国外，技术 的 基础 比较薄弱 ， 可是还是 有不少 出色的国内 公司做出了 相关 产品， 不可否认，由于我国科技的发展水平与外国相比的确还存在着差距，然而从另一方面来说，外国的科技领域已经涉及到了车流量的检测技术，虽然我们生产出来的 产品 无论从功能还是用途来说都比较显得单一化。 车 流量 检测的 目标是 判断是否有车 辆 经过检测 区域 ， 与此同时，通过技术手段 建立一个 相对应 的跟踪 目标 ， 而这一步骤与思路的目的， 主要 是 提供 一些车流量 的相关参数与 信息。 降低 车辆检测算法 程序 的计算量 、 提高 系统的 实时性是一对 比较 矛盾 的问题 ，解决这 两个矛盾问题 是提高系统检测 的 准确 性 和稳定 性 的关键， 但是在 实际 的技术应用 中 ，由于 光照、背景 ，影子等等干扰因素的存在，会使车辆检测的分析精度会和获取信息参数等等功能受到影响，因此必须在 程序处理过程 中考虑 这些 干扰 因 素及其去除 干扰 的方法。 随着世界人口的数量的增长，以及城市化的发展和人们生活水平的提高，交通工具的数量疯狂 地增长，由此给城市交通带来的压力不言而喻，在交通压力骤增的同时，现代科学技术也随着经济和社会的发展而不断发展，不断成熟。由此带来的是，高级智能交通监测控制系统的一次又一次变革，而科学家们也把这些研究课题作为技术研究的热点和重点。车流量的智能数量检测作为智能 第 2 页 共 43 页 交通控制的基础之一，在现代社会的智能化与高端交通系统中占据着很重要的地位。 展现状 随着科学技术的快速发展，就现在的科技水平来说，有很多种方法来检测车流数量，并且慢慢发展起来了由磁感应检测、空气管道检测、视频检测和波频检测等为经典代表的多样化的交 通检测方式 。车流量的检测大多数是通过传感设备等对路面正在驶过的车辆进行感应检测，然后采集获取车辆的相关参数，从而达到对公路上的各路段的交通状况和突发异常事件的自动判断处理、监控、甚至报警等目标。相比其它方法，建立于视频图像的检测方法相关于信息传输、成像处理、视频获取、人工智能等等多个科学技术领域，这些检测方法通常来说，设备的安装与维护维修过程都比较简便，同时护理成本也不高，最主要的是这种检测技术的应用领域非常广范，它们的拓展性也很强，另外，可以比较全面及时地对交通信息进行搜集与获取 ，而且现在已经在国内外 各种高速公路以及公路交通监测系统中得到广泛应用。比较常用的建立于视频图像的车辆检测算法包括：相邻帧差法、背景差法、灰度法、边缘检测法等等。同时随着图像处理技术和计算机视觉以及人工智能的飞速发展和硬件处理速度的巨大提高，视频图像车流量检测技术已经得到了非常广泛的应用。它们都具有高性能、高精度、小体积、方便操作等等特点。 而实际 生产应用中 ，前进中的车辆 有许多不确定的因素，如车速、形状等 ，所以 许多监测手段 普遍存在反射信号 可能 不稳定，测量误差 普遍较 大的 缺陷 。 展方向 事实上， 如果真的要跟其他高科技的主流车辆 检测办法相比 ， 通过红外检测的这种方案还是很有优势与可操作性的，因为这种红外检测的技术通常 具有比较 直观、监视范围 较 广、 精度较高、成本比较低以及 可 采集 更多种类的交通参数 等 等优点，因而 基于红外检测的车流量检测系统 可 已 广泛应用 在十字路 口与 公路干线的交通 监测 系统 里 。 车辆 数量 检测和 程序处理是基于红外线检测的系统的 主要 组成 部分， 因为 交通参数 的获取采集 是通过对车辆的检测 以及 跟踪来 实现 的， 故而 车辆检测 与处理 的 程序处理 对 红外线 检测系统 来说非常重要。 与 传统车流量检测 方法相比， 建立于 片机的 车流量检测方法具有许多优点： 体积很小、精度比较高、系统比较稳定等等特点。另外由于红外线来自自然光中的红外，所以该系统还有一个很显著的特点就是成本很低， 第 3 页 共 43 页 这可以说是每一个产品设计都必须要考虑的问题， 系统的稳定性，是产品推向市场推广和广泛应用的前提，稳定性低的产品必将被市场淘汰。 随着 人们生活水平的提高和 车辆的普及， 城镇 道路交通压力越 发增大 ，准确掌握 和检测 道路交通 的 情况对于城市道路 的建设和 交通管理 以及 城市交通 的发展都 显得 十分重要。本 系统采用 了 一种较简易 的、 较经济的、较准确 的 车辆监测方法 。本系统 可实 现某通道（单向） 内行驶过的 的车流量测量，为统计和掌 控 道路车流量 的 数据提供了 一定的 技术支持 ，这也为了以后城市的交通管理以及城市发展提供了一些可参考的案例。 章小结 本章是全篇论文的概述，主要是简要介绍了一些车流量统计系统的发展状况以及当今技术的先有水平，还展望了未来车流量统计系统的方向，最后引出本系统的一些特点，为下文的深入论述和展示作出铺垫和引导。 第 4 页 共 43 页 2 方案设计 关于车流量的检测系统随着科技的不断进步与发展，目前已经发展建立起来种类繁多的设计方案，本章将针对不同的设计方案进行介绍，并且通过对比最终确定本次设计的最终方案的总体设计框架。 统车流量统计系统 就像绪论所说，车流量的检测系统已然成为近几年来科学家们研究的重点和热点，因此，经过科学家们的各种研究和试验，现如今已发现了许多方法来检测车流量的相关参数，例如，通过超声波来实现的检测、建立在视频图像上的检测、利用声学来进行的检测、使用磁力计来达到目的的检测以及通过激光雷达来实现的检测法等多种车流量统计系统。 超声波为基础的车流量统计系统 基于超声波的车辆检测系统的主要工作原理为 通过超声波 的传播和反射原理来 实现 对 道路 各个 交通 的重要 节点流量的实时 监 测， 并且 同时引 入 单片机 的以太网 系统来实现数据的传输 ， 这样就可 以 用一个比 较低的成本 把采集检测得到的各种交通信息参数更加 方便 、更加快捷地连 入 到 广域网络 中 ， 从而 使 相关的交通 信息的远程 采集监测以及控制远程设备 成为 一件 可能 的事情。综上所述，以超声波为基础的车流量统计系统具有 系统集成度 比较 高、 性能 稳定 性、信息获取 的有效性等优点。 过视频图像来实现的车流量统 计系统 车流量 的 检测系统 主要 由 以下几部分构成： 视频 获取 、车流量 的 数字信号判断 处理、不同 的 环境 里的 检测 程序 算法 还有 检测结果 的 输出等 等。其中 数字图像 的 采集部分 模块 的 最重要的 芯片 为 种芯片有很大的优势，因为，它可以把视频的模拟 信号 经过芯片的内部结构与电路设计 转换 输出变成 数字视频信号 ；另外， 行 的 图像算法对 监测获取到 的图像进行数字 判断 处理。 这种基于 数字视频 的 检测算法 在 白天主要使用 经过 改进的帧差法 来实现对目标的 运动检测 ，然而在 夜间使用 时，就会采用基于 车灯 的 检测法。基于视频图像的统计系统根据 车道将 监测采集 到的 交通 图像 细分成 四 个 部分，每 一 部分 对应于 一条车道 ，并且 在每条车道 里设计 一个 虚拟的矩形检测区域（称为虚拟线圈）， 如果 有车 行驶经过 过 该矩形区域，就 会 导致虚拟矩形区域里面的图像 像素值 出现改变，然后系统 根据 这些产生的 变化控制 通过 I/O 口产 第 5 页 共 43 页 生 的与 每条车道 对 应 的 脉冲， 经过处理之后，又 发出脉冲 传输到 公路 的 交通信号机 里 ， 进而 控制交通灯 的闪灭频率和时间等功能 ，从而实现 当今社会的智慧交通的目 标 。 与此同时 ， 基于视频图像的车流量统计系统还 可以 使用 网络 的连接把 车流量 的相关参数 信息 传输到总控制 中心。 用声学实现车流量检测 利用声学来检测车流量的方法的主要工作原理是利用声控传感器和光控传感器来达到检测车流量的目的的。在不一样的坏境下，车辆行驶经过产生的声音是不一样的，声学检测法就是通过这些不同环境下产生的声音来判断 是否 有车辆驶过，这种方法原理比较简单，但是由于声音的干扰很多，并且在不同的环境下干扰程度差别很大，因此这种方法常常会导致很大的误差，所以在当今主流的检测方法中，很少会采用这种利用声学来实现车流量检测的统计系统。 于磁力计的车流量检测 利用 空间磁 力计来实现车流量检测 的目的，这种检测系统的工作原理是通过空间磁 通门 的 磁力计 与地面磁感之间的磁感应系统来实现对车流量的检测的。这类检测系统的检测精度很高，可以达到 1下 的 低频交变 或者 稳定 的 磁场，磁力计检测系统 应用范围 非常广泛，主要包括 深空 的物质 探测 还有 地球 地理、物理学等 多种 领域 的检测。磁力计检测系统的 信号处理系统 利用与之相关的 检测 理论。在多位科学家和实验者经过不懈努力的研究下，最终的试验表明，这种系统表现出来的 灵敏度 还有 线性度 等参数都能达到一种比较精细准确的程度。另外，在分辨率和噪声 的 试验测试中， 结果 同样也达到了人们较为满 意的效果。但事实上，相较于红外线检测系统比，这类检测系统的精度还是会显得差一点，另一方面，由于磁力计还有地磁感应等感应元件和感应系统的成本比较高，因此较于红外线检测系统来说，磁力计检测系统造价比较高，并且实现起来也有一定难度。 于激光雷达的检测系统 激光雷达测法使用的传感器种类很多，主要包括：激光位移传感器、激光测距位移传感器、激光位移传感器、激光距仪等等。这些主要传感器元件，被作为探测器以实现检测车流量。激光雷达测法同样也有精度很高、抗干扰能力很强强等等有点，但是由于它使用了很多类型的传感器，因而它的造价特别高，一般在实际生产应用中不会轻易采用。 第 6 页 共 43 页 相较于以上比较主流、传统的车流量检测方法，本人从实际出发，经过老师的指导和查阅多方资料，并且考虑到本人专业知识水平以及硬件水平等实际问题，本人最终确定了一个基于 片机的车流量统计系统的设计方案，该系统通过简化实际问题，并在可以达到硬件功能的前提下，以红外传感器为主要检测元件，通过输出检测信号到单片机中，最终实现对车流量的数量显示等一些基本功能。 外线传感器测量技术 红外线传感器 的工作原理是一种 利用红外线的 反射、折射、散射、干涉、吸收等 物理性质来进行 感应采集 的传感器。 宇宙中的所有 物质，只要 其 本身具有温度（ 比 绝对零度 高 ）， 那么它们 都 可以向外 辐射红外线 （又称红外光） 红外线传感器 的组成 包 含有检测元件、 光学系统、 还有 转换电路。 外线传感器原理 检测元件 根据 工作原理 的不同 可 以 分 成光电 检测元件 以及 光电 热敏 检测元件。光学系统 根据 结构 的 不 一样 可 以 分 成反 射式 系统 和 投 射式 系统 两类。 红外线传感器 在实际的生产应用中，相比其他的元器件还是有很大的优势的。比方说，红外传感器测量时很少会与要对其测量的对象产生直接接触 ， 摩擦现象是几乎不可能会发生的，与此同时还 有 高 灵敏度 、 响应 速度 快 等 等优点。 外线矩阵法检测车流量 红外线矩阵法的主要工作原理即是通过在测量区域的 红外线矩阵 来 检测 目标，即 检测 在指定通道内行驶过的车辆 流量 。红外线矩阵法最突出的特色是红外线具备发射还有接收方向比较强的特性，当车辆行驶经 过设置好的矩形区域时，在区域两侧安装的密度具有一定密度的若干排红外发射电路与接收电路，形成所谓的红外矩阵。其中， 红外线 的 检测矩阵 的组成成分包含嵌入道路两侧的接收器以及设置在它们上方几米处的发射器等主要部件。设置于道路两侧的接收器 与接收器 之间的距离 最多 2 米，最少 路两侧的 接收器 每一排均 由几组 间隔 距离最少 、最多 的接收管还有功能为接收红外信号的接收电路组成 。 红外线矩阵法中，如果接收管没有被障碍物遮挡的话，接收管就可以接收红外线信号收发器传输出来的信号。接收器收到红外线信号之后，在接收电路中 就会 产生 相对于高电平的 低电平， 如果有车辆行驶过红外矩形检测区域，接收管被车辆遮挡，从无法接收到道路两侧的红外收发器发出的信号，此时，在接收管的接收电路中会产生相对于低电平的高电平。正是因为这样高电 第 7 页 共 43 页 平与低电平的不同的返回信号，红外矩阵法就可以比较准确地统计行驶过通道内的车辆数量。这也是本次毕业设计的一个核心思路。 考虑到对实际生产应用的简化和指导老师的课题要求，本人以红外线矩阵法为基本参考思路，通过简化和一些优化，最终确定了毕业设计的最终方案。 体方案设计 在本系统中，在通道某侧设置两个红外线光电传感器 A,B。 离大约 2米到 3 米（此距离小于普通车辆的长度，并且大于正常人的身体宽度）。当有障碍物遮挡住红外线传感器时，传感器返回低电平“ 0”；如果没有障碍物遮挡红外线传感器发射出的红外线，则返回高电平“ 1”。其基本工作原理如图 图 外线传感器基本工作示意图 情况 1：当有一辆车驶入通道时，首先遮挡住 A， A 返回低电平“ 0”，车辆继续行驶，直至 B 信号被遮挡，此时 B 返回低电平“ 0”，同时 A 的返回信号依然是低电平“ 0”（因为 离小于 车辆长度）。车辆继续向前行驶， A 先没有车辆遮挡，返回“ 1”，接着 B 也没有车辆遮挡，返回“ 1”，此时车辆驶离通道， 幕显示通过 1 辆车。上述过程产生的信号变化传输到 过 幕输出显示“ 1”，表示通过一辆车。如图 示。 图 况 1 第 8 页 共 43 页 情况 2：当两辆车 前一后（中间有间隔，且处于同一单向通道）驶入检测通道。首先 C 遮挡住 A， A 返回低电平“ 0”， C 继续行驶，直至 C 遮挡住 B，此时 A 和 B 均返回低电平“ 0”（此时 D 车还未进入红外检测区域）； 续行驶，直至 A 没有被 C 遮挡， B 依然被遮挡， A 返回高电平“ 1”， B 返回低电平“ 0”。接着， D 车开始驶入检测区域， A 被 D 车遮挡， B 被 C 车遮挡， A 与 0”，此过程持续到 C 车完全驶离， B 没有被 C 车遮挡，该过程的电平信号变化传输到单片机中经过程序处理然后输出，显示通过车辆 1。此时 D 车正常通过 电传感器，与情况 1 过程一样。如图 示。 图 况 2 情况 3：当一辆车驶入检测通道， A 信号被遮挡后车辆不再前进并且后退离开检测通道。该过程中， A 信号初始值为高电平“ 1”，车辆驶入时， A 信号被遮挡，返回低电平“ 0”，然后车辆后退直至离开检测区域， A 信号返回高电平“ 1”。以上信号变化经过单片机控制系统程序处理输出至 示增加车辆 0。如图 示。 图 况 3 情况 4:一辆车驶入检测通道，依次经过 外光电传感器，且在 A 一直被遮挡的情况下返回退出检测通道。该过程中， 始值均为高电平“ 1”，当车辆驶入后， A 信号先被遮挡，返回低电平“ 0”，车辆继续行驶，直至 B 信 第 9 页 共 43 页 号被遮挡， B 返回低电平“ 0”；然后车辆返回退出， B 信号无遮挡，返回高电平“ 1”，车辆继续退出，至 A 信号无遮挡，返回高电平“ 1”，车辆退出检测区域。此过程的电平信号变化由单片机经过程序处理后输出显示经过车辆 0。如下图 示。 图 况 4 情况 5：关于行人的误报情况。当行人经过检 测区域时， 外光电传感器发出的信号不会同时被遮挡，只能 A 或者 B 信号返回低电平“ 0”，此时经过单片机系统程序处理之后输出显示经过车辆 0。如下图 示。 图 况 5 统方案设计 按照系统设计的功能要求，初步确定车流量统计系统由 片机主控系统、红外光电传感器单元、按键电路、 示单元、掉电保护单元、示电路等模块组成。 片机工作性能出众，稳定性比较高。 本车流量统计系统通过两个红外光电传感器检测车辆是否通过，通过电平信号的变化将检测获取的信息传输到单片机主控系统中，通过单片机里的程序处理之后，将数据变化传输至 示模块、 晶显示模块输出显示，并 第 10 页 共 43 页 且把车辆的数量信息存储到掉电保护存储器中，另外，本系统设计了按键清空数据的功能，加强了本系统的实用性。系统设计框图如下图 示。 图 统设计框图 章小结 本章就几种车流量统计系统的介绍以及各种车流量统计系统原理的描述，通过对各种方案的优劣性、实用性、可操作性、成本 等方面的比较，最后得出比较简化和优化的车流量统计系统的工作原理，并最终确定了本次毕业设计的总方案设计。 第 11 页 共 43 页 3 硬件设计 硬件电路是一个完整的设计系统的基础，我们在理论上比较各种方案的优劣好坏，最终确定了一个可行的最终方案，但是，那样并不是一次设计的结束，而是一次完整设计的开始。在上一章，本人着重比较几种方案的可操作性和可行性等问题，最终确定了本次设计的各个模块。 件系统设计 本章将对各个模块的设计电路进行具体阐述，并通过各种设计电路的比较论证，最终选出最优的硬件电路。硬件电路设计是不是最合理的，性能是不是最优秀的，稳定性是不是最高的，资源是不是最优化的，等等这些问题，都会直接影响整个系统是不是能正常工作并且能不能很好地实现各个指定的功能；换一句话说，如果在硬件电路的设计这一块没有办法做好、设计好，那么，就算软件程序等方面写得再好再完美，对一个完整的系统来说，都是毫无意义的，因此，硬件系统的重要性和在设计系统中的地位，都是不言而喻的。本章中，就组成系统的各个核心模块进行详尽的阐述 和分析，包括对硬件电路的比较选择，对元件的对比优化，以及各个核心元件的性能、参数介绍等内容。本车流量统计系统主要包括 片机主控模块、红外光电传感器模块、 键控制模块、电源和电源指示模块以及掉电保护模块等一些核心部分。 片机系统 单片机（又称单片微型计算机）是一种特别适合控制领域的集成电路组成的芯片。单片机利用很多的超大规模的现代科学技术把拥有处理数据的能力的微型处理器 (又称 输出与输入接口的电路 (常称为 I/O 接口 )以及存储器（就是含程序存储器 及数据存 储器 些核心模块全部集成于同一块小型的芯片上，由此组成一个非常小巧并且又很完整、很出色的微型的计算机硬件处理系统。 片机系统概述 单片机作为一种小巧的处理芯片，需要在与一些软件相配合或者与外部设备连接相结合，便可以成为一个单片机控制系统。在输入单片机程序之后，在单片机控制系统的控制下可以准确地、迅速地、高效地完成程序设计者在制定方案时规定的任务目标。因此可以说，一块单片机芯片已经具有了组成计算机 第 12 页 共 43 页 的全部功能。从这个方面看，单片机已经具备了一般的微型处理器（即 片可能并不具备的功能和 特点，因此单片机可以独立地完成现代的工业控制相关所需要的比较智能化的控制和处理功能，这也是单片机的最大特征与优势。 单片机控制系统功能强大，外形小巧，它可以代替以前那些通过复杂的电子线路模块或者数字电路硬件组成的控制单元。单片机可以通过软件编程的形式来实现控制处理，并使之实现集成化与智能化。 八位单片机 的 内部构造 比较 简单， 因此，它特别地方便配合其他外部设备结合； 体积 小巧 ， 方便硬件电路系统的集成和优化；另外， 成本 并不高 ，在 很多商业级别的应用设计中具有无法比拟的优势 。应用最广泛的八位单片机 首先应该是 51 系列 单片机 ， 因为 51 系列的单片机 产品硬件 的 结构 很 合理，同时 指令系统 也比较 规范， 另外其 生产历史 非常 “悠久 ”， 大 有先入为主的 优点 。现如今 世界 上 有许多 很著名 的 生产 芯片 的 公司 均 购买了 51 系列 芯片的核心专利，与此同时，这些公司还 在 51 单片机原来就有的功能指标 上 再一次 进行 了功能优化 ， 这就总体上推动了整个单片机行业向前迈了一大步。 而在本车流量统计系统中，核心控制系统拟将单片机为主要选择方案， 单片机的内部结构框图如下图 示。 图 片机的内部结构 入式系统概述 嵌入式系统 (目前的科技水平来说存在许多定义，有通过嵌入式系统的组成部分的角度来定义的，也有的学科领域是通过嵌入式系统的应用方向的不一样还有应用范围的广度来定义的。无论从哪个角度来定义嵌入式系统，我们都可以看出，其实嵌入式系统其实是硬件件和软件的综合体， 第 13 页 共 43 页 并且它可以广义地涵盖到工程机械等附属设备。但是，上述的几种还不能比较充分地体现出嵌入式系统的核心与精髓。就目前的科技水平来说，被大多数人所接受的定义是：嵌入式系统是一种专用的计算机控制系统，嵌入式系统通过软件的应用核心设计，同 时嵌入式系统的基础是现代计算机技术，与此同时，嵌入式系统还可以裁剪系统的硬件和软件；嵌入式系统适用于对指标有严格要求的一种专用的控制系统。 可以广义地认为，凡是带有微型处理器的专用软件硬件系统均可以被称为嵌入式系统。嵌入式系统通常通过“量体裁衣”的形式把需要的的功能（主要通过软件编程等方式实现）嵌入到所需要的应用系统中，从而实现专用计算机控制系统的功能目标。嵌入式系统不仅融合了计算机的软件和硬件技术，还包含了半导体微电子技术和信息通信技术等等各种学科领域的理论知识。 嵌入式微处理器通常主要工作在某些特定用户 群指定设计的系统中，其通常都会有体积小巧、高集成度、 消耗功率低 等等特点。因为嵌入式系统可以把许多通用的 的很多通过板卡完成的目标功能集成在一块芯片内部，所以非常利于嵌入式系统设计日渐趋于小型化的设计，并且其移动能力得到了长足的增强，与此同时，移动互联网的快速发展也使得其与嵌入式系统的结合超乎想象的越发紧密。 由于各种资源的缺乏和空间的相对不足，所以嵌入式系统的软件和硬件都要求进行高效率地设计，尽可能地除去冗余的部分，同时力争在一样大的硅片面积上可以实现更多更高的指标性能。关于软件方面，嵌入式系统对代码 的要求非常之高同时也对其可靠性有着很严苛的需要，同时要求程序的编写和编译的工具质量要非常高，因为只有这样才可能减少程序的二进制代码，也只有这样才可能大大提高运行程序时系统响应的速度，同时也可以节省存储空间。硬件方面，嵌入式系统需要充分考虑用户的具体要求和指定功能，对系统配置和硬件电路的设计进行适当的裁减和添加，这样才能实现指定的的功能和目标。 片机 片机的内部已经自己包含了 8k 只读程序存储器，这个存储器是可以反复擦写的，另外，单片机的里面还有一个 大小为 256 数据存储器（就是我们常说的 这个存储器是随机存取的。 要有几种不同的封装形式，包括 等多种不同的封装，完全不一样的封装主要是为了迎合市场中不同场合下应用的客观需求。 片机的工作电压最大的时候是 低的时候工作电压仅仅是 后它的工作响应的频率最低是 0高可以到 10极限频 第 14 页 共 43 页 率，当然，这是理论上