(完整版)动态汽车衡系统胎压形变及车速检测设计——软件部分_毕业设计.doc

1、西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计（论文）题目：动态汽车衡系统胎及车速检测设计压 形 变-软件部分系别：电子信息系专业：电气工程及其自动化2012年 6 月毕业设计（论文）任务书1. 毕业设计（论文）题目：动态汽车衡系统胎压形变及车速检测设计软件部分2. 题目背景和意义： 动态称重技术是在静态称重技术基础上发展起来的，主要包括动态轨道衡和动态汽车衡两种形式。 目前动态汽车衡的称重准确度还比较低。主要原因除了汽车通过称重台时称重信号瞬态变化不易稳定之外， 轮胎转矩对称重传感器的附加作用没有得到认真考虑，而此附加作用与车胎受压变形程度有直接关系。本题目拟采用单片机、 模拟数字电子、 红外光传

2、感等技术实现普通汽车车胎受压变形程度参数的动态测量。3. 设计 ( 论文 ) 的主要内容（理工科含技术指标）：自主设计一个典型单片机系统，含以下部分及功能：I.典型 51 内核的单片机系统程序（推荐采用In 公司 51 系列、 Atmel 公司 89 系列、Silabs公司的 C8051F 系列、 STC公司的 STC12C10F系列）。II. 车胎受压变形程度参数算法。III. 车速算法。IV.双四位 LED车胎压变参数、车速显示。V. 标准 RS232协议半双工通信。VI.常规可靠性设计。4. 设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：毕业设计（论文）工作12年02月22日起至12

3、年06月24 日止毕业设计（论文）进行地点：金花校区教六楼601作为毕业设计，应完成以下工作：I. 熟练掌握专业电工、电子（模、数）技术。II. 掌握动态汽车衡结构、工作原理等专业技术。III.熟练掌握 MCS-51系列单片机工作原理及应用技术。（3 月上旬前）IV.系统软件设计。V. 系统软件通过计算机编辑、编译。（4 月下旬前）VI.在通过仿真软调的基础上，进行系统联机调试。（5 月下旬前）VII.写出毕业论文（电子版）。6 月上旬前）5. 毕业设计（论文）的工作量要求：I.论文（字数）：2-3万字II. 外文翻译（字数）： 5000 字以上 实验（时数）* 或实习（天数）：20天图纸（幅

4、面和张数）* ：SCH 、 PCB图（ A4 图幅 4 份以上） 其他要求：参考文献（篇数）：15篇以上（含3 篇以上外文）指导教师签名：年月日学生签名：年月日系（教研室）主任审批：年月日说明： 1 本表一式二份，一份由学生装订入册，一份教师自留。2 带 * 项可根据学科特点选填。动态汽车衡系统胎压形变及车速检测设计- 软件部分摘要随着我国市场经济的发展，公路交通量迅速增长，汽车的超载现象越来越严重。因此，为了对超载车辆进行严格的管理，确保公路，桥梁的安全使用，对路面行驶车辆的轴载监测具有重要的意义。同时它又能广泛地应用于自动交通调查，收费系统，交通安全管理等场合，产生巨大的社会和经济效益，并

5、可推广应用于工矿企业，海关，港口，码头，废料站等载货车辆的监测和管理。本题目拟采用单片机、模拟数字电子、红外光传感等技术实现普通汽车车胎受压变形程度参数的动态测量。汽车衡主要是由称体、 称重传感器、显示控制仪表等部分组成。个部分之间的功能衔接都依赖于计算机网络技术，对个部分进行优化设计后，能使其更好的服务于社会。关键词：电子汽车衡；单片机；红外光线阵Dynamic vehicle system tire pressure deformation andspeed detection-Software partAbstractAs the rapid growth of road traffic

6、 volume and Chinas market economy, vehicle overloading is more and more serious. Therefore, in order to overloading of vehicles on the strict management to ensure that roads, bridges the safe use of vehicles on the road axle-load monitoring is of greatsignificance. At the same time, it can widely us

7、ed in automatic traffic investigation, charge system, safety management and so on,be applied to industrial and mining enterprises, customs,ports, terminals, stations and other waste laden vehicles monitoring and management.In this paper we use analog and digital electronics,such as infrared light se

8、nsingtechnology to achieve an ordinary car tire pressure on the dynamic deformation measurement parameters.It is made of weighing sensor, display control instrument parts. Between the functional parts are dependent on the convergence of computer network technology, to optimize the design of parts, w

9、ill make it a better service to the society.Key words: Electronic truck scale、 Single-chip、Infrared light array目录1 绪论11.1 设计题目11.2 本次设计的背景资料11.2.1 背景资料11.2.2 动称重系统的分类标准与规范21.3 本次设计的目的和意义错误！未定义书签。1.4 本次设计的主要工作和进程错误！未定义书签。2 汽车衡系统介绍错误！未定义书签。2.1 汽车衡系统组成错误！未定义书签。2.2 系统的主要原理和拟采用的方案错误！未定义书签。2.2.1 称重原理错误！未定

10、义书签。2.2.2 车轮参数部分错误！未定义书签。2.2.3 车速测量33 主要器件及开发工具简介33.1 AT89C51 概述43.2 一体化红外接收头SIEMENS SFH 506-3883.3 AD976 芯片介绍93.3.1 主要特性93.3.2 内部结构103.3.3 AD976A 的数据转换图103.3.4 外部特性（引脚功能）103.4 数码管123.4.1 数码管简介123.5 AT89C51 单片机开发工具简介133.5.1 开发工具概述133.5.2 完成所需软件部分的主要流程133.5.3 软件界面简介144 软件各个模块设计144.1 软件初始化及主程序144.2 检测

11、及弦长的测量与速度144.2.1 弦长与车速获得方案144.2.2 定时器的应用154.2.3 读取红外编码164.3 称重传感器数据的采集184.3.1 数据采集方案简介184.3.2AD 数据转换子程序184.4 延时部分194.4.1 延时程序的作用194.4.2 延时子程序194.5 显示部分204.5.1 显示方式204.5.2 动态扫描显示子程序205 总 结23参考文献23致谢25毕业设计（论文）知识产权声明26毕业设计（论文）独创性声明26附 件271 绪论1.1 设计题目动态汽车衡系统胎压形变及车速检测设计软件部分1.2 本次设计的背景资料1.2.1 背景资料公路动态称重系统

12、的研究最早可追溯到上个世纪50 年代末。美国作为全球经济发展最快的超级大国，最先体会了车辆超载运输的危害并于1958年开始了为期 16 年的车辆动态称重系统的研究2 引。之后的半个多世纪里，南非，德国，法国，英国，匈牙利，口本等国家相继启动了关于这个课题的研究，并且取得了令人瞩目的成绩1。1968 年，西德的 PAT 公司开始平板式动态车辆称重器的研究。1974 年，美国首次将动态称态称重系统应用于车辆载荷研究;同年，法国取得了压电缆动态车辆称重器的专利，即Vibracoax.1982 年，美国的 Streetre公司和英国的Golden River 公司生产的车辆动态称重系统在性能上取得了较

13、大的提高。1983 年， Vibracoax 动态称重系统首次在法国投入使用。1985 年，美国的低成本动态车辆称重系统在现场投入使用并提交美国联邦公路部署推广使用。1988 年，英国研制了一种性能优于Vibracoax 的新型称重压电传感器Vibetek5o 1991年改型为 Vibetek20o1992 年，欧洲高速公路研究实验室联盟(FEHR 工 )发起，按照欧盟运输委员会 (ECTD) 的程序框架实施了COST323 计划，该计划的主要内容就是研究对公路上行驶车辆进行动态荷载监控的相关问题。其中最重要的一项测试是在瑞士进行为期30 个月的 W 工 M 系统实际应用测试。 在测试中所有入

14、选系统都安装在同一站点的同一车道上，比较性能与稳定性，其结果排名依次是 :德国的 PAT、瑞士 Kistler 和 PAT 联合系统、Mikros,ECM,Peek,GoldenRiver 。两年后，欧盟又实施了WAVE(Weighing in motion of Axle andVegucles for ruope)计划，即著名的 CET (Cold Environment Test)测试，结果再次表明 :德国的 PAT、瑞士的 Kistler，美国的 Mikros 等公司生产的车辆动态称重系统在测试性能上处于世界领先地位。 因此 PAT 系统在欧美国家得到了广泛的应用，也较早地进入了口本，

15、新加坡，台湾和香港等亚洲国家与地区 2。国内对于动态称重系统的研究起步比较晚。“七五”期间开始引进和消化国外动态称重系统，同时也开始对W 工 M 系统进行研究。 1999 年德国 PAT 公司的载荷监控产品开始进入中国市场， 云南航天新技术工程有限公司引进其技术， 并于 1999 年 8 月获得了国家技术监督局颁发的 计量器具型式批准证书 。2001 年，江苏兆信交通系统工程有限公司与法国ECM公司合作开发了高速公路车辆动态称重系统，误差约为士 8% 10% 。重庆大唐称重系统有限公司开发了动态公路车辆自动衡器，可称量最大轴重荷载 30t0 2004 年，交通部公路所通运公司独立研制成功了一套

16、公路动态称重系统。该系统采用石英压电传感器采集车轮压力信号，可检测车速、车辆牌照信息，进行车型分类、车辆称重，在专用实验路测试置信度90%时误差为士 5% 。目前国内约有二十多家相关单位从事这方面研究，国内不论引进或研制的系统都属于国外换代产品， 这些产品主要问题有 :适应速度范围小， 测量精度不高，以及传感器过于庞大， 给安装施工以及维护带来很大的不便。随着近年来，车辆动态称重设备在全国公路网的强制推广应用，自主研发低成本、高精度的车辆动态称重系统具有非常重要的实用价值3。1.2.2 动称重系统的分类标准与规范尽管国际上对于车辆动态称重系统的研究从上个世纪50 年代末期就已经开始了，但是相当

17、长的一段时间里，动态称重系统都缺乏一个统一的标准与规范。随着车辆动态称重设备越来越广泛的应用，动态称重技术和产品参次不齐的弊端越来越突出明显，从而越来越迫切地提出了系统标准化与规范化的要求。1990 年德克萨斯大学著名教授起草了ASTM E1318 标准，即公路动态称重系统标准规范及用户要求和试验方法，并通过美国试验及材料防会 (ASTM) 标准委员认定。 ASTM E1318 标准详细说明、规定了动态称重系统应用的准确度等级划分、站点技术要求和试验程序和方法等。根据动态称重系统的应用场合、 应用特征和工类 :固定式系统，用于交通数据采集，适用车速 16km，故此装置测量误差不会低于1cm。测

18、量装置由计算机通过对两列测量线阵中光电接收管输出高低电平的判读，直接获得DD 及 BB 的参数，此即为当前被测车轮的两个弦长。在此基础之上进行计算机内部处理。当前车轮的半径R 及 OA 参数：（10）（11）联解等式（ 10）、（ 11），获得当前车轮的半径R 及 OA 参数。车轴距地高度 O0：(12)车轮与称重台接触面E0G 中 E0 长度：(13 )至此，车轮参数中车轮的半径 R、车轴距地高度 O0 及车轮与称重台接触面 E0G 中 E0 长度全部获知。2.2.3 车速测量如图 2.3 在称台两侧距地面 10cm，20cm 处分别安装 64 个红外传感发射装置阵列， 相邻传感器距离均为

19、1cm，若能接收到红外光， 则为低电平，否则为高电平，并且必须在第一位和最后一位状态都为 0 时才能读取。汽车由左向右运动，置传感器状态所用时间为 T(ms)，通过对两数据处理，可得到汽车向前运动了图 2.3 称重示意图3 主要器件及开发工具简介本设计中主要应用芯片AT89C51 完成控制及数据处理，红外传感器对轮胎参数测量， AD976 芯片进行数据采集转换。3.1 AT89C51 概述AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的低功耗，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4k bytes的可系统编程的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、 非易失性存储技术

20、生产， 兼容标准 8051 指令系统及引脚。它集 Flash 程序存储器既可在线编程 (ISP) 也可用传统方法进行编程及通用 8 位微处理器于单片芯片中， ATMEL 公司的功能强大，低价位 AT89C51 单片机可为您提供许多高性价比的应用场合， 可灵活应用于各种控制领域。主要性能参数 :与 MCS-51 产品指令系统完全兼容 4k 字节在系统编程 (ISP) Flash 闪速存储器 1000 次擦写周期 4.0-5.5V 的工作电压范围全静态工作模式 :0Hz-24MHz三级程序加密锁 1288 字节内部 RAM 32 个可编程 I0 口线 2 个 16 位定时计数器 6 个中断源全双工

21、串行 DART 通道低功耗空闲和掉电模式中断可从空闲模唤醒系统看门狗 (WDT) 及双数据指针掉电标识和快速编程特性功能特性概述 :AT89C51 提供以下标准功能 :4k 字节 Flash 闪速存储器，128 字节内部RAM,32 个 IO 口线，看门狗 (WDT)，两个数据指针，两个16 位定时计数器，一个 5 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时， AT89C51 可降至 OHz 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式空闲方式停止CPU 的工作，但允许RAM ，定时计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容，但振荡器停止工作

22、并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。引脚功能说明：Vcc:电源电压GND: 地PO 口 :PO 口是一组 8 位漏极开路型双向 IO 口，也即地址数据总线复用口。作为输出口用时，每位能驱动 8 个 TTL 逻辑门电路，对端口写“ 1” 可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址(低 8位 )和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在 Flash 编程时， PO 口接收指令字节， 而在程序校验时， 输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1 口:P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向 IO 口，P1 的输出缓冲级可驱动 (吸收或输出电流 )4 个

23、TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IL) 。Flash 编程和程序校验期间， P1 接收低 8 位地址。表 3.1 P1 口第二功能P3 口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校P2 口 :P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向 IO 口，P2 的输出缓冲级可驱动 (吸收或输出电流 )4 个 TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平， 此时可作输入口， 作输入口使用时， 因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一

24、个电流(IL) 。在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器 (例如执行 MOVX DPTR 指令 )时， P2 口送出高 8 位地址数据。在访问 8 位地址的外部数据存储器 (如执行 MOVX Ri 指令 )时，P2 口线上的内容 (也即特殊功能寄存器 (SFR )区中 P2 寄存器的内容 )，在整个访问期间不改变。Flash 编程或校验时， P2 亦接收高位地址和其它控制信号。P3 口:P3 口是一组带有内部上拉电阻的 8 位双向 IO 口。 P3 口输出缓冲级可驱动 (吸收或输出电流 )4 个 TTL 逻辑门电路。 对 P3 口写入 “1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入

25、端口。作输入端时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流(IL) 。P3 口除了作为一般的 I0 口线外，更重要的用途是它的第二功能，如下表 3.2 所示 :表 3.2 P3口第二功能RST:复位输入。当振荡器工作时， RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 WDT 溢出将使该引脚输出高电平， 设置 SFRAUXR的 DISRTO 位(地址 8EH) 可打开或关闭该功能。 DISRTO 位缺省为 RESET输出高电平打开状态。ALEPROG: 当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE( 地址锁存允许 )输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节。即使不访问外部存储器， ALE仍以时

26、钟振荡频率的16 输出固定的正脉冲信号， 因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对 Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲(PRM) 。如有必要，可通过对特殊功能寄存器(SFR) 区中的8EH单元的DO位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOW指令ALE 才会被激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE 无效。PSEN:程序储存允许 (PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S51 由外部程序存储器取指令(或数据 )时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。

27、当访问外部数据存储器，没有两次有效的PSEN信号。EAVPP: 外部访问允许。欲使CPU 仅访问外部程序存储器( 地址为OOOOH-FFFFH ), EA端必须保持低电平 (接地 )。需注意的是 :如果加密位LB1 被编程，复位时内部会锁存EA 端状态。如 EA 端为高电平 (接 Vcc 端)，CPU 则执行内部程序存储器中的指令。Flash 存储器编程时，该引脚加上+12V 的编程电压 Vpp。XTAL1: 振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。XTAL2: 振荡器反相放大器的输出端。中断寄存器 :各中断允许控制位于IE 寄存器，5 个中断源的中断优先级控制位于IP寄存器。电源空闲标志

28、:电源空闲标志 (POF) 在特殊功能寄存器 SFR 中 PCON 的第 4 位 (PCON.4 )，电源打开时 POF 置“ 1”时，它可由软件设置睡眠状态并不为复位所影响。存储器结构 :MCS-51 单片机内核采用程序存储器和数据存储器空间分开的结构，均具有 64KB 外部程序和数据的寻址空间。程序存储器 :如果 EA 引脚接地 (GND ) ，全部程序均执行外部存储器。在 AT89C51 ，假如EA 接至Vcc(电源 +) ，程序首先执行地址从OOOOH-OFFFH(4KB) 内部程序存储器，再执行地址为1000H-FFFFH(60KB) 的外部程序存储器。数据存储器 :AT89C51

29、的具有 128 字节的内部 RAM ，这 128 字节可利用直接或间接寻址方式访问，堆栈操作可利用间接寻址方式进行，128 字节均可设置为堆栈区空间。3.2 一体化红外接收头SIEMENS SFH 506-38西门子 SFH 506-38 一体化红外接收头是集红外接收、解调、滤波、信号处理于一体的红外光接收装置，其外形如图3.1：图 3.1 SIMENS SFH 506 38 的外形有三个管脚：电源正VCC ，电源负 GND 和输出 OUT ，载波频率为38KHZ ，其参数如下红外接收头的主要参数如下：工作电压： 4.85.3V工作电流： 1.72.7mA接收频率： 38kHz峰值波长： 95

30、0nm静态输出：高电平输出低电平： 0.4V输出高电平：接近工作电压3.3 AD976 芯片介绍AD976AD976A 是 AD 公司推出的 +5V 单电源供电的高速、低功耗 16 位逐次逼近式 AD 转换器 ,转换速度为 2000kSPS。3.3.1 主要特性a. 16 位 AD 转换器，即分辨率16 位。b. 具有转换起停控制端。c. 转换时间为 100s。d. 单个 5V 电源供电。e. 模拟输入电压范围 10+10V，带宽为 1.5MHz 。f. 采用开关电容卢电荷重分布结构，其内部的自动校正逻辑可以校正内部的非线性。g. 低功耗，约 15mW 。3.3.2 内部结构AD976 是 C

31、MOS 单片型逐次逼近式AD 转换器，内部结构如图 3.2 所示，它由内部参考电压、地址锁存与译码器、比较器、8 位开关树型DA转换器、逐次逼近寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。AD976有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作，输入、输出与 TTL 兼容。图 2.2 AD976 内部结构框图3.3.3 AD976A 的数据转换图图 3.3 双极性 AD976A的转换特性 103.3.4 外部特性（引脚功能）AD976 芯片有 28 条引脚，采用双列直插式封装， 如图 3.3 所示。下面说明各引脚功能。图 3.4 AD976 的管脚图VIN(1 脚):模拟输入。该引脚和模拟

32、信号源之间连接一个200的电阻 ,满量程输入范围为 10V 。AGND1(2 脚 ):模拟地。作为 REF 引脚的参考地。REF(3 脚 ):基准输入输出。该引脚为内部+2.5V 基准的输出或从该引脚输入一个外部基准。两种情况下,均应在该引脚和REF 引脚之间接入一个 2.2F 的钽电容。CAP(4 脚 ):基准缓冲器输出。 该引脚和 AGND2 引脚之间接入一个2.2 F 的钽电容。AGND2(5 脚 ):模拟地。D15(MSB)(6 脚):数据位 15。D14D8(7 脚 13 脚 ):数据位 1418。DGND(14 脚 ):数字地。D7D1(15 脚 21 脚 ):数据位 71。D0(

33、LSB)(22 脚 ):数据位 0。BYTE(23 脚):字节选择。 BYTE 为低时 ,数据按上面所述方式输出 ;6 脚 (D15) 为 MSB,22 脚 (D0) 为 LSB。 BYTE 为高时 ,高低 8 位数据交换输出 ;D15D8 在 15 脚22 脚输出 ,D7D0 在 6 脚 13 脚输出。RC(24 脚 ):读转换输入。当 CS 为低时 ,RC 的下降沿使芯片内部的采样保持进入保持状态并开始一次转换;RC 的上升沿允许输出数据位。CS(25 脚):片选输入。内部与RC 相或。 RC 为低时 ,CS 下降沿初始化一次转换。 RC 为高时 ,CS 下降沿允许输出数据位。 CS 为高

34、时 ,输出数据位呈高阻状态。BUSY(26 脚):忙输出。一次转换开始时 ,BUSY 变低并维持到该次转换结束 ,数据锁入输出锁存器。 CS 为低、 RC 为高时 ,BUSY 变高 ,输出数据有效。(15) VANA(27 脚 ):模拟电源 ,一般为 +5V 。(16) VDIG(28 脚 ):数字电源 ,一般为 +5V。3.4 数码管3.4.1 数码管简介图 4.1 数码管、共阴极、共阳极a. 数码管结构数码管由 8 个发光二极管（以下简称字段）构成，通过不同的组合可用来显示数字 09、字符 AF、H 、L、P、R、U、Y、符号 “ ”及小数点 “ ”。数码管的外形结构如图4.3（a）所示。

35、数码管又分为共阴极和共阳极两种结构。b. 数码管工作原理共阳极数码管的8 个发光二极管的阳极（二极管正端）连接在一起。通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮。根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻 13 。c. 数码管字形编码要使数码管显示出相应的数字或字符，必须使段数据口输出相应的字形编码。对照图4.3（a），字型码各位定义为：数据线D0 与 a 字段对应，D1 与 b 字段对应，依此类推。如使用共阳

36、极数码管，数据为0 表示对应字段亮，数据为1 表示对应字段暗；如使用共阴极数码管，数据为0表示对应字段暗，数据为表 4.2 数码管字形编码表3.5 AT89C51 单片机开发工具简介3.5.1 开发工具概述Keil C51 Vision2 集成开发环境是 Keil Software，IncKeil ElektronikGmbH 开发的基于 80C51 内核的微处理器软件开发平台， 内嵌多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立到管理、编译、链接、目标代码的生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程尤其是 C 编译工具在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平，而且可以附加灵活的控制选项

37、，在开发大型项目时非常理想。3.5.2 完成所需软件部分的主要流程a：工程新建工程命名；b：选择单片机型号；c：新建 c 文本d：添加 c 文件e：编辑程序f：编译、检查、调试g：生成 HEX 文件3.5.3 软件界面简介4 软件各个模块设计4.1 软件初始化及主程序AT89C51 继承了 MCS-51 系列单片机的初始化操作， 本设计通过系统上电即可完成对单片机的硬件初始化操作，结合硬件原理图首先要检测是否有车经过，在有车经过的基础上检测是否需要读取编码和启动AD 。如图 4.1 所示为系统整体示意图、系统侧面示意图。图 4.1 系统整体示意图（左） 、系统侧面示意图。图 4.2 为该软件设

38、计的主流程图部分，考虑到单片机的频率较高且其机器周期仅为几个微秒所以采用顺序的流程图即可满足实现汽车衡系统的主要功能。图 4.2 系统软件主流程图4.2 检测及弦长的测量与速度4.2.1 弦长与车速获得方案考虑到汽车轮胎的几何特性，可知在轮胎接触红外传感器的时候，应是轮胎的切线部位，故通过检测置于最前端的CD4067 芯片所接的 P0 口的高低点评是否有变化，则可以确定是否有车经过，在此基础上那个也可以定时器测得 CD4067 再次出现高低电平变化时所用的时间，从而求的车速。具体流程如下：图 4.2.1 检测及车速测量对 P0 口的检测可以通过对 p0 口设置处置与输入 p0 口的编码值相比较

39、来判断，亦可以通过初始化后 P0 口值的变化来判断是否有车经过。当有车经过的同时启动定时器开始计时，当检测到车轮进入称重状态时关闭定时器，此时根据红外编码可以测得在定时器所计时间内轮胎所经过的距离，这样就可以测的车速。4.2.2 定时器的应用将定时器 0 装初值设置为 1ms，当检测有车时启动定时器，并一直持续循环，当到达称重状态时停止计时，计算出时间。#includereg51.()主函数jishi();jishi()定时 1ms while(1)uint temp=64535,a=0;TMOD=0x01;定时器 0，工作方式 1EA=0;ET0=0;禁止中断TH0=temp256;TL0=

40、temp%256;装初值TF0=0;标志位清零TR0=1;启动定时器if(TF0=0);标志位TF0=0;a+;4.2.3 读取红外编码检测是否有车：用 CD4067 数字控制模拟开关，接收 SFH506-38 红外接收电路的输出信号。共有两排红外接收装置，每排 128 个，共 256 个，因此需要 16 个SFH506-38。此程序用 p0 口作为选通（连接 INH 端），p1 接收处理红外信号。本程序使用 for 循环嵌套以实现读取红外编码#includereg51.()dubianma()uintALE,px1,tx1,px2,tx2,shu,geshu,numb1=0,numb2=0,

41、temp1100,temp2100;* 第一排 10cm 红外编码扫描 *for(px1=0;px1=7;px1+)为第一排 8 个 cd4067 的片选，定义数组P0=table1px1;第一排 8 个 cd4067的片选，八个依次选通ALE=1;打开所存for(tx1=0;tx1=15;tx1+) 为扫描每一个打开 cd4067片选的开关的通道，定义变量P2=table1tx1;P1=0xff;P1 设为输入temp1numb1=P1;扫描每一个打开 cd4067片选的 16个通道的数据numb1+;4.3 称重传感器数据的采集4.3.1 数据采集方案简介本设计主要考虑到轮胎在行进过程中对

42、地的摩擦力为轮胎与地的切线方向，故可以分解为水平方向的Fx 与竖直方向上的Fy，故需要在平台的底部放置竖直方向上的压力传感器与侧后部放置侧向压力传感器，通过AD976A 与 AD976B 的转换，转换后的数据被CPU 读取并进行数据的处理，则可以得到所需净重。图 4.3.1称重传感器数据的采集通过对 P2 口和读写信号（ P3 口）的控制来选定所要度读取的 AD，通过 AD 的外部中断将 AD 所采集的信号通过中断子程序来处理，从而求出相应的 Fx 和 Fy 依据原理可求出所称汽车的净重，并将结果送显。4.3.2AD 数据转换子程序图 4.3.2 AD976 与 89C51 的连接图以图 4.

43、3.2 为例： AD976 的控制口地址为 0x7f00（P2.7=0） ;低 8 位数据口地址为 0x7fe0（ P2.7=0， P2.0=0）；高 8 为数据口位 0x7f00（ P2.7=0，P2.0=1） .#include reg51.(ad); 返回转换结果*void ReadAD976_N(int *array, uchar n)unsigned char i;for(i=O;in;i+)array i= ReadAD976; * 读 n 点转换4.4 延时部分4.4.1 延时程序的作用延迟程序用于数码管动态扫描中，保证数码管的显示亮度，至于延时多少时间，可以用keil 软件调试

44、，调试时间可以推算出。4.4.2 延时子程序#include0;x-)for(y=124;y0;y-);4.5 显示部分4.5.1 显示方式LED 七段数码管有静态显示和动态显示两种方式。本设计通过动态扫描来显示最后计算的数据，具体程序流程图如下：图 4.5 .1 动态扫描由于数码管是通过 377 锁存器和 244 的驱动来完成动态显示的，如若不出现抖动，即扫描的频率应为 50 赫兹，即 20ms应该完成一次八位扫描，所以通过循环就可以动态的显数字量 144.5.2 动态扫描显示子程序以数字 123（temp）为例，将temp 分为百位，十位，各位，控制段选、位选，将数字temp 显示。#in

45、clude0;x-)for(y=124;y0;y-);void display(uchar temp)显示子程序uchar bai,shi,ge;bai=temp100;shi=temp%10010;ge=temp%100; 提取三位数 temp 的百位、十位、各位 dxuan=1;P0=tablebai;dxuan=0;wxuan=1;P0=0xfe;wxuan=0;delay(5);显示百位：位选为第一个数码管（最低位）dxuan=1;P0=tableshi;dxuan=0;wxuan=1;P0=0xfd;wxuan=0;delay(5);dxuan=1;P0=tablege;dxuan=

46、0;wxuan=1;P0=0xfeb;wxuan=0;delay(5);5 总 结本学期的毕业设计是在老师的指导下完成的，毕业设计不单单是对一个题目的研究学习，而重点是在检验一个人在大学四年里所学知识掌握程度及综合能力的发挥。通过本次设计可以从侧面反映出一个合格大学生的综合素质，不只是理论而更在实践操作。在本次毕业设计中，我系统地学习了有关单片机汇编语言编程方面相关的知识，同时了解了如何利用网络资源和单片机的知识来实现硬件电路功能。在理解硬件电路原理的基础上进行编程，并在老师的要求和指导下我对设计方向进行不断的调整，使之更适应于本次设计的要求。总之，通过本次毕业设计使我学会了一定的理论知识还学会了如何去查阅各类资料、书籍、网络检索。在现在社会高速发展大趋势下，掌握尽可能多的信息资料显得尤为关键。学会如何快捷、方