单片机课程设计 高速公路自动收费系统ppt课件

1、高速公路自动收费系统docin/sundae_meng1.概述高速公路收费方式及其分析高速公路目前的收费方式一般有人工收费、半自动收费和自动收费三种。1. 人工收费方式：人工收费直接进行现金交付，既无可靠的收费监控设施，也缺乏先进的计算机管理手段，因此存在工作疏忽、司机逃票、收费员作弊等漏款现象。2. 半自动收费方式：人工判别车型，人工开票收费，采用人工发放的通行券作为收费媒介，在工作中引入计算机作为辅助管理的工具，适当提高工作效率和车辆通行效率，从而实现半自动收费。这种方式可避免纯人工收费方式的一些弊端，提高通行能力。3. 自动收费方式：完全采用专用的设备和计算机系统联网，收费车道安装IC卡

2、读写装置，可利用微波、红外、激光等技术与车载IC卡进行数据传输，卡上存有该车的主要信息，即车主单位、存入金额、车型类别等，可以不停车自动读写，进行自动收费。docin/sundae_meng2.方案设计不停车收费系统(No Stop Electronic Toll Collection System, 简称NSETCS或ETC)ETC收费系统采用多种技术手段使得车道收费过程自动化，常用的不停车收费系统利用非接触IC卡技术、车辆识别技术和计算机系统相联接使用。该系统建立有关车辆的信息数据库，将通过高速公路机动车的车型、车牌号码、金额存入IC卡中，并同时输入系统计算机中储存起来。当车辆通过收费车道

3、入口时，车载电子标签与安装在路侧或门架上的阅读器自动进行信息交换，中心控制计算机根据电子标签中存储的信息识别出司机用户，系统数据库核对车卡中各数据是否合法，同时对合法的车卡写入收费站入口编号；通过出口时，系统计算机通过分析运算，在卡中扣除通过此路段的费用并自动放行。如果收费过程失败，根据存入计算机中的该用户的数据信息和汽车牌照，进行事后处理。这样一来，车辆在高速公路上行驶时，到达入口时自动提取数据，到达出口时自动扣费并自动放行，实现不停车自动收费。docin/sundae_meng3.ETC工作原理示意图docin/sundae_meng4.逻辑流程车辆经过入口地感线圈，使地感线圈启动数码相机

4、和阅读器工作；阅读器从电子标签中获取相关身份证据，送上位机收费站主机处置；数码相机拍下汽车的车型、牌照数据参数，也送上位机处理；将获取的信息相互比对核实，进行数据融合和判断，如果是合法车辆，计算本次收费额，并写回数据库；同时绿灯显示、挡车器栏杆抬起，显示收费额和车型代码；如果是非法车辆无效卡、无卡、假卡、低值卡），红灯显示，挡车器栏杆闭合，同时进行人工收费；把本次收费数据送数码管显示；车辆经过车道的出口地感线圈，地感线圈发出信号，关闭阅读器、放下栏杆，完成收费过程。docin/sundae_meng5.ETC系统的结构层次 以AT89C2051单片机为平台，设计了外围控制器的红绿灯、显示屏和栏

5、杆机的驱动电路，以及相应的配套软件和通信协议。docin/sundae_meng6.AT89C2051单片机基本特性基本特性与与MCS-51MCS-51单片机兼容，含单片机兼容，含80C5180C51核。核。片内有片内有2KB2KB可重复编程的可重复编程的FlashFlash程序存程序存储储 器，可擦器，可擦/ /写写10001000次以上。次以上。2.7V6.0V2.7V6.0V的宽工作电压范围。的宽工作电压范围。全静态逻辑，工作频率可为全静态逻辑，工作频率可为0-24MHz0-24MHz。两级程序存储器加密。两级程序存储器加密。128128字节内部字节内部RAMRAM。1515条可编程条可

6、编程I/OI/O口线。口线。22个个1616位定时位定时/ /计数器。计数器。55个中断源。个中断源。11个可编程全双工串行口。个可编程全双工串行口。 具有能直接驱动具有能直接驱动LEDLED发光二极管的能力。发光二极管的能力。片内有一个高精度的模拟比较器。片内有一个高精度的模拟比较器。提供待机和掉电两种省电工作方式。提供待机和掉电两种省电工作方式。docin/sundae_meng7.单片机程序具体实现通信过程的流程图docin/sundae_meng8.程序代码ORG 0000HAJMP startORG 0023H ；串行口中断入口LJMP seriORG 0100Hstart：MOV

7、TMOD，#20H ；设置定时器1为方式2 MOV PCON，#00H ；使TMOD=0 MOV TL1，#0FDH MOV TH1，#OFDH ；设置波特率为9600b/s SETB EA ；全局开中断CLR ET1 ；关T1中断SETB ES ；开串口中断SETB TR1 ；开定时器中断CLR 71HMOV SCON，#50H ；串行方式1，允许接收MOV R1，#51HSJMP $Seri： JNB TI，RXD-INT ；判断是否发送中断 CLR TI ；TI=1，清发送中断标志 SJMP SEND RETIRXD-INT：JNB RI，endtr CLR RI ；清除接收中断标志 M

8、OV A,SBUF ；串口接收缓冲区数据送AJB 71H,dataJB 71H,data CJNE A, #AAH, endtr CJNE A, #AAH, endtr ；是否接到；是否接到AA,AA,如果不是如果不是等待等待 MOV SBUF,A MOV SBUF,A ；接到；接到AA,AA,发送发送Y Y SETB 71H SETB 71H SJMP endtr SJMP endtr data: CJNE A,#4DH,next data: CJNE A,#4DH,next ；是否接到红绿灯结束；是否接到红绿灯结束标志标志”,”,若没有转到若没有转到next next MOV R1,#51

9、H MOV R1,#51H ；如果接到结束标志；如果接到结束标志, ,回到回到51H51H datasave: MOV R1,A datasave: MOV R1,AINC R1INC R1send: MOV A,R0 send: MOV A,R0 ；R0R0为要发送的数据存放的地址为要发送的数据存放的地址 MOV SBUF MOV SBUF，A A JNB TI JNB TI，$ $ CLR TI CLR TI INC R0 INC R0endtrendtr： RETI RETI END ENDdocin/sundae_meng9.小结 在基于AT89C2051单片机的基础上，完成了收费额的LED显示、红绿灯的控制等硬件电路设计以及相应通信协议、串口通信等软件实现。 实验证明，通信前收、发双方达成协议，明确规定彼