無線路況信息采集引導(dǎo)系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p>　　本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）</p><p>　　論 文 題 目： 無線路況信息采集引導(dǎo)系統(tǒng) </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　專

2、 業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　年 級： </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　無線路況信息采集引導(dǎo)系統(tǒng)</p><p>　　摘 要：交通運(yùn)輸系統(tǒng)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，也是確

3、保社會生產(chǎn)和人民生活得以正常進(jìn)行的重要條件。隨著公路運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，機(jī)動車輛保有量劇增，這在給人們?nèi)粘Ｉ顜肀憷⒋龠M(jìn)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，也帶來了一系列的負(fù)面影響，道路交通狀況的日益惡化，并且在各個城市中，交通阻塞普遍存在、交通事故發(fā)生量不斷上漲，本系統(tǒng)基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由將來自傳感器的信號通過放大、線性化、濾波、同步采樣保持等處理后，輸入A／D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后由單片機(jī)采集，然后利用單片機(jī)與PC機(jī)的通信將數(shù)據(jù)送到PC機(jī)進(jìn)行數(shù)

4、據(jù)的存儲、后期處理與顯示。</p><p>　　關(guān)鍵詞：道路信息 數(shù)據(jù)采集 單片機(jī)</p><p>　　The Wireless Traffic Information Collection System</p><p>　　Abstract：The transport system is the basis for the national economy,

5、but also to ensure that the social production and people's lives can proceed. With the rapid development of road transport, motor vehicle ownership surge in convenience to the daily lives of people, and promote socia

6、l and economic development at the same time, also brought a series of negative effects of road traffic conditions worsening, in various cities, traffic congestion, prevalence of traffic accidents are rising, the sys</

7、p><p>　　Keywords: Road information Data Acquisition Microcontroller</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1 無線路況信息采集系統(tǒng)研究背景1</p&

8、gt;<p>　　1.2 無線路況信息采集系統(tǒng)的研究目的1</p><p>　　1.3 無線路況采集原理2</p><p>　　1.4 課題技術(shù)要求和主要任務(wù)2</p><p>　　2 總體方案設(shè)計3</p><p>　　2.1系統(tǒng)總體方案論證3</p><p>　　2.2串行通信方案論證3&

9、lt;/p><p>　　2.3數(shù)據(jù)傳輸方式方案論證4</p><p>　　2.4總體方案的設(shè)計4</p><p>　　2.5總體方案流程圖5</p><p>　　2.6總體方案電路圖6</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計7</p><p>　　3.1單片機(jī)主控電路設(shè)計7</p

10、><p>　　3.1.1 AT89S52簡介7</p><p>　　3.1.2 AT89S52引腳說明8</p><p>　　3.1.3單片機(jī)最小系統(tǒng)10</p><p>　　3.2 單片機(jī)與PC機(jī)接口數(shù)據(jù)傳輸電路設(shè)計10</p><p>　　3.3 紅外避障模塊設(shè)計12</p><p>

11、　　3.4 無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的設(shè)計14</p><p>　　3.4.1 無線模塊簡介14</p><p>　　3.4.2 XL02-232AP1模塊的技術(shù)指標(biāo)14</p><p>　　3.4.3 XL02-232AP1端口定義及連接示意圖15</p><p>　　3.5 電源電路16</p><p>　　4

12、 系統(tǒng)軟件設(shè)計18</p><p>　　4.1 主程序設(shè)計18</p><p>　　4.2 上位機(jī)軟件流程設(shè)計26</p><p><b>　　5 總結(jié)24</b></p><p>　　5.1 測試環(huán)境及工具24</p><p>　　5.2 測試結(jié)果分析24</p>&l

13、t;p>　　5.3 設(shè)計總結(jié)29</p><p><b>　　致謝26</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>　　附錄28</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p>

14、<p>　　1.1 無線路況信息采集系統(tǒng)研究背景</p><p>　　交通運(yùn)輸系統(tǒng)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，也是確保社會生產(chǎn)和人民生活得以正常進(jìn)行的重要條件。隨著公路運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，機(jī)動車輛保有量劇增，這在給人們?nèi)粘Ｉ顜肀憷?、促進(jìn)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，也帶來了一系列的負(fù)面影響。交通運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展，極大的方便了社會以及人們的生活，但是與此同時，汽車數(shù)量的急劇增加，導(dǎo)致了道路交通狀況的日益惡化，并且在各個城

15、市中，交通阻塞普遍存在、交通事故發(fā)生量不斷上漲，從而導(dǎo)致了人身安全、經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境污染等一系列嚴(yán)重的社會問題。另外，無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，路面交通運(yùn)輸都不同程度地存在著人們最關(guān)心的交通安全問題。</p><p>　　在分析了不同類型的單片機(jī)的特點(diǎn)及單片機(jī)與PC機(jī)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了單片機(jī)控制的采集系統(tǒng)，并通過串口通信實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送并將數(shù)據(jù)在PC機(jī)上顯示及存儲，完成單機(jī)的多

16、通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計及實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由將來自傳感器的信號通過放大、線性化、濾波、同步采樣保持等處理后，輸入A／D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后由單片機(jī)采集，然后利用單片機(jī)與PC機(jī)的通信將數(shù)據(jù)送到PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲、后期處理與顯示，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)大、顯示直觀、界面友好、性價比高、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器、儀表、機(jī)電一體化、智能家居等諸多領(lǐng)域。</p&

17、gt;<p>　　1.2 無線路況信息采集系統(tǒng)的研究目的</p><p>　　無線路況采集系統(tǒng)是指系統(tǒng)能夠通過某種技術(shù)及時地檢測出通過的車輛和人流量，并以此為基礎(chǔ)準(zhǔn)確地統(tǒng)計出某段時間內(nèi)某段道路的車流量和人流量。隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，改革開放的深入，道路的規(guī)劃與建設(shè)顯得尤為突出，人稱“公路通，百業(yè)興”。因此公路網(wǎng)的規(guī)劃、公路的更新改建以及公路養(yǎng)護(hù)等都必須建立在準(zhǔn)確可靠的交通流量統(tǒng)計信息之上，這無疑使

18、得統(tǒng)計信息這項工作更為重要，很顯然交通流量的準(zhǔn)確與否是有關(guān)決策正確的關(guān)鍵因素之一。</p><p>　　1.3無線路況采集原理</p><p>　　無線路況采集的原理如下：紅外傳感器將被測點(diǎn)的路況信息采集后送往單片機(jī)，然后將數(shù)字信號傳送到無線收發(fā)芯片中，并通過芯片的調(diào)制處理后由芯片內(nèi)部的天線發(fā)送到上位機(jī)，在上位機(jī)模塊中，發(fā)送來的數(shù)據(jù)由無線收發(fā)芯片接收并解調(diào)，最后通過接口芯片發(fā)送到PC機(jī)中進(jìn)

19、行顯示和處理。</p><p>　　1.4課題技術(shù)要求和主要任務(wù)</p><p>　　1、可以對各種車型的流量和人員流量以及總流量自動記錄及顯示。</p><p>　　2、采用無線通信芯片來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)字信號傳輸。</p><p>　　3、使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集、無線發(fā)送與接收的控制，更好實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動化。</p><p

20、>　　4、實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)接口數(shù)據(jù)傳輸。</p><p><b>　　2 總體方案設(shè)計</b></p><p>　　本次設(shè)計的任務(wù)，是設(shè)計一個基于單片機(jī)的無線路況采集系統(tǒng)。要求實(shí)現(xiàn)在單片機(jī)的控制下采集道路車流量和人員流動量信息，經(jīng)過單片機(jī)系列處理后由無線收發(fā)芯片發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)接收數(shù)據(jù)信號，最后在PC機(jī)上顯示。此外，還需設(shè)計上述電路所需的直流穩(wěn)壓電源。&l

21、t;/p><p>　　2.1系統(tǒng)總體方案論證</p><p>　　方案一：采用數(shù)字電路方式，利用邏輯電路構(gòu)成控制部分，開關(guān)實(shí)現(xiàn)數(shù)值的輸入，而且由于整個系統(tǒng)采用數(shù)字信號控制方式，僅僅顯示部分的硬件就非常龐大，可見整個系統(tǒng)的硬件電路非常的復(fù)雜，并且控制的方式也不容易實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　方案二：采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)控制。通過鍵盤的功能鍵控制單片機(jī)實(shí)現(xiàn)各個功能，單片機(jī)軟件編

22、程靈活、自由度大，可編程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制及運(yùn)行；并且程序都模塊化，方便利用。硬件電路方面與方案一相比較非常簡單，在硬件確定的情況下，只要修改程序就能使整個系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計要求。</p><p>　　故相比較而言，采用方案二來實(shí)現(xiàn)此設(shè)計。</p><p>　　2.2 串行通信方案論證</p><p>　　方案一：RS－232串口通信方案。利用RS－232串口通信及現(xiàn)場總線技術(shù)

23、，可方便地實(shí)現(xiàn)1臺微機(jī)與多臺機(jī)器的近距離通信，通用性好，成本低。</p><p>　　方案二：RS－485串口通信方案。RS－485半雙工異步通信總線是一種被廣泛使用的數(shù)據(jù)通信總線。它具有通信距離遠(yuǎn)、通信速度高、成本低等特點(diǎn)。在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，由于設(shè)備數(shù)量多，分布較遠(yuǎn)，現(xiàn)場的各種干擾也較大，往往通信的可靠性及質(zhì)量不高。RS－485收發(fā)器采用的平衡發(fā)送和差分接收具有抑制共模干擾的功能，加上收發(fā)器具有很高的靈敏度，能

24、檢測低達(dá)200mV的電壓。因此，傳輸信號可在千米以外得到恢復(fù)。</p><p>　　因?yàn)檫@次課題并不是運(yùn)用在真正的實(shí)際運(yùn)作當(dāng)中，所以我采用了方案一。如果是在實(shí)際場合中使用，建議采用方案二。</p><p>　　2.3 數(shù)據(jù)傳輸方式方案論證</p><p>　　方案一：電纜傳輸方案。電纜數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕锰幱校?.數(shù)據(jù)傳輸速度快；2.數(shù)據(jù)不易丟失，可靠性強(qiáng)。</p

25、><p>　　方案二：無線傳輸方案。無線數(shù)據(jù)傳輸解決了地域的局限性，解決了拉線拉網(wǎng)的煩惱，具有很強(qiáng)的發(fā)展空間和運(yùn)用前景。</p><p>　　雖然電纜的傳輸速率高、可靠性強(qiáng)，但價格昂貴。而無線傳輸成本低，沒有地域限制，所以我采用方案二。</p><p>　　2.4 總體方案的設(shè)計</p><p>　　本系統(tǒng)由傳感器、單片機(jī)、顯示系統(tǒng)等部分組成。系

26、統(tǒng)原理框圖如圖2.1所示。</p><p>　　設(shè)計的無線溫度采集系統(tǒng)主要由一個上位機(jī)模塊和一個下位機(jī)模塊組成，上位機(jī)模塊和下位機(jī)模塊之間采用無線串口通道聯(lián)系。上位機(jī)模塊能對整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行管理和控制，下位機(jī)模塊主要實(shí)現(xiàn)車流量和人員流量數(shù)據(jù)采集。下位機(jī)模塊以單片機(jī)為控制核心。上位機(jī)模塊主要是PC機(jī)與無線收發(fā)單元間的串口通信電路。</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)原理框圖<

27、/p><p>　　2.5總體方案流程圖</p><p>　　下位機(jī)模塊主機(jī)的程序主要是數(shù)據(jù)采集程序和數(shù)據(jù)發(fā)送程序，程序流程如2.2圖</p><p>　　圖2.2 下位機(jī)程序流程圖</p><p>　　通過無線模塊傳送過來的字符數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行核對如果接收數(shù)據(jù)正確，就顯示數(shù)值，上位機(jī)流程圖如2.3所示。</p><p>　　

28、圖2.3 上位機(jī)流程圖</p><p>　　2.6總體方案電路圖</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計</p><p>　　3.1單片機(jī)主控電路設(shè)計</p><p>　　3.1.1 AT89S52簡介</p><p>　　如圖3.1所示為AT89S52芯片的引腳圖。兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)的AT89S52單片機(jī)

29、是一個低功耗、高性能CHMOS的單片機(jī)，片內(nèi)含4KB在線可編程Flash存儲器的單片機(jī)。它與通用80C51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳兼容。</p><p>　　AT89S52單片機(jī)片內(nèi)的Flash可允許在線重新編程，也可用通用非易失性存儲編程器編程；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)含128字節(jié)的RAM；有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口;具有兩個16位可編程定時器；中斷系統(tǒng)是具有6個中斷源、5個中斷矢量、2級中

30、斷優(yōu)先級的中斷結(jié)構(gòu)；震蕩器頻率0到33MHZ，因此我們在此選用12MHZ的晶振是比較合理的；具有片內(nèi)看門狗定時器；具有斷電標(biāo)志POF等等。AT89S51具有PDIP、TQFP和PLCC三種封裝形式。</p><p>　　圖3.1 AT89S52引腳圖</p><p>　　3.1.2 AT89S52引腳說明</p><p>　　P0口：8位、開漏級、雙向I/O口。P0

31、口可作為通用I/O口，但須外接上拉電阻；作為輸出口，每各引腳可吸收8各TTL的灌電流。作為輸入時，首先應(yīng)將引腳置1。P0也可用做訪問外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器時的低8位地址/數(shù)據(jù)總線的復(fù)用線。在該模式下，P0口含有內(nèi)部上拉電阻。在FLASH編程時，P0口接收代碼字節(jié)數(shù)據(jù)；在編程效驗(yàn)時，P0口輸出代碼字節(jié)數(shù)據(jù)(需要外接上拉電阻)。</p><p>　　P1口：8位、雙向I/0口，內(nèi)部含有上拉電阻。P1口可作普通I/

32、O口。輸出緩沖器可驅(qū)動四個TTL負(fù)載；用作輸入時，先將引腳置1，由片內(nèi)上拉電阻將其抬到高電平。P1口的引腳可由外部負(fù)載拉到低電平，通過上拉電阻提供電流。在FLASH并行編程和校驗(yàn)時，P1口可輸入低字節(jié)地址。在串行編程和效驗(yàn)時，P1.5/MO-SI，P1.6/MISO和P1.7/SCK分別是串行數(shù)據(jù)輸入、輸出和移位脈沖引腳。 </p><p>　　P2口：具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P2口用做輸出口時，可驅(qū)

33、動4各TTL負(fù)載；用做輸入口時，先將引腳置1，由內(nèi)部上拉電阻將其提高到高電平。若負(fù)載為低電平，則通過內(nèi)部上拉電阻向外部輸出電流。CPU訪問外部16位地址的存儲器時，P2口提供高8位地址。當(dāng)CPU用8位地址尋址外部存儲時，P2口為P2特殊功能寄存器的內(nèi)容。在FLASH并行編程和校驗(yàn)時，P2口可輸入高字節(jié)地址和某些控制信號。</p><p>　　P3口：具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向口。P3口用做輸出口時，輸出緩沖器可吸

34、收4各TTL的灌電流；用做輸入口時，首先將引腳置1，由內(nèi)部上拉電阻抬位高電平。若外部的負(fù)載是低電平，則通過內(nèi)部上拉電阻向輸出電流。在與FLASH并行編程和校驗(yàn)時，P3口可輸入某些控制信號。P3口除了通用I/O口功能外，還有替代功能，如表3.1所示。</p><p>　　表3.1 P3口的替代功能</p><p>　　RST：復(fù)位端。當(dāng)振蕩器工作時，此引腳上出現(xiàn)兩個機(jī)器周期的高電平將系統(tǒng)復(fù)位

35、。</p><p>　　ALE/ ：當(dāng)訪問外部存儲器時，ALE（允許地址鎖存）是一個用于鎖存地址的低8位字節(jié)的書粗脈沖。在Flash 編程期間，此引腳也可用于輸入編程脈沖（）。在正常操作情況下，ALE以振蕩器頻率的1/6的固定速率發(fā)出脈沖，它是用作對外輸出的時鐘，需要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如果希望禁止ALE操作，可通過將特殊功能寄存器中位地址為8EH那位置的“0”來實(shí)現(xiàn)。該位置

36、的“1”后。ALE僅在MOVE或MOVC指令期間激活，否則ALE引腳將被略微拉高。若微控制器在外部執(zhí)行方式，ALE禁止位無效。</p><p>　?。和獠砍绦虼鎯ζ髯x選取通信號。當(dāng)AT89S51在讀取外部程序時， 每個機(jī)器周期 將PSEN激活兩次。在此期間內(nèi)，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過兩個信號。</p><p>　　/Vpp：訪問外部程序存儲器允許端。為了能夠從外部程序存儲器的000

37、0H至FFFFH單元中取指令，必須接地，然而要注意的是，若對加密位1進(jìn)行編程，則在復(fù)位時，的狀態(tài)在內(nèi)部被鎖存。</p><p>　　執(zhí)行內(nèi)部程序應(yīng)接VCC。不當(dāng)選擇12V編程電源時，在Flash編程期間，這個引腳可接12V編程電壓。</p><p>　　XTAL1：振蕩器反向放大器輸入端和內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　XTAL2：振蕩器反相放大器輸出

38、端。</p><p>　　3.1.3單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　單片機(jī)要想正常工作，必須給出晶振電路，以提供時鐘信號；還要有復(fù)位電路，因?yàn)閱纹瑱C(jī)必須有可靠的復(fù)位后才能運(yùn)行程序；必須有電源供應(yīng)，以提供電能；要想使用內(nèi)部程序存儲器，還必須有把EA引腳接高電平。圖中，c2 ,c3為30pf電容，C1為10UF電容；電阻R1為10Ω，R2為10KΩ；X1為11.0592MHZ的晶振。電源電

39、壓為正5伏。如圖3.2所示</p><p>　　圖3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　3.2 單片機(jī)與PC機(jī)接口數(shù)據(jù)傳輸電路設(shè)計</p><p>　　MAX232是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口rs232電平是-10v +10v，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號電壓是ttl電平0 +5v,max232就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的

40、,該器件包含2驅(qū)動器、2接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。</p><p>　　該器件符合TIA/EIA-232-F標(biāo)準(zhǔn)，每個接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成5-V TTL/CMOS電平。每個發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平。</p><p>　　主要特點(diǎn) 1、單5V電源工作</p><p>

41、　　2、 LinBiCMOSTM工藝技術(shù)</p><p>　　3、 兩個驅(qū)動器及兩個接收器</p><p>　　4、 ±30V輸入電平</p><p>　　5、低電源電流：典型值是8mA</p><p>　　6、符合甚至優(yōu)于ANSI標(biāo)準(zhǔn) EIA/TIA-232-E及ITU推薦標(biāo)準(zhǔn)V.28</p><p>　　

42、7、ESD保護(hù)大于MIL-STD-883（方 法3015）標(biāo)準(zhǔn)的2000V</p><p>　　MAX3232其引腳圖如圖3.3所示，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分：</p><p>　　第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和5只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個電源，提供給RS-232串口電平的需要。</p><p>　　第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由

43、7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)

44、據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。</p><p>　　第三部分是供電。15腳GND、16腳VCC（+3.2v）。</p><p>　　MAX3232是雙列16腳封裝，實(shí)現(xiàn)TTL——RS-232之間的雙向電平轉(zhuǎn)換，MAX3232內(nèi)部有兩組收發(fā)電路，通常我們只需用其中的一組，當(dāng)然也可以使用兩組以提高工作效率，MAX3232的工作電壓為+3.0～5.5V，當(dāng)VCC為4.5～5.5V，RL為3K

45、，CL為1000PF，傳輸速率是1Mbps。該芯片常被使用在電池供電設(shè)備、手持式裝備、高速調(diào)制解調(diào)器、筆記本電腦、亞筆記本電腦與掌上電腦、外設(shè)以及打印機(jī)等設(shè)備中。</p><p>　　在本次設(shè)計中，選用MAX3232芯片主要是該芯片是低電壓供電，可使用3.2V供電電壓，與其他芯片相同，更便于設(shè)計的進(jìn)行。</p><p>　　圖3.3 MAX3232引腳圖</p><p&

46、gt;　　3.3 紅外避障模塊設(shè)計</p><p>　　紅外避障傳感器E18-D80NK是一個NPN型的開關(guān)量傳感器，當(dāng)沒有障礙物（上述系統(tǒng)中是障礙物是人）時輸出高電平；有障礙物時輸出低電平。正常工作電流為20mA，最大工作電流可以達(dá)到100mA，可以直接驅(qū)動5v直流繼電器的，不需要三極管驅(qū)動（當(dāng)然加三極管驅(qū)動也沒有問題）。如圖3.4</p><p>　　圖3.4紅外避障傳感器E18-D8

47、0NK實(shí)物簡介</p><p>　　電氣特性： 尺寸：</p><p>　　U:5VDC    直徑:17MM I:100mA 傳感器長度:45MM Sn:3-80

48、CM   引線長度:45CM              </p><p><b>　　應(yīng)用案例：</b></

49、p><p>　　1、生產(chǎn)線貨物自動計數(shù)設(shè)備     2、多功能提醒器     3、走迷宮機(jī)器人</p><p>　　圖3.5 紅外避障傳感器應(yīng)用案例</p><p>　　3.4無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的設(shè)計</p><p>　　3.4.1 無線模塊簡介</p>

50、<p>　　XL02-232AP1是UART接口半雙工無線傳輸模塊，可以工作在433MHz公用頻段。符合歐洲ETSI（EN300-220-1和EN301-439-3），滿足無線管制要求，無需申請頻率使用許可證。</p><p>　　本模塊專為用于各種串口之間的無線通訊，如電腦，單片機(jī)，各種機(jī)器設(shè)備串口等，可以直接在原來的有線連接上升級為無線鏈接，無需額外編程，完全兼容有線通訊串口協(xié)議，使用簡單方便靈

51、活。</p><p>　　3.4.2 XL02-232AP1模塊的技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　表3.2 XL02-232AP1參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)表</p><p>　　3.4.3 XL02-232AP1端口定義及連接示意圖</p><p>　　表3.3 XL02-232AP1端口定義</p><p><b>　

52、　綠色接收</b></p><p>　　圖3.6 XL02-232AP1無線串口實(shí)物</p><p><b>　　連接示意圖</b></p><p>　　圖3.7 XL02-232AP1連接示意圖</p><p>　　XL02-232接PC參考示意圖</p><p>　　圖3.8 X

53、L02-232接PC參考示意圖</p><p><b>　　3.5 電源電路</b></p><p>　　電源變壓器是將交流電網(wǎng)220V的電壓變?yōu)樗枰碾妷褐?。交流電?jīng)過二極管整流之后，方向單一了，但是電流強(qiáng)度大小還是處在不斷地變化之中。這種脈動直流一般是不能直接用來給集成電路供電的，而要通過整流電路將交流電變成脈動的直流電壓。由于此脈動的直流電壓還含有較大的紋波，

54、必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的直流電壓。濾波的任務(wù)，就是把整流器輸出電壓中的波動成分盡可能地減小，改造成接近穩(wěn)恒的直流電。但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動，一般有±10%左右的波動，負(fù)載和溫度的變化而變化，因而在整流、濾波電路之后，還需要接穩(wěn)壓電路。</p><p>　　穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動，負(fù)載和溫度變化時，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。220V交流電通過9V變壓器變?yōu)?V的交流電，9V交流電

55、通過四個二極管的全橋整流后變?yōu)?V直流電，然后經(jīng)過電解電容（470μF）進(jìn)行一級濾波，以去除直流電里面的雜波，防止干擾。9V直流電出來后再經(jīng)過三端穩(wěn)壓器LM7805穩(wěn)壓成為穩(wěn)定的5V電源，其中7805的Vin腳是輸入腳，接9V直流電源正極，GND是接地腳，接9V直流電源負(fù)極，Vout為輸出腳，它和接地腳的電壓就是+5V了。5V電源出來再經(jīng)過電解電容的二級濾波，使5V電源更加穩(wěn)定可靠。同時在5V穩(wěn)壓電源加上一個10K的電阻和一個紅色發(fā)光二

56、極管，當(dāng)上電后，紅色發(fā)光二極管點(diǎn)亮，表示電源工作正常。此時一個穩(wěn)定輸出5V的電源已經(jīng)設(shè)計好，對于本設(shè)計它完全能夠滿足單片機(jī)及集成塊所需電源的要求。電源原理圖如圖3.9所示。</p><p>　　圖3.9 電源原理圖</p><p><b>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計</b></p><p>　　整個軟件程序分為三個部分：主程序部分、按鍵部分、顯示部分

57、。</p><p><b>　　4.1 主程序設(shè)計</b></p><p>　　下圖4.1為主程序流程設(shè)計圖</p><p>　　圖4.1 主程序流程圖</p><p><b>　　程序如下：</b></p><p>　　#include<reg52.h><

58、/p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit KEY1= P3^2;</p><p>　　sbit KEY2= P3^3;</p><p>　　uint a = 0;</p>&

59、lt;p>　　uint b = 0;</p><p>　　uchar save_data[6];</p><p><b>　　uint i;</b></p><p>　　/********************************************************************</p><

60、p>　　* 名稱 : Delay()</p><p>　　* 功能 : 延時,延時時間為 10ms * del</p><p>　　* 輸入 : del</p><p><b>　　* 輸出 : 無</b></p><p>　　********************************************

61、***************************/</p><p>　　void Delay(uint del)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i,j;</b></p><p>　　for(i=0; i<del; i++)</p>

62、;<p>　　for(j=0; j<1827; j++) </p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Delay_1ms(uint i)//1ms延時</p><p><b>　　{</b&

63、gt;</p><p>　　uchar x,j;</p><p>　　for(j=0;j<i;j++)</p><p>　　for(x=0;x<=148;x++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/****************************

64、****************************************</p><p>　　* 名稱 : Outside_Init()</p><p>　　* 功能 : 外部中斷0 的初始化</p><p>　　***********************************************************************/&

65、lt;/p><p>　　void Outside_Init(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0x20;</p><p>　　PCON=0x00;</p><p>　　SCON=0x50;</p><p>　　TH1 =0xFd;

66、</p><p>　　TL1 =0xFd;</p><p><b>　　TR1 = 1;</b></p><p>　　EX0 = 1; //開外部中斷0</p><p>　　IT0 = 1; //負(fù)邊沿觸發(fā)</p><p><b>　　EX1 = 1;</b></p

67、><p><b>　　IT1 = 1;</b></p><p><b>　　ES = 1;</b></p><p>　　EA = 1;//開總中斷</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**********************

68、**********************************************</p><p>　　* 名稱 : Outside_Int()</p><p>　　* 功能 : 外部中斷0 的中斷處理</p><p>　　*******************************************************************

69、****/</p><p>　　void Outside0_Int(void) interrupt 0 //外中斷0</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EX0 = 0;</b></p><p>　　Delay(3); //延時30ms，去掉這行會出現(xiàn)

70、按一下中斷幾次的情況</p><p>　　if(KEY1 == 0) //對按鍵進(jìn)行抗干擾處理</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　a++;</b></p><p>　　for(i=0;i<6;i++)</p><p><b&g

71、t;　　{ </b></p><p>　　SBUF=save_data[i];</p><p>　　while(!TI); </p><p><b>　　TI=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><

72、b>　　}</b></p><p>　　Delay(35);</p><p><b>　　EX0 = 1;</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　/**************************************************

73、**********************/</p><p>　　void Outside1_Int(void) interrupt 2 //外中斷1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EX1=0;</b></p><p><b>　　Delay(

74、3);</b></p><p>　　if(KEY2 == 0) //對按鍵進(jìn)行抗干擾處理</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　b++;</b></p><p>　　for(i=0;i<6;i++)</p><p><

75、b>　　{ </b></p><p>　　SBUF=save_data[i];</p><p>　　while(!TI); </p><p><b>　　TI=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>&

76、lt;b>　　}</b></p><p>　　Delay(35);</p><p><b>　　EX1 = 1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/************************************************

77、*************************/</p><p>　　void Com_Int(void) interrupt 4</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EA = 0;</b></p><p>　　if(RI == 1)

78、 //當(dāng)硬件接收到一個數(shù)據(jù)時，RI會置位</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　RI = 0; </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　EA = 1;</b></p>

79、;<p><b>　　}</b></p><p>　　/*****************數(shù)據(jù)存儲************************/</p><p>　　void Data_save(uint data0,uint group)</p><p><b>　　{ </b></

80、p><p>　　save_data[group]=data0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/********************************************************************</p><p>　　* 名稱 : Main()</p&

81、gt;<p>　　* 功能 : 外部中斷試驗(yàn)主程序</p><p>　　***********************************************************************/</p><p>　　void Main(void)</p><p><b>　　{</b></p>

82、<p>　　Delay_1ms(100);</p><p>　　Outside_Init();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　Data_save(a /100+0x30,0);</p><

83、;p>　　Data_save(a %100/10+0x30,1);</p><p>　　Data_save(a %100%10+0x30,2);</p><p>　　Data_save(b /100+0x30,3);</p><p>　　Data_save(b %100/10+0x30,4);</p><p>　　Data_save(b

84、 %100%10+0x30,5);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.2 上位機(jī)軟件流程設(shè)計</p><p>　　通過查閱相關(guān)資料，將傳到串口助手上的數(shù)據(jù)經(jīng)過在Visual Basic的相關(guān)控件中編寫代碼就能將數(shù)據(jù)通過Visual

85、 Basic軟件顯示出來，并且能實(shí)現(xiàn)管理人員對系統(tǒng)運(yùn)作情況的一個遠(yuǎn)程控制。在具體編寫中，涉及到Visual Basic中的一MSComm通信控件。因?yàn)橹挥幸粋€串口上傳，需要將上傳的字符區(qū)分出來。下圖4.2為上位機(jī)軟件流程設(shè)計圖</p><p>　　圖4.2 上位機(jī)軟件流程設(shè)計圖</p><p>　　MSComm的代碼：</p><p>　　Private Sub M

86、SComm1_OnComm()</p><p>　　Dim rec As String</p><p>　　Select Case MSComm1.CommEvent '通過取代每一個 case 表達(dá)式來處理每個事件與錯誤</p><p>　　Case comEvReceive</p><p>　　rec = Trim

87、(MSComm1.Input) '將緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)讀入buf變量中</p><p>　　nanjing.Text = Left(rec, 3)</p><p>　　shanghai.Text = Mid(rec, 4, 3)</p><p>　　rec1 = Val(nanjing.Text)</p><p>　　re

88、c2 = Val(shanghai.Text)</p><p>　　If rec1 >= a Then</p><p>　　Shape3.FillColor = vbRed</p><p><b>　　Else</b></p><p>　　Shape3.FillColor = vbGreen</p>

89、<p><b>　　End If</b></p><p>　　If rec2 >= b Then</p><p>　　Shape4.FillColor = vbRed</p><p><b>　　Else</b></p><p>　　Shape4.FillColor = vbGree

90、n</p><p><b>　　End If</b></p><p>　　MSComm1.InBufferCount = 0</p><p>　　End Select</p><p><b>　　End Sub</b></p><p>　　下圖4.3為上位機(jī)運(yùn)行圖</p

91、><p>　　圖4.3 上位機(jī)運(yùn)行圖</p><p><b>　　5 總結(jié)</b></p><p>　　5.1 測試環(huán)境及工具</p><p>　　PROTEUS ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路。在完成單片機(jī)及其外圍電路系統(tǒng)仿真，確認(rèn)電

92、路可行后，制作硬件。</p><p>　　鑒于本設(shè)計是無線傳輸調(diào)試，硬件實(shí)際效果至關(guān)重要。</p><p><b>　　①常見問題</b></p><p>　?、盫CC，GND是否接入對應(yīng)電路，是否共地。</p><p>　?、矄纹瑱C(jī)晶振是否起振。</p><p>　?、持車姶艌鍪欠窀蓴_<

93、/p><p><b>　?、陲@示欠缺</b></p><p>　　由于主程序設(shè)計過于冗長，導(dǎo)致顯示程序調(diào)用間隔過長，從而出現(xiàn)上圖的不良效果，在之后的程序調(diào)試中采用只刷數(shù)據(jù)不刷界面的方法解決該問題。</p><p>　　5.2 測試結(jié)果分析</p><p>　　自檢正常，各點(diǎn)溫度顯示正常，串口傳輸數(shù)據(jù)正確。</p>

94、;<p>　　因?yàn)閭鞲衅靼l(fā)送數(shù)據(jù)具有延遲時間，所以對人流量的感應(yīng)靈敏度不是相當(dāng)高，需要一個很短的時間才能達(dá)到穩(wěn)定。</p><p><b>　　5.3 設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　在指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助下，我完成了設(shè)計要求。本次設(shè)計是以AT89S52單片機(jī)為核心的無線數(shù)據(jù)傳輸。在通過上位機(jī)采集顯示及下傳相關(guān)數(shù)據(jù),達(dá)到同時監(jiān)測和引導(dǎo)，完成智能化管

95、理。系統(tǒng)以有線和無線技術(shù)相結(jié)合，可根據(jù)需要靈活增置遠(yuǎn)程終端節(jié)點(diǎn)。本系統(tǒng)還是一個不完善的系統(tǒng)，還有許多需要改進(jìn)的地方，感應(yīng)靈敏度不是相當(dāng)高。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)工作環(huán)境、測量精度、器件價格等具體要求改變設(shè)計方案。</p><p>　　設(shè)計雖然基本達(dá)到了目的，但仍存在不足。基礎(chǔ)知識的欠缺讓我們在設(shè)計中走了彎路，專業(yè)知識掌握的也不夠全面，這將會對我們以后的工作或者學(xué)習(xí)產(chǎn)生不利的影響。所以，無論何時我們都應(yīng)該保留一顆學(xué)

96、習(xí)的心，學(xué)海無涯！</p><p>　　這次設(shè)計還讓我們明白了一個道理，永遠(yuǎn)不能好高騖遠(yuǎn)。書本上所學(xué)的知識永遠(yuǎn)是最基本的，只要抓住了最基本的就可以以不變應(yīng)萬變。沒有書本上的知識作為鋪墊，我們無法學(xué)習(xí)更高深的知識，就無法應(yīng)付瞬息萬變的社會</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　由衷的感謝我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師游春霞老師對我的

97、支持、關(guān)心、幫助和嚴(yán)格要求，并且為此設(shè)計指出了許多不足之處，并建議了一些有效可行的改進(jìn)方案。在整個畢業(yè)設(shè)計期間，游春霞老師以其淵博的學(xué)識、精益求精的工作精神、平易近人的待人接物，使我受益匪淺，終生受用。她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)，科學(xué)的態(tài)度，務(wù)實(shí)的精神是我一直學(xué)習(xí)的榜樣。</p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計期間，我將很多以前學(xué)過的知識融會貫通，同時也學(xué)到了許多新知識，這些都離不開各位老師和同學(xué)的幫助。</p><

98、;p>　　我還要感謝那些在畢業(yè)設(shè)計期間和我一起研討的同學(xué)。通過互相交流討論，我們對知識的領(lǐng)悟進(jìn)一步加深。</p><p>　　再次感謝以上各位老師和同學(xué)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張迎新等編著 .單片機(jī)初級教程. 北京航天航空大學(xué)出版社. 2000年6月第一版</p><

99、;p>　　[2] 徐科軍 .傳感器與檢測技術(shù). 北京電子工業(yè)出版社 .2004年9月</p><p>　　[3] 何立明編著 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)配置與接口技術(shù). 北京航天航空大學(xué)出版社 .1990年1月第一版 </p><p>　　[4] 清源科技. Protel 99 SE電路原理圖與PCB設(shè)計及仿真. 北京機(jī)械工業(yè)出版社 .2007年</p><p&g

100、t;　　[5] 姜志海、劉連鑫.單片微型計算機(jī)原理及應(yīng)用.北京機(jī)械工業(yè)出版社.2007年</p><p>　　[6] 汪吉鵬、馬云峰.微機(jī)原理與接口技術(shù).高等教育出版社.2001年7月</p><p>　　[7] 曲喜新.電子元件材料手冊.電子工業(yè)出版社，1989年4月</p><p>　　[8] 譚浩強(qiáng). C程序設(shè)計（第二版）.清華大學(xué)出版社.1999</p

101、><p>　　[9] 胡燁、 姚鵬翼、江思敏.Protel 99 SE電路設(shè)計與仿真教程. 北京-機(jī)械工業(yè)出版社.2006。 [10] 鄭郁正.單片機(jī)原理及應(yīng)用.四川大學(xué)出版社.2003。</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　單片機(jī)部分程序：</b></p><p&

102、gt;　　#include<reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit KEY1= P3^2;</p><p>　　sbit KEY2= P3^3;</p><

103、;p>　　uint a = 0;</p><p>　　uint b = 0;</p><p>　　uchar save_data[6];</p><p><b>　　uint i;</b></p><p>　　/****************************************************

104、****************</p><p>　　* 名稱 : Delay()</p><p>　　* 功能 : 延時,延時時間為 10ms * del</p><p>　　* 輸入 : del</p><p><b>　　* 輸出 : 無</b></p><p>　　************

105、***********************************************************/</p><p>　　void Delay(uint del)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i,j;</b></p><p>　　

106、for(i=0; i<del; i++)</p><p>　　for(j=0; j<1827; j++) </p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Delay_1ms(uint i)//1ms延時</p&g

107、t;<p><b>　　{</b></p><p>　　uchar x,j;</p><p>　　for(j=0;j<i;j++)</p><p>　　for(x=0;x<=148;x++);</p><p><b>　　}</b></p><p>

108、;　　/********************************************************************</p><p>　　* 名稱 : Outside_Init()</p><p>　　* 功能 : 外部中斷0 的初始化</p><p>　　*****************************************

109、******************************/</p><p>　　void Outside_Init(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0x20;</p><p>　　PCON=0x00;</p><p>　　SCON=0x50;&

110、lt;/p><p>　　TH1 =0xFd;</p><p>　　TL1 =0xFd;</p><p><b>　　TR1 = 1;</b></p><p>　　EX0 = 1; //開外部中斷0</p><p>　　IT0 = 1; //負(fù)邊沿觸發(fā)</p><p><

111、;b>　　EX1 = 1;</b></p><p><b>　　IT1 = 1;</b></p><p><b>　　ES = 1;</b></p><p>　　EA = 1;//開總中斷</p><p><b>　　}</b></p>&l

112、t;p>　　/********************************************************************</p><p>　　* 名稱 : Outside_Int()</p><p>　　* 功能 : 外部中斷0 的中斷處理</p><p>　　***********************************

113、************************************/</p><p>　　void Outside0_Int(void) interrupt 0 //外中斷0</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EX0 = 0;</b></p><p>

114、;　　Delay(3); //延時30ms，去掉這行會出現(xiàn)按一下中斷幾次的情況</p><p>　　if(KEY1 == 0) //對按鍵進(jìn)行抗干擾處理</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　a++;</b></p><p>　　for(i=0;i<6;

115、i++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　SBUF=save_data[i];</p><p>　　while(!TI); </p><p><b>　　TI=0;</b></p><p><b>　　}<

116、;/b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　Delay(35);</p><p><b>　　EX0 = 1;</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　/******************

117、******************************************************/</p><p>　　void Outside1_Int(void) interrupt 2 //外中斷1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EX1=0;</b></p

118、><p><b>　　Delay(3);</b></p><p>　　if(KEY2 == 0) //對按鍵進(jìn)行抗干擾處理</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　b++;</b></p><p>　　for(i=0;i<

119、;6;i++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　SBUF=save_data[i];</p><p>　　while(!TI); </p><p><b>　　TI=0;</b></p><p><b>　　}

120、</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　Delay(35);</p><p><b>　　EX1 = 1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/****************

121、*********************************************************/</p><p>　　void Com_Int(void) interrupt 4</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EA = 0;</b></p><p

122、>　　if(RI == 1) //當(dāng)硬件接收到一個數(shù)據(jù)時，RI會置位</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　RI = 0; </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b

123、>　　EA = 1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*****************數(shù)據(jù)存儲************************/</p><p>　　void Data_save(uint data0,uint group)</p><p><

124、;b>　　{ </b></p><p>　　save_data[group]=data0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/********************************************************************</p>