汽车车型进行自动识别系统设计-专科毕业论文(编辑修改稿)

汽车车型进行自动识别系统设计-专科毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

MOSI （在系统编程用） 4. MISO （在系统编程用） 5. SCK （在系统编程用） P2 口： P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。 对 P2 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16IN T 012IN T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U1A T 8 9 S 5 2 专科生毕业设计（论文） 8 时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL） 在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（例如执行 MOVX @DPTR） 时， P2 口送出高八位地址。 在这种应用中， P2口使用很强的内部上拉发送 1。 在使用 8 位地址（如 MOVX @RI）访问外部数据存储器时， P2 口输出 P2 锁存器的内容。 在 flash 编程和校验时， P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。 P3 口： P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， p2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。 对 P3 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL） P3 口亦作为 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用。 在 flash编程和校验时， P3 口也接收一些控制信号。 1. RXD（串行输入） 2. TXD（ 串行输出） 3. INT0（ 外部中断 0） 4. INT0（ 外部中断 0） 5. T0 （ 定时器 0 外部输入） 6. T1 （定时器 1 外部输入） 7. WR(外部数据存储器写选通 ) 8. RD(外部数据存储器写选通 ) RST： 复位输入。 晶振工作时， RST 脚持续 2 个机器周期高电平将使单片机复位。 看门狗计时完成后， RST 脚输 出 96 个晶 振周期的高电平。 特殊寄存器AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能无效。 DISRTO 默认状态下，复位高电平有效。 ALE/PROG：地址锁存控制信号（ ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低 8 位地址的输出脉冲。 在 flash 编程时，此引脚（ PROG）也用作编程输入脉冲。 在一般情况下， ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。 然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时， ALE 脉冲将会跳过。 如果需要，通过将地址为 8EH 的 SFR 的第 0 位置 1， ALE 操作将无效。 ALE： 仅在执行 MOVX 或 MOVC 指令时有效。 否则， ALE 将被微弱拉高。 这个 ALE 使能标志位（地址为 8EH 的 SFR 的第 0 位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 PSEN： 外部程序存储器选通信号（ PSEN）是外部程序存储器选通信号。 当 AT89S52 从外部程序存储器执行外部代码时， PSEN 在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时， PSEN 将不被激活。 专科生毕业设计（论文） 9 EA/VPP； 访问外部程序存储器控制信号。 为 使能从 0000H 到 FFFFH 的外部程序存储器 ， 读取指令， EA 必须接 GND。 为了执行内部程序指令 ， EA 应该接 VCC。 在 flash 编程期间， EA 也接收 12 伏 VPP 电 源。 XTAL1； 振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2； 振荡器反相放大器的输出端。 单片机基本电路设计 时钟电路设计 时钟可以有两种方式产生：内部时钟方式和外部时钟方式，本设计采用内部时钟方式 ，如图 所示。 外部 振荡器和单片机内部的时钟电路一起构成了单片机的内部时钟方式。 单片机内部有一个高增益反向放大器，引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是这个放大器的输入端和输出端。 放大器与作为反馈元件的片外的石英晶体或陶瓷谐振器一起构成一个自激振荡器。 可以用示波器从 XTAL2 脚观察到单片机输出的矩形波。 图 时钟电路图 外接电容 C1 和 C2 会响应振荡器的稳定性和戚震的快速性，它还可以对振荡频率起微调作用。 当外接石英晶体时， C1 和 C2 常选 30pF 左右。 晶体振荡频率可在 选择，频率越高，单片机速度越快，通常使用。 复位电路 设计 复位操作可以使单片机初始化，也可以使死机状态下的单片机重新启动，因此非常重要。 单片机的复位都是靠复位电路实现的，在时钟电路工作后，只要在单片机的RST 引脚上出现 24 个时钟震荡脉冲（ 2 个机械周期）以上的高电平，单片机就能实现复位。 单片机系统在工作时，由于各种干扰信号的影响，有时会出现程序的 “跑Y16 M H zC93 3 P FC 1 03 3 P FX T A L 1X T A L 2 专科生毕业设计（论文） 10 飞 ”或死机现象，这就需要系统能够自动复位，重新运行。 为了保证系统可靠复位，需要设计复位电路。 简单复位电路 简单复位电路有手动复位和上电复位两种，不管是那种复位电路都要保证在RESET 引脚上提供 10ms 以上稳定的高电平。 图 (a) 是常用的上电复位电路，这种上电复位 电路利用电容器充电来实现。 当加电时，电容 C 充电，电路有电流通过，构成回路，在电阻 R 上产生压降，RESET 引脚为高电平，当电容器充满电后，电路相当于断开， RESET 的电位与地相同，复位结束。 可见，复位的时间与充电的时间有关，充电时间越长，复位时间越长，增大电容或增大电阻都可以增加复位时间。 图 (a)上电复位电路图 图 (b)手动复位电路 图 (c) 脉冲复位电路 图 (b)是按键式复位电路，它的上电复位功能与图 (a)相同，但它还可以通过按键实现复位，按键按下，通过 R1 和 R2 形成回路，使 RESET 引脚产生高电平。 按键的时间决定了复位时间。 图 (c)是按键脉冲式复位电路，它利用 RC 微分电路在 RESET 引脚产生正脉冲来实现复位。 看门狗定时器 AT89S52 内部 含有看门狗定时器， 它 是 一种 需要软件控制复位方式 的看门狗。 片内 WDT 由 13 位计数器和特殊功能寄存器中的看门狗定时器复位存储器（ WDTRST）构成。 WDT 在默认情况下无法工作 ， 为了激活 WDT， 用户 必须往WDTRST 寄存器（地址： 0A6H）中依次写入 01EH 和 0E1H。 当 WDT 激活后，晶振工作， WDT 在每个机器周期都 会增加。 WDT 计时周期依赖于外部时钟频率。 除了复位（硬件复位或 WDT 溢出复位），没有办法停止 WDT 工作。 当 WDT溢出，它将驱动 RSR 引脚一个高个电平输出。 为了激活 WDT，用户必须向WDTRST 寄存器（地址为 0A6H 的 SFR）依次写入 0E1H 和 0E1H。 当 WDT 激V C CR E SE T V ssA T 89 C 5 2*C2 2u f1KV C CV C CR E S E T V s sA T 8 9 C 5 2*C2 2 u f1KV C CR2 0 0 kkV C CR E S E T V ssA T 89 C 5 2*C221KV C Ck1k22 专科生毕业设计（论文） 11 活后，用户必须向 WDTRST 写入 01EH 和 0E1H 喂狗来避免 WDT 溢出。 当计数达到 8191(1FFFH)时， 13 位计数器将会溢出，这将会复位器件。 晶振正 常 工作、WDT 激活后，每一个机器周期 WDT 都会增加。 为了复位 WDT，用户必须向WDTRST 写入 01EH 和 0E1H（ WDTRST 是只读寄存器）。 WDT 计数器不能读或写。 当 WDT 计数器溢出时，将给 RST 引脚产生一个复位脉冲输出，这个复位脉冲持续 96 个晶振周期（ TOSC），其中 TOSC=1/FOSC。 传感器选择和设计 超声波传感器 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。 超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。 超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中， 它可穿透几十米的深度。 超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射，形成反射回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。 因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。 以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。 完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。 超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。 小功率超声探头多作探测作用。 它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头反射、一个探头接收） 等。 超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。 构成晶片的材料可以有许多种。 晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能是不同的，使用前必须预先了解它的性能。 超声波传感器的主要性能指标： 1) 工作频率。 工作频率就是压电晶片的共振频率。 当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出的能量最大，灵敏度也最高。 2) 工作温度。 由于压电材料的居里点一般比较高，特别时诊断用超声波探头使用功率较小，所以工作温度比较低，可以长时间地工作而不失效。 3) 灵敏度。 主要取决于制造晶片本身。 机电耦合系数 大，灵敏度高；反之，灵敏度低。 专科生毕业设计（论文） 12 超声波 工作 原理 为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。 总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。 电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。 它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。 目前较为常用的是压电式超声波发生器。 压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。 超声波发生器内部结构如图 所示，它有两个压电晶片和一个 共振板。 当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。 反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。 图 超声波传感器结构 运动物体的探测原理 超声波测距原理 ： 超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。 超声波在空气中的传播速度为 340m/s，根据计 时器记录的时间 t，就可以计算出发射点距障碍物的距离。 即： S=340t/2 （ 31） 这就是所谓的回波测距法。 本系统数学模型的建立 超声脉冲回波技术是历史最久、应用最广的一种超声无损检测技术。 它具有安全、可靠、精度高、可操作性强、维护简便等一系列优点。 通常采用超声波回波检测法对探测物体进行测量。 （ 1） 车辆高度的检测 将超声波发射探头安装于道路上方高为 H 处（一般由空中架线或安装专用龙门架解决，如图 所示）。 探头发射超声波向 下辐射，遇到车辆由下方通过，其顶部将使超声波发生反射并被同一探头接收（见图 ）。 设声速为 C，自探头发共振板 压电晶片 电极 专科生毕业设计（论文） 13 出超声脉冲至收到回波信号的时间间隔为 T，车辆高度为 D,则有： 2TCHD  （ 32） （ 2） 车辆速度的检测 将探头为成。