基于单片机的道路车流量计设计毕业论文(编辑修改稿)

基于单片机的道路车流量计设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

陕西理工学院毕业设计 第 7 页 共 46 页 图 分解图 关于 数据处理 的方案 ，以 X 轴为例， X 轴数据应该在指向 N 时最大，指向 N 反方向 的时候为 最小 值 ，垂直于 N 时为 X 垂直于 N 时并不是最小，我们可以假设 X 垂直于 N 时的数据为 Xoff， Y 同理， 我们也能够 得出： tanθ =（ YYoff） /(XXoff)当然θ要分类 去 讨论，这样就能得出实际 X 轴方向偏离北向的角度。 MAG3110 是一款小型的低功耗、数字三轴磁力计，内涵广阔的动态领域，可以在带有外部磁场的印制电路 (PCB)中运转。 MAG3110 磁力计能够测量所处地方的磁场 (由地磁场和电路板组件所产生的磁场加在一起的总和 )的三个轴向的组成部分。 MAG3110 包含标准规范的 I2C 串行接口，可以测量高达 10 高斯的所在位置磁场，输出数据的速率 (ODR)可达 80Hz。 相应的输出数据速率能够从 12ms到 数秒钟的采样间距里调整。 MAG3110 提供塑料 DFN 封装，可以在 40176。 C 至 +85176。 C 的温度范围内运转。 MAG3110 程序的算法： ang=MAG3110_DataProcess(*256+， *256+)；可以算出其 ang 的值；当地磁传感器的测量范围无磁体时， ang 的值在一个固定范围；当地磁传感器的测量范围有磁体时， ang 的值在另一个范围；这样，可以根据两个不同的范围设计 计数器 ，什么时候显示有车， 什么时候显示车离开，从而通过计时，程序算出此次 车辆的多少。 系列单片机 系列介绍 不同的系列： STM32F103“增强型”系列和 STM32F101“基本型”系列。 增强型系列时钟频率达到 72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为 36MHz，以 16 位产品的价格得到比 16位产品大幅提升的性能，是 16 位产品用户的最佳选择。 两个系列都内置 32K 到 128K 的闪存，不同的是 SRAM 的最大容量和外设接口的组合。 时钟频率 72MHz 时，从闪存执行代码， STM32 功耗 36mA，是 32 位市场上功耗最低的产品，相当于。 全新 STM32 互连型（ Connectivity）系列微控制器增加一个全速 USB（ OTG）接口，使终端产品在连接另一个 USB 设备时既可以充当 USB 主机又可充当 USB 从机；还增加一个硬件支持 IEEE1588 精确时间协议 (PTP)的以太网接口，用硬件实现这个协议可降低 CPU开销，提高实时应用和联网设备同步通信的响应速度。 全新互连型系列还是 STM32家族中首款集成两个 控制器的产品，让开发人员能够研制可连接两条工业标准 CAN（控制器区域网） 总线的网关设备。 此外，新系列微控制器还支持以太网、 USB OTG 和 外设接口同时工作，因此，开发人员只需一颗芯片就能设计整合所有这些外设接口的网关设备。 STM32 互连型系列产品强化了音频性能，采用一个先进的锁相环机制，实现音频级别的 I2S 通信。 结合 USB 主机或从机功能， STM32 可以从外部存储器（ U 盘或 MP3 播放器）读取、解码和输出音频信号。 设计人员还可以在新系列微控制器上开发人机界面（ HMI）功能，如播放和停止按键，以及显示器界面。 这个功能使其可用于各种家庭音响设备，如音响底座系统、闹钟 /音乐 播放器和家庭影院。 新系列产品整合先进的面向连接的外设，标准的 STM32外设（包括一个 PWM定时器），高性能的 32位 ARM CortexM3 CPU，这些特性使开发人员可以在设备上（如家电、楼宇或工业自动化）整合多种功能，如马达控制、X Y θ 陕西理工学院毕业设计 第 8 页 共 46 页 用户界面控制和设备互连功能。 其它目标应用包括需要联网、数据记录或 USB 外设扩展功能的系统，如病患监视、销售终端机、自动售货机和保安系统。 包括新的互连型系列在内的 STM32 系列微控制器具有多种配套软件和开发工具，其中包括意法半导体免费提供的软件库以及第三方工具厂商的广泛支持。 意法 半导体还将推出一个新的评估板，目前正在向大客户提供 STM32F105 和 STM32F107 互连型系列的样片 ， STM32的运算速度大约是 51单片机的几十倍 ， 而且外围接口功能比 51强大 ， STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的 ARM CortexM3 内核。 按性能分成两 个， STM32 单片机程序都是模块化的，接口相对简单些，因为它自身带好多功能，工作速度也快。 而 51 的自身功能少 ,需要外围元件多 ,要求对电子熟悉 ， 所以本设计选择 STM32 系列单片机。 STM32F103RCT6 基本参数： 类别：集成电路 (IC) 家庭：嵌入式 微控制器 系列： stm32 芯体尺寸： 32位 速度： 72MHz 连通性： CAN， I2C， IrDA， LIN， SPI， UART/USART， USB 外围设备： DMA，电机控制 PWM， PDR， POR， PVD， PWM，温度传感器， WDT 输入 /输出数： 51 程序存储器容量： 256KB (256K x 8) 程序存储器类型： FLASH RAM 容量： 48K x 8 电压 电源 (Vcc/Vdd)： 2 V ~ V 振荡器型：内部 工作温度： 40176。 C ~ 85176。 C 封装 /外壳： 64LQFP 包装：托盘 开发板分类 STM32开发板 Open103R是一块以 STM32F103RCT6为主控芯片的开发板，它带 有大量的扩充接口，能够支持各类外围模块和设备的接入。 STM32 系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式使用专门设计的 ARM CortexM3 内核。 按照功能分为两个不同的系列： STM32F103“增 强型”系列和 STM32F101“基本型”系列。 增强型系列时钟频率为 72MHz，是同类产品中功能和性能最高的产品；基本型时钟频率为 36MHz，以 16 位产品的价钱获得比 16 位产品大幅提高的性能，是 16 位产品用户的最佳选取产品。 两个系列都内置 32K 到 128K 的闪存，两者的区别在于 SRAM 的最大容量和外设接口 的 组合。 时钟频率 72MHz 时 ,从闪存执行代码 ,STM32 功耗 36mA,是 32 位市场上功耗最低的产品 ,相当于。 STM32F103RBT6 这个型号的芯片型号有 7 个组成部分，并且要按照以下规则命名： （ 1） STM32： STM32 代表 ARM CortexM3 内核的 32 位微控制器。 （ 2） F： F 代表芯片子系列。 （ 3） 103： 103 代表增强型系列。 （ 4） R： R 这一项代表引脚数，其中 T 代表 36 脚， C 代表 48 脚， R 代表 64 脚， V 代表 100 脚， Z代表 144 脚。 （ 5） B： B 这一项代表内嵌 Flash 容量，其中 6 代表 32K 字节 Flash， 8 代表 64K 字节 Flash， B代表 128K 字节 Flash， C 代表 256K 字节 Flash， D 代表 384K 字节 Flash， E 代表 512K 字节 Flash。 （ 6） T： T 这一项代表封装，其中 H 代表 BGA 封装， T 代表 LQFP封装， U 代表 VFQFPN 封装。 （ 7） 6： 6 这一项代表工作温度范围，其中 6 代表 40—— 85℃， 7 代表 40—— 105℃。 陕西理工学院毕业设计 第 9 页 共 46 页 STM32 单片机功能比 51 单片机功能更强大，速度也快了很多， STM32 里面的 寄存器很多，而且体积比 51 小的太多，其集成度高，容量高，运行速度快，体积小，功能强大。 本次研究以 51 单片机着手，但是考虑到浮点运算，程序复杂繁琐，所以选择 STM32 单片机。 PL2303 是 Prolific 公司 制作 的一种高度集成的 RS232USB 接口转换器，可提供一个 RS232 全双工异步串行通信 设备 与 USB 的功能 接口 以方便 联接的 解决 方案 [5]。 该器件内置 USB 功能控制器、USB 收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的 UART， 只要 外接几只电容就可 以完成 USB 信号与 RS232 信号的转换， 使使用者 能够 更加 方便 的 嵌入到各种设备 中 ；该器件作为 USB/RS232 双向转换器，一方面从主机接收 USB 数据并将其转换为 RS232 信息流格式发送给外设；另一方面从 RS232 外设接收数据转换为 USB 数据格式传送回主机。 这些任务全部由器件自动去实现 ,开发者不需要去考虑固件的设计。 PL2303 的高兼容驱动可在大多操作系统上去模 拟成传统 COM 端口，并且可以让基于 COM 端口应用系统可方便地转换成 USB 接口应用中，通信波特率高达 6 Mb/s。 在工作模式和休眠模式中具备功耗低的特点，是嵌入式系统手持设备的首要理想的选择。 该器件具备以下特点：能够完全的兼容 的协议；可以调节 35 V 输出电压，满足 3V、 和 5V 任何不一样的应用要求；可以支持完整的 RS232 接口，可编程设置的波特率 75b/s6 Mb/s，并为外部串行接口提供电源； 512 字节可调的双向数据缓存；支持默许的 ROM 和外部 EEPROM 存储设备系统配置信息， 具有 I2C 总线接口，支持从外部 MODEM 信号的远程唤醒；支持 Windows98， Windows20xx， WindowsXP， Windows Vista，Windows7 等操作系统； 28 引脚的 SOIC 封装，是高度集成的 RS232USB 接口转换器。 通过利用 USB 块传输模式，利用庞大的数据缓冲器和自动流量控制， PL2303HX 能够实现更高的吞吐量比传统的 UART（ 通用异步收发器 ）端口 ,高达 115200 bps 的波特率可用于更高的性能使用。 图 PL2303 原理 图 陕西理工学院毕业设计 第 10 页 共 46 页 PL2303 特性： 全符合 USB 规范 （全速兼容） USB 收发器， 5V 转 的稳压器， 12 MHz 的晶体振荡器 RS232 这样的串行接口 1）全双工发送器和接收器（ TxD 和 RxD） 2）六个调制解调控制引脚（ RTS， CTS， DTR， DSR， DCD 和 RI） 3）内容可以为 5， 6， 7 或 8 个数据位 4）支持自动握手各种模式 5）一，一个半，或两个停止位 6）奇偶错误，帧错误和串行中断检测 7）可编程波特率从 75bps 到 6 Mbps 8）外部的 RS232 驱动下降控制 9）独立的串行接口电源 流量控制 机制 1）自动与 CTS / RTS 流控制 2）自动使用的 XON / XOFF 流量控制 3）入站数据 缓冲区 溢出检测 512 个字节双向 数据缓冲器 1） 256 字节的输出缓冲区和 256 字节的输入缓冲区 2） 128 字节的输出缓冲区和 384 字节的输入缓冲区 I / O（ GPIO）引脚 EEPROM Windows 和 Mac OS， Linux 和 WinCE 的驱动程序 10. 具有专为 Windows XP 驱动程序认证的标志 11. 该 IC 是 SSOP 封装的小尺寸 28 引脚 PL2303 可提供 PL2303X、 PL2303HX 两种版本。 PL2303X 用于 3． 3 V 电压的应用， PL2303HX 用于以前使用 PL2303H(5 V)设计应用的升级，而两者驱动程序相同。 将 PL2303的 TXD(PINl)和 RXD(PIN5)分别与单片机上的串口 (TXD 和 RXD)连接， DM、 DP 与计算机的 USB 接口连接，再加上其他外围元件 ，就可实现单片机与计算机之间的通讯。 PL2303 支持默认 ROM 和外部 EEPROM 2 种不同的存储方法，可存储包括 PID(Pinduc。