小区车辆统计计数系统设计毕业论文

图5 CD4069引脚图

2.2.2 施密特触发器

用CD4069与电阻组成施密特触发器，并且施密特触发器具有整形的功能，可以把不规则的脉冲信号转换成单片机需要的标准的矩形脉冲。该电路结构简单，如图6所示，用CD4069与电阻组成的2个施密特触发器成两个双稳态电路做方向识别和互锁电路。通过判断VT1和VT2是否接受红外光线照射来判定车辆是进还是出，从而给单片机传送信号。

进行流量采集的器件有很多种：红外对管，光电断续器，红外反射管，霍尔器件，激光管，超声波等等。目前，单车道采用红外热释电传感器的车辆计数器，计数器用中规模IC构成，具有结构简单等特点，但仅仅适用于单车道且计数的数据不能长期保存，也无法与大型机之间实现通信。为此设计了一种基于单片机的红外传感的单车道车辆计数系统。红外对管具有以下优点：质量轻,灵敏度高,线性好,接口电路比较简单,安装方便,对于本系统中近距离的检测,用它作为传感器将是最理想的。基本设计思路是通过低通滤波，加倍压整流等措施，将发射的红外线信号转变成用于控制的直流控制电压，可以理解为，当有红外线信号收到时，输出一个高电平信号，如果有车阻断了红外线信号，输出一个低电平信号，后续电路通过这个低电平信号完成后续工作。

电路中的D1和D2为红外线发射管，R7、R9、R12、R14均是限流电阻，VT1与VT2为光电三极管，光电三极管在偏置电压为零时，无论光照度有多强，集电极电流都为零。偏置电压要保证光电三极管的发射结处于正向偏置，而集电结处于反向偏置。随着偏置电压的增高伏安特性曲线趋于平坦。

图6 传感器模块电路图

2.3显示计数模块的设计 2.3.1 单片机AT89S52

本系统采用的是一种低功耗、高性能的MCS-51系列的单片机，AT89S52是一种COMS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，是由Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52委众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

（1）AT89S52的主要性能: ? 与MCS-51单片机产品兼容；

? 8K字节在系统可编程Flash存储器； ? 1000次擦写周期； ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

全静态操作；

三级加密程序存储器； 32个可编程IO口线； 三个16位定时器计数器； 8个中断源；

全双工UART串行通道； 低功耗空闲和掉电模式； 掉电后中断可唤醒； 看门狗定时器； 双数据指针；

? 掉电标识符；

（2）AT89S52引脚功能

AT89S52的引脚如图7所示：

图7 AT89S52引脚图

? P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向IO口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在 flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外接上拉电阻。 ? P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向IO 口，P1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻

辑电平。对P1 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）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器计数器2的外部计数输入（P1.0T2）和定时器计数器2的触发输入（P1.1T2EX）。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。作为第二功能时，作用如表1所示：

表1 P1口的第二功能 P1口 P1.0 P1.1 P1.5 P1.6 P1.7 第二功能 T2（定时器计数器T2的外部计数输入），时钟输出 T2EX（定时器计数器T2的捕捉重载触发信号和方向控制） MOSI（在系统编程用） MISO（在系统编程用） 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IO 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IO 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。作为第二功能时，作用如表2所示：

表2 P3口的第二功能 P3口 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD 信号名称 串行数据接收口 串行数据发送口 外部中断0请求输入 外部中断1请求输入 定时器计数器0的外部输入口 定时器计数器1的外部输入口 外部RAM写选通信号 外部RAM读选通信号

? 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。

? ALEPROG：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。这一位置“1”，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。

? 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。

（3）AT89S52单片机内部结构如图8所示：