AT89C51单片机车流量检测系统设计与仿真实现(4)
图2.1 磁检测器方框图
2.1.3 方案三：利用红外线车辆检测器
红外线车辆检测器是利用被检测物对光束的遮挡或反射，通过同步回路检测物体有无。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。如当汽车通过光扫描区域时，部分或全部光束被遮挡，从而实现对车辆数据的综合检测。红外线车辆扫描系统提供了车辆轮廓扫描的解决方案，并提供车辆分离信号，同时还能够检测挂钩是否存在及其位置，由于光学产品的高速响应，当车速低于100公里/小时，系统可对车辆间距0.3米车辆实现可靠的分离检测并抓取车辆轮廓数据，当车速低于200公里/小时，对车辆间距0.6米的车辆实现可靠的分离检测并抓取轮廓数据，系统可自动分类超过100种车型，车辆自动分类的准确率超过99％。常利用光电开关技术成熟，高速响应，可输出丰富的车辆数据信息，能可靠检测各种特殊车辆。抗干扰性强，不受恶劣气象条件或物体颜色的影响，安装简便。
方案一造价高，且易受环境影响，方案二需将检测器埋入地底下，对已建成道路使用不方便。方案三性价比高，且设计简单，权衡利弊，故选用方案三。
2．2 主控制器方案
2.2.1 方案一：采用数字电路设计
通过译码器，计数器，以及555定时器等组成一个交通灯控制系统，虽然易于实现，但由于涉及的集成数字芯片较多，且不便于实现车流量检测信号的输入，故很难完成系统设计任务。
2.2.2 方案二：采用AT89C51单片机作为主控制器
AT89C51具有两个16位定时器/计数器，5个中断源，便于对车流量进行定时中断检测。32根I/O线，使其具有足够的I/O口驱动数码管及交通灯。外部存贮器寻址范围ROM、RAM64K，便于系统扩展。其T0，T1口可以对外部脉冲进行实时计数操作，故可以方便实现车流量检测信号的输入。
单片机具有功耗小、速度快、价格低等优点，且编程简单，故选用方案二。
2．3 显示方案
车流量检测统计部分采用LCD液晶显示屏来显示单片机统计的计数。交通灯部分采用数码管与点阵LED相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实情况，用红、黄、绿三色发光二极管作信号灯，LED数码管显示各色信号灯的倒计时秒数及状态信息。
2．4 总设计方案
通过对课题研究内容的理解，并考虑系统的性价比，得到系统的总体方案。其中电源方案在仿真中可以省略，这里就简单介绍一下。因为AT89C51可以在4V到5.5V宽电压范围内正常工作，所以本系统拟采用5.3V外接电源，所以单片机可正常工作。总体方案如图2.2所示。本方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。
图2.2 总体方案图
2．5 软件使用方案
2.5.1 硬件电路：proteus简介
Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
上一篇：基于DSP的视频火灾探测硬件研究