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1、兰州理工大学毕业设计说明书摘 要本设计为机动车超载检测系统的设计，要求能够判断机动车是否超载并且在超载时能够提供报警和显示超载的重量。本设计采用AT89C51单片机作为系统处理的核心，利用桥式称重传感器WPL110将机动车载重量转换成电压信号；然后通过放大电路将电压信号调理后送到A/D转换芯片TLC0838转换成数字信号并计算出载重量；所得的载重量将通过RS485接口电路送到上位机，上位机与设定的载重量作比较并判断是否超载，若超载显示超载的重量并报警。 关键字：AT89C51单片机；超载检测；称重传感器；A/D转换；显示； VIIAbstractThe design for the motor
2、 overload detection system design, requires to determine whether motor overloads and when overloads gives an alarm and displays the weight of overloading.This design uses AT89C51 microcontroller as the core system processing, the use of a bridge load weighing sensor WPL110 changed motor weight into
3、voltage signals; then the voltage signal via amplifier circuit and sent to A / D converter chip TLC0838 into digital signals and calculates the load; obtained through the RS485 interface circuit load to the host computer, the host computer and the seting load for comparison and to determine whether
4、the overload, if overload shows the weight and gives an alarm.Keyword: AT89C51microcontroller；Overloading detector；Weighing sensor；A / D converter；Show；;毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
5、对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本
6、论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日目 录摘 要IABSTRACTII第一章
7、绪 论11.1选题背景11.2主要设计（研究）内 容21.3系统主要技术指标21.4解决的关键问题2第二章 系统总体结构方案设计32.1系统总体结构及其功能32.2方案设计32.2.1方案一32.2.2方案二42.3方案的论证42.3.1 AVR系列42.3.2 51系列52.4方案的确定5第三章 系统的硬件设计73.1单片机73.2采集模块83.2.1惠斯登电桥83.2.2称重传感器WPL11093.2.3 Op07芯片113.2.4 TLC0838芯片133.2.5 小结153.3键盘模块163.4显示模块173.5通讯模块183.5.1 RS-485的优点183.5.2 MAX485芯片
8、193.6看门狗模块203.6.1 MAX813L芯片203.6.2 24C02芯片233.7报警模块243.8 电源模块24第四章 软件设计264.1系统主程序的设计264.1.1 设计思想264.1.2 资源分配264.1.3 主程序流程图264.2参数恢复子程序的设计274.2.1 设计思想274.2.2 资源分配284.2.3 参数恢复子程序流程图284.3看门狗中断子程序的设计304.3.1 设计思想304.3.2 资源分配304.3.3 看门狗中断子程序流程图314.4通讯子程序的设计324.4.1 设计思想324.4.2 资源分配334.4.3 通讯子程序流程图334.5键盘子程
9、序的设计344.5.1 设计思想344.5.2 资源分配354.5.3 键盘子程序流程图354.6采集子程序的设计364.6.1 设计思想364.6.2 资源分配364.6.3 采集子程序流程图374.7显示子程序的设计384.7.1 设计思想384.7.2 资源分配384.7.3 显示子程序流程图39第五章 总结405.1系统先进性405.2系统局限性40参考文献41英文原文及翻译43原文43翻译49致谢53附录541程序清单:54(1)主程序：54(2)恢复参数子程序：55(3)看门狗中断子程序：58(4)通讯子程序：58(5)键盘子程序：59(6)采集子程序：60(7)显示子程序：632
10、元器件清单:64第一章 绪 论1.1选题背景车辆超载是指运输车辆所载的货物质量超过了额定装载质量的情况,车辆超载有着以下危害：1 车辆超载会增加车辆对路面的损害，按照国际上通用的计算方法，汽车轴载质量对公路路面的破坏关系服从“十六次方法则”，即汽车轴载质量每增加一倍，公路受损将增加16倍,全国公路每年因车辆超载造成的损失超过300亿元。2. 容易引发道路交通事故，汽车超载之后，车辆处于超负荷状态行驶，会导致车辆的制动和操作性等安全性能迅速下降，表现为轮胎变形爆胎、刹车失灵、转向器轻飘抖动、钢板弹簧折断、半轴断裂等等。据统计载重货车道路交通事故中有80%以上是由于超载运输所造成的。可见对于如何限
11、制汽车超载的研究对道路的保养和减少交通事故有极其重要的意义。目前，为有效治理机动车严重违章超载、超限运输现象，预防道路交通事故，维护良好的道路交通秩序，许多交通管理部门专门成立了“治超”机构，“治超”人员日夜上路查堵，往往造成交通堵塞，查一漏百，而人工判断又缺乏准确性，查堵中的不正之风时有发生。鉴于这种情况，在超载车必经的道路下埋上检测仪器，通过电脑自动识别是否超载就显得尤为重要。本设计就是基于这种需求，设计一基于单片机的机车超载检测系统，对过往机动车辆进行称重，判断是否超载，若超载显示超载重量并进行报警。要判断汽车是否超载首先要知道车辆所装载的货物质量，随着传感器技术和微处理器技术的发展，利
12、用电子技术也可以测量出物体的质量进而实现对汽车超载的监控，而且精度可以做的很高。利用电子技术判断汽车是否超载的基本的原理是：利用传感器将汽车的载重量转化为电压信号，然后通过放大电路将这个微弱的电压信号按比例放大后送A/D转换芯片转换为数字信号，通过接口电路将这个数字信号传送给计算机进行处理，计算出汽车的载重量并判断是否超载，如果超载了要显示超载的重量并报警。1.2主要设计（研究）内 容本设计涉及一基于单片机设计的机车超载检测系统，在高速公路收费口的路面上装有固定连着传感器的钢板，当汽车经过时，车辆的重量就会被称重传感器测量出来，送到变送器处理后，再传送到计算机，经过分析判断，就会对超载车辆发出
13、警报。设计实现的主要功能：（1）该系统有32个传感器，每个收费路口用4个传感器组成一个称，可同时检测8个收费口；（2）一台计算机控制32个变送器工作，采用多点通讯形式；（3）计算机通过发送命令字控制相应的变送器进行校正、故障诊断、数据采集等工作，；（4）具备掉电参数保护功能，上电后参数恢复功能；（5）能够遵循RS-485通讯网络协议，生成标准MODBUS通信数据包。1.3系统主要技术指标本系统所实现的主要技术指标如下:（1）参数测量误差范围为不大于1%；（2）实时采集周期1次/1分钟，发送周期1次/1小时；（3）监控数量：32台；（4）数据输出：所有表格数据，查询结果均可输出为 Excel文件
14、。1.4解决的关键问题本系统需要解决的关键问题如下：（1）寻找适合现场条件的称重传感器。传感器的灵敏度、测量范围都会影响所测数据的准确性。（2）测量数据的处理。若测量数据处理不当，系统就会做出错误的判断。（3）键盘输入。键盘用来设定上限值和解除报警。（4）掉电保护。在一些测控系统中，存在电源开断、瞬时电压不稳等不安全因素，将会造成系统死机、信息丢失、运行不稳定等故障，这就需要掉电保护。（5）与上位机的通信。第二章 系统总体结构方案设计2.1系统总体结构及其功能设计总体结构如图2.1所示。图2.1 以单片机为处理器的系统本设计为机动车超载检测系统的设计，要求能够判断机动车是否超载并且在超载时能够提供报警和显示超载的重量。本设计采用AT89C51单片机作为系统处理的核心，利用桥式称重传感器WPL110将机动车载重量转换成电压信号；然后通过放大电路将电压信号放大后送到A/D转换芯片TLC0838转换成数字信号并计算出载重量；所得的载重量将通过RS485接口电路送到上位机，上位机与设定的载重量作比较并判断是否超载，若超载显示超载的重量并
