基于单片机的车辆超载监测系统设计.doc

摘要:本设计是一种集动态称重、数据比较、显示报警于一体的现代化的自动称重监测系统。它主要有两大部分：动态称重部分和控制部分。其工作原理主要是：首先，通过第一块称重传感器使单片机计数车辆碾压弯板的次数来估算车的轴数，后面两块称重传感器称取左右车轮对地面的压力，可以算出轴重，并将其以电信号输出，然后通过放大电路，A/D转换器等将电信号转化为数字信号传给单片机，单片机将测定值与事先键盘设定的相对应轴数的参考数值进行对比，并将测定值显示出来，判断是否超载，不超载，则开启栏杆，车辆正常通过，信号灯变绿；若超载，则报警，栏杆不开启，信号灯保持红色。系统包含通讯电路，数据包会通过数据总线上传到PC机。

本设计中的监测控制器采用AT89S51系列单片机为硬件基础，运用C语言编程来实现对传感器信号的接收，处理对比和执行报警的具体过程。通过设计合理的硬件和程序来实现数据的传输和转化，使监测系统更加精确、合理、可靠。

关键词  超载监测；动态称重；弯板传感器；AT89S51

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 车辆超载监测系统设计的背景-1

1.2 国内外车辆超载监测系统发展现状-1

1.3 车辆超载监测系统开发的意义-2

2 系统总体方案-3

2.1 系统概述-3

2.1.1 车辆超载监测系统的基本原理-3

2.1.2 整体系统概述-3

2.2 称重模块-3

2.2.1 称重模块方案选择-4

2.2.2 应变片的选择-4

2.3 控制模块方案选择设计-6

2.3.1 单片机芯片的选择-6

2.3.2 放大器的选择-7

2.3.3 A/D转换器的选择-8

2.3.4 通信接口选择-8

2.3.5 接口芯片选择-9

2.3.6 看门狗芯片的选择-9

2.3.7 存储器芯片选择-10

2.3.8 I/O扩展芯片选择-10

2.4 本章小结-11

3 称重结构设计-12

3.1 弯板称重结构简介-12

3.2 弯板称重原理简介-12

3.3 动态称重数据处理-14

3.4 弯板传感器的安装-15

3.5 本章小结-16

4 系统硬件电路设计-17

4.1 数据采集模块电路设计-17

4.1.1 数据采集模块总电路图-17

4.1.2 惠斯通电桥-18

4.1.3 运算放大电路设计-19

4.1.4 A/D转换器模块-21

4.2 键盘电路设计-21

4.3 LED显示电路设计-23

4.4 通信接口电路设计-25

4.5 报警电路设计-25

4.6 电源电路设计-26

4.7 复位电路设计-26

4.8 存储器芯片电路设计-27

4.9 栏杆模块电路设计-28

4.10 测轴数电路设计-29

4.11 信号灯电路设计-29

4.12 I/O接口电路-30

4.13 本章小结-31

5 系统软件设计-32

5.1 设计思想-32

5.2 主程序的设计-32

5.3 键盘程序设计-33

5.4 LED显示子程序设计-35

5.5 本章总结-36

结 论-37

致 谢-38

参考文献-39