学士学位论文—-基于单片机的长途客车超员报警系统.doc

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1、大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）摘 要本作旨在于针对长途客车的超员情况始终得不到治理，由于缺乏有效的管理和技术手段，经常出现大型的因客车超员超载所引发的恶性交通事故。故本作品在技术的手段上去规避客车司机因追求利益最大化而引发的恶性事故。设计了基于人体温度探测装置，用科学的计数方式来和客车的最大载客数相比较，判断车厢内是否出现了超员的现象，应用人工神经网络模型和实时信号传输，在Arduino实验板当中判断变量出现的值并进行有效的干预，如LED灯闪烁、发出警报。在计数器和存储器的有限修正和反馈后，得到比较确切的客车方位。长途客车超员报警系统使用红外人体探测装置以及压力感应装置。客观的反

2、应出车辆的实际载客人数，一旦客车的实际承载人数大于客车的规定人数，则会启动客车的报警系统。鉴于目前市场上并没有有效的一套完整的控制系统去有效的杜绝这一类超载的情况发生，我们的作品能有效的去进行干预工作，并确保长途客车不会超员。本作品的独特之处在于应用单片机时钟模块记录时间。时间模块将记录客车进出休息站时间、超员的时刻等，最后将数据输送车站总部，以此监督客车是否在进入适当、常规的休息区，并能判断客车是否真的是因为有送站家属上车而导致的暂时性超员。关键字：LED车身显示板；人体红外探测器；Arduino实验板；ABSTRACTThe purpose of the long-distance bus

3、 overcrowding is not governance, due to the lack of management and effective technical means, often large caused by overloading the malignant traffic accident. This works in the technical means to avoid the malignant accident bus drivers for the pursuit of profit maximization and caused. Design of t

4、he temperature of the human body detecting device based on the maximum number of passengers, by way of counting the and buses are compared, to judge whether there is overcrowding compartment phenomenon, the application of artificial neural network model and the signal transmission of real-time, judg

5、ment variable values that appear in Arduino experimental board and effective intervention, such as LED lights, sound the alarm. In finite correction counter and memory and feedback, get the bus range compared with the exact. Long distance bus overload alarm system using infrared human body detection

6、 device and a pressure sensing device. Objective response to the actual number of passenger vehicles, once the bus number is greater than the actual bearing provisions of bus, it will start the car alarm system. In view of the current market did not have a complete set of effective control system to

7、 effectively put an end to the occurrence of this kind of overload situation, our work effectively to intervene in the work, and to ensure that the coach will not overload. Unique to this work is the application of MCU clock module recording time. The time module will record the bus stop time, and o

8、ne time, the data transfer station headquarters, this bus is in enter the appropriate supervision, regular Rest Area, and can judge the car really is because of a temporary station to send the family car in super.Key words: LED; infrared detector; Arduino experimental board;目 录第一章 绪论41.1 研究背景41.2 研究

9、现状51.3 研究内容61）目前是否有有效手段的调研结果：62）提出设计的题目基本想法是否可解决问题：63 ) 如何实现本系统：检测客车人数发送有效车辆信息防止超员客车上路64）这套系统是否存在问题75）系统造价与车祸赔偿损失76）本系统在交通事故善后处理方面的作用7第二章 系统总述82.1 物理结构82.2 逻辑结构92.3 系统总体结构102.4 系统工作流程10第三章 系统硬件设计113.1 系统结构113.2主CPU 选择113.3 设计中涉及到的重要器件介绍123.3.1 人体红外探测器123.3.2 光电传感器143.3.3 计算原理143.3.4 4002-LED显示屏153.3

10、.5 时钟模块17第四章 系统电路设计184.1 电源电路184.2 人体红外检测电路184.3 液晶显示电路194.4 按键和蜂鸣器电路21第五章 系统实现235.1 LED显示屏部分：235.2 光电管传感器代码：245.3 时钟模块部分代码：255.4 蜂鸣器代码：27第六章 样机整体性能预测分析28第七章 总结30谢 辞31参考文献3216第一章 绪论1.1 研究背景根据我国现行道路交通安全法对客货运车辆严重超员、超限超载行为的处罚是最高处以2000元罚款，对严重超速行为最高处以2000元罚款，可以并处吊销机动车驾驶证。虽然法律对超员这一行为进行处罚，但是车主在利益的驱使下，宁愿冒着被

11、处罚的危险也要多拉几名乘客，对于长途客车来说，一名乘客的车票往往高达上百乃至几百元，而超员的最高处罚也不过1500元，如果没有被检查到，当然可以获取最大的利润；即使被处罚了，也还是有利可图的。由于现有的交通监管方式包括：警车巡逻随机查处、固定交警岗、长途收费站、警用飞机巡逻、电子警察等等方式。鉴于现有的监管方式效果不大，特别在春运期间尤为严重的超员情况，很多的监管是随机性的，查到一起处罚一起，使得长途客车司机存在侥幸心理，同时也说明监管还是存在很大的漏洞。客车超员后，必然有部分乘客只能和其他乘客共挤一个座位或者在过道中坐在小板凳上，在车辆行进过程中，如急转弯、刹车，很容易造成乘客在车厢内磕碰，

12、容易发生“客伤”事故，特别是对一些根本没有任何防护能力和自救能力的孩子，像这样超员行驶，一旦出现意外，后果将不堪设想，就算是一个急刹车，都有可能对孩子造成伤害。车辆在超员状态下，载重量增大，车辆惯性加大、制动距离加长，危险性也相应增大。如果严重超员，则极易因轮胎负荷过重、变形过大引发爆胎、突然偏驶、制动失灵、转向失控等，导致交通事故的发生。 图1.历年超员交通事故统计数据 表1.历年超员交通事故统计数据可以看出，自2006年至2011年，特大交通事故的总数下降了，而因超员而导致的交通事故数量却有明显的增加。而仅2011年7月，就发生了17起道路客运安全事故，死亡142人。1.2 研究现状为长途

13、客车的乘客能提供更加安全的出行需求，有效控制交通事故的发生情况。其重要意义在于：1） 以人为本，安全出行，提高道路安全系数，保障乘客生命财产的安全及完整。2） 弥补现有交通监管模式的不足，降低交通事故发生几率，维护日常道路交通安全。3） 提高客车服务质量，确保春运等人员集中出行时期乘客生命安全。4） 提高交通运输系统智能化等级，推动交通运输结构调整，使交通情况更易监管人员监督。5） 提升交通基础设施、运输装备现代化水平，促进道路交通精神文明建设。6） 加强事故处理能力，为事故善后处理提供更快捷途径，在交通事故中减少人员伤亡。1.3 研究内容（1）了解Arduino板的工作原理。（2）设计超员系

14、统的原理图，并实现红外及光电管识别的功能。1）目前是否有有效手段的调研结果：对于目前客车超员的情况，相关的防止措施是交警随机对在路上行驶的客车进行抽查，对于存在超员行为的客车进行罚款以及扣分等方面的处罚，然而这种方法有很大的随机性，并不能很好的解决长途客车超员这一问题。2）提出设计的题目基本想法是否可解决问题：对于客车超员的问题，我们想设计出一个可以自动检测出长途客车上的乘客数量，判断装置所在客车是否超员的装置，它还可以及时将车辆牌号乘客数量车辆在规定行驶的时间段内的乘客变化等信息发送至监管部门及交通警察检查站，以提高对长途客车的超员行驶的监管水平,降低因超员而引起的交通事故数量。这个系统通过

15、检测客车是否超员，来决定该客车是否运营，以此来防止超员客车上路，可以从根本上杜绝超员事故的发生。3 ) 如何实现本系统: 检测客车人数 防止超员客车上路研究红外人体检测系统如何上车的物体是否是乘客；研究如何通过两组发光二级管确定乘客上下车顺序，再经过Arduino实验板来计算车上人数，将其结果显示在LED板上。在客车载人达上限后，设计系统如何控制车门自动关闭的程序。研究如果车辆超员，Arduino实验板如何控制报警器发声并使LED闪烁，引起监管人员注意。制作程序控制Arduino实验板使系统同时发出信息给相关部门来通知客车超员的情况。每辆车上的本系统，在安装时备份客车信息，如司机、额定最大载客

16、人数等，一旦有情况发生，这些信息将立刻发送至监管部门，便于监管部门的监督管理。4）本系统在交通事故善后处理方面的作用研究在交通事故发生后，本系统如何发出警报，使LED闪烁，发出信息给监管部门、急救中心等，使事故能尽快被发现并解决，同时防止由超员引起的事故扩大，降低乘客在事故中的危险。第二章 系统总述本系统秉承实时收集信息实时计算并判定信息实时与相关部门联系的原则，应用人体红外探测器、光电管、Arduino实验板计数器、LED车身显示板、Arduino实验板、时钟模块、伺服电机、输入输出装置等8种设备装置完成系统的功能设计与实施。本系统采用从前向后、由内到外的结构设计思想组装集成，测试时采用小比

17、例进行数据测试和等比例进行功能测试。在这里我们讨论核心系统的架构。我们通过系统的物理视图和逻辑视图来透析整个系统架构的概念。2.1 物理结构图2.物理结构图1）人体识别接口：用来探测并判断上车的物体是人还是物，并判断乘客为上车还是下车，之后将乘客人员数据传递给控制模块。2）控制模块：控制模块是这个系统的核心模块。它完成从人体识别模块传来的数据的计算，并判定是否违规；同时感知并监控车内环境的变化（例如车门的开启与关闭）；并将综合情况发送给发射模块；同时在显示模块上显示车内信息。3）时钟模块：时钟模块内有计时器，可定期将从控制模块发来的数据定时发送给发射模块，同时在显示模块上显示。4）显示接口：显

18、示模块负责显示从控制模块和时钟模块传来的数据，并在出现违规情况时自身发出警报。5）发射接口：将从控制模块和时钟模块发来的数据发送给客运站控制中心，并在出现违规情况是发送警报信号给附近巡逻的交通警察。2.2 逻辑结构图3.逻辑结构图1） 人体识别功能：通过车门上和客车内前端设置的人体红外检测器可检测到并判定出上下车的是人还是物；若为行人上下车则开启光电管检测通过设置在车门和车前端的两组六根光电管通过算法判断行人是上车还是下车。2） 核心控制功能：通过设置在车顶的Arduino实验板来计算上下车的乘客总数并与额定人数比较判断车内是否超员，如若超员会通过发射器将超员异常警报发送给客运站控制中心和附近

19、交警；同时可以通过Arduino实验板实时监控和感知车身各部件的情况（例如车门是否开启）并将感知到的数据通过发射器发送给客运站控制中心。3） 信息定时发送功能：通过时间模块内的计时器，在指定时间段发送从控制中心传来的车辆信息到客运站控制中心。4） 信息显示功能：通过LED车身显示板将车内信息显示出来。2.3 系统流程结构图4.系统流程结构2.4 系统工作流程1） 车门打开，车门击打到触碰开关，系统启动（系统电力直接与汽车电瓶相连，不因汽车熄火停止）。2）传感器自身检测是否正常工作，若出现异常，LED显示异常，无线模块将该车的客车信息发送给监测站；若无异常则正常工作。3） 红外反射人体传感器及发

20、光电管共同检测是否为人体通过，若不为人体则无动作；若为人体则进一步判断该乘客的上下车情况。4）通过红外反射传感器检测顺序判定乘客上下车情况，之后将数据传递给计数器。5） 计数器根据乘客上下车情况，计算车内乘客总数，通过LED显示车内人数。 6）车门关闭后，通过Arduino判断乘客人数是否超过额定载客量，如果没有超过，则客车正常运行；若超员，LED显示超员异常，并通过无线模块将该车的乘客信息以及客车的信息发送到监测站。7） 当客车半路停车开门，根据客车的时间表判断是否到达休息区，如果在休息区内，则判断为正常；否则，LED显示异常，并将车辆信息发送到监测部门。8）同时，装置将定期向监测部门发送客

21、车上的即时信息，以证明装置没有被恶意损坏。第三章 系统硬件设计3.1 系统结构本设计工作应该自顶向下地进行。首先设计总体结构，然后再逐层深入，直至进行每一个功能计。总体设计主要是指在系统分析的基础上，对整个系统的规划、电路设计、软件的绘制和硬件信号的，在从软件上设计好控制程序。系统设计的任务是：在日常的客车行车过程中，为防止车辆被盗窃，司机输入车辆密码，输入正确后，将迎来欢迎界面，并将上下车人数反馈到液晶显示屏上，如果检测到实际上车人数大于规定承载人数的话，蜂鸣器就发出预警声音，液晶面板也将提示超员，车身Led 灯将闪烁，以到达预警的效果。系统设计原则主要有：1、系统性。系统是作为统一整体而存

22、在的，因此，在系统设计中，要从整体上的角度进行考虑，系统的代码要统一，软件设计规范要标准，硬件的设计要尽可能达到实际的要求，对反馈的数据信号要做到稳定、满足单片的时序要求，使多次光电及红外输入准确并无错判或漏判。2、灵活性。为保持系统的长久生命力，要求系统具有很强的环境适应性，为此，系统应具有较好的开放性和结构的可变性。在系统设计中，应尽量采用寿命较长的传感器，满足各传感器的电平要求，尽可能减少模块间的干扰，使各子模块间的数据的干扰减至最低限度。这样，既便于模块的修改，又便于增加新的内容，提高系统适应环境变化的能力。3、可靠性。可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。一个成功

23、的监控系统必须具有较高的可靠性，如安全性、检错 及纠错能力、抗干扰能力等。4、经济性。经济性指在满足系统需求的前提下，尽可能减小系统的开销。 一方面，在硬件投资上不能盲目追求技术上的先进，而应以满足应用需要为前提；另一方面，系统设计中应尽量避免不必要的复杂化，各模块应尽量简洁，以便缩短处理流程、减少处理费用。3.2主CPU 选择对于红外数据需要有CPU对其进行分析和处理，进行解码，所以选择合适的CPU来处理数据是对于一个好的作品是非常重要的。主流单片机有意法半导体公司生产的STM32系列单片机，是目前比较流行的一款单片机，该款单片机是基于ARM Cortex-M3 内核的单片机，ARM Cor

24、tex-M3是一款32位单片机，具有强大的数据处理能力。由于是基于ARM内核的单片机，因此程序资源比较复杂。然而，目前较为流行的处理芯片是基于Arduino 开源编程实验板，它方便可靠，编译环境优良，扩展性能优良。Arduino ，是一个基于开放原始码的软硬件平台，构建于开放原始码simple I/O介面版， 并且具有使用类似Java，C 语言的Processing/Wiring 开发环境。1Arduino 能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino 的编程语言来编写程序，编译成二进制文件，收录微控制器。对Ardui

25、no 的编程是利用 Arduino 编程语言 (基于 Wiring)和Arduino 开发环境(based on Processing)来实现的。 基于Arduino 的项目，可以只包含Arduino， 也可以包含Arduino 和其他一些在PC 上运行的软件，他们之间进行通信 ( 比如 Flash, Processing, MaxMSP)来实现。3.3 设计中涉及到的重要器件介绍本设计中主要涉及到的主要器件有：时钟模块、4002LCD显示屏、步进马达、光电探测器、人体红外探测器、Arduino 实验板、Arduino 扩展实验板。3.3.1 人体红外探测器本设计采用的是HC-SR501普通型

26、人体红外感应模块，释电红外传感器。HC-SR501 是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口LHI778 探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，广泛应用于各类自动感应电器设备，尤其是干电池供电的自动控制产品。其中热释电红外开关是HC-SR501配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成的被动式红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗衣机等装置，是一种高技术产品。资料技术参数：1.工作电压：DC5V至20V2.静态功耗：65微安3.电平输出：高3.3V，低0V4.延时时间：可调(0.3秒18秒)5.封锁时间：0.2秒6.触发方式：L不可

27、重复，H可重复，默认值为H7.感应范围：小于120度锥角，7米以内8.工作温度：-15+70度9.PCB外形尺寸：32*24mm，螺丝孔距28mm，螺丝孔径2mm，感应透镜尺寸：(直径)：23mm(默认)功能特点：大连交通大学2013届本科毕业设计（论文）使用HC-SR501的原因及其特点：1.全自动感应：当有人进入其感应范围则输入高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平。输出低电平。2.光敏控制(可选）：模块预留有位置，可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。光敏控制为可选功能,出厂时未安装光敏电阻。如果需要，请另行购买光敏电阻自己安装。3.两种触发方式：L不可重复，H可重复。可跳线选择，默

28、认为H。A.不可重复触发方式：即感应输出高电平后，延时时间一结束，输出将自动从高电平变为低电平。4.可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围内活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平(感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。5.具有感应封锁时间(默认设置：0.2秒)：感应模块在每一次感应输出后(高电平变为低电平)，可以紧跟着设置一个封锁时间，在此时间段内感应器不接收任何感应信号。此功能可以实现(感应输出时间和封锁时间)两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效

29、抑制负载切换过程中产生的各种干扰。6.工作电压范围宽：默认工作电压DC5V至20V7.微功耗：静态电流65微安，特别适合干电池供电的电器产品。8.输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接。图3.1人体红外探测器调节示意图3.3.2 光电传感器光电管原理是光电效应。是一种半导体类型的光电管，它的工作原理是利用半导体的光敏特性制造的光接受器件。当光照强度增加时，PN结两侧的P区和N区因本征激发产生的少数载流子浓度增多，如果二极管反偏，则反向电流增大，因此，光电二极管的反向电流随光照的增加而上升。光电二极管是一种特殊的二极管，它工作在反向偏置状态下。光照消失，光电子流也消失，使两极间断开。正是利用这

30、个原理，本作品采用了2组4个光电管实时进行采样，来协助探测乘客的上下车情况。当光电管传感器在其探测的距离内，则光照强度明显减弱，二极管将会反偏，随之给出一个低信号，这时就代表是有人或者物体经过。 图3.3光电传感器电路原理图 图3.4光电传感器实物图3.3.3 计算原理使用时本作品采用两组共6个光电管传感器，安装在车的顶部来检测乘客的头部和两肩进行判断是上车或者下车，同时还能有效地防止车主进行利用系统进行违规操作。利用计数器的原理，进行计数器的加法以及减法运算。其工作流程图如下图所示。图8.光电管检测配合的计数器原则装置将检测到的人数通过led显示屏在客车的前方显示出来，方便监管人员检查。其实

31、现方式是由光电管传感器探测到的信号通过计数器的处理，处理的结果值反应在LED显示板上。一旦计数器输出的值多于核定的承载人数，LED车身显示板会闪烁，公路上的电子警察以及公路警察就会及时发现并拦截车辆。3.3.4 1602-LED显示屏LED车身显示板的作用是标识车辆的实时信息，包括车辆目的地和始发地，实际承载人数以及核定的承载人数。其外型和信息与公交车车身侧面的电子显示屏相当。LED车身显示板是将车上的实时乘客的数量反馈在车身，方便监管人员检查。其实现方式是由光电管传感器探测到的信号通过计数器的处理，处理的结果值反应在LED显示板上。一旦计数器输出的值多于核定的承载人数，LED车身显示板会闪烁

32、，公路上的电子警察以及公路警察就会及时发现并拦截车辆。LED的显示效果图如下所示：超载 车上实际人数：52人 大连沈阳 车上实际人数：33人 本车承载人数：50人 大连沈阳 正常状况下显示 超员后闪烁显示3.3.5 时钟模块RTCDS1307 是DALLAS公司的一款时种芯片，采用I2C协议与单片机通讯，而Arduino上正好有这一接口，因此连接起来就非常方便了。DS1307中有一个可编程波形输出口。在电路连接上我们可以使用Arduino专用传感器扩展板V4。用4芯的I2C/COM连接线将传感器扩展板上的专用接口，与实时钟模块上的IIC。 图10.RTC DS1307实物图 图11.RTC D

33、S1307电路结构图第四章 系统电路设计4.1 电源电路首先通过整流桥的整流稳压，把220V的一般家用电压整流成大约9V的直流电，在通过降压模块，把9V的直流电稳压到5V，并且通过滤波电容，电感的元件把直流电稳压成比较平稳的电平以供单片机的电源电压使用，再把5V另外接开关和二极管来控制电路的输出。LM2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够最大输出3A的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。在接入单片机前分别通过电容滤波和经过二极管以保持电源的稳定。如图4-1.图4-1 电源电路图4.2 人体红外检测电路人体热释电红外传感器：人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特

34、定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能触发开关动作。当有人进入开关感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，开关自动接通负载，人不离开感应范围，开关将持续接通；人离开后或在感应区域内无动作，开关延时（时间可调TIME 5-120秒）自动关闭负载。 红外感应开关 感应角度120度，距离7-10米，延时时间可调。只要是有温度的物体都会向四周

35、辐射红外线 红外感应器就是靠传感器接收到那些物体发出的红外线，在经过电路放大。 如果静止站在红外弹头区域,传感器也能判断，红外线感应与温度有关，与物体是否活动无关。红外感应器的接通和关闭，是通过继电器关和断人体红外感应器的供电电源，通过按电路板上的K6键，可以让红外感应器电源接通，按K5键，可以让红外感应器电源关闭。继电器的内部结构图如图4-5所示。图4-2为人体红外检测的电路图：图4-2 人体红外检测电路图对于这个长途客车防超员装置的样机，我们正在进行制作以及性能调试的过程。如图所示，通过调试，我们发现人体红外探测器能够较为有效地分辨出通过的是人或者是物，光电管也能判断出是上车或者下车，并且

36、将人数通过LED 显示屏即时显示出来，并且不容易对装置进行欺骗，从而使人数的判断不准确。对于样机的具体实验结果，我们正在和车主以及有关部门进行协商，希望能够将装置用到实际中进行性能的检验。4.3 液晶显示电路4002液晶也叫4002字符型液晶 它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块 它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔 每行之间也有也有间隔 起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此 所以它不能显示图形。4002LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。目前市面上字

37、符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。4002采用标准的16脚接口，如图4-6所示其中：第1脚：VSS为电源地第2脚：VCC接5V电源正极第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接入正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会 产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。第6脚：E(或EN)端为使能(enab

38、le)端,高电平（1）时读取信息，当负跳变时执行指令。第714脚：D0D7为8位双向数据端。第1516脚：空管脚或者背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。图4-3 LCD4002引脚图图4-4为4002与单片机的引线接口图4-4 LCD4002接口图4.4 按键和蜂鸣器电路蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。由于蜂鸣器的工作电流一般比较大，以至于单片机的I/O 口是无法直接驱动的，所以要利用放大电路来驱动，一般使用三极管来放大电流就可以了。单片机驱动蜂鸣器的方式有两种：一种是PWM

39、输出口直接驱动，另一种是利用I/O 定时翻转电平产生驱动波形对蜂鸣器进行驱动。PWM 输出口直接驱动是利用PWM 输出口本身可以输出一定的方波来直接驱动蜂鸣器。在单片机的软件设置中有几个系统寄存器是用来设置PWM 口的输出的，可以设置占空比、周期等等，通过设置这些寄存器产生符合蜂鸣器要求的频率的波形之后，只要打开PWM 输出，PWM 输出口就能输出该频率的方波，这个时候利用这个波形就可以驱动蜂鸣器了。比如频率为2000Hz 的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为500s，这样只需要把PWM 的周期设置为500s，占空比电平设置为250s，就能产生一个频率为2000Hz 的方波，通过这个方波再利用三极管

40、就可以去驱动这个蜂鸣器了。而利用I/O 定时翻转电平来产生驱动波形的方式会比较麻烦一点，必须利用定时器来做定时，通过定时翻转电平产生符合蜂鸣器要求的频率的波形，这个波形就可以用来驱动蜂鸣器了。比如为2500Hz 的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为400s，这样只需要驱动蜂鸣器的I/O 口每200s 翻转一次电平就可以产生一个频率为2500Hz，占空比为1/2duty 的方波，再通过三极管放大就可以驱动这个蜂鸣器了。由于AT89S52不具有直接输出PWM的功能，本设计利用I/O 定时翻转电平来产生驱动波形的方式，图4-5为蜂鸣器的驱动电路图：图4-5 蜂鸣器驱动电路图键通常是一种常开型按钮开关，常态

41、下键的两个触点处于断开状态，按下键时它们才闭合（短路）。图4-6和图4-7为按键的电路截图和实物图： 第五章 系统实现5.1 LED 显示部分：#include LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);int a=0;int c=0;int b;void setup() Serial.begin(9600); lcd.begin(16, 2); void loop () c=a-b; lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(shang:); lcd.setCursor(6, 0); lcd.print(a); lcd.setCursor

42、(9,0); lcd.print(xia:); lcd.setCursor(13, 0); lcd.print(b); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(zong:); lcd.setCursor(6, 1); lcd.print(c); delay(5000); lcd.clear(); lcd.setCursor(4, 0); lcd.print(Number:); lcd.setCursor(2, 1); lcd.print(liao A 88888); delay(5000); lcd.clear(); 5.2 光电管传感器代码：int a=0;int c=

43、0;int b;int x=0;int y=0;int qian1=15;int qian2=16;int qian3=17;int hou1=18;int hou2=19;int hou3=20int ren1=21;int ren2=22;int ren3=23;int ren4=24;int A,B,C,D,E,F,G,H,I,J;int q;void setup() Serial.begin(9600); int j; for (j=15;j=24;j+) pinMode(j,INPUT); void loop () q=digitalRead(24); if (q=1) x=0; y

44、=0; A=digitalRead(qian1); B=digitalRead(qian2); C=digitalRead(qian3); D=digitalRead(hou1); E=digitalRead(hou2); F=digitalRead(hou3); G=digitalRead(ren1); H=digitalRead(ren2); I=digitalRead(ren3); J=digitalRead(ren4); while (A=0|B=0|C=0&G=1|H=1&x=0) y=1; if (D=0|E=0|F=0&I=1|J=1&y=0) c+; x=1; a+; whil

45、e (D=0|E=0|F=0&I=1|J=1&y=0) x=1; if(A=0|B=0|C=0&G=1|H=1&x=0) y=1; b+; 5.3 时钟模块部分代码：#include #include #include int rtc7;byte rr7;int ledPin = 13;void setup() DDRC|=_BV(2) |_BV(3); / POWER:Vcc Gnd PORTC |=_BV(3); / VCC PINC3 pinMode(ledPin, OUTPUT); Serial.begin(9600); RTC.get(rtc,true); if(rtc612) RTC.stop(); RTC.set(DS1307_SEC,1); RTC.set(DS1307_MIN,27); RTC.set(DS1307_HR,01); RT