高铁微机监控系统速度温度采集

1、系统组成框图本系统通过传感器采集温度和速度信号，经信号调理电路整理后，再将模数转换AD后的数字信号送入单片机进行处理（温度采集可采用数字温度传感器DS18B20直接获取温度的数字信号），另外还有超温、超速报警电路等控制功能。系统框图如图所示图1.1系统框图图1.2系统功能模块图单片机温度信息采集速度信息采集司机状态检测数码管显示报警E2PROM断电存储键盘输入功能模块温度采集模块速度采集模块键盘显示模块报警模块掉电保护模块防困倦模块2、速度采集电路图1.3测速电路图1.4霍尔传感器测速示意图图1.5UGN3020测速电路图电机霍尔传感器信号转换LED显示单片机处理3.防困倦电路设计防困倦电路主要是通过电路来判断驾驶员是否有睡意，本设计是通过判断一段时间“非困倦键”是否按下，若按下的话，则说明驾驶员比较清醒，则单片机继续工作，该时间会刷新，若是没有按下的话，则说明驾驶员困倦了，此时，单片机就会控制报警电路发出警报，从而提醒驾驶员注意驾驶安全，若驾驶员接到提醒后按下键，则报警取消，否则将一直报警，直到驾驶员按下该键。4、温度信采集电路(1)ADC0832表1.1ADC0832引脚功能序号名称功能1CS片选是能，低电平芯片使能2CH0模拟输入通道0，或作为IN+/-使用3CH1模拟输入通道1，或作为IN+/-使用4GND芯片参考0电位（地）5DI数据信号输入，选择通道控制6DO数据信号输出，转换数据输出7CLK芯片时钟输入8VCC电源输入及参考电压输入图1.6温度采集(ADC0832)电路(2)温度采集DS18B20表1.2DS18B20引脚功能序号名称功能1GND地信号2DQ数据输入/输出引脚，开漏单总线接口引脚3VDD可选择的VDD引脚DS18B20主要包括温度传感器、64位激光ROM单线单口、存放中间数据的高速暂存器、用于存储用户设定的温度上下限值、触发器存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码发生器等。图1.7DS18B20内部结构图停止加1斜率累加器比较预置计数器1低温度系统晶振温度寄存器预置=0高温度系数晶振计数器2=0LSB置位/清除图1.8DS18b20温度采集电路DS18b20读温度数值子程序流程图：图1.9DS18b20读温度值程序流程图跳过读序号列号操作入口初始化启动温度转换延时初始化返回延时30us读取温度寄存器读寄存器，前两字节为转换值;分高字节与低字节，两者相加变为温度值。DS18b20初始化的程序流程图：图1-10DS18b20初始化程序流程图DQ置0长延时DQ置1短延时，等待回应短延时返回DQ置1入口延时DS18b20读操作子程序流程图：Y图1-11DS18b20读数据操作程序流程图NDQ置低‘0’Dat高位置1Dat右移一位短延时入口YDQ置高‘0’DQ=1？字节发送完否？返回DS18b20写指令操作子程序流程图：Y图1.12DS18b20写数据操作程序流程图NDQ置低‘0’延时5MSDat右移一位Dat右移一位入口YDat给DQ赋值Q字节发送完否？返回5、显示模块电路LM1602第1脚：为地电源地VDD第2脚：为电源VCC第3脚：V0为LCD调整的对比度管脚。通过调整3脚所接的滑动变阻器来改变显示器上所显示的字符的对比度。V0的电压越低对比度就越强。第4脚：RS为寄存器选择端，通过改变给RS的高低电平选择不同的寄存器当RS=0时选择指令寄存器；RS=1时选择数据寄存器。第5脚：RW为读写信号线；当RW=0时进行写操作当RW=1进行读操作。通过给RW端不同的电压实现单片机与芯片之间的交流。第6脚：EN为使能端当其为高电平时读取信息，变成负电平时执行指令。第7～14脚：D0～D7为双向数据接口用于实现实现单片机与芯片之间的数据交流。第15～16脚：选择LCD的点亮方式。LCD1602流程图：图1.13LCD1602的初始化初始化子程序流程图开始写入指令0x01延时写入指令0x38延时写入指令0x0C延时写入指令0xD0延时返回忙检测程序流程图：图1.14LCD忙检测程序流程图开始RS=0选择指令寄存器RW=1，进行读操作EN=1读取信息延时5us获取RESULT信息EN=0产生负跳变返回LCD1602的命令写入程序流程图:NY图1.15LCD1602的命令写入程序流程图RS=0选择指令寄Result=0？RW=0，进行写操作写入命令字EN=0产生负脉冲写入延时5MS延时10us返回EN=1开始延时5MSLCD数据写入流程图:NY图1.6LCD1602数据写入程序流程图RS=1选择数据寄Result=0？RW=0，进行写操作写入命令字EN=0产生负脉冲写入延时5MS延时10us返回EN=1开始延时5MS