高速公路结冰报警器设计.doc

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1、目 录第一章 绪论21.1什么叫做道路结冰21.2道路结冰一般在什么情况下发生21.3道路结冰的危害21.4如何获取道路结冰预警信号21.5相关部门遇道路结冰要做什么工作31.6课题意义3第二章 系统原理简述及组成42.1硬件框架图42.2 原理流程图4第三章 温度传感器原理及简介53.1 DHT11温湿度传感器概述53.2应用领域53.3接口说明53.4电源引脚53.5串行接口(单线双向)63.6通讯过程63.7数字0信号表示方法73.9测量分辨率73.10电气特性83.11DHT11引脚说明8第四章 AT89C2051原理及简介94.1简介94.2内部结构94.3引脚说明94.4主要性能1

2、04.5系统时钟电路114.6单片机复位部分设计11第五章 LCD1602液晶模块简介135.1LCD1602简介135.2LCD1602与单片机连接175.3 显示电路流程图17第六章 报警电路设计196.1 报警温湿度设计196.2按键电路流程图196.3 蜂鸣器设计20第七章 电路图及proteus仿真217.1软件简介（keil及proteus）217.2电路图227.3电路仿真23第八章 系统调试及实物图24第九章 总结25致谢25参考文献：26ABSTRACT：27附录（程序）281主程序282显示程序333 传感器驱动程序3741高速公路结冰报警器庄梁南京信息工程大学滨江学院，南

3、京 210044 摘要：每年冬季, 报纸和电视台总要报道几起因路面结冰、汽车打滑而相撞的严重交通事故。预防这种事故的有效方法是降低车速和小合驾驶。然而, 汽车驾驶员往往并不知道路面已经结冰, 常常是出车时路面并无结冰打滑现象, 但行驶一段路程之后, 由于路面温度降低而不知不觉地进入结冰路段。本文介绍的报警器,通过DHT11传感器收集温湿度信息，可以不断地监测路面温度，通过at89c2051与内部设定的温湿度进行对比并进行显示，一旦路面达到结冰温度,即温湿度超过内部设定的温度， 它就立即报警, 及时提醒驾驶员减慢车速、小心驾驶, 因而有助于防止述事故的发生。关键词：单片机；报警器；道路 ；温度；

4、湿度；AT89C2051第一章 绪论1.1什么叫做道路结冰道路结冰是指降水（如雨、雪、冻雨，或雾滴等）碰到温度低于0的地面而出现的积雪或结冰现象。通常包括冻结的残雪、凸凹的冰辙、雪融水或其他原因的道路积水在寒冷季节的坚硬冰层。1.2道路结冰一般在什么情况下发生道路结冰容易发生在11月到下一年4月（即冬季和早春）的一段时间内。我国北方地区，尤其是东北地区和内蒙古北部地区，常常出现道路结冰现象。而我国南方地区，降雪一般为“湿雪”，往往属于04的混合态水，落地便成冰水浆糊状，一到夜间气温下降，就会凝固成大片冰块，只要当地冬季最低温度低于0，就有可能出现道路结冰现象，只要温度不回升到足以使冰层解冻，就

5、将一直坚如磐石。一般来说，寒冬腊月，当出现大范围强冷空气活动引起气温下降的天气（气象上称为寒潮）时，如果伴有雨雪，最容易发生道路结冰现象。1.3道路结冰的危害出现道路结冰时，由于车轮与路面摩擦作用大大减弱，容易打滑，刹不住车，造成交通事故。行人也容易滑倒，造成摔伤。2008年初，我国南方十几个省份持续出现雨雪、冰冻等天气，导致多条高速公路因道路积雪结冰先后封闭，民航机场因飞机跑道、停机坪大量积雪结冰而关闭，人员物资无法运送，对交通造成了严重影响。当路表温度低于0，出现降水，12小时内可能出现对交通有影响的道路结冰时，气象部门会向社会发布道路结冰预警信号。按照出现时间迟早和对交通的影响大小分为三

6、级，分别以黄色、橙色、红色表示。另外，还要注意气象部门向社会发布的寒潮预警信号，寒潮预警信号分四级，分别以蓝色、黄色、橙色、红色表示。1.4如何获取道路结冰预警信号要提前知道道路结冰预警信息，有以下几种方法：首先，可以拨打电话12121或向当地气象台咨询，或者通过电视、广播、报纸、互联网、手机短信等获得预警信息。还可以察看道路结冰预警信号警示装置，如警示牌、警示旗、警示灯等。也可以登陆气象网站查询。1.5相关部门遇道路结冰要做什么工作交通、公安、公用事业等部门和单位，要密切关注当地气象预报预警信息，一旦发现路表温度接近0，应及时将盐均匀地撒在路面上；路面积雪时，应组织人力及时清扫，或者喷洒融雪

7、剂；若因道路积冰引起交通事故，应在事发现场设置明显的警示标志，以防事故再次发生，注意指挥和疏通车辆，必要时关闭结冰道路1。1.6课题意义对由于气象条件而造成的冬季路面打滑情况的研究有着十分重要的意义。科学客观的研究成果一方面可以用来实时监测路面特别是高等级公路路面的打滑情况, 预防交通事故的发生; 另一方面还可以借助气候资料, 分析某一个地区路面打滑可能发生的情况, 为工程设计提供依据。在冬季如果能够根据分析做出相关的公路结冰报警器，通过检测温湿度来看道路是否达到结冰的要求，并进行报警，这无疑会给高速公路上的行车安全带来极大的提高，避免因为路面打滑而产生的交通事故2。第二章 系统原理简述及组成

8、2.1硬件框架图图2.1通过温湿度传感器收集到的温度和湿度的数据以及通过键盘按键来控制设定报警温度和湿度，两者相比较，由程序控制液晶显示和语音报警。其中At89C2051充当控制核心。2.2 原理流程图图2.2第三章 温度传感器原理及简介3.1 DHT11温湿度传感器概述DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传

9、感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为4 针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。3.2应用领域暖通空调测试及检测设备汽车数据记录器 消费品自动控制气象站家电湿度调节器医疗除湿器3.3接口说明建议连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻。3.4电源引脚DHT11的供电电压为35.5V。传感器上电后

10、，要等待1s 以越过不稳定状态在此期间无需发送任 何指令。电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个 图3.3100nF 的电容，用以去耦滤波。3.5串行接口(单线双向)DATA 用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:一次完整的数据传输为40bit,高位先出。数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整

11、数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。3.6通讯过程图3.6.1总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us低电平

12、响应信号.主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后, 读取DHT11的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换输入模式,或者输出高电平均可, 总线由上拉电阻拉高图3.6.2总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开始,高电平的长短定了数据位是0还是1.格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平,则DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常.当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。3.7数字0信号表示方法图3.73.8数字1信号表示方法图3

13、.83.9测量分辨率测量分辨率分别为8bit（温度）、8bit（湿度）。3.10电气特性VDD=5V，T = 25，除非特殊标注表3.10参数条件MinTypMax单位供电DC355.5 V供电电流测量0.52.5mA 平均0.21mA 待机100150uA采样周期秒1次注:采样周期间隔不得低于1秒钟。3.11DHT11引脚说明图3.11PIN名称注释1VDD供电35.5VDC2DATA串行数据，单总线3NC空脚，请悬空4GND接地，电源负极第四章 AT89C2051原理及简介4.1简介AT89C2051是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes的可反

14、复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C2051单片机在电子类产品中有广泛的应用3。4.2内部结构AT89C2051是一带有2K字节闪速可编程可擦除只读存储器（EEPROM）的低电压，高性能8位CMOS微处理器。它采用ATMEL的高密非易失存储技术制造并和工业标准MCS-51指令集和引脚结构兼容。通过在单块芯片上组合通用的CPLI和闪速存储器，ATMEL的AT89C2051是一强劲的微型处理器，它对许多嵌入式控制应

15、用提供一定高度灵活和成本低的解决办法。AT89C2051提供以下标准功能：2K字节闪速存储器，128字节RAM，15根I/O口，两个16位定时器，一个五向量两级中断结构，一个全双工串行口，一个精密模拟比较器以及两种可选 的软件节电工作方式。空闲方停止CPU工作但允许RAM、定时器/计数器、串行工作口和中断系统继续工作。掉电方式保存RAM内容但振荡器停止工作并禁止有其它部件的工作到下一个硬件复位4。4.3引脚说明AT89C2051芯片引脚图图4.31、VCC：电源电压。 2、GND：地。 3、P1口：P1口是一个8位双向I/O口。口引脚P1.2P1.7提供内部上拉电阻，P1.0和P1.1要求外部

16、上拉电阻。P1.0和P1.1还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(ANI0)和反相输入(AIN1)。P1口输出缓冲器可吸收20mA电流并能直接驱动LED显示。当P!口引脚写入“1”时，其可用作输入端，当引脚P1.2P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的写入“1”时，其可用作输入端。当引脚P1.2P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上拉电阻而流出电流。 4、P3口：P3口的P3.0P3.5、P3.7是带有内部上拉电阻 的七个双向I/O口引脚。P3.6用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用I/O引脚而不可访问。P3品缓冲器可吸收20mA电流。当P3口写入“1”时，它们

17、被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。用作输入时，被外部时拉低的P3口脚将用上拉电阻而流出电流。 P3口还用于实现AT89C2051的各种第二功能，如下表所列:表4.3P3.0RXD串行输入端口P3.1TXD串行输入端口P3.2INT0外中断0P3.3INT1外中断1P3.4T0定时器0外部输入P3.5T1定时器1外部输入P3口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 5、RST：复位输入。RST一旦变成高电平所有的I/O引脚就复位到“1”。当振荡器正在运行时，持续给出RST引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。每一个机器周期需12个振荡器或时钟周期。 6、XTAL1：作为振荡器反相器的

18、输入和内部时钟发生器的输入。 7、XTAL2：作为振荡器反相放大器的输出4.4主要性能1、和MCS-51产品兼容； 2、2KB可重编程FLASH存储器（10000次）； 3、2.7-6V电压范围； 4、全静态工作：0Hz-24MHz； 5、2级程序存储器保密锁定； 6、128*8位内部RAM； 7、15条可编程I/O线； 8、两个16位定时器/计数器； 9、6个中断源； 10、可编程串行通道； 11、高精度电压比较器（P1.0，P1.1，P3.6）； 12、直接驱动LED的输出端口。4.5系统时钟电路时钟电路试试用来产生AT89C2051单片机工作时所必须的时钟信号，AT89C2051本身就是

19、一个复杂的同步时序电路，为保证工作方式的实现，AT89C2051在唯一的时钟信号的控制下严格的按照时序执行指令进行工作，时钟的频率影响单片机得速度和稳定性。通常时钟有两种形式：内部时钟和外部时钟。我们采用的内部时钟方式来为系统提供时钟信号。AT89C2051内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该放大器的输入输出引脚为XTAL1和XTAL2，它们跨接在晶体振荡器和用于微调的电容，便构成了一个自激振荡器。电路中的C1和C2的选择在30pf左右，但是电容太小会影响振荡器的频率，稳定性和快速性。晶振频率在1.2MHZ到12MHZ之间，频率越高单片机得速度就越快，单对存储器的速度要求就越高，为了

20、提高稳定性我们采用温度稳定性好的NPO电容，采用的晶振频率为12MHZ。如下图所示：图4.54.6单片机复位部分设计本系统采用的是上电复位加按键复位方式，上电复位电路的实质是充放电电路。系统上电时该电路提供有效的复位信号RST(高电平)直至系统电源稳定后撤销复位信号（低电平）。理论上说，51系列单片机复位引脚只要外加2个机器周期的有效信号即可复位，即只要保证t=RC2M(机器周期)便可，但是实际设计中，通常取C13为10UF以上，电阻通常取10K左右。如下图所示：图4.6第五章 LCD1602液晶模块简介5.1LCD1602简介字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD

21、，市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片，HD44780是带西文字库的液晶显示控制器，用户只需要向HD44780送ASCII的字符码，HD44780就按照内置的ROM点阵发生器自动在LCD液晶显示器上显示出来。所以，HD44780主要适用于显示西文ASCII字符内容的液晶显示。1602字符型LCD能够同时显示16*2即32个字符(16列2行)。其内置192种字符(160个5*7点阵字符和32个5*10点阵字符)，具有64个字节的自定义字符RAM，可自定义8个5*8点阵字符或4个5*11点阵字符。1602通常有14条引脚线或16条引脚线两种，多出来的2条线是背光电源线和地线，带背光的

22、比不带背光的略厚，控制原理与14脚的LCD完全一样，是否带背光在应用中并无差别。本设计中采用带背光16引脚线的。其主要技术参数为：显示容量：162个字符。芯片工作电压：4.5-5.5V。工作电流：2.0mA(5.0V)。模块最佳工作电压：5.0V。字符尺寸：2.954.35(WH)mm。LCD1602的16个引脚可参照下图图5.1其引脚功能分别为：GND：电源地。VCC：电源正极。V0：LCD驱动电压，液晶显示器对比度调整端。使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高。RS：寄存器选择输入端，选择模块内部寄存器类型信号。RS=0，进行写模块操作时指向

23、指令寄存器，进行读模块操作时指向地址计数器。RS=1，无论进行读操作还是写操作均指向数据寄存器。R/W：读写控制输入端，选择读/写模块操作信号。R/W=1，读操作；R/W=0，写操作。E：使能信号输入端。读操作时，高电平有效；写操作时，下降沿有效DB0DB7：数据输入/输出口，单片机与模块之间的数据传送通道。选择4位方式通讯时，不使用DB0DB3。BLA：背光的正端+5V。BLK：背光的负端0V。 1602模块内部主要由LCD显示屏、控制器、列驱动器和偏压产生电路构成。控制器接受来自MPU的指令和数据，控制着整个模块的工作。主要由显示数据缓冲区DDRAM，字符发生器CGROM，字符发生器CGR

24、AM，指令寄存器IR，地址寄存器DR，忙标志BF，地址计数器AC以及时序发生电路组成。模块通过数据总线DB0DB7和E、R/W、RS三个输入控制端与MPU接口。这三根控制线按照规定的时序相互协调作用，使控制器通过数据总线接受MPU发来的数据和指令，从CGROM中找到欲显示字符的字符码，送入DDRAM，在LCD显示屏上与DDRAM存储单元对应的规定位置显示出该字符。控制器还可以根据MPU的指令，实现字符的显示，闪烁和移位等显示效果。CGROM内提供的是内置字符码，CGRAM则是供用户存储自定义的点阵图形字符。模块字符在LCD显示屏上的显示位置与该字符的字符代码在显示缓冲区DDRAM内的存储地址一

25、一对应。LCD1602模块内部具有两个8位寄存器：指令寄存器IR和地址寄存器DR，用户可以通过RS和R/W输入信号的组合选择指定的寄存器，进行相应的操作。表1列出了组合选择方式：表5.1.1 寄存器选择组合RSR/W操 作00将DB0DB7的指令代码写入指令寄存器IR中01分别将状态标志BF和地址计数器AC内容读到DB7和DB6DB010将DB0DB7的数据写入数据寄存器中，模块的内部操作将数据写到DDRAM或者CGRAM中的数据送入数据寄存器中11将数据寄存器内的数据读到DB0DB7，模块的内部操作自动将DDRAM或者CGRAM中的数据送入数据寄存器中1602提供了较为丰富的指令设置，通过选

26、择相应的指令设置，用户可以实现多种字符显示样式。下面仅简要介绍本次设计中需要用到的一些指令设置。(1)清屏指令清显示指令将空位字符码20H送入全部DDRAM地址中，时DDRAM中的内容全部清除，显示消失，地址计数器AC=0，自动增一模式。显示归位，光标闪烁回到原点(显示屏左上角)，但不改变移位设置模式。清屏指令码见表2表5.1.2清屏指令码RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000000001(2)进入模式设置指令见表3，进入模式设置指令用于设定光标移动方向和整体显示是否移动。 表5.1.3 模式设置指令码RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000

27、00001I/DS I/D：字符码写入或者读出DDRAM后DDRAM地址指针AC变化方向标志。I/D=1，完成一个字符码传送后，AC自动加1。I/D=0，完成一个字符码传送后，AC自动减1。 S：显示移位标志。S=1，完成一个字符码传送后显示屏整体向右(I/D=0)或向左(I/D=1)移位。S=0，完成一个字符码传送后显示屏不移动。(3)显示开关控制指令 指令码见表4，该指令功能为控制整体显示开关，光标显示开关和光标闪烁开关。 表5.1.4显示开关控制指令码RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000001DCB D：显示开/关标志。D=1，开显示；D=0，关显示。关显示

28、后，显示数据仍保持在DDRAM中，开显示即可再现。 C：光标显示控制标志。C=1，光标显示；C=0，光标不显示。不显示光标并不影响模块其他显示功能。显示5*8点阵字体时，光标在第八行显示；显示5*10点阵字符时，光标在第11行显示。 B：闪烁显示控制标志。B=1，光标所在位置会交替显示全黑点阵和显示字符，产生闪烁效果；B=0，光标不闪烁。(4)功能设置指令 功能设置指令用于设置接口数据位数，显示行数以及字形。指令码见表5 表5.1.5功能设置指令码RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB000001DLNF* DL：数据接口宽度标志。DL=1，8位数据总线DB7DB0；DL=0

29、，4位数据总线DB7DB4，DB3DB0不使用，此方式传送数据需分两次进行。 N：显示行数标志。N=0，显示一行；N=1，显示两行。F：显示字符点阵字体标志。F=0，显示5*7点阵字符；F=1，显示5*10点阵字符。1602模块内部设有上电自动复位电路，当外加电源电压超过+4.5V时，自动对模块进行初始化操作，将模块设置为默认的显示工作状态。初始化大约持续10ms左右。初始化进行的指令操作为：(5)清显示(6)功能显示DL=1：8位数据接口。N=0：显示一行。F=0：显示5*8点阵字符字体。(7)显示开/关控制D=0：关显示。C=0：不显示光标。B=0：光标不闪烁。(8)输入模式设置I/D=1

30、：AC自动增一。S=0：显示不移位。 但是需要特别注意的是，倘若供电电源达不到要求，模块内部复位电路无法正常工作，上电复位初始化就会失败。因此，最好在系统初始化时通过指令设置对模块进行手动初始化。5.2LCD1602与单片机连接单片机的P1口接1602的8位数据线，通过输出数据控制1602显示不同的提示字符。1602本身内置各种字符，还可以自定义显示字符。设计中根据不同场合1602会显示各种提示字符。P3.4P3.7接1602控制端，其中P3.7接使能端E，写操作时，使能端下降沿有效。P3.4接读写控制端R/W，R/W=0，读操作；R/W=1，写操作。P3.5接寄存器选择端RS，RS=0，写操

31、作时指向指令寄存器，读操作时指向地址寄存器；RS=1，无论读操作还是写操作都指向数据寄存器5。LCD1602的GND为地，需接地；VCC为电源电压；V0为LCD驱动电压，接电位器，通过调节电位器控制显示的亮度，使LCD显示清晰而无黑影。图5.25.3 显示电路流程图考虑到本次设计既要显示设置的温度和湿度，又要显示实时的温度和湿度，故显示数值比较多，因而采用液晶显示器1602进行实时的数位显示。本系统显示电路流程图如下图所示6。图5.3第六章 报警电路设计6.1 报警温湿度设计本文采用的报警温湿度设置是通过外接键盘来控制的，由于所需控制的电路比较简单，故采用的是独立式按键 独立式按键是直接用I/

32、O口线构成的单个按键电路，每个独立式按键单独占用一根I/O口线，每根I/O口线的工作状态不会直接影响其他的I/O口线的工作状态。本实验采用的是通过P3.0选择是温度还是湿度的控制，P3.1控制温度和湿度大小的具体设置7。图6.1按键采用随机扫描方式即CPU完成特定任务后进行按键扫描程序，以确定有无按键按下，然后根据按键功能执行相应任务，在执行功能的过程中按键输入无效。6.2按键电路流程图本次设计共设计了2个按键，分别代表了不同的功能，一个是选择按键，即上面一个按键，功能是选择温度还是湿度的设定，另外一个是加按键，也即下面一个按键，每次按一下数据递增1，即温度增加一度或者湿度增加1。单片机扫描完

33、键盘得到键值，根据键值转入执行相应的任务，以实现按键功能，如果没有按键按下，则扫描到键值为FFH，键值清零返回主程序。图6.26.3 蜂鸣器设计发声部分的电路如下图，就是用P3.2口控制蜂鸣器的发声，作为提示音或报警音。蜂鸣器有两个引脚，其中长脚为正极，短脚为负极。其发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它。由于单片机I/O引脚输出的电流较小，基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路，一般使用三极管来放大电流就可以了。本设计中使用三极管，P3.2口高电平时三极管截至，蜂鸣器不发声；P3.2口低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流

34、形成回路，发出声音。因此，我们可以通过程序控制P3.2脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。另外可以通过程序和频率的改变从而发出不同的声音,这里不在详细的讨论。图6.3第七章 电路图及proteus仿真7.1软件简介（keil及proteus）Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻，Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译

35、器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操系统。掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选（目前在国内你只能买到该软件、而你买的仿真机也很可能只支持该软件），即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍8。Proteus 7 Pro

36、fessional 是英国Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows 操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：实现了单片机仿真和SPICE 电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232 动态仿真、I2C 调试器、SPI 调试器、键盘和LCD 系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：6800系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC

37、11 系列以及各种外围芯片。提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision4 等软件。具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和SPICE 分析于一身的仿真软件，功能极其强大。本实验即用keil编写程序，并通过proteus仿真得出仿真结果，进而进行分析9。7.2电路图根据所选元器件以及上文各部分模块的介绍和分析， 打开ISIS 7 Professional绘制原理图如下：图7.27.3电路仿真Prote

38、us 软件的仿真是依靠单片机程序来实现的，因此先将程序通过第三方Keil 软件编译，再与Proteus 仿真软件进行关联就可以实现仿真10。 图7.3第八章 系统调试及实物图在完成硬件电路设计和软件设计后，对系统进行调试，以测试整个信号采集系统的性能并对其进行优化，使其可以进行正常可靠的工作。设置报警温度和湿度，并注意防风以及其他的热源的影响，防止由于其他因素导致测量不精确，由于地区差异以及环境差别，所设置的报警温度和湿度并不是一定的，故本电路设置的时候可调节设置的温度和湿度，便于报警时的不同设置。下图为接通电源的实物图,设定温度为3,湿度为24。当前温度为30 ，湿度14。当温度低于3湿度高

39、于24时，报警。图8实物图第九章 总结在进行实际操作的时候，关于传感器的选择以及放置都是很有讲究的，要注意传感器的工作要求和环境要求，对于放置的位置要最接近路面,便于检测路面温度, 一般当传感器的温度为3时, 即相当于路面的0。另外由于地域差异，传感器的温湿度设置要因地制宜。通过这次高速公路结冰报警器的项目制作，使我学到了很多知识，不仅了解到公路结冰对交通的危害，也使我加强了自己的动手能力，完整的完成了一个实验项目。在此期间感谢我的老师和班主任，通过向他们的请教以及自己查阅资料使我学到了很多，也是他们的帮助，使我能一步一步的完成了整个实验项目。总而言之，通过这次的项目制作，使我得到了很多锻炼。

40、我会在以后的日子里，多多学习，多多实践，为以后的工作打好基础。致谢本文是在我的论文老师肖韶荣教授的悉心指导下完成的。导师对我的设计提出了许多宝贵的意见，并推荐我看相关的资料，指导我完成程序以及电路图的相关设计。这次课程设计中，虽然遇到了很多问题，但是通过翻阅大量资料，我学到了很多的东西，不仅增长了知识，而且提高了自身的能力，尤其是自己的分析能力和逻辑能力，在此，我要感谢我的论文老师。在论文完成过程中，我还得到了他人的帮助，通过和周围同学的讨论，开阔了自己的眼界并且锻炼了自己的能力，在此我向帮助过我的朋友们表示衷心的感谢！由于自身水平有限，设计中一定存在许多不足之处，敬请各位老师批评指正。参考文

41、献：1 刘梅,尹东屏,王清楼,高苹. 南京地区冬季路面结冰天气标准及其预测J. 气象科学, 2007, (06)2 靳长征，白晨. 浅谈道路结冰的清除J. 河南交通科技, 1996, (05) . 3 朱定华.单片机原理及接口技术实验. 北京:清华大学出版社,20024 AT89C2051 Data handbook DHT11Data handbook.2001(3)5 余泽辉, 伍建军, 陈洁. 基于单片机的数字温度计的研究与设计J. 黑龙江工程学院学报( 自然科学版), 2007,2: 15! 16.6 江太辉, 邓展威. DS18B20数字式温度传感器的特性与应用J. 电子技术, 20

42、03, ( 12) : 56- 58.7 闫怀兵, 李维宁. 如何选用湿度传感器产品 J . 制造业自动化, 1999, ( 5): 10- 15.8 周润景,张丽娜 .基于PROTEUS的电路及单片机系统设计与仿真M北京：北京航空航天大学出版社，20069 LiangRui, AT89SX single-chip microcomputer. The ISP technology inJ. J application of mining automation, 2005, (2)78-8010 KEIL Software IncRTX51 Real-time KernelOL.HTTP:/H

43、ighway icy alarmZhuangliangNanjing university of Information Science & Technology Binjiang collegenanjing 210044ABSTRACT：Every year during the winter, newspapers and television total want to report a few cause road car skid and freezing, the serious traffic accident collided. The effective methods t

44、o prevent such accidents is to reduce the speed and small and driving. However, car drivers often does not know pavement has freezes, is often the pavement and no freezing skid phenomenon, but driven a short journey, because after pavement temperature reduction unconsciously into ice sections. In this paper, through the alarm DHT11 sensors collect temperature and humidity information can be constantly monitoring by pavement temperature with internal set temperature and humidity at89c2051 comparison that once the pavement temperature, i.e. temperature and humidity to freeze