基于51单片机高速公路收费系统论文
基于单片机处理与ZigBee无线传输的不停车收费系统研究与设计
0 引言不停车收费系统（ETC）是智能交通系统（ITS）的重要组成部分[1]。
它能解决高速公路收费站人工或半人工收费造成的出入口处的车辆阻塞以及由此带来的能源浪费、环境污染等问题[2]。
国外已经开发应用了一些基于射频识别技术（RFID）或专用短程通信技术（DSRC）的ETC系统。
目前，我国已有十几个省市相继开通了200多条ETC车道，但各地的高速公路管理公司引进了互不兼容的ETC系统，以至无法实现全国联网收费，影响了其效益的发挥。
ZigBee作为一种新兴的无线通信技术，基于IEEE802.15.4全球统一的标准，并且具有近距离，低功耗，自组网等优势，它应用于ETC 系统将是未来发展的趋势。
基于ZigBee技术的ETC系统国内已经有高岩[3]、伏德雨[4]、王瑛[5]等进行了研究。
高岩完成了CC2430节点硬件电路的设计，但没有实现软件系统；伏德雨利用 CC2431 的定位引擎实现了对车辆的定位，但没有涉及ETC系统的设计；王瑛侧重于ETC系统中后台管理系统的设计，车载单元的操作环境不够友好。
本文提出的基于ZigBee技术和MCU的ETC 系统，不但实现了车辆自动识别和不停车收费功能，而且增加了车载系统的人机交互，实现了友好的查询、语音提示等功能，为实现全国联网收费奠定了技术基础。
1 ETC系统与ZigBeeETC系统又称电子不停车收费系统或电子收费系统，就是在车辆通过收费站时，可以实现车辆的自动识基于单片机处理与ZigBee无线传输的不停车收费系统研究与设计Research and design of electronic toll collection system based on MCU processing and ZigBee wireless transmission杨涛1,2, 杨博雄*1,2, 尹萍1,2，翁名键1,2, 余俊1,2（1.三亚学院信息与智能工程学院，海南 三亚 572022；2.三亚学院陈国良院士工作站，海南 三亚 572022）摘 要：针对全国高速公路联网收费的实际需求，设计了一个基于ZigBee与MCU技术的用户友好型不停车收费系统。
高速公路收费系统设计与实现毕业论文
毕业设计（论文）设计（论文）题目：高速公路收费系统设计与实现高速公路收费系统设计与实现摘要高速公路收费系统是高速公路管理的重要组成部分。
建立智能化的收费系统是加强高速公路管理的一个重要环节。
这个系统的建立将会较好地解决交通收费业务中手工撕票收费这一传统方式所出现的各种问题，提高收费效率，杜绝跑、冒和漏收，能提高高速公路的整体功能。
根据国外高速公路收费系统的发展经验，结合当今的技术发展趋势，本文详尽地阐述了高速公路联网收费系统的设计、关键技术和部分技术实现。
本文首先介绍了当前国外高速公路收费系统的发展状况，并讨论了其优缺点，从中选出适用于我国现状的设计方案。
然后对本收费系统进行系统总体分析，对本系统的需求进行了分析。
然后，对系统总体设计进行了阐述，先确定了系统结构，并对系统中用到的数据库进行了分析和选择，对系统进行了总体设计。
在后面的系统程序设计中对车道收费系统和收费站收费系统的设计进行了详细的论述，并对系统的安全性进行了设计。
最后，本文简述了主要研究结果和存在的不足，并对不足给出了进一步改进的建议，展望了我国高速公路收费系统发展的方向。
关键词:智能交通，车道收费系统,高速公路,费用计算Design and Implementation of Expressway Fees Collection SystemAbstractThe expressway fees collection system is the main part of the expressway management. The establishment of an intelligent fees collection system is an important segment during strengthening the expressway management. All kinds of short advantages led by hand working in the former practice of transportation fees collection can be avoided by using the system. And also the function of the expressway can be promoted as a whole.According to the development of the expressway fees collection system and the trend of today's technology, an elaborate introduction is given in this thesis, which is about the design, key technology and some technical realization of the expressway fees collection.First, the current domestic and international developing condition of the expressway fees collection system is introduced. After discussing its advantage and disadvantage, a design project is chosen, which is profitable for the present condition to our country. Then the analysis to the fees collection system is carried on, including the total analysis of the system, the analysis to the needof this system.Next, the total design of system is described, the structure of this system is selected, the analysis and choice of database is done too, and total design of the system is carried on. And then, the entrance driveway system is described in detail. And the toll station system is introduced. The design for the safety of system is done.In the end, the results and the shortages are given. Further more, the suggestion for the further improvement of the expressway fees collection system is given.Key words: Expressway, Fees collection Driveway, Toll station, Safety目录1绪论 (1)1.1 课题背景及来源 (1)1.2 课题研究的意义 (2)1.3 论文结构 (2)2系统分析与设计 (4)2.1 系统分析 (4)2.1.1 车道收费系统功能规定 (4)2.1.2 车道收费处理主要流程分析 (5)2.2 解决方案设计 (9)2.2.1 总体设计 (9)2.2.2 车道系统程序设计 (13)2.2.3 数据上传通信 (16)2.2.4 通信系统设计 (16)2.2.5 数据库设计 (21)3基本理论知识及应用 (24)3.1 MFC下的用户界面编程 (24)3.2 MFC下的多线程 (26)3.3 MFC下的网络编程 (27)3.4 MFC下基于ADO的数据库操作 (29)4系统开发与实现 (33)4.1 开发环境及工具 (33)4.2 系统实现 (33)4.2.1 用户界面实现 (33)4.2.2 通信系统实现 (40)4.2.3 高速公路出口费率计算实现 (42)4.2.4 车辆照片查询实现 (42)4.2.5 导出EXCEL报表实现 (42)4.2.6 报表统计实现 (46)4.2.7 车辆图象抓拍实现 (46)4.2.8 时钟同步实现 (46)4.3 结果分析 (47)4.3.1 开发难点及相关策略 (47)4.3.2 课题不足之处 (47)4.3.3 工作展望及见解 (48)5总结 (50)致51参考文献 (52)1绪论随着我国经济的迅猛发展，高速公路交通作为经济发展的主要基础设施之一，越来越受到重视。
基于51单片机的高速公路测速系统和车牌识别分析
基于51单片机的高速公路测速系统和车牌识别分析添加时间: 2010-3-20 11:19:19 文章来源: 文章作者: 点击数:17688摘要鉴于高速公路限速牌不能很好地对司机起到警示作用的作用，本文设计了一套基于MCS-51单片机，包含光电探测装置和显示装置的电子屏幕。
它不仅能方便设置并显示该路段的限制速度，以完成普通电子限速牌的限速提示功能，同时能将测得的车速实时显示，并自动判断是否超速。
另外它低廉的造价和经计算证明较高的精度大大提高了它的可用性。
车辆牌照自动识别系统是近几年发展起来的基于图像和字符识别术的智能化交通管理系统，是目前国内外模式识别应用研究领域的一个热点。
本文对系统中区域提取、图像预处理、字符分割和字符识别等环节涉及的算法、设计做了一个比较详细的论述。
本文在图像预处理中重点介绍一种在图像获取阶段有目的定位关注的物体，讨论了灰度图像二值化的多种算法，利用它在原始图像形成的标识区域特性,在约束条件下，按照识别牌几何特征提出了一种特殊的二值化处理方法。
实验证明该图像识别系统具有较高的可靠性与稳定性,减小了进一步车牌识别中计算量大的问题,从而提高了车牌识别的准确性和快速性。
讨论了灰度图像二值化的多种算法基于数学形态学的图像去除噪声的方法。
基于数学形态学的图像去除噪声是通过对图像的开、闭操作有选择的去噪声。
可以去除直径小于字符笔划半径的孤立噪声点。
还详细地介绍了基于字符形态划分的字符识别方法。
基于字符形态划分的字符识别方法是在对数字字符结构进行充分分析的基础上，对基元检测，归纳字符形态特征，得到的快速字符识别方法。
关键词：光电检测；车速测量；单片机；电子限速牌；车辆牌照；图像处理；基元检测；字符识别基于51单片机的高速公路测速系统和车牌识别分析AbstractIn view of the highway speed limit unlicensed drivers should not very well serve as a warning to the role, this article has designed a single-chip based on the MCS-51, including the photoelectric detection devices and display devices of the electronic screen. It not only can easily set up and display the road speed limit in order to achieve common electronic speed limit signs prompt function, can be simultaneously measured real-time display of speed and automatically determine whether the speeding. In addition it is low cost and the higher the accuracy of calculations greatly enhance its usability. Vehicle License Plate Recognition system is developed in recent years based on the image and character recognition operation of the Intelligent Traffic Management System, the application of pattern recognition at home and abroad are currently a hot area ofresearch. In this paper, the system of regional extraction, image preprocessing, character segmentation and character recognition algorithm, such as aspect involved in the design to do a more detailed exposition. In this paper image pre-processing in the introduction of a focus at image acquisition phase has the purpose of positioning objects of concern, discussed the gray image binarization of a variety of algorithms, use it in the original logo image formation of regional characteristics, in binding conditions, identification card in accordance with the geometric characteristics of a particular binarization approach. Experiments prove that the image recognition system has high reliability and stability, further reduce the vehicle license plate recognition in the calculation of a large quantity of questions, thereby increasing the accuracy of license plate recognition and speed.Discussed the gray image binarization algorithm of multiple images based on mathematical morphology method to remove noise. Images based on mathematical morphology to remove the image noise is through the open and close operation has chosen to noise. Can remove the character strokes of a diameter less than the radius of the isolated noise points. Also detail the division of character-based form of character recognition methods. Morphological character-based division of Character Recognition on the figure are at a full analysis of character structure based on element detection, morphological characteristics summarized characters get Character Recognition Express.Key words：Photoelectric detection; speed measurement; Singlechip; electron speed licensing; vehicle license; image processing; motif detection; Character Recognition目录摘要................................................................................. (I)Abstract........................................................................... . (II)第1章绪论................................................................................. . (2)1.1 车牌字符识别研究课题的背景 (2)1.2 车牌字符识别研究的意义 (2)1.3 车牌字符识别研究的应用现状及发展 (3)1.4 本文主要内容.................................................................................第2章车牌图像预处理 (5)2.1 数字图像处理的相关介绍 (5)2.1.1 数字图像处理概念 (5)2.1.2 图像的数字化表示 (5)2.1.3 本文中图像处理所涉及的相关领域 (6)2.2 图像二值化................................................................................. . (6)2.2.1 彩色图像和灰度图像 (6)2.2.2 基于灰度的图像二值化 (7)2.2.3 图像二值化结果演示 (9)2.3 用数学形态学的方法去除噪声 (10)2.3.1 数学形态学的几种基本运算 (10)2.3.2 经开闭运算前后的图像对比显示 (16)2.4 单个字符图像的分割 (17)2.4.1 我国车牌的特点 (17)2.4.2 对所要识别的车牌的分析 (17)2.4.3 基于列扫描黑色像素积累的字符分割 (18)2.4.4 已经分割后的单个字符演示 (18)2.5 本章小结................................................................................. . (19)第3章基于字符形态划分的字符识别 (19)3.1 字符识别概述................................................................................3.1.1 目前字符识别的一些常规方法 (20)3.2 字符轮廓分析 (21)3.2.1 字符轮廓的划分 (21)3.2.2 字符四方向轮廓公式化表示 (21)3.3 字符轮廓的变化特征 (22)3.4 字符形态划分的结构基元 (22)3.4.1 字符结构基元划分原理 (22)3.4.2 字符形态划分方法的特点 (23)3.5 利用字符结构基元划分的字符识别原理 (24)3.5.1 基元的检测 (24)3.5.2 轮廓的统计特征 (25)3.5.3 用字符形态识别数字字符 (25)3.5.3.1 数字字符的特点 (25)3.5.3.2 数字字符的识别方法 (26)3.5.4 字符识别的matlab算法流程 (27)3.6 本课题整体流程 (29)3.6.1 对本课题流程的总体说明 (29)3.6.2 用MATLAB完成本课题的流程图 (30)3.7 基于字符形态划分的字符识别方法的特点和不足 (30)3.8 本章小节................................................................................. (31)结论................................................................................. . (32)参考文献................................................................................. (33)第1章绪论1.1 车牌字符识别研究课题的背景随着21世纪经济全球化和信息时代的到来，作为信息来源的自动检测、图像识别技术越来越受到人们的重视。
高速公路电子收费系统设计与优化
高速公路电子收费系统设计与优化随着社会经济的快速发展，高速公路的建设已经成为现代化城市运输系统的重要组成部分。
为了提高交通效率和方便行车，传统的人工收费方式逐渐被电子收费系统所取代。
本文将对高速公路电子收费系统的设计和优化进行探讨。
一、设计原则高速公路电子收费系统的设计应基于以下原则：1.数据安全性：高速公路电子收费系统处理大量的车辆和用户信息，因此保护数据的安全至关重要。
设计应采用先进的数据加密和防攻击技术，确保用户隐私和交易安全。
2.便捷性：用户使用电子收费系统应简便易行。
设计应注重用户体验，提供方便的支付方式和快速的通行流程。
3.智能化：电子收费系统应结合车辆识别、自动收费和系统管理等功能，实现自动化、智能化的管理和运营。
4.可扩展性：高速公路电子收费系统需要适应未来的技术发展和交通运营需求。
设计应具备良好的可扩展性，能够快速适应新的技术和系统需求。
二、系统设计高速公路电子收费系统的整体设计可以分为车辆识别、数据传输、收费计算、支付方式和系统管理等模块。
1.车辆识别：通过在高速公路上布置的车辆识别设备，如电子标签、车牌识别、摄像头等，对车辆进行识别和分类。
采用高精度的识别算法和设备，保证识别准确率和通行效率。
2.数据传输：识别的车辆数据需要通过网络传输至云端服务器进行处理。
设计应选择可靠的通信协议和网络架构，确保数据传输的稳定性和实时性。
3.收费计算：系统根据识别的车辆信息和相关规则，计算出相应的通行费用。
设计应考虑不同车型、时间段等因素，确保收费准确性和合理性。
4.支付方式：用户可以通过手机支付、电子钱包等方式完成支付。
设计应支持多种支付方式，并且保证支付的安全和便捷。
5.系统管理：系统管理模块涵盖用户管理、设备管理和运营监控等功能。
设计应提供用户权限管理、设备状态监测和故障预警等功能，保证系统的稳定运行和及时维护。
三、系统优化为提高高速公路电子收费系统的效率和用户体验，可以从以下方面进行优化：1.优化通行流程：通过优化车辆识别设备的布局和算法，减少车辆识别时间，提升通行速度。
高速公路收费系统施工论文
高速公路收费系统施工探讨【摘要】随着高速公路建设的加快，联网收费里程不断增长、交通流量不断加大，高速公路收费系统面临的问题日益突出，施工是保证收费系统正常运行的前提。
本文阐述了高速公路收费系统的施工方法。
【关键词】高速公路收费系统施工方法随着交通量的迅速增加以及高速公路网的逐步形成，电子信息技术越来越多的应用到了高速公路建设的各个方面。
收费系统作为高速公路智能化运输系统的重要组成部分，施工质量的好坏直接影响到整个收费系统的使用寿命和效率。
因此，有必要加强对高速公路收费系统的研究。
某高速公路全长约107公里，全线为四车道，行车速度为80km/h。
为了搞好该工程的收费系统，特采取了以下措施。
一、缆线施工缆线是整个收费系统的“神经系统”，缆线的实施进度与质量直接制约着其他各分部工程的进度以及整个系统的运行质量，因此，必须对此分部工程给予高度重视。
此外，缆线工程是直接依附于收费岛、车道与站等通信、电力管道等土建工程的房建工程之上的，该项工程的实施也可看作是对相关配套土建、房建建设情况的直接检验，是与土建、房建施工单位的一个重要工作界面，必须加强协调，相互体谅，相关配合，共同努力才能使该分部工程顺利进行。
为此，采取如下方法：在最短的时间内组织人员进场进行现场调研，详细了解相关土建、房建的修建情况、计划进度、预计完工日期等情况，使后续的现场勘察设计有针对性和有效性；与业主代表一起，对土建、房建的施工图纸进行审查，以确保设计图纸无误，稳定设计；依排定的现场勘察计划，多次组织人员进场勘察，以了解、掌握土建、房建的进度情况，并配合土建、房建监理对修建质量进行检查，以便发现问题，及时纠正解决；在联合设计、施工图设计完成后，根据业主的意见，并结合现场的情况，组织人员进场，一方面继续了解土建、房建的修建情况，配合监理做好土建、房建的验收，另一方面着手进行缆线进场、开盘测试等施工准备工作；本着“条件具备一处，开始施工一处”的原则，进行缆线敷设、接续等工作；缆线工程的施工，依据分项工程的排序，以站为基础，逐站进行，同时结合现场实际，合理灵活进行调整。
基于单片机控制的高速公路车辆检测系统-答辩PPT
二、电路的结构和基本原理
2.1 电路的结构图 本系统主要包括: 车辆数据采集部分,单片机车型鉴别部 分,显示及收费部分和不同车辆计数部分,如下图中所示:
数据采集设备 车辆通过区 数据采集设备 小轿车计数部分 单 片 机 车 辆 类 型 鉴 别 部 分 面包车计数部分 大客车计数部分
显 示 电 路
四、电路介绍
4.1
磁传感器来进行 检测。如下图:
收费站
出口
入口
地磁传感器
当车辆进行收费站的收费检测区,车头触碰到最前面的 一排地磁传感器后采集一个数据,(假设为检测到为高电平, 信号消息为低电平)车辆继续前行,当有另外的传感器检测到 车辆,且第一组传感器的信号消失时,两个传感器之间的距离 就为此时行驶车辆的车长,同理,在墙面上距地面高低不等的 距离上安装几个距离不等的地感传感器,当车辆来临,哪一个 传感器获得到信号,而此传感器距地面的高度为一定值,即此 高度为此时行驶车辆的车高。
关键词：高速公路，车辆类型，检测，计数
一、设计方案的比较与选择
如果采用传统的模拟电路不仅电路复杂而且会受到多方 面的影响，比如温度、天气等。相应的如果采用传统的数字 电路,在功能可以实现,且具有电路简单，功能性强，成本低， 可靠性高的优点,在对电路的设计和调试方面相比传统的模拟 电子方面也比较稳定一些,但其很难实现高速公路未来发展所 需要的自动收费系统,特别是未来也可以说是现在正在计划并 实施的高速公路收费站不停车收费的需要,并且目前,单片机 作为一个新的产品,其发展和应用领域越来越广且越来越方便, 电路简单,稳定性好,可靠性高,易于实现,电路或者说是系统的 变更改动比较方便,只需要在软件编程方面作一些变动即可实 现新的控制和检测,因而采用基于传感器和单片机方面的技术 来实现高速公路的车辆智能检测技术将得到极其广泛的应用 和推广。故本设计采用目前比较先进的地磁传感器和 AT89S51单片机进行设计。
高速公路智能收费系统的设计与实现研究
高速公路智能收费系统的设计与实现研究随着交通工具和人口的增长，高速公路的建设和运营成为一个国家发展的重要组成部分。
高速公路收费系统的设计和实现对于公路运营的效率、安全性和用户体验至关重要。
智能收费系统的引入可以提高收费效率、减少交通拥堵，并提供便利的支付方式。
本文将探讨高速公路智能收费系统的设计与实现。
一、概述高速公路智能收费系统是利用先进的技术手段，对通行车辆进行自动收费的系统。
通过使用电子标签、摄像头和自动识别技术，系统可以自动识别车辆并进行费用计算，实现快速、准确和安全的收费服务。
二、系统设计1.设备支持高速公路智能收费系统需要使用先进的设备支持，包括电子标签、摄像头、自动识别设备和交通信息管理系统。
电子标签用于识别车辆信息和支付方式，摄像头和自动识别设备用于捕捉车辆图像和识别车牌号码，交通信息管理系统用于收集、处理和存储交通流量和收费信息。
2.车辆识别与数据采集系统需要使用高精度的车牌识别算法和图像处理技术，对车辆进行准确的识别和数据采集。
车辆通过收费站时，系统可以自动识别车辆和车牌号码，并将识别结果与特定车辆的电子标签关联起来，以实现收费计算和支付。
3.费用计算与支付系统需要根据车辆类型、行驶里程和时间段等因素，进行费用的计算。
计算结果可以通过电子标签传输到车辆的支付账户中，实现自动扣款。
同时，系统还需要支持在线支付和移动支付等多种支付方式，提供便利的支付选择。
4.数据管理与安全系统需要具备强大的数据管理和安全能力，包括交通流量和收费信息的实时更新和存储，以及对个人隐私和支付安全的保护。
系统应该采用加密技术和访问控制策略，确保数据的机密性、完整性和可用性。
三、系统实现1.技术运用高速公路智能收费系统的实现离不开先进的技术运用。
例如，采用深度学习算法和神经网络技术，可以提高车牌识别的准确性和速度；利用云计算和大数据分析，可以实现交通流量和收费信息的实时处理和管理；借助物联网和无线通信技术，可以实现车辆和系统的无缝连接和信息传输。
基于51单片机控制的自动停车收费管理系统
基于51单片机控制的自动停车收费管理系统0 引言随着经济的增长，越来越多的人加入了购车行列。
汽车数量的剧增和停车场地的相对短缺，使得停车场的管理收费问题凸现。
特别是大型超市的临时停车场管理收费更加困难。
1.现有停车场收费管理系统目前的停车场收费管理系统通常采用以下两种计费方式：(1)摄像计费方式：在停车场出入口分别放置一台摄像机，通过摄像机摄下汽车车牌号码，送单片机或者电脑处理。
再通过单片机计算停车时间和费用，并控制大门开启。
该方案信息量大，要求具有较大的存储容量。
软件设计复杂，成本高。
(2)刷卡计费方式：车主到指定地点办理IC卡，通过打卡进出停车场，并通过IC卡缴费。
但该方式更适合于有长期固定停放车位的停车场。
为了解决上述传统计费方式的不足，笔者设计了一款基于89C51单片机的临时停车场自动停车收费管理系统。
本系统采用红外线检测单片机计费方式，所需存储容量小，具备了自动开启关闭大门功能、自动计费功能、显示功能(显示停车场状况)、查询功能和打印功能，而且收费方式可以调节，使系统更具灵活性。
整个系统操作简单、价格低廉、安装调试方便。
能够满足管理临时停车场的要求。
此外，该系统还可以方便地实现信息加密和各种功能扩展，通过改进可成为通用型收费管理系统。
2.系统框架与工作流程2．1系统框架按功能划分。
本临时停车场收费管理系统分为7大模块，。
图1临时停车场自动停车收费管理系统框图(1)红外线检测模块：安装在车场出入口以及每个停车位上，用于检测汽车的进出车场大门和停车位信号．送单片机作相应处理。
红外线检测模块由红外线发射电路和红外线接收电路组成。
其中接收电路又分为大门红外线接收电路和停车位红外线接收电路。
(2)大门控制模块：与红外线检测模块协作，执行停车场大门的开闭功能。
(3)单片机控制中心：采用89C51单片机系统，它是本系统的核心部分，主要功能是监控键盘状态．处理键盘输入的操作信息；监控停车场状态，控制大门开闭，有车驶入停车位后开始计时，汽车驶出停车位后停止计时，将停车时间换算为停车费用信息；控制显示器按要求显示各种信息；控制信息的打印过程。
基于MCS_51单片机的高速公路收费键盘的设计
收稿日期：2010-03-04作者简介：吴庚（1978-），男，辽宁大石桥人，工程师。
目前，辽宁高速公路已经全部采用自动化收费设备。
在收费系统中采用专用的收费键盘，可以使得收费人员更加直观地了解收费操作，进一步简化操作方法，降低对收费人员的计算机操作技能要求，降低误操作的可能性。
高速公路专用的收费键盘正是基于这个目的而设计的。
1键盘设计1.1设计要求在电路设计中以MCS -51单片机为核心控制部件，键盘管理程序和键值列表都存在单片机的内部存储器中；键盘与收费计算机通信采用串行接口；在设计中尽量简化硬件的设计，以便增加键盘的灵活性和降低产品的成本。
1.2键盘结构键盘结构主要是结合高速公路收费操作的实际特点，采用29个键值，包括0～9数字键、上下方向键、上班下班等功能键。
根据对按键的译码方式，键盘可以分为编码键盘和非编码键盘。
在这两种类型中，由于后者的硬件电路极为简单，故此在设计中我们采用了非编码键盘。
基于MCS -51单片机的行列式键盘硬件设计电路原理如图1所示：这里采用4×8的行列式键盘设计，分成4行8列。
每根行线和列线的交叉处接有一个按键，共计32个按键，其中多余的3个键暂时断开，为以后开发备用。
每当某个按键被按下时，与这个按键相连的行线和列线就会接通，否则是断开状态。
在此键盘中，需要4根行线和8根列线，共计占用12位I/O 端口线。
MCS -51虽然有4个八位并行I/O 端口，即P 0、P 1、P 2、P 3，但在实际应用中真正提供给用户使用的只有一个P 1口，因为P 0、P 2口通常需要用来传送外部存储器的地址和数据，P3口也常需要使用它的第二功能。
所以，此电路中采用了8155芯片拓展了MCS -51的并行I/O 端口。
如图1所示：CE 为8155片选输入线，低电平有效，这里将P 2.7置低电平，则选中本8155工作。
IO/M 为I/O 端口或RAM 的选通输入线，这里将P 2.0置高电平，则选中8155内部各I/O 端口工作。
费额显示器方案
基于ARM的公路收费用费额显示器解决方案随着我国高速公路的快速发展，公路的收费里程不断增加，公路的收费方式也在发生着变化。
从早期的人工收费发展到计算机收费、计重收费、ETC收费。
费额显示器的要求也越来越高，显示内容从早期的车型、金额，演化到现在显示车牌、车重、金额、余额、站名等各种信息。
其控制电路早期多采用基本MCS51系列的单片机来实现，现在多采用基于ARM的控制芯片。
本文详细介绍了一款基于ST公司的ARM芯片的费额显示器解决方案，经过实际应用，该方案成本低廉并已获得很好的效果。
1、费额显示器功能简介为适应各高速公路各种收费的需求，费额显示器要求具有显示内容多样化、语音报价功能集成化以及便于升级扩展等特点。
我们这套方案，将费额显示器、车道通行灯、黄闪报警器、语音播报器合为一体，由STM32数据处理器、XF3031P语音合成芯片组成控制电路，能够适用于公路收费站、停车场等各种场所。
费额显示器主要包括外部壳体、点阵内容显示控制部分和语音报价部分、车道通行和黄闪报警、通讯传输等几部分组成，各部分相互独立，功能上互不干扰。
1、费额显示器外部壳体部分整机外壳采用不锈钢拉丝制成，显示部分采用钢化玻璃密封而成，壳体生产采用激光数据切割工艺，显示部分与壳体的固定采用牢固的高焊接栽柱固定，此结构外观美观大方、防水耐用；与地面基础的连接体为钢制喷塑立柱，表面经过酸洗磷化喷塑处理，底座的固定设计可根据基础位置调节，安装方式简单牢靠，立柱表面采用大众亚银色细腻光滑，抗腐蚀耐用。
2、费额显示器点阵显示控制和语音报价部分第 1 页共6 页（1）、显示部分简介显示部分采用点阵显示方式，分辨率为128*64；显示汉字采用16*16点阵方式，每行显示8个汉字，最多可显示4行内容；显示选用点阵模块为直径3.75mm、点间距为业内通用的4.75mm的单红色超高亮管芯。
选用的点阵模块要求亮度高，半功率角大，适用于各种天气，可以从多个角度看清显示区域上的内容；显示区域可以显示任意国标GB2312一二级汉字或中英文字符且可由串口发送命令任意组合；点阵驱动电路选用台湾聚积的LED驱动芯片MBI5024，此芯片功率小易操作，可输出恒定电流维持LED亮度不变，另外此芯片性价比极高能为费额显示器的生产节约一定成本。
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基于51单片机的高速公路收费系统
摘要：本设计是一个基于小型收费站的高速公路收费系统设计，本系统包括硬件部分和软件部分两部分组成：硬件部分：在硬件部分中，设计了键盘扫描电路，便于对车牌号、价格等信息的输入和修改，液晶显示电路，用于显示车牌号和要收取的费用，指示灯电路用于指示是否放行，继电器电路用于控制升降杆的开关。
软件部分：软件部分包括键盘扫描程序的设计，通过p1口对14个按键进行扫描控制，键盘设计中，加入了车牌号输入完成与否的控制，车牌号修改控制，价格输入完成和修改控制，升降杆开关控制等，另外程序实现了lcd1602的显示操作。
关键词：stc89c51；lcd11602；键盘扫描收费系统
一、硬件基础
（一）stc89c51单片机简介
stc系列单片机是美国stc公司最新推出的一种新型51内核的单片机。
片内含有flash程序存储器、sram、uart、spi、a＼d、pwm 等模块。
该器件的基本功能与普通的51单片机完全兼容。
stc89c51单片机主要功能、性能参数：（1）内置标准51内核，机器周期：增强型为6时钟，普通型为12时钟；（2）工作频率范围：0～40mhz，相当于普通8051的0～80mhz；（3）stc89c5xrc对应flash空间：4kb＼8kb＼15kb；（4）内部存储器（ram）：512b；（5）定时器＼计数器：3个16位；（6）通用异步通信口（uart）1个；（7）中断源：8个；（8）有isp（在系统可编程）＼iap（在应
用可编程），无需专用编程器＼仿真器；（9）通用i＼o口：32＼36个；（10）工作电压：3.8～5.5v；
（二）液晶显示lcd1602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，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。
lcd1602分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为hd44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别。
1、1602lcd的基本参数
1602lcd主要技术参数；显示容量：16?？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。
2、1602lcd的ram地址映射及标准字库表
液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。
要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符。
二、硬件组成单元设计
（一）键盘输入设计
常用的键盘接口分为独立式按键接口和矩阵式键盘接口。
本设计采用4*4矩阵键盘输入，这种就口方式适用于按键数量较多的场合，它由行线和列线组成，按键位于行，列的交叉点上。
矩阵键盘的工作原理是按键设置再行，列交点是，行，列线分别连接到按键开关的两端。
行线通过是拉电阻接到+5v上。
平时无按键按
下时，行线电平处于高电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态将由此电平相连接的列线电平决定。
列线电平为低，则行线电平为低；列线电平为高，则行线电平也为高。
这是识别矩阵键盘是否按下的关键所在。
由于矩阵键盘中行列线为多键共用，个键盘均影响该键所在行和列的电平，因此，各按键彼此将相互影响，所有必须将行列线信号配合起来并作适当处理，才能觉得闭合键位置。
（二）lcd1602显示单元方案设计
在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、led数码管、液晶显示器。
发光管和led数码管比较常用，软硬件都比较简单，液晶显示器的主要有12864和1602，由于本系统设计不需要显示过多的字符，所以用1602足以。
（三）升降杆控制电路
当车牌号和收费都完成以后，点击确定完成升降杆的升起动作，当车辆过去以后，升降杆再落下，具体设计电路时控制一个继电器，外接一个指示灯，通过指示灯的亮灭模拟升降杆的开关。
（四）单片机复位电路设计
单片机在开机时都需要复位，以便于中央处理器以及其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。
单片机的复位后时靠外部电路实现的，在时钟电路工作后，只要在单片机的rst引脚时出现24个时钟震荡脉冲以上的高电平，单片机便可以实现初始化状态复位。
（五）时钟电路设计
在引脚xtal1和xtal2外接晶体振荡器，就构成了内部震荡方式。
由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生震荡时钟脉冲。
三、软件设计与调试
（一）本系统主要设计程序简述
首先是初始化，接着输入车牌号（如果输入错误修改），点击确定输入按钮，显示器显示是否输入完成？如果全部输入完成，点击确定按钮，绿色指示灯亮，继电器控制升降杆升起，车辆放行通过。
（二）protues中仿真
本设计在protues中的总图
参考文献：
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计算机，2007，（5）.
[6]王静霞.单片机应用技术（c语言版）[m].北京：电子工业出版社，2009.
作者简介：曹怡然（1989.6-），男，甘肃兰州人，西华师范大学
教育学院现代教育技术专业 2012级硕士研究生，主要从事教育技术专业的研究。