公交站臺上下客移門控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)被廣泛應(yīng)用于智能控制的領(lǐng)域中。單片機(jī)以體積小、功能全、價(jià)格低廉、開發(fā)方便的優(yōu)勢得到了許多電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的青睞。它適合于實(shí)時控制，可構(gòu)成工業(yè)控制器、智能儀表、智能接口、智能武器裝置以及通用測控單元等。本文首先闡明了近年來移動門的發(fā)展及意義，隨后著重介紹了單片機(jī)控制的移動門系統(tǒng)所用到的集成芯片at89c52、紅外線收發(fā)器等硬件的結(jié)構(gòu)原理。文中采用分塊的模式，對整個系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行分析，分別給出了系統(tǒng)總體框圖、電源電路、紅外線對射檢測電路、電機(jī)控制電路，并對相應(yīng)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)的闡述。隨后講述了軟件的編寫思路，每一個

2、模塊都畫了軟件流程圖，看起來一目了然。關(guān)鍵詞：無線收發(fā) 紅外對射檢測 at89c52abstractwith its rapid development, digital technology is widely used in the field of control system. single chip microcontroller is favored by many electronic system designers for its smallness, full function, low price and easy application. its pretty fit

3、for real-time control as a core in industrial controller, intelligent apparatus, intelligent interface, intelligent weapon device, universal measure control unit, etc.this paper first illustrates the development and significance of the platform screen door industry in recent years.and then foucuses

4、on the structural principle of the integrated chip at89c52 used in the development of microprocessor controlled controlled infrared automatic platform screen doors,infrared transmitting and receiving and other hardware.used in block mode,the entire system hardware circuit analysis, given the overall

5、 system block diagram,the power circuit,ir remote control circuits,motor control circuits,and circuit design related expounded .then tells the software to write ideas,each module are drawn from the relaxation of the diagram,look at a glance.keywords:the wireless transceiver infrared detection at89c5

6、2目 錄第1章 概 述- 1 - 1.1 課題開發(fā)背景- 1 - 1.2 公交站臺上下客移門系統(tǒng)概述- 1 - 1.3 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)的主要功能- 1 - 1.4 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求- 2 - 1.5 本章小結(jié)- 2 -第2章 系統(tǒng)方案論證- 3 - 2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路的選型- 3 - 2.2 直流電機(jī)驅(qū)動模塊的選型- 3 - 2.3 通信模塊的選型- 5 - 2.3.1 紅外對射檢測模塊的選型- 5 - 2.3.2 無線發(fā)射模塊的選型- 6 - 2.3.3 無線接收模塊的選型- 6 - 2.4 聲光報(bào)警模塊的選型- 9 - 2.5 手動控制模塊的選型

7、- 9 - 2.6 電源模塊的選型- 10 - 2.7 本章小結(jié)- 10 -第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)- 11 - 3.1 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路的基本原理- 11 - 3.2 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 12 - 3.2.1 時鐘電路設(shè)計(jì)- 12 - 3.2.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì)- 13 - 3.3 直流電機(jī)電源與驅(qū)動模塊設(shè)計(jì)- 13 - 3.3.1 直流電機(jī)驅(qū)動模塊設(shè)計(jì)- 13 - 3.3.2 電源模塊設(shè)計(jì)- 14 - 3.4 通信模塊設(shè)計(jì)- 15 - 3.4.1 紅外對射檢測模塊設(shè)計(jì)- 15 - 3.4.2 無線發(fā)射模塊設(shè)計(jì)- 16 - 3.5 聲光報(bào)警模塊設(shè)計(jì)- 19 - 3.6 手動控制模塊

8、設(shè)計(jì)- 19 - 3.6.1 看門狗ds1232- 20 - 3.6.2 開關(guān)門中斷脈沖- 20 - 3.7 本章小結(jié)- 21 -第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)- 22 - 4.1 主程序圖設(shè)計(jì)- 22 - 4.2 子程序流程圖- 23 - 4.2.1 紅外對射檢測子程序流程圖- 23 - 4.2.2 行程開關(guān)子程序流程圖- 24 - 4.2.3 直流電機(jī)驅(qū)動子程序流程圖- 24 - 4.3 本章小結(jié)- 26 -總 結(jié)- 27 - 致 謝- 28 -參考文獻(xiàn)- 29 -附錄1：公交站臺上下客移門控制系統(tǒng)原理圖- 31 -附錄2：公交站臺上下客移門控制系統(tǒng)程序清單- 32 -iv 第1章 概 述1.1 課

9、題開發(fā)背景在以人為本的現(xiàn)代社會中，城市軌道交通的服務(wù)水平需要不斷地提高。對乘客安全、車站環(huán)境、節(jié)能等方面的要求也相應(yīng)的不斷提高。公交站臺上下客移門系統(tǒng)正因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ǖ倪@些需求而產(chǎn)生的。公交站臺上下客移門系統(tǒng)是設(shè)置在城市軌道交通車站站臺邊緣的一種安全裝置。它將公交車與公交站臺候車區(qū)域隔離開，在公交車到達(dá)和出發(fā)時可自動開啟和關(guān)閉，為乘客營造了一個安全、舒適的候車環(huán)境。1.2 公交站臺上下客移門系統(tǒng)概述 從目前各國設(shè)置的站臺上下客移門系統(tǒng)來看，主要有兩種類型。第一類站臺上下客移門是一道自上而下的玻璃隔離墻和活動門，沿著車站站臺邊緣和兩端頭設(shè)置，把站臺乘客候車區(qū)與公交車進(jìn)站?？繀^(qū)域分隔開。這種站臺

10、上下客移門系統(tǒng)的主要功能是增加安全性、節(jié)約能耗以及加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)第二類站臺上下客移門系統(tǒng)是一道上下不封頂?shù)牟ＡЦ魤突顒娱T或不銹鋼籬笆門，其安裝位置與第一種方式基本相同。造價(jià)比第一種要低。這種類型的屏蔽門系統(tǒng)比第一種類型站臺上下客移門相對簡單，高度比第一種站臺上下客移門低矮，空氣可以通過站臺上下客移門上部流通。因新技術(shù)應(yīng)用此它相對第一種站臺上下客移門來說，主要起了一種隔離作用，提高了站臺候車乘客的安全，從此意義上說可以稱其為“安全門”。不過它同時也還能起到一定的降噪作用。1.3 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)的主要功能 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)電路主要包括無線收發(fā)電路，單片機(jī)電路，電機(jī)驅(qū)動電路

11、，紅外對射檢測電路，行程開關(guān)電路，聲光報(bào)警電路以及電源電路組成。通過各部分電路的公共工作，實(shí)現(xiàn)了brt公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)電路的功能。在這個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們采用的單片機(jī)是at89s52，電機(jī)驅(qū)動電路采用的是直流電機(jī)驅(qū)動。本電路可以對將要進(jìn)站的車輛給出信號進(jìn)行開/關(guān)移門，可以通過電機(jī)驅(qū)動模塊對將要下車的乘客進(jìn)行對點(diǎn)式開門，可以通過紅外對射檢測電路模塊防止客人被夾，通過行程開關(guān)電路模塊檢測站臺門開關(guān)門是否到位，還可以通過報(bào)警模塊達(dá)到安全的。1.4 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求（1）建立brt公交站臺模；（2）擇適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)設(shè)計(jì)移門控制電路（步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)）；（3）設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動

12、電路或選用適合的電機(jī)驅(qū)動器；（4）根據(jù)進(jìn)站車輛給出的信號開/關(guān)移門；（5）采用點(diǎn)對點(diǎn)式的開門方式；（6）具有防夾檢測及緊急控制；（7）具有一定的故障檢測與報(bào)警功能；（8）系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)1.5 本章小結(jié) 本章主要從課題的研究背景和社會現(xiàn)狀兩方面說明我的研究課題。公交車作為城市交通工具，其主要功能是減輕地面交通的壓力，具有方便、快捷、準(zhǔn)時的特點(diǎn)，因此具有一定的客流吸引力。站臺上下客移門在保護(hù)乘客安全、節(jié)省環(huán)控系統(tǒng)運(yùn)營能耗、改善站臺候車環(huán)境等方面都具有明顯的效果。我國部分城市以在地鐵站臺安裝，作為一項(xiàng)新技術(shù)的引用，站臺上下客移門系統(tǒng)在城市軌道交通中發(fā)揮了非常重要的作用。第2章 系統(tǒng)方案論證2.1 單片

13、機(jī)最小系統(tǒng)電路的選型本設(shè)計(jì)要求體積小，檢測點(diǎn)和控制點(diǎn)不多，程序不長，因此選用atmel公司生產(chǎn)的51系列產(chǎn)品at89c52單片機(jī)。該單片機(jī)為雙列直插式dip40封裝，它是一種帶4kb閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)芯片，它采用靜態(tài)cmos工藝制造，最高工作頻率為24mhz。它可以實(shí)現(xiàn)3個級別的程序存儲器保護(hù)功能，有32個可編程i/o引腳，2個16位計(jì)數(shù)/定時器，是目前市場上最常用的單片機(jī)芯片。一般地，電容c1和c2取30pf左右，晶體的振蕩頻率范圍是1.212mhz.如果晶體振蕩頻率過高，則系統(tǒng)的時鐘頻率也高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就快，所以選擇常用的12m晶振頻率，在此頻率下，單片機(jī)一個機(jī)器周

14、期為1us，運(yùn)行速度較快。 2.2 直流電機(jī)驅(qū)動模塊的選型 這里所用的芯片是高速運(yùn)放kf347，高速運(yùn)放kf347（也可以用tl084）的作用是比較器，把輸入邏輯信號同來自指示燈和一個二極管的2.7v基準(zhǔn)電壓比較，轉(zhuǎn)換成接近功率電源電壓幅度的方波信號。kf347的輸入電壓范圍不能接近負(fù)電源電壓，否則會出錯。因此在運(yùn)放輸入端增加了防止電壓范圍溢出的二極管。輸入端的兩個電阻一個用來限流，一個用來在輸入懸空時把輸入端拉到低電平。高速運(yùn)放kf347有8個管腳。表2-1 直流電機(jī)驅(qū)動模塊的選型元器件選型表 封裝表電路模塊直流電機(jī)模塊序號名稱代號參數(shù)數(shù)量型號 規(guī)格封裝型號1無極性電容c11u1陶瓷電容ra

15、d0.12電解電容c27pf1電解電容rb.2/.43無極性電容c30.1u1陶瓷電容rad0.14三極管q1 q790122三極管to-220 5三極管q2 q890132三極管to-2206三極管q3 q5irf95402三極管to-220 7三極管q4 q6irf5402三極管to-2208保險(xiǎn)絲f110a1 保險(xiǎn)絲06039二極管d1 d3d8in41483二極管diode0.410二極管d4 d5 d6 d712v4 二極管diode0.411發(fā)光二極管d2yellow1發(fā)光二極管rb.2/.412發(fā)光二極管d9red1發(fā)光二極管rb.2/.413發(fā)光二極管d10green1發(fā)光二極

16、管rb.2/.414芯片u1kf3471 芯片dip815接口j1con31 接口sip316接口j2 j4con22 接口sip217接口j3con41 接口sip42.3 通信模塊的選型2.3.1 紅外對射檢測模塊的選型 本電路的設(shè)計(jì)主要以芯片lm567、ne5532、cd40406為主，以電阻、二極管、三極管燈泡等為輔構(gòu)成的彩燈電路。其中ne5532是運(yùn)算放大器，cd40106為施密特觸發(fā)器。lm567為通用音調(diào)譯碼器，當(dāng)輸入信號于通帶內(nèi)時提供飽和晶體管對地開關(guān)，電路由i與q檢波器構(gòu)成，由電壓控制振蕩器驅(qū)動振蕩器確定譯碼器中心頻率。用外接元件獨(dú)立設(shè)定中心頻率帶寬和輸出延遲。調(diào)節(jié)電位器r8

17、可以改變lm567的振蕩頻率。表2-2 紅外對射檢測模塊的選型 元器件選型表 封裝表電路模塊紅外對射模塊序號名稱代號參數(shù)數(shù)量型號 規(guī)格封裝型號1無極性電容c1 0.01uf1陶瓷電容rad0.22有極性電容c4100uf1電解電容rb.2/.43發(fā)光二極管fs1 fs2 js 3發(fā)光二極管rad0.24電位計(jì)r61k1電位計(jì)vr15電位計(jì)r810k1電位計(jì)vr16芯片u1lm5671lm567dip87芯片u2ne55321ne5532dip88芯片u3cd404061cd40406dip149接口j1con31hwds/dysip310三極管q1c90131三極管to-182.3.2 無線發(fā)

18、射模塊的選型 無線發(fā)射模塊的電路非常的簡單，它只有簡單的元器件2個三極管，2個電阻，1個電容，一個天線，2個接口，1濾波器和2個電感組成。電路中的q1是一只數(shù)據(jù)調(diào)制三極管，它的型號為2sc3357。用接口2連接單片機(jī),接口1接電源，為電路送入5v的電壓。表2-3 無線發(fā)射模塊的選型元器件選型表 封裝表電路模塊無線發(fā)射模塊序號名稱代號參數(shù)數(shù)量型號 規(guī)格封裝型號1無極性電容c1 c27pf2陶瓷電容rad0.14接口j1con41con4sip45接口j2con21con2sip26濾波器sawr3151濾波器saw7天線antant1天線ant8電感l(wèi)14.5t1電感axial0.3 9電感l(wèi)2

19、2.5t1電感axial0.3 10三極管q12sc33571三極管to-1811三極管q280501三極管to-182.3.3 無線接收模塊的選型 無線接收模塊電路的元器件有很多，但只要就是接口，三極管，電感，電阻，電容以及芯片lm358組成。芯片lm358 內(nèi)部包括有兩個獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式。lm358該型號，市場上比較常見，在各大網(wǎng)站上，搜索比較頻繁，價(jià)格一直相對平穩(wěn)。國產(chǎn)品牌價(jià)格就非常低。表2-4 無線接收模塊的選型元器件選型表 封裝表電路模塊無線接收模塊序號名稱代號參數(shù)數(shù)量型號 規(guī)格封裝型號1無極性電容

20、c12pf1陶瓷電容rad0.12無極性電容c27pf1陶瓷電容rad0.13無極性電容c75pf1陶瓷電容rad0.14無極性電容c615pf1陶瓷電容rad0.15無極性電容c12470pf1陶瓷電容rad0.16無極性電容c131041陶瓷電容rad0.17無極性電容c3 c4 c5 c8 c9 c10 c111uf7陶瓷電容rad0.118電感l(wèi)11電感axial0.3 19電感l(wèi)31uh1電感axial0.3 20電感l(wèi)21電感axial0.3 21芯片lm358lm3581lm358dip822三極管q1 q2 q3npn3三極管to-1823接口j1con11con1sip124

21、接口j2con41con4sip42.3.4 通信模塊的選型 此模塊是結(jié)合前三節(jié)紅外對射檢測模塊、無線發(fā)射模塊與無線接收模塊的設(shè)計(jì)。此模塊實(shí)現(xiàn)與站臺信息的傳遞，在公交車到站及出站時向dcu發(fā)送開關(guān)門的控制信號。同時，移動門發(fā)生各種故障時通過此模塊向站臺發(fā)出各種報(bào)警信號。 元器件選型表 封裝表電路模塊無線接收模塊序號名稱代號參數(shù)數(shù)量型號 規(guī)格封裝型號1電阻r11201電阻axial0.3 2電阻r310k1電阻axial0.3 3電阻r210k1電阻axial0.3 4芯片max485max4851max485dip85數(shù)字ic 六反相器u2a174f04dip146接口j1con11con1s

22、ip17接口j2con41con4sip4 表2-5 通信模塊的選型 通信電路的設(shè)計(jì)元器件非常少，主要由碳膜電阻、數(shù)字ic 六反相器、max485芯片和接口組成。該通信模塊設(shè)置了3個接口：收發(fā)信使能端（r/d），收信（ro）和發(fā)信（di）。其中ro和di分別與單片機(jī)的txd和rxd連接，r/d利用一個i/o口線進(jìn)行邏輯控制。2.4 聲光報(bào)警模塊的選型 聲光報(bào)警電路即門狀態(tài)反饋電路，其設(shè)計(jì)元器件非常少，主要由碳膜電阻、發(fā)光二極管，蜂鳴器和三極管組成。電阻r1和三極管q1構(gòu)成放大電路，將單片機(jī)反饋傳遞來的信號放大后再傳遞給蜂鳴器以及發(fā)光二極管。接口一接單片機(jī)，接收單片機(jī)的反饋信號；接口二接電源模塊

23、，為本電路送入電路需要的額定電壓，控制其正常工作。 表2-6 聲光報(bào)警模塊的選型 元器件選型表 封裝表電路模塊聲光報(bào)警模塊序號名稱代號參數(shù)數(shù)量型號 規(guī)格封裝型號1電阻r1 r21m2碳膜電阻axial0.32發(fā)光二極管d1led1ledrad0.23蜂鳴器ls1speaker1speakerrb.2/.44接口j2sgbj1con2sip25接口j1dy1con4sip46三極管q1c90141三極管to-182.5 手動控制模塊的選型如果發(fā)生重大安全事故或者系統(tǒng)出現(xiàn)故障，比如因其他原因造成的系統(tǒng)電源缺失、部分屏蔽門故障、火災(zāi)等，這時經(jīng)過授權(quán)的站臺工作人員可以使用專用的鑰匙，乘客則通過手動解鎖

24、裝置進(jìn)行手動操作，打開公交站臺移動門。當(dāng)其他優(yōu)先級別的控制方式都不能完成移動門的開關(guān)時，才啟動手動操作這一最優(yōu)先級別的控制方式。手動控制電路的設(shè)計(jì)元器件非常少，主要由碳膜電阻、按鍵開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)、電解電容和ds1232、74ls14芯片組成。2.6 電源模塊的選型線性穩(wěn)壓電源由變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓組成的。接口2連接插頭部分的接口2，通過變壓器將220v的交流電變成每個電源模塊所需要的大小的交流電；整流指把大小，方向都變化的交流電變?yōu)閱畏较蛎}動的直流電。濾波是將單方向脈動的直流電的交流部分濾掉，得到平滑的直流電。穩(wěn)壓是將輸入的電壓波動或負(fù)載變化引起的輸出電壓變化時，能自動調(diào)整使輸出電壓維持

25、在原值。本電路通過變壓器，整流橋，三端穩(wěn)壓電源芯片使得該電源電路輸出平滑穩(wěn)定的5v ,24v的直流電，使得其他每個模塊的電路都正常工作，熔斷器f1對電路起到了保護(hù)的作用。2.7 本章小結(jié) 本章敘述了各個模塊的組成和所用元器件的選型。參考實(shí)際情況，從種類繁多的元件里挑選適合本課題的型號。也就是把整體的設(shè)計(jì)具體化，具體到每個系統(tǒng)模塊的組成及設(shè)計(jì)，再具體到每個模塊里小元器件的選型。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路的基本原理 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)電路主要包括收發(fā)電路，單片機(jī)電路，無線收發(fā)電路，電機(jī)驅(qū)動電路，紅外對射檢測電路，行程開關(guān)電路，聲光報(bào)警電路以及電源電路

26、組成。通過各部分電路的公共工作，實(shí)現(xiàn)了brt公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)電路的功能。本電路可以對將要進(jìn)站的車輛給出信號進(jìn)行開/關(guān)移門，可以通過電機(jī)驅(qū)動模塊對將要下車的乘客進(jìn)行對點(diǎn)式開門，可以通過紅外對射檢測電路模塊防止客人被夾，通過行程開關(guān)電路模塊檢測站臺門開關(guān)門是否到位，還可以通過報(bào)警模塊達(dá)到安全的目的。 圖3-1 brt公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)電路的組成框圖 3.2 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)以at89s52單片機(jī)為控制中心，txd口接的是無線發(fā)射模塊，p1.0口接的是無線接收電路模塊，來接收所發(fā)射的信號，從而達(dá)到公交車與站臺門之間的信號傳輸；p1.4口接的是紅外對射檢測電路模塊，通過這電路

27、檢查紅外點(diǎn)是否被擋以達(dá)到防夾客人的功能；p2.1口接的是聲光報(bào)警模塊，通過故障信號發(fā)出警告以達(dá)到故障的檢測功能；p2.2p2.5四個口所接的是行程開關(guān)模塊，通過行程開關(guān)模塊可以檢測到門開關(guān)到位問題。圖3-2 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖3.2.1 時鐘電路設(shè)計(jì)at89s52單片機(jī)內(nèi)部有個振蕩器，可以用作cpu的時鐘源。本系統(tǒng)時鐘選用內(nèi)部方式。at89s52內(nèi)郁含有一個高增益的反相放大器，通過xtali(輸入端)、xtal2(輸出端)外接作為反饋元件的片外石英晶體(或陶瓷諧振器)和電容c1 c2組成的并聯(lián)諧振電路后便構(gòu)成片內(nèi)自激振蕩器，從而利用它內(nèi)部的振蕩器產(chǎn)生時鐘。連接方法見圖所示，其中晶體呈感性，其

28、決定著振蕩器的振蕩頻率:電容c1 c2對頻率有微調(diào)作用。電路中反饋元件選用石英.話體，電容c1和c2均為30pf，電容與晶體的安裝位置應(yīng)盡量靠近單片機(jī)。 圖3-3 時鐘電路設(shè)計(jì)原理圖 3.2.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 89系列單片機(jī)在啟動時也需要復(fù)位使cpu及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始態(tài)開始工作。按下sw，電源對c充電，使rst端快速到達(dá)高電平;松開按鍵，c向芯片內(nèi)阻放電，恢復(fù)為低電平，從而使單片機(jī)可靠復(fù)位，一般r1選10k,c3選10uf。at89s52的按鍵復(fù)位電路見圖，電路簡單可靠。 圖3-4 復(fù)位電路設(shè)計(jì)原理圖3.3 直流電機(jī)電源與驅(qū)動模塊設(shè)計(jì)3.3.1 直流電機(jī)驅(qū)動模塊設(shè)計(jì) 輸入

29、信號線由data引入，1腳是地線，其余是信號線。1腳對地連接了一個2k歐的電阻。當(dāng)驅(qū)動板與單片機(jī)分別供電時，這個電阻可以提供信號電流回流的通路。當(dāng)驅(qū)動板與單片機(jī)共用一組電源時，這個電阻可以防止大電流沿著連線流入單片機(jī)主板的地線造成干擾?；蛘哒f，相當(dāng)于把驅(qū)動板的地線與單片機(jī)的地線隔開，實(shí)現(xiàn)“一點(diǎn)接地”。 高速運(yùn)放kf347（也可以用tl084）的作用是比較器，把輸入邏輯信號同來自指示燈和一個二極管的2.7v基準(zhǔn)電壓比較，轉(zhuǎn)換成接近功率電源電壓幅度的方波信號。kf347的輸入電壓范圍不能接近負(fù)電源電壓，否則會出錯。因此在運(yùn)放輸入端增加了防止電壓范圍溢出的二極管。輸入端的兩個電阻一個用來限流，一個用

30、來在輸入懸空時把輸入端拉到低電平。圖3-5 直流電機(jī)驅(qū)動電路原理圖3.3.2 電源模塊設(shè)計(jì) 電源部分通過接口2連接插頭部分的接口2，將電源導(dǎo)入整流橋進(jìn)行電源的整流，首先將220v的電源通過芯片lm78124ct，將電源變壓為24v,在此基礎(chǔ)上，將24v的電壓輸出，同時將24v的電壓送入芯片lm7805ct，將電源變壓為5v，輸出5v電壓。通過接口3將所有的電源組成一個整體，通過接口將整個電路所需要的電壓送給各個模塊，能夠讓每個模塊正常工作。圖3-6 電源模塊的原理圖設(shè)計(jì)圖3-7 插頭部分的原理圖設(shè)計(jì)3.4 通信模塊設(shè)計(jì)3.4.1 紅外對射檢測模塊設(shè)計(jì) 紅外對射檢測電路采用ne5532運(yùn)算放大器

31、構(gòu)成比較器，也可以用比較器lm339代替。接收管的輸入信號經(jīng)過cl電容后從正腳輸入比較器。比較電平在負(fù)腳輸入比較器通常將比較電平設(shè)為2.5伏，可以調(diào)節(jié)電位器r7適當(dāng)提高比較電平。cd40106為施密特觸發(fā)器。用于是光敏昌體管;正向電陰在10k左右反向電阻接近的是光敏二極管。紅外發(fā)光二極管長腳為正端.短腳為負(fù)端;光敏晶體管管腳較長的是發(fā)射極，另一腳是集電極;光敏二極管可用萬用表來側(cè)出正極和負(fù)極。整個電路采用5伏供電，out輸出腳可以送到單片機(jī)的的中斷引腳已引發(fā)紅外檢測中斷。由于僅用到一對紅外管，只用到ne5532的一個放大器，cd40106也只用到六個施密特觸發(fā)器中的一個,如果一塊電路板上集成多

32、對紅外管時，其它部分也可以用得上。lm156、ne5532、cd40106都是在電子市場上容易買到的器件，紅外發(fā)光管和接收管也比較常見。 圖3-8 紅外對射檢測電路原理圖3.4.2 無線發(fā)射模塊設(shè)計(jì) df數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為315m，采用聲表諧振器saw穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)度僅次于晶體。df發(fā)射模塊未設(shè)編碼集成電路，而增加了一只數(shù)據(jù)調(diào)制三極管q1,這種結(jié)構(gòu)使得它可以方便地和其它固定編碼電路、滾動碼電路及單片機(jī)接口，而不必考慮編碼電路的工作電壓和輸出幅度信號值的大小。這套模塊的特點(diǎn)是發(fā)射功率比較大，傳輸距離比較遠(yuǎn)。 df數(shù)據(jù)模塊采用ask方式調(diào)制，以降低功耗，當(dāng)數(shù)據(jù)信號停止時發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號

33、與df發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能用電容耦合，否則df發(fā)射模塊將不能正常工作。 在此原理圖中，其中接口2連接單片機(jī)txd口,接口1接電源，為電路送入5v的電壓。 圖3-9 無線發(fā)射模塊原理圖3.4.3 無線接收模塊設(shè)計(jì) 無線接收模塊電路主要有芯片lm358，電阻，電容，三極管，電感等元器件組成，通過無線接收模塊來接收無線發(fā)射模塊所發(fā)出來的信號，傳到單片機(jī)，單片機(jī)收到信號后，電機(jī)開始工作，以達(dá)到站臺門打開的目的，單片機(jī)的p10接口與接口1相連。接口2 接電源模塊，為電路輸送5v的電壓。圖3-10 無線接收模塊原理圖3.4.4 通信模塊組合電路設(shè)計(jì)圖3-11 通信電路組合模塊設(shè)計(jì)3.

34、5 聲光報(bào)警模塊設(shè)計(jì) 聲光報(bào)警電路的設(shè)計(jì)非常簡單，它主要是在檢測移動門是否有人被夾，將信號傳遞給單片機(jī)，由單片機(jī)反饋給p14口，通過三極管將信號放大控制聲光報(bào)警電路，當(dāng)門內(nèi)沒人時，聲光報(bào)警電路就不工作，否則就將信號傳遞給揚(yáng)聲器以及發(fā)光二極管，使得揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。另外一個功能就是當(dāng)單片機(jī)核心系統(tǒng)檢測到移動門有故障時，將信號也通過p14口輸送給聲光報(bào)警電路，將信號通過三極管放大，再將信號傳遞給揚(yáng)聲器以及發(fā)光二極管，使得揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。使得故障得到修理。原理圖中的接口一是接單片機(jī)p14口，控制改電路的，接口2是接電源模塊，為本電路輸入額定電壓控制該電路工作。 圖3

35、-12 聲光報(bào)警模塊原理圖 3.6 手動控制模塊設(shè)計(jì) 此模塊有以下兩個主要功能：1.利用看門狗ds1232實(shí)時檢測單片機(jī)的工作和復(fù)位功能，2.提供單片機(jī)int0和int1中斷信號進(jìn)行開門和關(guān)門操作。3.6.1 看門狗ds1232 集成電路ds1232 具有性能可靠、使用簡單、價(jià)格低廉的特點(diǎn),應(yīng)用在單片機(jī)產(chǎn)品中能夠很好的提高硬件的抗干擾能力。其主要特點(diǎn)：1）具有8 腳dip 封裝和16 腳soic 貼片封裝兩種形式,可以滿足不同設(shè)計(jì)要求；2）在微處理器失控狀態(tài)下可以停止和重新啟動微處理器；3）微處理器掉電或電源電壓瞬變時可自動復(fù)位微處理器；4）精確的5 %或10 %電源供電監(jiān)視；5）不需要分立元

36、件;6）適應(yīng)溫度范圍寬, -40+ 85 。ds1232 能夠?qū)崟r監(jiān)測向微處理器供電的電源電壓,當(dāng)電源電壓vcc低于預(yù)置值時,ds1232 的第5腳和第6 腳輸出互補(bǔ)復(fù)位信號rst 和rst 。預(yù)置值通過第3 腳( tol) 來設(shè)定;當(dāng)tol 接地時,rst和rst 信號在電源電壓跌落至4. 75v 以下時產(chǎn)生; 當(dāng)tol 與vcc相連時,只有當(dāng)vcc跌落至4. 5v以下時才產(chǎn)生rst 和rst 信號。當(dāng)電源恢復(fù)正常后, rst 和rst 信號至少保持250ms ,以保證微處理器的正常復(fù)位。同時。ds1232 提供了可直接連接復(fù)位按鍵的輸入端pbrst (第1腳) , 在該引腳上輸入低電平信號

37、, 將在rst 和rst 端輸出至少250ms 的復(fù)位信號。在ds1232 內(nèi)部集成有看門狗定時器, 當(dāng)ds1232 的st 端在設(shè)置的周期時間內(nèi)沒有有效信號到來時,ds1232 的rst 和rst 端將產(chǎn)生復(fù)位信號以強(qiáng)迫微處理器復(fù)位。這一功能對于防止由于干擾等原因造成的微處理器死機(jī)是非常有效的?？撮T狗定時器的定時時間由ds1232 的td 引腳確定?？撮T狗定時器的周期輸入信號st 可以從微處理器的地址信號、數(shù)據(jù)信號或控制信號中獲得, 不論哪種信號都必須能夠周期性的訪問ds1232 , 對于51 系列單片機(jī), 推薦使用ale 信號。3.6.2 開關(guān)門中斷脈沖圖3-13是硬件結(jié)構(gòu)圖，中斷脈沖信號

38、由一個撥動開關(guān)s2和兩個按鈕s3，s4開關(guān)構(gòu)成聯(lián)動產(chǎn)生。s2閉合到vcc時，按鈕開關(guān)才有效，不需要時將s2撥到gnd，防止出現(xiàn)誤操作，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。c1和c2為硬件去抖動，r1，r2為泄放電阻，同時具有上拉作用。經(jīng)過電容去抖動后再利用反相施密特觸發(fā)器74ls14修正波形，同時使邊沿信號變成下邊沿。圖3-13 手動控制模塊原理圖3.7 本章小結(jié)本章主要從分析課題各模塊的設(shè)計(jì)從而確定最終的設(shè)計(jì)方案。各個模塊的設(shè)計(jì)及主要器件的初步選擇，各個模塊的詳細(xì)原理圖，以及各個模塊在整體設(shè)計(jì)方案中的作用。每個模塊都是參考現(xiàn)有的技術(shù)及數(shù)據(jù)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，符合現(xiàn)在的社會現(xiàn)狀，各個模塊的契合就是本課題的成品。第4章

39、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.1 主程序圖設(shè)計(jì) 公車進(jìn)站后，發(fā)出無線信號，當(dāng)站臺門接收到公車發(fā)出的無線信號后，就會傳遞給單片機(jī)，隨后直流電機(jī)接收到信號轉(zhuǎn)動起來，帶動站臺門的開關(guān)；當(dāng)直流電機(jī)模塊接收到故障信號后，它就會馬上終止電機(jī)。站臺門在開關(guān)門過程中，如果紅外對射模塊所發(fā)出的紅外線被乘客擋住后，它會將信號傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)再傳給直流電機(jī)，直流電機(jī)將會馬上終止，這樣站臺門就不會夾到乘客了。如果紅外線沒有被擋住，站臺門就會關(guān)閉，這時行程開關(guān)就會發(fā)揮作用了，它會檢測站臺門是否開關(guān)到位，如果站臺門沒有開關(guān)到位，也就是發(fā)生故障，這樣聲光報(bào)警模塊就發(fā)出警報(bào)，這幾個模塊缺一不可，這樣就能確保公交站臺上下客移門控制系統(tǒng)

40、的穩(wěn)定和安全。圖4-1 主程序圖設(shè)計(jì)流程圖初始化程序： clearmemio: clr a ；a清0 dec a ；a為#0ffh mov p0，a ；p0-p3口置1 mov p1，a mov p2，a mov p3，aclearmem: mov sp,#70h ；設(shè)堆?；窞?0h mov ie,#00h ；關(guān)所有中斷 mov ip,#01h ；設(shè)優(yōu)先級 ret ；返回4.2 子程序流程圖4.2.1 紅外對射檢測子程序流程圖在這個設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，紅外對射檢測電路模塊的作用很簡單，它可以防止乘客被站臺門夾住。當(dāng)紅外線被乘客擋住后，信號就會傳給單片機(jī)，單片機(jī)接收到信號后傳遞給直流電機(jī)驅(qū)動模塊，這樣

41、門就會先停止在開門，這樣乘客就可以安全出站臺。圖4-2 紅外對射檢測子程序流程圖4.2.2 行程開關(guān)子程序流程圖在這個設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，行程開關(guān)模塊很重要的，它的功能是檢測站臺門開關(guān)門是否到位，可以檢測站臺門是否有故障。它的原理是這樣的，在直流電機(jī)驅(qū)動模塊進(jìn)行開關(guān)門的過程中，通過門有沒有與行程開關(guān)接觸，可以判斷站臺門有沒有開關(guān)到位，如果開關(guān)門沒有到位，就是站臺門有故障，信號會馬上傳遞給單片機(jī)，進(jìn)行故障檢修。 圖4-3 行程開關(guān)子程序流程圖4.2.3 直流電機(jī)驅(qū)動子程序流程圖在這個設(shè)計(jì)項(xiàng)目中最簡單的莫過于直流電機(jī)驅(qū)動了，雖然它的原理圖比其他模塊的有點(diǎn)煩，但是它的流程是最簡單的，直流電機(jī)模塊的功能就是轉(zhuǎn)

42、動電機(jī)開關(guān)站臺門。無線接收模塊接收到信號后傳遞給單片機(jī)，電機(jī)驅(qū)動模塊接收單片機(jī)的信號后進(jìn)行開關(guān)門，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動電路接收到故障信號后，就會停止工作。圖4-4 直流電機(jī)驅(qū)動子程序流程圖正轉(zhuǎn)工作程序： k1： jb p0.4，out lcall delay10ms ；延時10ms jb p0.4，out ；p0.4跳轉(zhuǎn)指令 clr p0.2 ；p0.2清零 setb p0.0 ；p0.0置1 clr p0.1 ；p0.1清零 mov r5，#0 d1：mov r4，#0 djnz r5，d1 jb p0.5，$ lcall delay10ms setb p0.0 ；p0.0置1 setb p0.1 ；

43、p0.1置1 ljmp out ；返回，循環(huán)反轉(zhuǎn)工作程序： k2： jb p0.6，out lcall delay10ms ；延時10ms jb p0.6，out ；p0.6跳轉(zhuǎn)指令 clr p0.3 ；p0.3清零 setb p0.0 ；p0,0置1 clr p0.1 ；p0.1清零 mov r5，#0 d2：mov r4，#0 djnz r4，$ djnz r5,d2 jb p0.5，$ lcall delay10ms setb p0.3 ；p0.3置1 setb p0.0 ；p0.0置1 setb p0.1 ；p0.1置1 ljmp out ；返回，循環(huán)4.3 本章小結(jié)本章主要介紹了公交

44、站臺上下客移門系統(tǒng)采用正常進(jìn)行模式（系統(tǒng)級控制）、非正常運(yùn)行模式（狀態(tài)級控制）和緊急運(yùn)行模式（手動操作控制）三種運(yùn)行模式。三種運(yùn)行模式以手動操作控制優(yōu)先級最高，站臺級控制次之，系統(tǒng)級操作控制最低?？?結(jié)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用了美國atmel公司生產(chǎn)的單片機(jī)at89s52芯片，以及其他常用的芯片 如：lm567、ne5532、kf347、cd40406。其中ne5532是運(yùn)算放大器，cd40106為施密特觸發(fā)器。lm567為通用音調(diào)譯碼器，高速運(yùn)放kf347，高速運(yùn)放kf347（也可以用tl084）的作用是比較器。在本設(shè)計(jì)中，也利用的常見的元器件電阻、三極管、二極管、電感以及電容。本電路的設(shè)計(jì)易于安裝在

45、檢測、軟件功能完善、工作可靠、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有很多：（1）可避免乘客探頭張望和隨車奔跑的現(xiàn)象；另外，移動門上還安裝了探測各種障礙物的傳感器，一旦有障礙物存在，傳感器發(fā)出的信息將使移動門再開閉機(jī)構(gòu)動作，這樣也避免了車門挾人、挾物的事故；（2）降低了人工成本；（3）列車行駛時會有噪音產(chǎn)生。安裝移動門系統(tǒng)之后，站臺移動門再站臺和軌道之間形成一個物理屏障，可以大大降低候車站的噪音；（4）也可以提高城市形象。采用移動門系統(tǒng)后，乘客們能夠舒適、安全地候車，直接感受到政府對市民的關(guān)心，增加市民對政府工作的信任。此外，該系統(tǒng)是一種新型裝置，自動化程度高，對于塑造國際化大都市的形象也很有幫助。

46、致 謝 經(jīng)過了幾周的不斷努力，我終于將畢業(yè)設(shè)計(jì)給完成了。在論文的寫作過程中，我查閱了大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請教等方式，學(xué)到了不少知識，收獲巨大。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我們知識運(yùn)用能力的一次全面的考核，也是對我們進(jìn)行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識獨(dú)立地分析問題和解決問題的能力，為以后撰寫專業(yè)學(xué)術(shù)論文和工作打下良好的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)能夠順利完成，首先要對我的指導(dǎo)老師董娜娜老師和幫助過我的所有老師和同學(xué)表示最真摯的謝意。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師董娜娜老師，她對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。 在整個論文的選題、理論研究、需求分析和系統(tǒng)

47、設(shè)計(jì)的工程中，他們給了我不少的啟發(fā)，并對論文的設(shè)計(jì)方案，硬件選擇和軟件編寫等方面提出了許多至關(guān)重要的建議，在整個過程中幫我解決了不少難題和困惑。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最衷心的感謝！ 最后，我還要感謝這一領(lǐng)域的學(xué)者們，是他們給我的經(jīng)驗(yàn)和研究方向，文中引用了一些他們的研究成果，在此以表示衷心的感謝。參 考 文 獻(xiàn)1 韓春光，嚴(yán)金龍，李華編著模擬電子技術(shù)與實(shí)踐m北京：電子工業(yè) 出版社.2009.2 童詩白，華成英主編模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)m清華大學(xué)電子學(xué)教研組編 北京：高等教育出版社.2006.3 朱祥賢主編,楊永，張家欣，華大龍，蔡楠，羅時書，張洪明參編數(shù)字 電子技術(shù)項(xiàng)目教程m北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2010. 4 胡繼勝,杜佳敏.電子cad技能與實(shí)訓(xùn)protel 99 sem.電子工業(yè)出版 社.2007. 5 杰哈.紅外技術(shù)應(yīng)用m.化學(xué)工業(yè)出版社.2004.10.6 陳永甫.紅外探測與控制電路m.人民郵電出版社.2004.6.7 門宏編著快速學(xué)會